En este apartado, abordaremos la descripción más detallada de los procesadores o familias de procesadores que hemos planteado en el artículo como propuestas eficientes, apuntando hacia las claves que permiten que sean considerados como tales.
En algunos casos, como en el de los Meteor Lake, tendremos que hablar aún sobre teoría, al no haber aún procesadores en el mercado (oficialmente). En el caso de los procesadores AMD con cores Zen 4c, pasa algo similar, así como con los Qualcomm Snapdragon X Elite, aunque sí que tenemos resultados de rendimiento oficiales de la propia Qualcomm. Los procesadores Apple Silicon son más conocidos, con resultados de la vida real.
Foto: Qualcomm tiene, sobre el papel, una maravilla tecnológica en lo que a eficiencia se refiere. Se consigue rendimiento de PC con un 68% de la energía consumida por un procesador x86. La “sobrecarga” de procesamiento introducida por las instrucciones CISC es un factor que hay que tener en cuenta cuando se compara un procesador RISC como el de Qualcomm (o Apple) con uno CISC como el de Intel o AMD.
Antes, una mención a las arquitecturas híbridas. En todos los casos, estamos ante procesadores que exhiben diferentes tipos de cores. Unos de alto rendimiento, y otros de menor rendimiento o eficientes. Esta aproximación a la eficiencia viene de los dispositivos móviles, en los que es habitual tener dos e incluso más clústeres con cores de diferentes perfiles. Uno o dos de alto rendimiento, más un número variable de cores progresivamente menos potentes, con consumos menos elevados, encargados de procesar tareas que no demanden una potencia de cálculo elevada.
AMD ha sido la última en llegar a esta aproximación, con sus cores Zen 4c, aunque no son realmente diferentes a los Zen 4. Son versiones ligeramente diferenciadas en el apartado de su fabricación, pero con parámetros de rendimiento similares, condicionados más por el voltaje que por la arquitectura. El IPC, de hecho, es el mismo en los Zen 4 y Zen 4c.
Intel se subió al carro de los cores diferenciados con los Intel Core de 12th Gen. En los Meteor Lake que llegarán el 14 de diciembre, tenemos una vuelta de tuerca más, con dos cores de ultra bajo consumo integrados en el SoC, en vez de en el chiplet de computación.
Apple, con sus Apple Silicon, tiene una arquitectura con un número variable de cores de rendimiento (4, 6 o 12) y cuatro cores eficientes. Los Apple Silicon de Apple tienen también los gráficos integrados y la memoria en el propio chip. En principio, estamos ante la familia de procesadores más eficientes del momento, a la espera de los Meteor Lake y las APUs Phoenix 2 de AMD con cores Zen 4 y Zen 4c.
AMD: Zen 4 y Zen 4c, a la espera de Zen 5 y Zen 5c
AMD tiene en su arquitectura Ryzen, una tecnología para la fabricación de procesadores, que es intrínsecamente eficiente por diseño. Lo hemos comentado en numerosas ocasiones, y lo corrobora el mercado con la adopción de AMD en soluciones como las consolas portátiles para gaming Windows. Ryzen 4 ha sido un punto de inflexión en lo que a consolidación en el mercado se refiere, tras la confirmación con Ryzen 3 y Ryzen 3+ de que los roadmap de AMD eran sólidos.
Donde AMD ha puesto en valor la eficiencia de su arquitectura de un modo más fructífero, es en el segmento de los centros de datos. De hecho, los cores Zen 4c fueron diseñados en primer lugar para sacar al mercado los procesadores AMD EPYC Bergamo con hasta 128 cores Zen 4c, así como en los EPYC Siena, para potenciar el rendimiento por Vatio frente al rendimiento por core en los Zen 4.
AMD ya ha integrado los cores Zen 4c en los procesadores AMD Ryzen Z1 que se han diseñado para consolas gaming, con 2 cores Zen 4 y cuatro cores Zen 4c. En los portátiles, veremos cores Zen 4c en las APUs Phoenix 2 Ryzen 5 7545U y Ryzen 3 7440U. De ello hemos hablado aquí someramente.
Foto: AMD está introduciendo los cores Zen 4c en sus familias de procesadores Ryzen para portátiles de las series 7000 y, próximamente, en las series 8000. Además, AMD integra una tecnología de gráficos integrados muy competitiva, con el permiso de los próximos Intel Meteor Lake que vienen con gráficos Intel Xe-LPG, superiores a los Intel Xe-LP de la generación actual.
La clave de la eficiencia de los procesadores AMD con cores Ryzen está en su buen comportamiento en todos los rangos de Vatios, así como el equilibrado reparto del consumo entre la CPU, la GPU y el resto de los componentes de sus procesadores. En las APUs, este correcto funcionamiento se manifiesta en forma de un rendimiento que escala linealmente en los rangos dentro de los TDPs oficiales, sin necesidad de sobrepasarlos de un modo significativo para conseguir los rendimientos esperados.
Los cores Zen 4 y los Zen 4c, además, comparten los elementos fundamentales de la arquitectura Ryzen x86, no como sucede en los cores P y E de Intel con arquitectura x86 también, o en los procesadores que vienen en los smartphones, en los procesadores Apple Silicon o en los nuevos Snapdragon X Elite, con variantes de arquitecturas ARM para diferenciar a los cores de rendimiento de los eficientes. De este modo, los cores Zen 4c y los Zen 4 comparten parámetros tan importantes como el IPC o Instructions Per Clock cycle.
Foto: Los cores Zen 4c son una versión “reducida” de los Cores Zen 4, en la que se mantienen parámetros como el IPC, pero se disminuye el número de transistores gracias a la reducción de componentes como la caché.
Con Zen 5, que llegará en algún momento de 2025 con los procesadores Strix Point para portátiles premium, tendremos un aumento de rendimiento generacional que podría superar el 20% frente a Zen 4. Tendremos una tecnología de fabricación de TSMC de 4 nm, además de cores Zen 5c para eficiencia que deberían venir con mejoras tanto en rendimiento como en eficiencia.
Strix Point competirá con Meteor Lake de Intel en el segmento de portátiles delgados y ligeros premium, así como en el de las consolas gaming portátiles. Y también competirá con los portátiles MacBook de Apple con procesadores Apple Silicon, así como con los equipos que empiecen a llegar con procesadores Snapdragon X Elite de Qualcomm.
Intel Meteor Lake y los nuevos procesadores Intel Core Ultra
Intel exprimió al máximo su arquitectura Intel Core para portátiles con los procesadores Intel Core de 11th Gen, Tiger Lake. Con la tecnología Intel 10 nm SuperFin y la integración de elementos del chipset como la conectividad Thunderbolt en el propio SoC, entre otras novedades, como los gráficos integrados Iris Xe.
Foto: Intel Meteor Lake “da la vuelta a la tortilla” de las prioridades y pone a los cores de ultra bajo consumo del SoC como preferentes para asumir la ejecución de procesos. Después, están los cores E del chiplet de computación, y luego están los de rendimiento.
El resultado, estuvo lejos de ser satisfactorio. Y, de hecho, aún hoy en día pueden verse en los lineales de los establecimientos especializados, equipos que vienen con estos procesadores que datan de nada menos que 2020. El rendimiento portátil dejaba mucho que desear. Por supuesto, nunca ha habido comunicados oficiales sobre el comportamiento de estos procesadores por parte de Intel, aunque recuerdo, como representante de Noticias3D en la presentación que tuvo lugar en Santa Clara de estos procesadores, que pregunté por el impacto de la integración de elementos del chipset en el propio procesador, en lo que a consumo se refiere.
No obtuve una respuesta clara entonces. Y nunca la tuve. Pero sospecho que esta integración extra, ha tenido consecuencias en cómo estos procesadores se comportaban cuando los Vatios disponibles eran escasos.
Foto: El diseño basado en chiplets permite a Intel separar físicamente los diferentes componentes del procesador y apagarlos completamente llegado el caso. El SoC integra dos cores E de Low Power (LP), que permiten ejecutar tareas, apagando el tile de computación e incluso el gráfico.
Después de Tiger Lake, llegó Alder Lake (12th Gen) con los cores P y cores E, para continuar con Raptor Lake (13th Gen). Hablamos de procesadores para portátiles, eso sí. Ahora llegará Meteor Lake (14th Gen). En Alder Lake y Raptor Lake, encontramos el mismo problema que en Tiger Lake: con regímenes de Vatios escasos, el rendimiento de CPU e iGPU de los procesadores de Intel caía en picado. Con Vatios suficientes, el comportamiento de estos procesadores es muy bueno, que todo hay que decirlo.
Meteor Lake llega ahora con varias novedades que, en principio, suponen para Intel recuperar terreno en el apartado de la eficiencia energética. En primer lugar, tenemos un diseño basado en chiplets. Esto quiere decir que tendremos un procesador en el que habrá cuatro chiplets, cada uno dedicado a una función diferente, interconectados adecuadamente. Tendremos un chiplet para computación, con los cores P y E propiamente dichos, más un chiplet para los gráficos integrados, un chiplet para el SoC con elementos de procesamiento de vídeo, la NPU para IA, el controlador de memoria, conectividad Wi-Fi y BT y HDMI, así como con un chiplet para I/O con líneas PCI Express 5.0 o Thunderbolt 4.
Foto: Los gráficos integrados de los procesadores Meteor Lake, se basan en la arquitectura Arc (Alchemist) de las GPUs de escritorio. La eficiencia mejora, así como el rendimiento.
Cada chiplet está fabricado con tecnologías diferentes. El de computación, con los cores P y E (Redwood Cove y Crestmont), viene con la tecnología de fabricación Intel 4 (equivalente a 7 nm). Los gráficos integrados Intel Xe-LPG, derivados de la arquitectura Intel Arc de escritorio, vienen con tecnología TSMC de 5 nm, mientras que el SoC y el I/O, vienen con tecnología TSMC de 6 nm.
La eficiencia viene dada aquí por la inclusión de dos cores E de bajo consumo en el SoC, de modo que, para tareas que no precisen de un rendimiento elevado, el SoC será el único chiplet que esté activo, apagando completamente el chiplet de computación y/o el de gráficos integrados. Intel demostró hace poco cómo un portátil Meteor Lake podía reproducir vídeo 8K con un consumo ínfimo.
Foto: El Low Power Island de los Meteor Lake cuenta con dos cores E de muy bajo consumo para abordar las áreas más cotidianas que no requieran de un rendimiento elevado.
Esta solución, vendría a solventar el problema del consumo excesivo de los procesadores, cortando el consumo de los chiplets, con la excepción del SoC, lo cual permitiría gestionar presupuestos de Vatios comedidos de un modo más eficiente que en las generaciones anteriores., haciendo que el rendimiento no se “colapse” como sucedía hasta ahora por debajo de los 10W – 15W en portátiles.
