Descubre la revolucionaria arquitectura Skymont de Intel, diseñada para ofrecer una eficiencia mejorada y un rendimiento superior en la serie Intel Core Ultra 200. Conoce las innovaciones en frontend, backend y predicción de ramas que redefinirán el futuro de los CPUs.
Intel Presenta la Revolucionaria Arquitectura Skymont: Un Salto en Eficiencia para los CPUs de Próxima Generación
Intel ha dado un paso significativo en la tecnología de CPUs con la introducción de sus nuevos núcleos de eficiencia Skymont, que forman parte de la serie Intel Core Ultra 200. Presentado durante el Intel Tech Tour Taiwan 2024, justo antes del evento Computex 2024, Skymont representa una renovación importante en cómo Intel aborda la eficiencia en sus procesadores, prometiendo ofrecer un mayor rendimiento mientras optimiza el uso de energía.
Skymont: Abordando Problemas de Eficiencia de Largo Plazo
La arquitectura Skymont es el último intento de Intel por resolver problemas que han persistido desde la arquitectura Tremont, particularmente en la ejecución de ciertos tipos de instrucciones. Estos problemas, observados originalmente en chips de bajo consumo, han afectado a los núcleos de eficiencia (E-cores) a lo largo de generaciones. Skymont busca eliminar estas ineficiencias al permitir que los núcleos manejen más tareas dentro del pipeline de ejecución, reduciendo así la dependencia del hyperthreading, tradicionalmente gestionado por los núcleos de alto rendimiento.
Principales Mejoras Arquitectónicas: Frontend Más Amplio y Mejora en la Predicción de Ramas
Una de las características más destacadas de la arquitectura Skymont es su frontend expandido. Los núcleos de eficiencia anteriores, como los Crestmont, estaban limitados a dos clústeres de ejecución, capaces de decodificar hasta 32 bytes de tres instrucciones por ciclo. Skymont introduce un tercer clúster, aumentando la capacidad de flujo de datos en un 50%, permitiendo ahora 96 bytes de instrucciones por ciclo computacional. Esta mejora no solo aumenta el rendimiento de datos, sino que también optimiza el pipeline de ejecución.
La predicción de ramas, una técnica crítica de procesamiento utilizada para prever cuándo una instrucción generará ramificaciones condicionales, también ha visto mejoras sustanciales. Los núcleos Skymont mantienen la ventana de verificación de 128 bytes de generaciones anteriores pero refinan el proceso al dividir la línea de caché en dos bloques de 64 bytes. Este cambio acelera el tiempo de respuesta del frontend, reduciendo el número de ciclos requeridos y minimizando la latencia.
Introducción de Nanocódigos: Desbloqueando la Ejecución Simultánea
Otra innovación revolucionaria en la arquitectura Skymont es la introducción de los «nanocódigos». En generaciones anteriores, los microcódigos—conjuntos complejos de instrucciones que combinan múltiples instrucciones individuales—eran un cuello de botella, ya que los núcleos de eficiencia no podían procesar microcódigos e instrucciones simples simultáneamente dentro del mismo clúster de ejecución. Skymont elimina esta limitación, permitiendo que los nanocódigos liberen los recursos de las líneas de ejecución, habilitando el procesamiento concurrente en cualquiera de los tres clústeres.
Esta mejora refleja estrategias vistas en arquitecturas competidoras, como los chips M3 de Apple, que también se enfocan en maximizar la eficiencia computacional y energética. Aunque los núcleos Skymont aún no pueden ejecutar instrucciones paralelas subordinadas a microcódigos, ahora pueden gestionar tareas independientes de manera más efectiva, mejorando significativamente el rendimiento general.
Mejoras en el Backend: Manejo de Datos Más Rápido y Mayor Rendimiento
Intel no solo ha renovado el frontend de sus núcleos de eficiencia, sino que también ha reforzado el backend. Los núcleos Skymont ahora pueden gestionar hasta 8 microoperaciones por ciclo computacional, un salto significativo respecto a generaciones anteriores. Este aumento en la capacidad permite una mayor velocidad en el renombramiento de datos y la escritura en los registros, acelerando la ejecución de tareas.
Una nueva característica en el backend es el canal ampliado para «retirar» datos, lo que significa limpiar registros de manera más eficiente para dar paso a nuevas tareas. La arquitectura Skymont duplica el número de estos canales de 8 a 16, acelerando aún más el procesamiento de datos. Además, la capacidad del buffer de instrucciones ha aumentado en un 40%, y el número de puertos de ejecución se ha más que duplicado, de 12 en Crestmont a 26 en Skymont. Estas mejoras garantizan que el Intel Thread Director pueda asignar instrucciones más rápidamente a los puertos disponibles.
Abordando las Ineficiencias en la Ejecución Vectorial y de Puntos Flotantes
Una de las mejoras más notables con Skymont es su capacidad mejorada para manejar operaciones vectoriales y de puntos flotantes (FP). Los núcleos de eficiencia anteriores luchaban con estas tareas, a menudo consumiendo energía excesiva, lo que contradecía el propósito de los núcleos de bajo consumo. La arquitectura Skymont, utilizando litografía de 4 nm, ha mejorado drásticamente la eficiencia energética, permitiendo velocidades de transferencia más altas sin aumentar el tamaño o el consumo de energía de las unidades lógicas aritméticas (ALUs).
Esta mejora permite que los núcleos Skymont manejen operaciones que anteriormente se dirigían automáticamente a los hilos de los núcleos de alto rendimiento, incluso si estas instrucciones no son particularmente exigentes, pero eran incompatibles con los núcleos Crestmont o anteriores. El rendimiento en términos de throughput de datos vectoriales y FP de los núcleos Skymont ahora es comparable al de los núcleos de rendimiento Cortex X2 en la arquitectura ARM, presentes en los procesadores Snapdragon 8.
Subsistema de Memoria Mejorado y Escalabilidad de Núcleos
Intel también ha renovado el subsistema de memoria en Skymont, habilitando soporte para tres cargas de 128 bits por ciclo en la caché L1, en comparación con dos en generaciones anteriores. El ancho de banda entre los núcleos Skymont y la caché L2 se ha duplicado, facilitando un procesamiento de datos más rápido y mejorando el manejo de instrucciones para tareas que requieren múltiples hilos. Además, Intel ha aumentado el tamaño de la caché L2 de 2 MB a 4 MB, mejorando aún más el rendimiento.
La arquitectura Skymont también admite un sistema de traducción de direcciones más eficiente, aumentando el número de entradas de 3,000 a 4,000, lo que mejora la capacidad del núcleo para gestionar la memoria y las tareas de procesamiento de manera más efectiva.
Mirando hacia el Futuro: La Visión de Intel para la Escalabilidad de Núcleos
La introducción de la arquitectura Skymont marca una evolución significativa en el enfoque de Intel hacia el diseño de procesadores, particularmente en términos de escalabilidad de núcleos. Aunque las estrategias anteriores se centraron en agregar más núcleos y hilos para mejorar el rendimiento, Intel reconoce que este enfoque está alcanzando sus límites. Con Skymont, Intel está sentando las bases para procesadores más modulares, escalables y eficientes, esenciales para satisfacer las demandas de las futuras tareas informáticas.
La decisión de Intel de repensar y rediseñar arquitecturas de núcleos establecidas como Skymont y Lion Cove puede parecer un retroceso en algunos aspectos. Sin embargo, estos cambios son críticos para el avance de la tecnología de procesadores y para asegurar que Intel se mantenga a la vanguardia de la innovación en el altamente competitivo mercado de CPUs.
A medida que el mundo tecnológico espera con ansias el lanzamiento completo de Skymont y otras arquitecturas de próxima generación, está claro que Intel no solo está manteniendo el ritmo con las tendencias de la industria, sino que está estableciendo nuevos estándares para lo que los núcleos de eficiencia pueden lograr.
