Intel Alder Lake-S: l'architettura big.LITTLE applicata alle CPU desktop | Rumor

09 Marzo 2020 69

Intel Alder Lake-S potrebbe essere la prima generazione di processori desktop dell'azienda statunitense ad utilizzare una nuova architettura in stile ARM big.LITTLE, questo almeno è quanto suggerisce una recente indiscrezione proveniente dalla Cina che, con tanto di slide allegata, svela quelle che sarebbero le prime soluzioni di questo tipo da parte del colosso di Santa Clara.

big.LITTLE è un approccio che ha dato buoni frutti in ambito mobile, un'applicazione in ambito desktop tuttavia non sarebbe molto semplice da integrare e motivare, nonostante Intel stessa si stia "muovendo" dall'ormai superato approccio monolitico verso soluzioni con packaging 3D (Foveros) - un esempio concreto è il SoC a 10nm Lakefield presentato a CES 2019.


Tenendo sempre conto che si tratta di una notizia non ufficiale, la slide a corredo mostra come i processori Alder Lake-S offriranno soluzioni top di gamma fino a 16 core con GPU integrata; i core non sono tutti uguali ma divisi in due gruppi, 8 "big core" e 8 "small core", verosimilmente con prestazioni e consumi differenti. Al momento mancano ulteriori dettagli tecnici a riguardo (vedi frequenza/cache), inoltre non è chiaro con quale processo produttivo e architettura saranno prodotti i core (si vocifera 10nm).

I processori Alder Lake dovrebbero utilizzare poi il nuovo socket LGA1700 e offrire configurazioni fino a 16 core con TDP a 125W, in linea quindi con i modelli top di gamma della prossima generazione Intel Core 10a gen attesi per aprile. La slide in realtà fa riferimento a una variante con TDP a 150W (mancano dettagli) e conferma ulteriori due modelli di fascia più bassa con TDP impostato a 80W.

Il primo è sempre un 8+8 core - probabilmente con frequenze più contenute - il secondo invece è un esa-core (sempre con iGPU) che non prevede l'utilizzo dei core a basso consumo. Queste al momento le indiscrezioni, Intel da parte sua non ha ancora commentato la notizia che, se confermata, indicherebbe un netto cambio di rotta del produttore in ambito CPU desktop.

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Commenti

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Maurizio Mugelli

i "big" core sicuramente smt, i little dipende da che architettura scelgono, se e' un derivato atom come goldmont probabilmente no

Federico

Si che parla di TDP, ha risposto immediatamente dicendo che un TDP elevato porta a grossi problemi di dissipazione.

DeeoK

"Soluzione stupida che non serve ad una mazza in ambito desktop."
Prima frase. Pure Maurizio non parla di TDP ma dell'utilità di questa architettura in ambito desktop.
Mi pare che tu abbia seguito una discussione tutta tua, anche perché hai risposto pure a me che non stavo minimamente parlando della definizione di TDP, comunque amen, proseguire lascia il tempo che trova.

Federico

Secondo te avrenno la tecnologia per il supporto del multithreading o saranno a thread singolo?

Federico

E comunque sia l'argomento di questo thread non è l'architettura, i datacenter, i server o i desktop.
Qui abbiamo parlato solo ed esclusivamente del significato del parametro TDP.

Federico

Ma no, scusa.
Pip aveva scritto che il TDP conta solo nei telefoni e sia io che Maurizio gli abbiamo risposto che non è affatto vero, perchè invece conta per ogni altra tipologia di dispositivo.

DeeoK

Che parlava di questa architettura in ambito desktop. E nella tua risposta hai parlato di datacenter.

Federico

Hmmmm... così ad occhio non credo, ma Maurizio potrebbe essere più specifico.
Penso che un buon 70% del calore venga dall'effetto Joule.
La miniaturizzazione semmai, sempre così ad occhio, potrebbe perfino essere un po' peggiorativa quanto a perdite per effetto Joule, anche se poi questo verrebbe ampiamente compensato dalle minori capacità e minor energia da impiegare nelle transizioni di stato.
Il calore "termico", ossia misurabile con il termometro, non so se possa essere attribuito ai fotoni perchè dovrebbero essere veramente molto energetici.

Pip

Non ho nulla da dire a chi sostiene str0nzate come
"Ma neanche per sogno, il TDP indica l'efficienza energetica del componente.
È la differenza tra la potenza assorbita e quella dissipata in calore, ossia la potenza sprecata senza compiere lavoro utile."
Non c'è una cosa corretta in quello che dici, ed è proprio quello che ti ostini a difendere.

Francamente non ho nulla da dire ad uno che sostiene cose simili e pretende di avere ragione.
Veramente patetico come pretendi di aver ragione su concetti così semplici per cui ti basterebbero 30 secondi su wikipedia

Alì Shan

Le perdite per effetto non si riducono modificando le proprietà del silicio, ma miniaturizzando i componenti, per cui, di pari passo riduci sia le perdite per effetto joule che quell'energia dovuta alla transizione di stato, quindi il processore ideale non è solo costituito da un semiconduttore ideale, ma anche quello miniaturizzato al più possibile. Finché si è sufficientemente distanti da quel caso limite, si può dire che l'energia necessaria ad eseguire un determinato calcolo può essere ridotta quasi all'infinito, nel senso che un processo produttivo reale è ancora distante diversi ordini di grandezza dal caso ideale.

Federico

Ma che poi è difficile stabilire cosa è adatto ai server e cosa ai desktop.
In generale conta molto il supporto alle configurazioni multi processore, senza il quale i server si fanno male, ma al di là di quello se andiamo a vedere HP fa le workstation grafiche con gli Xeon ed IBM i server con i Core.
Quindi...

Federico

Rileggendo con più attenzione: no, non puoi considerare come perdita l'energia trasportata fuori dalle giunzioni dai fotoni.
Si tratta del COSTO energetico e non di una perdita.
Qualsiasi operazione tu compia nel mondo fisico ha un costo energetico, e magari questo può anche generare calore, ma non per questo può essere considerato una perdita.
Le perdite sono unicamente la differenza tra l'energia fornita al sistema e quella effettivamente impiegata nel lavoro utile.

Federico

Efficienza ENERGETICA, non efficienza e basta.
Sono cose differenti.

Federico

Sto aspettando la tua risposta, Genio.
Raffigurati la situazione che ho descritto e magari capirai che quell'energia da qualche parte va a finire.
Vuoi un aiuto?

Federico

così come se vuoi credere che l'energia che entra non è uguale a quella che esce...

Ma che dici???
Semmai sei tu a sostenere che l'energia impiegata dalla CPU sarebbe MAGGIORE di quella assorbita!

Guarda ti faccio un quesito semplificando immensamente la situazione:
Abbiamo un sistema ideale nel quale il materiale semiconduttore non presenta alcuna resistività, quindi nessun effetto Joule che ne faccia aumentare la temperatura.
Su questo materiale serigrafiamo una semplice rete che controlli la carica e scarica di un FET il cui gate è collegato a questa capacità.
Nell'istante T0 il condensatore è carico, il gate è polarizzato ed il canale è in conduzione.
Nell'istante T1 la rete di controllo scarica la capacità ed il canale del FET viene interdetto.
Problema: dov'è finita l'energia accumulata nella capacità? certamente non viene dissipata in calore, dal momento che il nostro semiconduttore ideale non presenta resistività e quindi non c'è effetto Joule che possa innalzare la temperatura.

Pip

Maurizio Mugelli Ti prego, intervieni tu che qua non so più cosa dire...
Normalmente lascerei perdere, ma sentire che non tutta l`energia viene trasformata in calore e che il tdp è una misura dell`efficienza proprio no...

Pip

Peccato che sei così ottuso da non capire neanche che quello che ti ha detto Maurizio non c'entra nulla con il tdp.
Ma da uno che non sa neanche fare una ricerca per scoprire che il tdp non c'entra con l'efficienza ma è soltanto un'indicazione sulla massima quantità di calore dissipabile, non mi aspetto chissà che...
Credi quello che vuoi, a me non cambia nulla, se vuoi credere che il tdp indichi l'efficienza fai pure, così come se vuoi credere che l'energia che entra non è uguale a quella che esce...

Anzi, magari vallo pure a qualcuno di presenza, così ti prende per il qulo anche di presenza e non solo attraverso uno schermo come posso fare io...
Detto questo, addio. Ho perso solo tempo con te.

Federico

Non è che lo penso io, è che è proprio ciò che accade (anche se di certo non in quella percentuale).
Le cose le ho lette sui libri, esercizio che evidentemente tu non hai mai praticato.

Pip

"Voi sembrate pensare che tutta l'energia fornita ad un chip venga poi trasformata in calore"

CHE È ESATTAMENTE QUELLO CHE SUCCEDE.
Sei tu che sei convinto che se entrano 100W di potenza elettrica in un processore con tdp di 50W, allora 50W vengono trasformati in calore e gli altri 50W in calcoli...

Ma dove cacchio le hai lette certe cose?
Normalmente non mi farei così tanti problemi, capita che la gente non sappia di cosa parla, ma sei così arrogante da essere convinto delle tue assurdità senza neanche metterti in dubbio per un secondo. E il bello è che dici a noi di studiare...

Federico

Leggi la risposta che ho appena dato.
Maurizio è l'unico mio interlocutore che dimostra di avere una buona competenza, ed ha già risposto ad un mio quesito in merito.
Ragazzi, le leggi della fisica quelle sono... non è che cambino perchè voi la fisica non l'avete mai studiata!

Pip

NON ESISTE L'EFFICIENZA ENERGETICA NEI PROCESSORI, o quantomeno non allo stesso modo di come si intende per cose come i motori. Stai dicendo una marea di caxxate.
Nei processori esistono le performance per watt, è quella l'efficienza, non le tue assurdità sul tdp.
Se il migliore processore moderno e il peggiore processore di 20 anni fa assorbono entrambi 100W, allora si dovrà dissipare in entrambi un calore di 100W, punto.
È così difficile da capire?
Entrambi avranno un tdp di 100W, ma il secondo avrà performance maggiori perché il rapporto performance per watt sarà maggiore, ma entrambi assorbiranno tanta quanta energia ne dovranno dissipare, ossia 100W.
Se non capisci neanche questo così semplice concetto e ti ostini a dire str0nzate senza neanche informarti un attimo di come funziona un processore, per me abbiamo finito qua.
E le emissioni di fotoni (che alla fine si trasformano sempre in calore) non c'entrano una mazza.
Visto che sembra che dai ascolto solo a Maurizio Mugelli, perché non chiedi a lui se ho ragione o no?

Federico

No che non tende a zero, a zero tenderebbe unicamente l'energia dissipata per effetto Joule.
Però ogni volta che si fa decadere la condizione di un atomo viene emesso un fotone che trasporta un'energia pari a quella esistente tra le due condizioni, energia che poi va reintegrata se si vuole ottenere una successiva transizione.
Quel costo energetico è il costo del lavoro utile svolto dalla macchina.
E non si tratta di un costo basso.
Maggiore è la dimensione delle giunzioni, e quindi maggiore è la quantità di cariche che risulta necessario spostare per ottenere una transizione di stato, maggiore sarà il numero di fotoni rilasciati e quindi l'energia utilizzata.

Voi sembrate pensare che tutta l'energia fornita ad un chip venga poi trasformata in calore, dimenticando che se così fosse il componente non potrebbe compiere alcun calcolo perchè se lo facesse violerebbe il principio di conservazione dell'energia.
Che è notoriamente assolutamente inviolabile.

Alì Shan

"avrei unicamente l'emissione di fotoni dovuta ai cambiamenti di stato delle giunzioni, che produrrebbe sì a sua volta calore ma non sarebbe una perdita ma il semplice effetto del lavoro svolto dalla macchina"
Errato, perché quel lavoro non rappresenta ciò che richiedi alla macchina, cioè l'elaborazione dell'informazione in sé, ma parte del lavoro richiesto da quella macchina per eseguire il calcolo, e che in un ipotetica macchina "ideale" tenderebbe a 0, pertanto è da considerare perdita tanto quanto quelle per effetto joule, ed è allo stesso modo qualcosa che deve essere ridotto al minimo.
Dal punto di vista dell'efficienza energetica (per una CPU sotto carico) non ha molta utilità distinguere le perdite dirette per effetto joule da qualsiasi altro tipo di perdite (che vengono comunque dissipate praticamente interamente sotto forma di calore).
L'unica cosa che conta è il rapporto tra performance ed energia consumata, in quanto ciò che si vuole è l'energia richiesta da un processore per eseguire una determinata mole di calcoli. Viene chiamata "efficienza" anche se da un punto di vista fisico non lo sarebbe, (dimensionalmente non lo è, proprio perché ciò che viene richiesto al calcolatore non rappresenta direttamente una forma di lavoro.)
Il TDP quindi (che è strettamente legato al consumo perché al contrario di quanto tu creda l'energia viene smaltita quasi totalmente in calore, che sia direttamente per effetto joule oppure no) non è sufficiente a valutare "l'efficienza" se non è rapportato alla capacità di calcolo del processore

Federico

Non credo proprio, il thread è iniziato 18 ore fa con una mia risposta a Pip

DeeoK

Hai risposto anche a me che ho parlato esplicitamente di questa architettura in un contesto di datacenter. E lo stesso utente iniziale faceva riferimento a questa architettura. Tra l'altro lui parlava di ambito desktop.
Quindi mi pare che l'architettura ed il contesto ci fossero eccome. Che poi il TDP è effettivamente secondario in tutte le categorie di prodotti che non siano fanless. Nelle altre il TDP è importante solo in relazione alle prestazioni. Non fai un datacenter a basso consumo se poi non riesci a farci nulla.

Federico

No, io ho risposto al post di un utente che intendeva il TDP importante solo per alcune categorie di dispositivi.
Il TDP in generale, non questo in particolare.
In tutto il thread nessuno ha mai fatto riferimento ad una particolare architettura ma si è discusso unicamente del significato del TDP in sè

DeeoK

Ehm, forse ti conviene rileggere il thread perché mi sa che ti sei confuso da solo. Sei stato proprio tu a parlare di architettura importante per datacenter causa TDP ridotto.

Federico

In nessuno ovviamente, in quale parte di questo lungo thread qualcuno si è riferito a questa particolare architettura?
Il discorso per tutti ha riguardato il TDP in senso generale.

DeeoK

Ed in che modo tutto ciò dovrebbe favorire i processori big.LITTLE invece di quelli monolitici per un uso datacenter?

Federico

Boh, non l'ho mai visto riportato, probabilmente non sono dati pubblici perché consentirebbero di stabilire in modo immediato la vera efficienza energetica dei processori.

Spostare una carica immagino immagino abbia un costo energetico minimo, probabilmente nell'ordine di una manciata di eV.
Però all'interno di una CPU di cariche se ne spostano centinaia di miliardi per secondo, difficile dire esattamente quante, quindi anche se per fare un singolo Wh servono ben 2.3 * 10^22 eV, considerando la quantità di cariche che occorre spostare anche per eseguire una banale somma tra registri il consumo mi sa che non è poi così basso.

andrea55

Non è vero quella era la prima versione, già nella seconda i core a basso consumo potevano dare supporto peri compiti leggeri, nella terza poi hanno diviso l'alimentazione dei core in modo da avere anche combinazioni intermedie

Federico

Ah, non ho mai detto che venga persa ma trasformata in lavoro utile.
Il lavoro utile è quello necessario allo spostamento delle cariche che tengono polarizzate le giunzioni, ed ogni qual volta che si fa cambiare di stato a degli atomi vengono emessi dei fotoni.
L'integrale di tutta l'energia trasportata da questi fotoni per unità di tempo è l'energia consumata dal componente per il lavoro effettivamente svolto.

Federico

Io mi rendo conto che tu sia andato ad infilati in questo discorso senza avere le necessarie basi e che ora non sai più come uscirne, ma santo cielo pure una capra capisce che la il rapporto tra l'energia che se ne va in calore e quella utilizzata si chiama efficienza energetica.

Pip

NON È L'EFFICIENZA ENERGETICA.
Come ho già detto è solo il valore dell'energia dissipabile E QUINDI ASSORBITA.

Detto questo, se vuoi continuare a sostenere che una parte dell'energia viene persa per magia, abbiamo finito...

Federico
Federico

Come che c'entra???
Il dissipatore dovrà smaltire l'energia persa per effetto Joule, che è diversa da quella introdotta nel componente (ringraziamento il cielo).
Difatti il TDP non coincide con il consumo di energia elettrica.

Pip

Sei tu che dici che il tdp misura l'efficienza tra energia in entrata e in uscita, cosa che non c'entra nulla con quella frase.
Il tdp NON è l'efficienza

Federico

"perché il rendimento è il rapporto tra energia utile prodotta ed energia introdotta."

Guarda che è esattamente quello che sto cercando di dirti da molto, sebbene con termini più adatti alla descrizione di fenomeni fisici.

Pip

Mamma mia, vuoi dare lezioni di fisica a me e non sai nemmeno che alla fine qualsiasi conversione di energia prima o poi diventa calore?
Non c'entra una m1nchia il rendimento, perché il rendimento è il rapporto tra energia utile prodotta ed energia introdotta.
L'energia utile è quella che vogliamo, l'altra energia viene persa in calore, sviluppato tramite frizione, resistenza dei conduttori o altro.
Non hai la minima idea di quello che stai dicendo se affermi che un processore che assorbe 100W allora non ne dissipa anche 100W

Dea1993

ahhaha vero l'avevo pure letto ma non gli avevo dato peso, visto che per desktop inizialmente pensavo a tutto cio' che non e' smartphone (visto che parla di intel e visto che la big.LITTLE la vedevo bene al massimo per i notebook per risparmiare un po di batteria)

Maurizio Mugelli

mi pare abbastanza scontato che nelle documentazioni dei vari processi ci siano anche questi dati, sono abbastanza indispensabili per poter prevedere spike locali termici e distribuzione energetica.
d'altra parte sono variabili un po'difficili da reperire

BoORD_L

bastava leggere il titolo XD
"Intel Alder Lake-S: l'architettura big.LITTLE applicata alle CPU desktop | Rumor"

Maurizio Mugelli

quella e' la soluzione arm, non e' l'unica possibile

Dea1993

tdp 125W... quindi parliamo (almeno queste qui) di cpu desktop, non ne vedo assolutamente il senso per un'utenza desktop, magari e' ok per datacenter/server farm, ma per desktop mi sembrano inutili

DeeoK

Ma nelle architetture big.LITTLE solo una delle due parti è attiva, quindi o usi i core veloci o usi i core lenti.

DeeoK

What? Il TDP indica la potenza che il dissipatore deve disperdere, non c'entra niente l'utilità del lavoro.
Per un datacenter i consumi sono rilevanti solo in relazione alle prestazioni ottenuti.

Account Anniversario

Uhm ok, quindi 8 core Deschutes e 8 core Skylake.
In teoria ci si dovrebbe stare nei 150w... LoL

Federico

Oh, finalmente qualcuno bravo sul serio.
Senti Maurizio, questa discussione ha avuto di buono che mi ha portato a riflettere sul quanto consuma realmente un microprocessore al netto delle perdite per effetto Joule.
Voglio dire, se realmente avessi un die perfetto che non introduce nessuna perdita e quindi non scalda, avrei unicamente l'emissione di fotoni dovuta ai cambiamenti di stato delle giunzioni, che produrrebbe sì a sua volta calore ma non sarebbe una perdita ma il semplice effetto del lavoro svolto dalla macchina.
Giusto?
Bene, se è così qualcuno si è mai curato di quantificarlo?
Ossia, di che ordine di grandezza è il costo reale... diciamo di una somma fra due registri al netto delle perdite per effetto Joule?

Maurizio Mugelli

sui "fili" ormai si fa poco, in proporzione sono quelli che dai 40nm in giu' sono variati di meno.

Maurizio Mugelli

non proprio, il budget energetico del socket e' limitato - a meno che tu non voglia soluzioni con raffreddamento frigorifero e 400w di assorbimento come si e' visto qualche tempo fa, il sistema operativo ha sempre una caterva di thread minori in esecuzione, farli girare su core a bassa potenza lasciando piu' budget per i thread ad alta richiesta di capacita' di calcolo ha comunque senso - se il guadagno e' significativo.

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