Intel Meteor Lake, un gran salto tecnológico

Tras meses de rumores, filtraciones y algún que otro adelanto por parte de la propia compañía, la arquitectura Intel Meteor Lake para portátiles ya es oficial, pues la compañía la ha presentado en el Intel Innovation que está teniendo lugar actualmente y al que hemos sido invitados, y del que compartiremos más información próximamente, pues se trata de uno de los encuentros tecnológicos más importantes del año.

Como ya esperábamos, el recambio generacional de este año llegará con distintos sabores a los equipos de sobremesa y a los portátiles. Así, los primeros recibirán Raptor Lake Refresh, que como su propio nombre indica no es más que una actualización de los chips de escritorio de la decimotercera generación Intel Core pero con frecuencias de trabajo algo más altas (lo que también se traduce en unos valores de consumo mayores). La generación de integrados para portátil es, sin embargo, muchísimo más interesante, pues marca importantes diferencias con respecto a su predecesora.

Así, a continuación vamos a dar un completo repaso a todo lo que nos han contado sobre Intel Meteor Lake, todas sus novedades, repasando qué supone cada una de ellas, para que al finalizar puedas colegir, por ti mismo, cuán rupturista es esta plataforma con respecto a Raptor Lake para portátiles. Y ya te adelanto que, aunque son muchas las novedades, resulta evidente que Intel ha puesto buena parte del foco en la inteligencia artificial.

El proceso de reformulación de sus integrados para PC, en este caso para portátiles, se inicia con una decisión tomada hace ya algunos años, y es que Meteor Lake sea la primera generación que se produce en Intel 4, el nodo de 7 nanómetros de la compañía. Como es probable que te estés preguntando la razón por la que se denomina 4 pese a que produce en la escala de los 7nm, en este artículo te explicamos más sobre los nodos de Intel, las razones de ser de sus nombres y qué podemos esperar de los mismos.

Este nodo emplea litografía ultravioleta extrema (EUV), frente a Enhanced FinFET, que ha sido la técnica empleada en Intel 7, el nodo responsable de Alder Lake, Raptor Lake y los futuros Raptor Lake Refresh. Este cambio se traduce en una mayor eficiencia energética, que se ha cifrado en un 20% con respecto a los chips salidos de Intel 7, y esta es una diferencia que cobra aún más valor al hablar de portátiles.

El otro gran cambio es que Intel, finalmente, da el salto a una arquitectura MCM, dejando atrás el modelo monolítico por el que se ha regido hasta ahora. Así, nos encontramos con un diseño de tipo chiplet formado por cuatro tiles (algunos rumores hablaban de tres, pero finalmente son cuatro), entre las que se reparten todos los elementos que conforman estos nuevos integrados. Son los siguientes:

• Cómputo: en este tile se integran los núcleos de rendimiento (P-cores) y de eficiencia (E-cores) salidos de Intel 4.
• SoC: es el responsable de albergar, entre otros elementos, la NPU (neural process unit) de la que ya te hablamos hace unos meses, y que permitirá a los sistemas basados en Meteor Lake llevar a cabo determinadas tareas relacionadas con la IA de una manera mucho más eficiente que hasta ahora. En su interior también encontramos núcleos (E) de bajo consumo, que contribuirán a mejorar el perfil energético del integrado. Y también integra los elementos para la gestión de  WiFi (hasta 6E), Bluetooth, HDMI 2.1 y Display Port 2.1.
• GPU: como ya habrás deducido, en este tile nos encontramos con el adaptador gráfico integrado de Meteor Lake que, en esta generación, incorpora la tecnología Intel Arc.
• Entrada/Salida: este chip es el responsable de proporcionar conectividad con PCIe Gen 5.0 y Thunderbolt 4 además, obviamente, de sus predecesores.

Para la integración de todos los componentes y la agrupación de los tiles, juega un papel clave la tecnología Intel Foveros, presentada por Intel en 2020, una tecnología que permite el apilamiento (3D) de los elementos que componen el integrado, al solucionar el problema ocasionado por la necesidad de integrar más elementos, y además más complejos, en un diseño de tipo SoC monolítico.

Intel Foveros, que debuta en el segmento de mercado del PC con Meteor Lake, proporciona un sistema de encapsulado que permite integrar e interconectar de una manera muy eficiente diversos elementos que pueden tener su origen en distintos nodos, manteniendo pese a ello un tamaño contenido, un gran ancho de banda y un consumo de energía bastante reducido.

Núcleos

De la mano de Meteor Lake llegan los nuevos núcleos de rendimiento Redwood Cove, responsables de dar el relevo a los Golden Cove que debutaron con la llegada de la arquitectura híbrida en Intel en la duodécima generación Core (Alder Lake). Así, en esta generación encontraremos mejoras relativas al IPC, como el aumento del rendimiento del multihilo simultáneo (SMT), mayor ancho de banda por núcleo tanto para cachés como para memoria y mejoras en los recursos de microarquitectura. También se han añadido nuevas mejoras a la unidad de monitorización del rendimiento

Intel también integra los nuevos núcleos de eficiencia Cresmont, sucesores de los Gracemont (también presentes en Alder Lake y Raptor Lake) que proporcionan, entre otras novedades, un mejor soporte para la aceleración de IA basada en CPU para las instrucciones de red neuronal vectorial (VNNI). Como veremos un poco más adelante, la IA está muy presente en Meteor Lake. Como ya te contamos hace unas semanas, esta arquitectura será también la base de los futuros Intel Sierra Forest.

Un componente clave de los integrados desde que Intel dio el salto a la arquitectura híbrida es, sin duda, el orquestador, es decir, el responsable de repartir las cargas de trabajo entre los núcleos de rendimiento y los de eficiencia. Así, en esta generación también nos encontramos con importantes mejoras en el mismo, que se traducirán tanto en lo referido en la anticipación a las necesidades de cada proceso como, por lo tanto, en rendimiento y en eficiencia. Para tal fin, además, también se han introducido mejoras tanto en Redwood Cove como en Cresmont.

GPU

El apartado gráfico también se beneficia de la arquitectura MCM de Meteor Lake, ya que el encapsulado basado en la tecnología Foveros, al permitir el apilamiento de los elementos, facilita que se le pueda dedicar más espacio, algo clave en un componente con la importancia del adaptador gráfico, que además también juega un papel clave en algunas tareas relacionadas con la IA. Además, Intel ha desagregado el Xe Media Engine, que tradicionalmente formaría parte de la GPU, para emplazarlo en el SoC tile, lo que se traduce en una mayor autonomía a la hora de llevar a cabo determinado tipo de tareas, como las relacionadas con AV1.

En consecuencia, además de un mayor rendimiento que las GPU de las APU de generaciones anteriores, la GPU de Meteor Lake es capaz de ofrecer hasta el doble de rendimiento gráfico y rendimiento por vatio. En cuanto a funciones soportadas de manera nativa, nos encontramos con razado de rayos acelerado por hardware, sombreado de velocidad variable y y retroalimentación de muestreo, que proporcionan un nuevo nivel de soporte de DirectX 12.

NPU e inteligencia artificial en Meteor Lake

Como ya he mencionado en varias ocasiones, y además ya se adelantó hace unos meses, la inteligencia artificial en el cliente (es decir, aquellas en la que las tareas de cómputo se ejecutan en el propio PC, no en un servicio en la nube) es uno de los puntos, sino el principal, para esta nueva generación de Intel. Eso sí, se ha producido un interesante cambio, pues tanto cuando se produjo el anuncio, como cuando se mostró el primer integrado, Intel nos habló de una VPU (Visual Process Unit) integrada en Meteor Lake. Sin embargo, ahora vemos que la apuesta en bastante más amplia.

Así, en las especificaciones técnicas de esta plataforma, Intel señala a tres elementos del encapsulado que darán distintos tipos de funciones, en respuesta a las diversas necesidades de las mismas:

• GPU: ofrece un alto nivel de paralelización y rendimiento, lo que la hace ideal para aplicaciones de inteligencia artificial aplicadas a medios, aplicaciones 3D y renderizado.
• NPU (unidad de procesamiento neuronal:) es un motor de IA dedicado de bajo consumo para IA.
• CPU: tiene una respuesta rápida ideal para tareas de IA ligeras, de inferencia única y baja latencia.

Sin duda, lo más revolucionario en este punto es que hablamos del primer encapsulado de Intel para este segmento de mercado que cuenta con un integrado dedicado, específicamente, a la IA. Esto es algo que llevamos ya tiempo viendo en los SoC para smartphones y otros dispositivos móviles, así que esperábamos como agua de mayo su llegada al PC.

Para maximizar su integración con el sistema, Intel ha trabajado con Microsoft (de hecho el primer anuncio se produjo durante la Microsoft Build 2023) para garantizar la total compatibilidad con  el nuevo modelo de controladores de Microsoft denominado Microsoft compute driver model (MCDM). Esto no solo se traduce en un mejor uso de la misma, sino también de una mayor seguridad durante todo el workflow de los procesos en los que la NPU entre en juego.

Otro aspecto muy interesante de la NPU de Meteor Lake es que cuenta con una arquitectura que integra dos motores, que en función de las necesidades de cada tarea pueden trabajar en modo combinado para una única carga de trabajo, o bien pueden atender tareas independientes para gestionar dos cargas de trabajo de manera simultánea. Así, en su interior encontraremos un pipeline dedicado específicamente a la inferencia (una tarea fundamental en la IA) junto a un VLIW DSP (Very Long Instruction Word/Digital Signal Processor), cuyas cargas de trabajo son orquestadas por un DMA Engine que pone el foco en la optimización, tanto de rendimiento como de eficiencia energética.

Así, como puedes ver, Intel Meteor Lake sí que supone un gran salto tecnológico con respecto a Raptor Lake. Todavía tendremos que esperar, eso sí, hasta conocer los integrados basados en esta nueva generación-arquitectura, así como los primeros equipos que los integren.