Intel ha dado a conocer el día de hoy su nueva arquitectura “Silvermont“, arquitectura que incorporarán los nuevos modelos con logo Atom a fines de este año. Estos nuevos chips son el paso final de Intel en el mercado de Smartphone y tablets, donde están los dominios de los chips ARM. Claro que el gigante azul se viene con todo para marcar presencia, en un mercado que hace un par de años le era esquivo.

 Silvermont inicia un cambio importante dentro de los planes de Intel, ya que esta arquitectura está fabricada específicamente para el mercado de chips de bajo consumo, el que componen smartphone y tablets. Esto lo permitirá la fabricación en 22nm, junto con  la característica OoOe (Out-of-Order execution) ejecución “fuera de orden” en que trabajan estos chips.

Primero veremos a las versiones para tablet (Baytrail) y luego (inicios del 2014) a las versiones para smartphone (Merrifield), aunque también existirán versiones para servidores de bajo consumo (Avoton), para la industria de la comunicación (Rangeley) y los aun desconocidos chips para automatización. Como vemos Intel prepara un largo abanico con sus nuevos chips, los que pasan a representar el foco de lanzamientos de la firma azul, contando con una nueva arquitectura cada año.

Llegando a los 22nm

Los chips bajo la marca Atom nacieron allá por el año 2008 con la arquitectura “Bonnell” , chips que fueron diseñados bajo el proceso de los 45nm. Estos chips fueron creados con el sólo objetivo de dar vida a los netbooks de Intel. Para ello la compañía se basó en un chip pequeño, que consumiera poco y que no tuviera grandes cualidades de rendimiento, pero que si cumpliera con tareas básicas de internet. Con el paso del tiempo esta arquitectura evolucionó y se optimizó en el proceso de fabricación en 32nm (Saltwell), para ser conocida como la plataforma “Medfield”. bajo este nombre encontramos a los actuales chips “Z2xxx, los que ya componen algunos smartphone y tablets. Estos fueron los orígenes de los chips Atom para plataformas móviles y de ultra bajo consumo, pero hoy se renuevan por completo bajo una nueva y evolucionada arquitectura en 22nm que Intel llama “Silvertmont“.

Esta nueva arquitectura se base en reducir el consumo y aumentar el rendimiento. Para lo primero tenemos la completa implementación de los 22nm vistos en los chips mayores como Ivy bridge y prontamente Haswell. Con ello también se implementan los transistores 3D y optimización del turbo boost, el que puede trabajar en diferentes estados y rangos de frecuencias. Con ello intel logra un “SoC” que puede alcanzar estados de ahorro de energía de la mitad (versus Saltwell)  sin perder rendimiento.

La nueva arquitectura diseñada para móviles

Junto con las importantes mejoras en consumo, Intel también integra mejoras en rendimiento versus “Saltwell”. Estas están dadas principalmente gracias a su característica OoOE (Out-of-Order Execution oejecución fuera de orden), característica vista en chips actuales de alto rendimiento, tanto de Intel como AMD. OoOe básicamente hace trabajar al chip no como procesos en serie (uno tras completarse el otro), sino como procesos que internamente se desordenan para luego reorganizarse en el resultado final. En este proceso interno los procesadores aprovechan los “huecos” dejados cuando no hay información disponible para procesar un dato y pasan al siguiente que si tiene los datos necesarios. Esto resta ciclos de trabajo y por consiguiente se optimizan procesos con menores tiempos de entrega de un resultado final. De hecho Intel nos indica que Silvermont puede restarle 3 ciclos de trabajo a Saltwell.

Otra de las mejoras de esta arquitectura es el incremento de la cache L2 (1MB por núcleo)y la reducción de latencias. Además las unidades de ejecución se han rediseñado  para mejorar el rendimiento.

La construcción de Silvermont se basa en módulos, los que van pareados por dos núcleos en chips que pueden contener 1 ó 2 módulos  llegando a combinar dos chips para crear un sistema octa-core en el mejor de los casos. Algo que no veremos en un inicio en chips para móviles, sino que seguramente en las versiones para servidores de esta arquitectura. Algo que no se menciona es si Intel le dará a a estos chips la tecnología HT (Hyper Threading), pues NO estará habilitada  Esto principalmente pasa por optimizar los procesos en single thread y permitiendo que el chip pueda volver rápidamente a los estados de ahorro de energía. Simplemente el HT no ayudaba a mantener el bajo consumo que Intel necesitaba para estos chips.

Con estas mejoras Silvermont espera tener un aumento de un 50% más de IPC (MHz vs MHz) que la anterior arquitectura. Un paso no menor y que habla de que este nuevo chips es algo más complejo que un simple paso de una arquitectura a otra. Como dato, el paso de Sandy bridge (32nm) a Ivy bridge (22nm) ofreció sólo un salto de un 10%.  A esto faltarían las mejores frecuencias de trabajo y la mejor capacidad multinúcleo en las versiones quad core, además de las nuevas instrucciones y tecnologías . Sin duda Silvermont está para cosas grandes. 

Nuevos gráficos

En este apartado Intel no ha dado muchas luces de sus características ni como rendirá, pero se sabe que el GPU integrado de Silvermont estarán basados en la HD 4000, sólo que en 1/4 de esta. 4 unidades EU (La HD 4000 posee 16 EU y el mayor GPU de Haswell posee 40 de ellas) son las que se integran en este diminuto SoC de 1 watt de potencia. De todas maneras la potencia gráfica estará a la altura de las mejores versiones de tablets como la del iPad retina, pero sin saberse las frecuencias finales de trabajo es muy difícil saber si serán mejores o no.

¿Y el rendimiento?

Intel nos presenta un par de gráficos en donde se enfrenta a la competencia de chips ARM (¿Appe, Samsung, qualcomm y Nvidia?). En ellos vemos como Silvermont se posiciona por sobre las mejores versiones del Cortex-A15 quad core. Un chip dual core ofrece hasta un 1.6 veces el rendimiento promedio versus las opciones quad ARM Cortex-A15 y usando 2.4 veces menos de energía. 

En el caso de los quad core (versiones para tablets), el rendimiento se dispara hasta 2 veces mayor que las versiones quad ARM. Por si fuera poco su consumo se logra mantener muy abajo, revelando que la inclusión de 2 núcleos extras en Intel no afecta tanto el consumo como lo es con 4 cores ARM. Como para no creerlo, aunque el papel aguanta mucho y falta hasta fines de año para ver la realidad.

Versus Saltwell las cosas no paran de ser buenas y tanto en single thread  como multi-thread, Silvermont ofrece un considerable aumento de rendimiento (superior a 2 veces) y su consumo no deja de mejorar.

Intel nos adelanta bastante sobre su nueva arquitectura y quizás es mucho como para creerlo sin verlo ante nuestros  ojos. El rendimiento y el bajo consumo son un gran salto versus Saltwell y un avance no menor frente a la competencia. En términos de rendimiento Silvermont ofrecerá un rendimiento mucho mejor que el actual chip en 28nm Cortex-A15 quad core de ARM (visto en la mayoría de los smartphone y tablets high end). Claro que la pelea dura estará a inicios del 2014, cuando ARM saque al mercado sus Cortex A57 (alto rendimiento) y A50 (bajo consumo), chips que estarían fabricados en 20 nm (aunque puede que se salte este proceso y lleguen en 16 nm). Por su parte Intel hará lo suyo con sus SoC Airmont en 14 nm.

Fuente: Anandtech