Fünf heterogene Kerne sollt ihr sein

Der Chip umfasst physisch wie bereits erwähnt fünf CPU-Kerne, die Gen11-Grafikeinheit und den 64-Bit-Speichercontroller. Während bei ARM-Designs eine Aufteilung von 4+4 Kernen üblich ist, hat sich Intel für eine 1+4- Konfiguration entschieden. Ein Blick auf den Die-Shot zeigt warum: Der einzelne Core-Kern nimmt ähnlich viel Fläche ein wie die vier Atom-Kerne, die Grafikeinheit wiederum belegt gut ein Drittel des gesamten Chips.

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Beim schnellen Performance-Core handelt es sich um einen mit Sunny-Cove-Technik. Diese ist von Ice Lake U/Y für Ultrabooks bekannt und Intels zweite Architektur, die für 10 nm ausgelegt wurde. Die erste war Palm Cove, der dazugehörige Cannon-Lake-Chip (Core i3-8212U) wurde von Intel allerdings abseits eines NUC8-Mini-PCs (Crimson Canyon) und eines Lenovo-Notebooks (Ideapad 330-15ICN) für den asiatischen Bildungssektor nirgends eingesetzt und schon nach wenigen Monaten vom Markt genommen.

Verglichen zu Ice Lake hat Intel den einzelnen Sunny-Cove-Kern bei Lakefield modifiziert: Er unterstützt kein Hyperthreading, die physisch vorhandene AVX-512-Pipeline wurde deaktiviert und auch AVX(2) gestrichen. Zwischen den Core- und den Atom-Kernen muss Parität bei den Befehlssatzerweiterungen bestehen, denn die Atoms beherrschen weder AVX noch AVX2. Sunny Cove weist verglichen zu Skylake drastische Änderungen an Buffern/Caches, den Execution-Ports und den Load/Store-Einheiten auf. Die Leistung pro Takt (IPC) soll um 18 Prozent steigen.

  • Ultrabook-Platine mit Lakefield (Bild: Intel)
  • Wafer mit Lakefield-Compute-Chips (Bild: Intel)
  • I/O-Die von Lakefield (Bild: Intel)
  • Compute-Die von Lakefield (Bild: Intel)
  • Lakefield besteht aus einem Compute- und einem I/O-Die plus LPDDR4X-Speicher (Bild: Intel)
  • Überblick zu den Funktionsblöcken der beiden Dies (Bild: Intel)
  • Lakefield nutzt schnelle Sunny-Cove- und sparsame Tremont-Kerne. (Bild: Intel)
  • Das Package misst 12 x 12 x 1 mm. (Bild: Intel)
  • Der einzelne Sunny Cove ist schneller bei Singlethread-Last, dafür sind die vier Tremont bei Multithreading effizienter. (Bild: Intel)
  • SNC wird für interaktive Workloads genutzt, die Tremonts für Dauerlast oder Hintergrundanwendungen. (Bild: Intel)
  • Der PCMark 10 zeigt, dass der Windows-10-Scheduler die Last sinnvoll auf den SNC- und die TNT-Kerne verteilt. (Screenshot: Golem.de)
  • Beim Starten von Apps wird primär der Sunny Cove verwendet. (Screenshot: Golem.de)
  • Ausblick auf künftige Chiplet- und 3D-Stacking-Fertigung. (Bild: Intel)
Lakefield nutzt schnelle Sunny-Cove- und sparsame Tremont-Kerne. (Bild: Intel)

Für die vier Atom-Kerne nutzt Intel die Tremont-Technik, diese Architektur wurde bisher noch in keinem anderen Chip integriert. Verglichen zur Goldmont Plus, wie sie bei den Gemini Lake verwendet wird, weist Tremont einen Decoder für sechs statt drei Befehle pro Takt auf. Der Out-of-Order-Puffer fasst mehr Einträge, acht statt vier Ports verteilen die Instruktionen an das Backend und für die Integer-Ausführung setzt Intel auf sieben statt fünf Einheiten. Im Mittel soll die IPC um satte 30 Prozent höher liegen als bei Goldmont Plus.

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Lakefield wird vorerst in Form zweier Modelle angeboten, als Core i3-L13G4 und als Core i5-L16G7; eine i7-Version gibt es nicht. Beide Prozessoren haben 1+4 Kerne, jedoch mit abweichenden Taktraten und die Anzahl der Shader-Blöcke fällt beim i5 mit 64 EUs statt 48 EUs umfangreicher aus. Der maximale Takt der Gen11-Grafikeinheit liegt jeweils bei sehr niedrigen 500 MHz, das spart Energie. Gleiches gilt für die 4 GByte oder 8 GByte an LPDDR4X-Speicher, wobei Intel keine Chips mit 16 GByte RAM vorsieht.

KerneTakt (5C)Boost (Sunny)Boost (Tremont)GrafikSpeicherTDP
Core i5-L16G71+41,4 bis 1,8 GHzbis zu 3,0 GHzbis zu 2,8 GHz64 EUs @ 500 MHzLPDDR4X-42667 Watt
Core i3-L13G41+40,8 bis 1,3 GHzbis zu 2,8 GHzbis zu 2,6 GHz48 EUs @ 500 MHzLPDDR4X-42667 Watt
Spezifikationen von Lakefield

Die Gen11-Grafik entspricht der von Ice Lake: Sie besteht aus einer Common-Slice und bis zu acht Sub-Slices, was sie skalierbar macht. Das Frontend kann mehr Draw-Calls verarbeiten, die Tessellation-Leistung wurde gesteigert. Die Common-Slice umfasst einen mit 3 MByte statt 768 KByte viel größeren L3-Cache, da Intel wie AMD und Nvidia einen Tile-basierten Rasterizer implementiert hat.

Einige Bereiche der Decode/Encode-Einheit alias Media Fixed Functions sind doppelt ausgelegt, was die Effizienz und somit die Akkulaufzeit steigern soll. Der MFX (Multi Format Codec) unterstützt neben dem Decoding von H.265 und VP9 mit jeweils 10 Bit nun auch das Encoding von VP9 mit 10 Bit in Hardware. Für AV1 oder VVC alias H.266 ist das Design hingegen zu alt. Die Gen11 unterstüzt Direct3D Feature Level 12_1 und Tier 3.

Ob der einzelne Sunny Cove oder aber bis zu vier Tremonts rechnen, wird durch eine Mischung aus Hardware und Firmware sowie den Scheduler des Betriebssystems (Windows 10) gelöst. Wir haben überprüft, wie Last auf welchem Kern landet.

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 3D-Stapel mischt 22 nm und 10 nmWindows-10-Scheduler macht, was er soll 
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gadthrawn 19. Jul 2020

Teufelszeug... Hatte mein 386 sx und alle Rechner die ich davor hatte nicht...

ms (Golem.de) 18. Jul 2020

Beim Programmstart werden mehr als ein Kern genutzt, allerdings physische statt...

thrust26 18. Jul 2020

Schließe mich an.

mibbio 17. Jul 2020

Nicht der Pentium 4 direkt, aber eben der darauf basierende Pentium D. "Der in 90 nm...

wurstdings 17. Jul 2020

Also von der Leistung und TDP her, würde ich sagen, dass die Tablettregion damit...



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