Rocket Lake-S, la arquitectura de los Intel Core Gen 11 para escritorio

Durante el CES de 2021, Intel presento sus CPU de undécima generación de su gama Intel Core en forma de dos arquitecturas: Tiger Lake-H para portátiles y Rocket Lake-S para ordenadores de escritorio. Ambas dispares ya que mientras TL esta construida bajo el proceso de 10 nm de Intel, RKL lo esta sobre el nodo de 14 nm y cada una tienen su propia arquitectura. En este articulo os hablaremos de la de escritorio.

Rocket Lake en realidad no es más que un Ice Lake, pero con la principal diferencia que Intel lo ha diseñado para que pueda ser fabricado bajo su nodo de 14 nm, algo que sorprende, ya que el hecho de utilizar un nodo u otro no es algo sencillo y requiere la revisión entera de todo el chip, así como ciertas optimizaciones debido a que al contrario del paso habitual en el que se diseña una versión con un nodo más avanzado, en este caso Intel ha ido a un nodo menos avanzado.

Samples Rocket Lake

Lo paradójico es que estamos ante el primer cambio importante en años si hablamos de las arquitecturas Intel para ordenadores de sobremesa, ya que los cambios a nivel de IPC desde la sexta generación con Skylake hasta la décima con Comet Lake han sido nulos, el motivo es que Intel se ha pasado cuatro años utilizando el mismo núcleo y lanzando versiones de un mismo procesador con pequeñas mejoras.

Todo ello a la vez que iban puliendo su ya veterano nodo de 14 nm, esperando que el nodo de 10 nm tuviese suficiente rendimiento en la producción para dar el salto. Debido a esos problemas Intel tomo la decisión de hacer una versión a 14 nm de su Ice Lake con tal de afrontar la Gen 11 de los Intel Core y como previa a Alder Lake.

La arquitectura general del Intel Rocket Lake-S

Rocket Lake S Die

Rocket-Lake S es un procesador de 8 núcleos con capacidad de Hyperthreading, estos se basan en la arquitectura Cypress Cove de Intel, el cual es un port a los 14 nm del Sunny Cove de Ice Lake.

En cambio donde si que hay cambios en la parte de la GPU integrada que ahora es una Intel Xe LP de 32 Execution Units, equivalente a una GPU de AMD de 4 Compute Units, por lo que en el apartado gráfico su iGPU cumple solo con lo mínimo de lo mínimo. ¿Lo realmente destacable? El hecho de tener un CODEC de vídeo por hardware para AV1, por lo que la CPU no sufrirá a la hora de reproducir esos vídeos.

En cuanto a la E/S, Intel ha decidido colocar una interfaz PCIe de 20 railes, lo que significa que la configuración más común que vamos a ver es la tarjeta gráfica dedicada junto una unidad SSD, el problema es que la CPU no integra otras interfaces de E/S en su interior, ya que para ello utiliza el chipset Z590 de Intel.

Chipset Z590, el compañero del Rocket Lake-S

Intel Z590 Diagrama

Si hay algo bueno de las CPU de Intel es el uso del Direct Media Interface, una interfaz para comunicar el Northbridge integrado en el procesador con el Southbridge del mismo. En AMD utilizan vías PCI Express para ello, por lo que podemos decir que las 24 vías de las CPU de AMD vía IO Hub, equivalen a las 20 vías PCIe del Intel Rocket Lake-S+8 vias DMI.

Z590 ASUS

La parte negativa es que al contrario de AMD donde el Southbridge integrado en la la CPU otorga un controlador USB, aquí es necesario el chipset Z590, algo que esta hecho adrede por parte de Intel para vender el Z590.El chipset soporta hasta 3 puertos USB 3.2 2.2 de 20 Gb/s, 10 puertos USB 3.2 Gen 2×1 de 10 Gb/s, 10 puertos USB 3.2 Gen 2×1 de 5 Gb/s y hasta 14 puertos USB 2.0.

Si hablamos de otros puertos de E/S, soporta hasta 6 puertos SATA de 6 Gb/s para discos duros convencionales que pueden ser colocados en una configuración  RAND 1,5, 10. LAN integrado para la conexión de red por cable ethernet, WiFi integrado con soporte WiFi y 6 24 líneas PCI Express 3.0.

Cypress Cove, el corazón de Rocket Lake-S basado en Sunny Cove

Intel-Sunny-Cove

El núcleo Cypress Cove resulta en el primer salto en IPC de las CPU de escritorio de Intel desde Skylake, por lo que el rendimiento comparando núcleo con núcleo a la misma velocidad es superior a la anterior generación.

Al tratarse de un port a 14 nm del Sunny Cove no es una arquitectura nueva, es más, esta se presentó en los Intel Architectura Days de 2018, por lo la arquitectura a fecha de lanzamiento de Rocket Lake-S tiene ya más de dos años de existencia.

Sorprende que Intel no haya decidido lanzar un Tiger Lake para escritorio, ya que el núcleo Willow Cove de estos tiene un rendimiento entre un 10% y un 20% a igualdad de velocidad de reloj y mejor consumo que los Sunny Cove/Cypress Cove. Dicha disparidad en la Gen 11 de Intel nos hace pensar que Rocket Lake-S es un proyecto paralelo a Tiger Lake y que a Intel le salía mucho más caro cancelar el proyecto que continuar con la ejecución del mismo.

Especificaciones de los núcleos Cypress Cove/Sunny Cove

Intel no ha dado detalles concretos de Cypress Cove más allá que se trata de la versión a 14 nm del Sunny Cove que presentaron hace más de dos años, en todo caso, a continuación os dejamos una lista de sus características técnicas:

  • En primer lugar su IPC ha subido, llegando a una medía del 19% en algunos benchmarks en comparación a los núcleos basados en Skylake.
  • La micro-cache para las micro-instrucciones que es un 50% más grande, pasando de las 1536 entradas a 2.25k entradas.
  • El IDQ también se ha visto mejorado, pasando de los 70 MicroOps por segundo en comparación de los 64 de generaciones anteriores.
  • Los prefetchers del procesador utilizados durante la fase de captación de las instrucciones, así como la unidad de predicción de saltos utilizada para analizar el código de antemano y encontrar saltos condicionales ha sido mejorada.
  • En lo que a la parte dedicada a la descodificación de instrucciones, los caminos son ahora un 20% más anchos, por lo que hay menos contención, se ha mejorado el planificador de las instrucciones encargado de programar el envió a las unidades de ejecución de la CPU de 97 a 160 entradas. Y el envio de instrucciones a las unidades de ejecución desde la unidad de Dispatch ha pasado de 8 a 10.
  • La unidad de generación de direcciones virtuales, AGU, también ha sido también mejorada.
  • En cuanto a la cache, la cache de datos de primer nivel ha pasado de los 32 KB a los 48 KB, mientras que la cache L2 es de 512 KB.
  • En Cypress Cove, la cache de último nivel es la L3 por núcleo es de 2MB, haciendo un total de 16 MB para la configuración de 8 núcleos.

Como podéis ver la arquitectura de los núcleos de Rocket Lake son un cambio importante en comparación con los Intel Core de sexta a décima generación, en lo que al rendimiento por núcleo se refiere, no obstante el hecho de no tener una configuración de 10 núcleos hace que pierda en rendimiento multinúcleo frente a los Comet Lake con esa configuración,