Chi tiết về Intel Ice Lake 10 nm, tích hợp Thunderbolt 3, GPU kiến trúc Gen11 mạnh hơn GeForce MX
Intel đã công bố lộ trình của dòng Ice Lake hay Core i thế hệ 10 ngay tại Computex 2019. Dòng CPU này sẽ có nhiều thay đổi khi nó thể hiện nỗ lực thứ 2 của Intel với tiến trình 10 nm, trước đó là Cannon Lake nhưng lần này, rất nhiều thứ mới như vi kiến trúc mới, tích hợp vi điều khiển Thunderbolt 3 lần đầu tiên, Wi-Fi 6 và chỉ số IPC tăng 18%:
14 nm xuống 10 nm và sự cải tiến mạnh mẽ về kiến trúc của Sunny Cove:
Ice Lake là dòng vi xử lý dùng tiến trình 10 nm đầu tiên của Intel được sản xuất với số lượng lớn và bán thương mại. Cannon Lake trước đó chỉ có các CPU tiết kiệm điện năng với hậu tố Y, U dành cho các thiết bị di động như laptop và cũng chỉ bán cho các hãng làm máy. Ice Lake sẽ có CPU cho cả desktop, laptop lẫn các thiết bị IoT.
Thứ đầu tiên được Intel nhấn mạnh trên thế hệ vi xử lý này là tỉ lệ IPC tức chỉ thị được xử lý trên mỗi chu kỳ xung tăng 18% so với Skylake. Tại sao là Skylake? Thực tế từ Skylake đến Kaby Lake, Coffee Lake vẫn sử dụng kiến trúc Skylake, chỉ là tối ưu về kiến trúc, giữ nguyên tiến trình 14 nm. Lần này với Ice Lake, cần làm rõ đây là tên mã của các vi xử lý Core i thế hệ thứ 10 còn kiến trúc bên dưới là Sunny Cove - thay thế trực tiếp cho Skylake, cũng giống như Skylake từng thay cho vi kiến trúc Haswell tiến trình 22 nm và Haswell thay cho Sandy Bridge tiến trình 32 nm khi xưa. Ice Lake sẽ thay cho một loạt các dòng vi xử lý như Coffee Lake cho desktop, Whiskey Lake, Cannon Lake cho laptop và cả Cooper Lake cho máy chủ. Cách đặt tên của Intel luôn rối và khó phân biệt.
Không chỉ có IPC cao hơn 18% so với kiến trúc Skylake, Sunny Cove còn hứa hẹn sẽ cải thiện hiệu năng tính toán thô 40%. Trên thế hệ Ice Lake, Intel sử dụng triết lý thiết kế Sâu hơn, rộng hơn và thông minh hơn (Deeper - Wider - Smarter) nhằm ám chỉ cải tiến sâu hơn về kiến trúc và bộ đệm lớn hơn, đường truyền dẫn chỉ thị, băng thông rộng hơn và kết hợp với sự cải tiến về các bước chỉ thị trên chu kỳ xung như Branch Prediction … Ice Lake có độ lớn bộ đệm L1 tức cấp cao nhất là 48 KB, tăng từ 32 KB và bộ đệm L2 tăng gấp đôi thành 512 KB. Bộ đệm op cũng tăng lên thành 2,25k so với 1,5k trên Skylake. Rất nhiều thứ khác được tăng theo triết lý sâu rộng thông minh này.
Bên cạnh sự cải tiến về hiệu năng xử lý, Intel còn nâng cấp năng lực xử lý AI và các công nghệ dựa trên AI như máy học Machine Learning nhằm tạo sự khác biệt so với các thế hệ CPU trước. Công nghệ được Intel nhắc đến là Deep Learning Boost (DL Boost) và cùng với vi xử lý đồ họa tích hợp Gen 11 thì hiệu năng xử lý AI của Ice Lake sẽ tăng 2,5 lần so với Skylake thử nghiệm workload Resnet 50.
Lần đầu tiên CPU Intel có vi điều khiển Thunderbolt 3 tích hợp:
Nếu như AMD có Infinity Fabric - cầu kết nối băng thông rộng tốc độ cao để liên kết các cụm nhân xử lý CCX với nhau trên CPU Ryzen thì Intel giờ đây có Converged Chassis Fabric với băng thông lớn hơn, giảm độ trễ và giúp tăng mật độ nhân xử lý. Mình cho rằng Converged Chassis Fabric sẽ là một trong số những thứ vũ khí giúp Intel có thể chạy đua về số nhân xử lý với AMD trong khi vẫn giữ được lợi thế về xung nhịp.
Thêm vào đó, các vi xử lý Ice Lake sẽ được tích hợp vi điều khiển Thunderbolt 3, hỗ trợ trình xuất DisplayPort cũng như hoạt động với các loại dock card đồ họa gắn ngoài (eGPU). Đây là một nâng cấp rất đáng chú ý bởi mọi chiếc máy tính có cổng Thunderbolt 3 hiện tại vẫn cần đến vi điều khiển riêng. Việc tích hợp trực tiếp vào CPU sẽ mở ra nhiều khả năng bởi bo mạch máy sẽ không còn tốn diện tích cho vi điều khiển Thunderbolt 3. Cũng cần lưu ý là vi điều khiển Thunderbolt 3 tích hợp sẽ cung cấp tối đa 4 lane PCIe hay băng thông 4 GB/s. Nếu những chiếc máy tính muốn trang bị nhiều cổng Thunderbolt 3 hơn trong khi vẫn muốn duy trì băng thông tối đa thì vẫn cần đến vi điều khiển Thunderbolt 3 rời.
Trước mắt các vi xử lý Ice Lake sẽ có thiết kế TDP gồm 9 W, 15 W và 28 W thuộc các dòng Core i3, i5 và i7 dành cho thị trường laptop hay PC cỡ nhỏ. Xung nhịp Boost cao nhất sẽ là 4,1 GHz và số lượng nhân tối đa là 4 nhân hỗ trợ siêu phân luồng. Điều đáng chú ý là vi điều khiển bộ nhớ DRAM sẽ hỗ trợ mặc định xung 3200 MHz mà không cần OC. Như vậy những chiếc laptop chạy Ice Lake sẽ có thể được trang bị bộ nhớ RAM DDR4-3200 thay vì chỉ dừng lại ở mức 2400 MT/s hay 2666 MT/s phổ biến hiện tại.
Kiến trúc vi xử lý đồ họa tích hợp Intel Gen11 sẽ đánh bật GeForce MX?
Còn về phần vi xử lý đồ họa tích hợp (iGPU), Intel tích hợp nhân đồ họa Gen11. Intel vẫn đang có kế hoạch phát triển card đồ họa hiệu năng cao với dự án Artics Sound nhưng với giải pháp đồ họa tích hợp, hãng vẫn cải tiến qua thời gian và lần này có lẽ là khác biệt nhất. Với thế hệ Intel Gen11 thì nó đã đạt năng lực tính toán 1,12 TFLOPs và có thể so sánh tương đương về sức mạnh với dòng GPU giá rẻ của Nvidia cho laptop là GeForce MX. Cũng từ thế hệ Ice Lake, Intel gọi các vi xử lý đồ họa dùng kiến trúc Gen11 mới là Iris Plus.
Được biết các vi xử lý đồ họa Gen11 sẽ có 64 đơn vị thực thi (EU), mỗi EU tương đương 8 nhân đồ họa cho tổng số 512 nhân. Do đó năng lực tính toán FP32 đạt 512 x 2 x 1100 MHz (xung hoạt động) = 1,125 TFLOPs, năng lực tính toán FP16 sẽ là 2,25 TFLOPs. Iris Plus sé có nhiều thiết lập EU, tối đa sẽ là 64.
Thử so sánh, các giải pháp GPU rời (dGPU) của Nvidia như MX 110, MX 130 và MX 150 có năng lực tính toán FP32 tối đa lần lượt là 0,51, 0,95 và 1,17 TFLOPs. Nói cách khách, vi xử lý đồ họa Gen11 mới có thể loại toàn bộ dòng MX của Nvidia ra khỏi thị trường laptop Ultrabook giải trí.
Thêm vào đó, khả năng tái tạo điểm ảnh (Rasterization) cũng được cải tiến với 16 điểm ảnh được tái tạo trên mỗi xung. Như vậy vi xử lý đồ họa Gen11 trên lý thuyết có thể xử lý 32 điểm ảnh lọc song tuyến mỗi xung. iGPU này sẽ khai thác bộ đệm L3 riêng với dung lượng 3 MB và 0,5 MB bộ nhớ chia sẻ từ RAM cho mỗi cụm xử lý raster. Nhìn chung kiến trúc Gen11 đã được tối ưu hóa nhằm mang lại năng lực xử lý cao hơn trong khi vẫn tiết kiệm điện năng. Ngoài ra các GPU tích hợp trên Ice Lake cũng là thế hệ iGPU đầu tiên của Intel hỗ trợ chuẩn đồng bộ khung hình Adaptive Sync của VESA.
Trong bảng trên anh em có thể thấy sức mạnh của Iris Plus với kiến trúc vi xử lý đồ họa Gen11 với một số tựa game phổ biến như CS:GO, Rainbow Six Siege, Rocket League, Dirt Rally 2.0, WoT và Fornite với thiết lập cấu hình từ Low đến Medium, độ phân giải FHD 1080p. CS:GO thiết lập Medium đã có thể đạt khung hình trên 60 fps, Rocket League tương tự cũng gần chạm ngưỡng 60 fps trong khi các tựa game còn lại đều có khung hình trên 30 fps.
Với các ứng dụng biên tập video như Adobe Premiere hay Magix, Gen11 sẽ tăng tốc giải mã HEVC ở cấp độ phần cứng với độ phân giải lên tới 8K UHD (UHD-2) và 10-bit màu. Điều này có nghĩa vi xử lý đồ họa Gen11 cũng sẽ hỗ trợ hoàn toàn các chuẩn như HDR10 và Dolby Vision cũng như bộ mã hóa VP9.
Một công cụ lạ mà quen được Intel giới thiệu hôm nay là Graphics Command Center - nó thay thế cho HD Graphics Settings đi kèm với driver iGPU. Mình nói nó lạ bởi giao diện mới mẻ, thiên hướng về game nhưng quen bởi nó cung cấp những tính năng rất giống với GeForce Experience của Nvidia như tự động tối ưu hóa thiết lập đồ họa với game (hiện đang hỗ trợ 44 tựa game), cho phép thiết lập xung xử lý và lưu thành các profile. Bên cạnh đó Intel còn giới thiệu trang gameplay.intel.com - một trang để chúng ta có thể kiểm tra xem liệu phần cứng của máy chơi được game gì với hơn 400 tựa game có trong cơ sở dữ liệu, phần cứng máy tự động được nhận biết.
Chipset dành cho Ice Lake hỗ trợ Wi-Fi 6:
Chipset hay PCH dành cho Ice Lake cũng được Intel cải tiến, hãng thường ra mắt song song với CPU mới. PCH cho Ice Lake sẽ được sản xuất trên tiến trình 14 nm và Intel đã tích hợp Wi-Fi 6 hay 802.11ax. Thực ra đây vẫn là giải pháp CNVi 2 với địa chỉ MAC nằm trên PCH và vẫn phải cần đến module Wi-Fi ngoài với antenna để bắt sóng và xử lý tín hiệu nhưng tốc độ sẽ nhanh hơn 3 lần so với Wi-Fi 5. Ngoài ra PCH cũng tích hợp bộ điều biến điện áp toàn phần FIVR để điều tiết điện năng tốt hơn. PCH mới sẽ hỗ trợ tối đa 6 x USB 3.1 hay 10 x USB 2.0, 16 lane PCIe 3.0 và 3 x SATA 6 Gbps.
Intel đã công bố lộ trình của dòng Ice Lake hay Core i thế hệ 10 ngay tại Computex 2019. Dòng CPU này sẽ có nhiều thay đổi khi nó thể hiện nỗ lực thứ 2 của Intel với tiến trình 10 nm, trước đó là Cannon Lake nhưng lần này, rất nhiều thứ mới như vi kiến trúc mới, tích hợp vi điều khiển Thunderbolt 3 lần đầu tiên, Wi-Fi 6 và chỉ số IPC tăng 18%:
