نگاهی عمیق به معماری و قابلیت های تراشه Kaby Lake اینتل

همانطور که در زومیت خواندید، اینتل نسل جدید تراشه‌های خود را که KabyLake نام دارد به عنوان هفتمین نسل از تراشه‌های خود رسما معرفی کرد. در ماه‌های اخیر اخبار و اطلاعات متعددی از تراشه‌های KabyLake منتشر شده، حال آنکه در جریان برگزاری کنفرانس توسعه‌دهندگان اینتل که هفته‌ی پیش برگزار شد، اینتل جزئیات بیشتری را از این نسل ارائه کرد، اما این کمپانی در جریان رونمایی رسمی از تراشه‌های نسل هفتمی خود به بیان تمام ویژگی‌ها و قابلیت‌های مرتبط با تراشه‌های جدیدش پرداخت که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.

تراشه‌های نسل هفتمی KabyLake را باید نسل جدید تراشه‌های Skylake بدانیم که سال گذشته رونمایی و راهی بازار شد. کبی‌لیک بسیاری از مشخصات خود را از اسکای‌لیک به ارث برده است. تعداد هسته‌های پردازنده، ساختار حافظه‌ی کش و پردازنده‌ی گرافیکی در هر دو نسل شبیه به هم هستند و مهم‌تر از همه لیتوگرافی تراشه‌های کبی‌لیک است که همچون نسل پیش مبتنی بر لیتوگرافی ۱۴ نانومتری است. البته اینتل بهبودهایی را روی تراشه‌های کبی‌لیک انجام داده که علاوه بر افزایش کلی عملکرد و افزایش بهره‌وری، قابلیت‌های مالتی‌مدیا و سرعت پاسخگویی این نسل از تراشه‌ را بیش از پیش افزایش داده است.

در کنار تغییرات اعمال شده روی فرآیند تولید، اینتل از موتور مالتی مدیای جدیدی در کبی‌لیک استفاده کرده که سرعت پردازش سخت‌افزاری این تراشه را برای کدگذاری 4K HEVC ده بیتی و کدگشایی VP9 افزایش داده است. اسکالی لیک قادر بود تا کدگذاری ویدیوها با فرمت 1080P HEVC را انجام دهد، اما خبری از کدگذاری سریع 4K HEVC ده بیتی نبود و در این حالت از هسته‌های پردازنده یاری گرفته می‌شد.

موتور مالتی مدیای جدید این امکان را در اختیار تراشه‌های کبی‌لیک قرار می‌دهد تا هشت استریم 4Kp30 را مدیریت کرده و ویدیو با فرمت HEVC 4Kp60 را با نرخ ۱۲۰ مگابیت در ثانیه دیکد کند. با توجه به اینکه این پردازش‌ها در یک موتور بهینه شده در تراشه‌های سری Y نسل هفتم کبی‌لیک انجام می‌شود، دیکد ویدیو با فرمت 4Kp30 بصورت آنی تنها با توان حرارتی ۴.۵ واتی انجام می‌پذیرد.

موتور گرافیکی کبی‌لیک بدون تغییر با اسکای‌لیک باقی ماده است اما براساس طراحی جدید ترانزیستور و پردازش سیلیکونی، هسته‌ی پردازنده‌ی گرافیکی تراشه‌های کبی‌لیک قادرند تا در فرکانس‌های بالای پردازشی برای مدت بیشتری باقی بمانند، حال آنکه از نظر مصرف انرژی بسیار بهینه‌تر هستند.

همانطور که در تصویر بالا که متعلق به نقشه‌ی تراشه‌ی کبی‌لیک است مشاهده می‌کنید، فضای اختصاص داده شده به پردازنده‌ی گرافیکی و موتور مالتی مدیا، هسته‌های اصلی پردازشی و سایر ماژول‌های مورد استفاده در تراشه به روشنی دیده می‌شود. هسته‌ی دوگانه مورد استفاده در وسط، هسته‌های گرافیکی در پایین و کنترلر حافظه در بالای تراشه قرار گرفته‌اند. حافظه‌ی کش اشتراکی بین هسته‌های پردازنده و اینترفیس ورودی/خروجی در سمت راست قرار گرفته‌آند.

با توجه به عدم عرضه‌ی تراشه‌های کبی‌لیک به بازار انجام بنچمارک‌های مستقل از عملکرد این تراشه‌ها مقدور نیست و از این‌رو باید به اطلاعات ارائه شده توسط اینتل بسنده کرد. اگرچه معماری هسته‌های تراشه‌های کبی‌لیک تفاوتی با تراشه‌‌های نسل پیش ندارد، اما انتظار می‌رود بهبود‌های انجام شده روی SpeedShift، افزایش فرکانس و استفاده از موتور جدید مالتی مدیا تاثیر شگرف خود را روی عملکرد کبی‌لیک داشته باشد.

با تکیه بر قابلیت سوئیچ سریع وضعیت هسته‌ها در نسل جدید، پردازنده‌های کبی‌لیک قادرند در مقایسه با اسکای لیک وضعیت پردازشی خود را به سرعت تغییر دهند. با وجود آخرین نسخه‌ از بروزرسانی ویندوز ۱۰، کبی‌لیک می‌تواند تغییرات Speed Shift را در زمان کوتاه‌تری انجام داده که از این‌رو در صورت افزایش حجم پردازش کبی‌لیک به سرعت فرکانس را افزایش داده و به سرعت به انجام حجم کار موجود می‌پردازد. براساس اطلاعات ارائه شده توسط اینتل پردازنده‌های کبی‌لیک می‌توانند در کمتر از ۱۵ میلی ثانیه به بیشینه‌ی فرکانس خود دست یابند.

اینتل نتایج بنچمارک چهار تراشه‌ی کبی‌لیک را در مقایسه با نمونه‌های اسکای‌لیک منتشر کرده است. این تراشه‌ها شامل Core i7-6500U با توان ۱۵ وات از سری اسکای لیک در مقابل Core i7-7500U از سری کبی‌لیک و همچنین Core m7-6Y75 از سری اسکای‌لیک در برابر Core i7-7Y75 با توان ۴.۵ واتی از سری Y است. براساس نتایج Sysmark 2014، کبی‌لیک از نظر پردازشی ۱۲ درصد سریع‌تر شده، حال آنکه نتایج از نظر بنچمارک WebXPRT تراشه‌های سری U کبی‌لیک ۱۹ درصد و تراشه‌های سری Y از نظر پردازشی ۱۸ درصد در مقایسه با اسکای‌لیک سریع‌تر شده‌اند.

با وجود موتورهای جدید مالتی مدیا در تراشه‌های نسل هفتم اینتل، این پردازنده‌ها از نظر پردازش کدک‌های 4K HEVC ده بیتی و VP9 بسیار بهینه‌تر هستند. برای سنجش بهینگی تراشه‌های کبی‌لیک از مرورگر کروم برای استریم ویدیو 4K VP9 و 4K HEVC ده بیتی از یوتیوب روی پردازنده‌ی Core i7-7500U کبی‌لیک در برابر Core i7-6500U اسکای لیک استفاده شده است. براین اساس تراشه‌ی کبی‌لیک در مقایسه با نمونه‌ی اسکای لیک از انرژی کمتر و همچنین قدرت کم هسته‌های پردازشی اصلی برای پردازش ویدیو استفاده کرده است. نتیجه‌ی چنین قابلیتی به معنای افزایش طول عمر باتری و همچنین بهبود مالتی تسکینگ به هنگامی است که کاربران همزمان با تماشای ویدیو به اجرای سایر اپلیکیشن‌ها نیز می‌پردازند.

پردازنده‌های Core سری U و Y کبی‌لیک از ساختار متفاوتی بهره می‌برند که به منظور استفاده از آن‌ها در گجت‌های مختلف است. در ادامه به ترتیب پکیچینگ پردازنده‌های سری U و Y کبی‌لیک را مشاهده می‌کنید.

پردازنده‌های سری U کبی‌لیک برای استفاده از گجت‌های موبایل با سایز میانی و آل این وان‌ها با توان طراحی حرارتی ۱۵ واتی در نظر گرفته شده است. اطلاعات ارائه شده نشان از این دارد که پردازنده‌های سری U در سه پردازنده‌ی دو هسته‌ای با پشتیبانی از چهار ترد راهی بازار خواهند شد. در واقع این پردازنده‌ها در لپ‌تاپ‌های رده بالای بازار که از ساختار باریکی بهره می‌برند، استفاده خواهد شد.

پردازنده‌های سری Y نیز در قالب نمونه‌های دو هسته‌‌ای با پشتیبانی سه ترد راهی بازار خواهند شد، با این تفاوت که توان طراحی حرارتی این پردازنده‌ها پایین‌تر بوده و برای استفاده در محصولات بسیار باریک و سبک مورد استفاده قرار خواهند گرفت.

اگرچه نسل هفتم تراشه‌های کبی‌لیک در خانواده‌های متعددی برای استفاده روی دسکتاپ‌ها نیز راهی بازار خواهد شد، اما در حال حاضر اطلاعات دو سری U و Y ارائه شده است. براساس اطلاعات ارائه شده توسط اینتل تولیدکنندگان استقبال خوبی از این نسل کرده‌اند و تا پایان سال جاری شاهد رونمایی از ۱۰۰ گجت مبتنی بر این تراشه‌ها خواهیم بود.

اینتل در نظر دارد تا شمار دیگری از پردازنده‌های سری کبی‌لیک را در ابتدای سال ۲۰۱۷ میلادی رونمایی کند که شامل سری آنلاک شده‌ی پردازنده‌های K به همراه انواع پردازنده‌های گرافیکی Iris اشاره کرد.

در جدول بالا می‌توان مشخصات پردازنده‌ی سری U کبی‌لیک را مشاهده کرد. این تراشه‌ها در سه نمونه‌ی دو هسته‌ای با پشتیبانی از چهار ترد راهی بازار می‌شوند. پردازنده‌ی Core i3 از این خانواده از ویژگی توربو بوست، AMT یا TSX-NI پشتیبانی نکرده و فرکانس پردازشی پایین‌تری نیز دارد. با توجه به نزدیک بودن قیمت Core i5-7200U با Core i3-7100U انتظار می‌رود تولیدکنندگان استفاده‌ی گسترده‌تری از پردازنده‌های Core i5 داشته باشند. پردازنده‌ی Core i7-7500U از بیشینه فرکانس پردازشی ۳.۵ گیگاهرتز در حالت توربو بوست پشتیبانی می‌کند که در مقایسه با نسل پیش ۱۰ درصد افزایش یافته است.

اینتل قیمت پردازنده‌های سری Y از نسل کبی‌لیک را نیز اعلام کرده که در این خانواده نیز شاهد قیمت گذاری نزدیک Core m3-7Y30 با Core i5 هستیم، هرچند فرکانس پردازشی این پردازنده‌ها در مقایسه با سری U پایین‌تر است. انتظار می‌رود تراشه‌های سری Y با توان طراحی حرارتی ۴.۵ واتی در گجت‌هایی با فرم‌فکتور باریک‌، سبک و کوچک مورد استفاده قرار گیرند.

نظر شما در مورد نسل جدید پردازنده‌های اینتل چیست؟