Litografia, architettura Willow Cove, grafica integrata ed altri dettagli dei processori Intel Core 11gen, nome in codice Intel Tiger Lake, destinati ad equipaggiare moltissimi notebook mainstream, ultrasottili, premium e dual-screen a partire da fine 2020. Aggiornata con die e configurazioni.
Il 13 agosto si è tenuto l'Intel Architecture Day 2020, l'evento che rappresenta l'unico spazio di approfondimento tecnico con la stampa da quando Intel ha deciso di tagliare i costi e mettere fine alle sue conferenze IDF. Una specie di IDF in formato ridotto, che quest'anno peraltro è stato celebrato in versione virtuale a causa delle restrizioni per l'emergenza COVID. Un'edizione tuttavia particolarmente importante perché dedicata ad Intel Tiger Lake, la prossima ed attesissima famiglia di processori per notebook, della quale ci era stato dato un veloce assaggio a gennaio al CES 2020, e che ora conosciamo in dettaglio proprio grazie alle sessioni dell'Architecture Day.
Cogliamo l'occasione quindi per un approfondimento su Tiger Lake in attesa del lancio definitivo che avverrà agli inizi di settembre. Update: Trovate qui l'articolo sul lancio ufficiale dei nuovi processori per notebook, con le configurazioni finali, per tutte le informazioni tecniche sui processori Intel Tiger Lake continuate a fare riferimento al presente articolo.
Questi nuovi chip segnano anche un piccolo ma apprezzato cambiamento nella strategia di comunicazione tecnica di Intel: per la prima volta, Intel illustra il suo processore in termini di SoC e non di CPU, dedicando un ampio spazio ad altri sottosistemi integrati, come il motore video, l'image processing unit, la display engine ed altre componenti che in passato erano trattate in maniera meno organica.
Quello che sapevamo finora è che Intel Tiger Lake è il nome in codice dell'undicesima generazione di processori Intel Core (Intel Core 11Gen), la prima completamente realizzata a 10nm, un avanzamento litografico che ha causato un enorme ritardo nella tabella di marcia del chipmaker americano che non è riuscito a schiodarsi dai 14nm per ben 5 anni, dal 2015 al 2020. Difficoltà rese evidenti dalla mossa di combinare sotto l'ombrello dei Core 10th Gen, processori a 10nm (Ice Lake) e processori a 14nm (Comet Lake) per completare l'offerta e soddisfare la domanda.
Di questa impasse di Intel ha approfittato AMD per crescere nel segmento desktop ad alte prestazioni e per recuperare il distacco in ambito mobile. Un divario sicuramente colmato dal punto di vista delle prestazioni con le nuove APU AMD Ryzen Mobile serie 4000 ma non in termini di quota di mercato. La sensazione è che AMD non abbia saputo o voluto sfruttare pienamente l'occasione, lasciando ad Intel la possibilità di riguadagnare terreno con Tiger Lake.
Tiger Lake ovviamente indica una molteplicità di processori con prestazioni e profili termici differenti, e quindi è importante premettere che in questo articolo faremo riferimento prevalentemente ad un processore-tipo 4-core con TDP di 15W, serie low-voltage come quelli che troviamo spesso su notebook ultraslim o mainstream raffreddati a ventola. Le principali innovazioni introdotte con Tiger Lake riguardano:
- Litografia 10nm SuperFin
- Microarchitettura di core Willow Cove
- Grafica integrata Intel Xe-LP
- Supporto per Thunderbolt 4, USB 4, PCIe 4.0 e LPDDR5
10nm SuperFin
Con Tiger Lake, Intel dovrebbe finalmente completare la sua transizione al nodo dei 10nm, che era iniziata con la meteora Cannon Lake ed è rimasta solo parziale con Ice Lake, introducendo significativi miglioramenti intranodali che gli permetteranno di consolidarsi per tentare il prossimo salto ai 7nm EUV. Sicuramente una buona notizia, anche se un po' offuscata dal fatto che AMD ed i chipmaker ultramobile sono già al lavoro sul nodo dei 5nm.
C'è da rimboccarsi le maniche, e Intel ne è assolutamente consapevole tanto che persino le note stampa diramante a seguito dell'Intel Architecture Day 2020, insistono ripetutamente su questo mantra: "aumento delle prestazioni paragonabile a una completa transizione a nuovo processo produttivo"; "prestazioni delle CPU superiori a quelle di un passaggio generazionale".
Il riferimento è alla tecnologia SuperFin che viene etichettata come "il maggiore avanzamento intranodale nella storia di Intel" e che si sostanzia nella combinazione del design FinFET (di quarta generazione) con la tecnologia di condensatore SuperMIM di Intel. I nuovi transistor ad effetto di campo hanno una architettura ridisegnata dei terminali source e drain che riduce la resistenza e migliora il passaggio di corrente nel canale, e che si accompagna a miglioramenti alla struttura del gate che assicurano una maggiore mobilità del canale.
Inoltre Intel ha allargato il gate pitch (passo) con l'obiettivo di supportare una maggiore corrente di pilotaggio per certe funzioni del chip che richiedono le massime prestazioni.
Altre innovazioni comprendono una barriera sottile che riduce la resistenza del 30% migliorando le prestazioni di interconnessione, e la nuova tecnologia di condensatore Super MIM (metallo-isolante-metallo) che utilizza materiali all'avanguardia ad alta costante K per migliorare di 5 volte la capacità a parità di ingombri rispetto agli standard di settore.
Tutti questi miglioramenti ed ottimizzazioni permetterebbero di aumentare del 17% le prestazioni dei transistor rispetto al processo produttivo a 10nm di Ice Lake e, secondo quanto dichiara Intel, sarebbero nel complesso equivalenti ad una riduzione di processo produttivo.
I sempre ben informati colleghi di Anandtech riportano che i progettisti di Intel si erano trovati a decidere come migliorare Tiger Lake rispetto agli attuali Ice Lake, scegliendo fra due possibili strade, una che passava per l'aumento delle istruzioni per ciclo (più difficile) ed una che prevedeva un miglioramento in efficienza per raggiungere frequenze più alte. Con poche sorprese s'è scelto di incamminarsi per la seconda via, che in realtà è quello che Intel ha sempre fatto con il modello Tick-Tock: tutte le novità in ambito litografico hanno lo scopo di rendere necessario un minore voltaggio a parità di frequenza di clock per consentire di raggiungere una frequenza superiore a parità di profili termici. Dove Ice Lake arriva ad un massimo di 4GHz, Tiger Lake raggiunge i 5GHz per core su un TDP di 15W.
