Neue Details zu den hybriden fünfteiligen Prozessoren Intel Lakefield

• In Zukunft werden fast alle Intel-Produkte die räumliche Anordnung Foveros verwenden, deren aktive Einführung im Rahmen des 10-nm-Fertigungsprozesses beginnt.
• Die zweite Generation Foveros wird in den ersten 7-nm-Grafikprozessoren von Intel eingesetzt, die im Serversegment Anwendung finden werden.
• Auf einer Investorenveranstaltung erklärte Intel, aus welchen fünf Schichten der Prozessor Lakefield bestehen wird.
• Erstmals wurden Prognosen zur Leistungsfähigkeit dieser Prozessoren veröffentlicht.

Erstmals sprach Intel über das fortschrittliche Design der hybriden Prozessoren Lakefield bereits zu Beginn des Januars dieses Jahres, aber die gestrige Investorenveranstaltung nutzte das Unternehmen, um die Ansätze, die bei der Entwicklung dieser Prozessoren verwendet wurden, in die allgemeine Entwicklungsstrategie des Unternehmens für die kommenden Jahre zu integrieren. Die räumliche Anordnung Foveros wurde beispielsweise in verschiedenen Kontexten während der gestrigen Veranstaltung erwähnt – sie wird unter anderem im ersten 7-nm-diskreten Grafikprozessor der Marke verwendet, der 2021 im Serversegment zum Einsatz kommen wird.

Im Rahmen des 10-nm-Fertigungsprozesses wird Intel die 3D-Anordnung Foveros der ersten Generation verwenden, während die 7-nm-Produkte auf die zweite Generation Foveros umsteigen werden. Bis 2021 wird zusätzlich das EMIB-Substrat auf die dritte Generation weiterentwickelt, das Intel bereits in seinen programmierbaren Matrizen und einzigartigen mobilen Prozessoren Kaby Lake-G getestet hat, die Intel-Rechenkerne mit einem diskreten Chip der Grafiklösung AMD Radeon RX Vega M kombinieren. In diesem Zusammenhang bezieht sich die nachstehend betrachtete Anordnung Foveros der mobilen Prozessoren Lakefield noch auf die erste Generation.

Lakefield: fünf Schichten der Perfektion

Auf der Veranstaltung für Investoren sprach Venkata Renduchintala, der leitende Ingenieur, den Intel in offiziellen Dokumenten gerne den Spitznamen „Murthy“ gibt, über die Hauptanordnungsebenen der zukünftigen Prozessoren Lakefield, was die Vorstellung von solchen Produkten im Vergleich zur Präsentation im Januar etwas erweiterte.

Die gesamte Verpackung des Lakefield-Prozessors hat die Abmessungen 12 x 12 x 1 mm, was die Herstellung von sehr kompakten Motherboards ermöglicht, die nicht nur in ultradünnen Laptops, Tablets und verschiedenen Arten von konvertierbaren Geräten, sondern auch in leistungsstarken Smartphones Platz finden.

In der zweiten Schicht befindet sich das Basiselement, das in 22-nm-Technologie hergestellt wird. Es vereint Elemente des Chipsatzes, einen 1 MB großen L3-Cache und eine Stromversorgungseinheit.

Die dritte Schicht trägt den Namen des gesamten Layoutkonzepts — Foveros. Es handelt sich um ein Matrixsystem skalierbarer dreidimensionaler Verbindungen, das einen effektiven Austausch von Informationen zwischen mehreren Schichten von Siliziumkristallen ermöglicht. Im Vergleich zu einer 2.5D-Anordnung auf Basis eines Siliziumbrücken-Designs ist die Bandbreite von Foveros um das Zwei- bis Dreifache erhöht. Diese Schnittstelle hat einen niedrigen spezifischen Energieverbrauch und ermöglicht jedoch die Herstellung von Produkten mit einem Energieverbrauch von 3 Watt bis 1 kW. Das Unternehmen Intel verspricht, dass die Technologie einen Reifegrad erreicht hat, auf dem die Ausbeute an brauchbaren Produkten sehr hoch ist.

In der vierten Schicht befinden sich 10-nm-Komponenten: vier energieeffiziente Atom-Kerne mit der Tremont-Architektur und ein großes Kern mit der Sunny Cove-Architektur sowie ein Grafiksubsystem der Generation Gen11 mit 64 Rechenkernen, das sich die Lakefield-Prozessoren mit den mobilen 10-nm-Ebenen von Ice Lake teilen. In dieser Schicht befinden sich auch einige Komponenten, die die Wärmeableitung des gesamten mehrschichtigen Systems verbessern.

Schließlich befinden sich an der Spitze dieses «Sandwichs» vier LPDDR4-Speichermodule mit einer Gesamtkapazität von 8 GB. Ihre Montagehöhe vom Boden beträgt nicht mehr als einen Millimeter, sodass die gesamte «Regalstruktur» sehr filigran ist und nicht mehr als zwei Millimeter dick ist.

Die ersten Daten zur Konfiguration und einigen Eigenschaften Lakefield

In den Fußnoten zu ihrer Pressemitteilung vom Mai erwähnt Intel die Ergebnisse eines Vergleichs des hypothetischen Prozessors Lakefield mit dem mobilen 14-nm Dual-Core-Prozessor der Generation Amber Lake. Der Vergleich basierte auf Simulation und Modellierung, daher kann nicht behauptet werden, dass Intel bereits über Engineering-Prototypen der Lakefield-Prozessoren verfügt. Im Januar erklärten Intel-Vertreter, dass die 10-nm-Prozessoren Ice Lake die ersten auf den Markt kommen werden. Heute wurde bekannt, dass die Lieferungen dieser Prozessoren für Laptops im Juni beginnen werden, und dass Lakefield auch auf Folien in der Präsentation zu den Produktlisten von 2019 gehörte. Somit kann man mit dem Debüt von mobilen Computern auf Basis von Lakefield bis Ende dieses Jahres rechnen, jedoch beunruhigt das Fehlen von Engineering-Prototypen zum April etwas.

Kommen wir zurück zur Konfiguration der Vergleichsprozessoren. In diesem Fall hatte Lakefield fünf Kerne ohne Unterstützung für Multithreading, der TDP-Wert konnte zwei Werte annehmen: fünf oder sieben Watt. Zusammen mit dem Prozessor sollte der LPDDR4-4267-Speicher mit einem Gesamtvolumen von 8 GB betrieben werden, konfiguriert in einer Dual-Channel-Konfiguration (2 × 4 GB). Die Amber Lake-Prozessoren wurden durch das Modell Core i7-8500Y mit zwei Kernen und Hyper-Threading und einer TDP von maximal 5 W sowie Frequenzen von 3,6/4,2 GHz dargestellt.

Wenn man den Aussagen von Intel Glauben schenken kann, bietet der Lakefield-Prozessor im Vergleich zu Amber Lake eine Verkleinerung der Fläche der Hauptplatine um das Zwei- fache, eine Halbierung des Energieverbrauchs im aktiven Zustand, eine Verdopplung der Leistung der Grafiksubsysteme sowie eine zehnfache Reduktion des Energieverbrauchs im Standby-Modus. Der Vergleich wurde in GfxBENCH und SYSmark 2014 SE durchgeführt und beansprucht daher nicht für sich, objektiv zu sein, war jedoch für die Präsentation ausreichend.

Quelle: 3dnews.ru