Assim como 2024 marca a rápida chegada do AI PC (e um botão de IA no novo teclado Windows), a introdução da aceleração de IA nos processadores para PC Intel não foi uma conclusão precipitada.
"Foi muito debatido", diz Tim Wilson, que liderou o desenvolvimento system-on-chip (SoC) para Intel Core Ultra, chamado Meteor Lake. A pergunta alguns anos atrás, explica ele, foi: "Por que dedicar tanto silício a essa NPU? A IA é amorfa – não sabemos como a usarão."
Hoje, há muito para a IA ajudá-lo. "Ver como isso aterrissou (em meio) à explosão da IA foi realmente fortuito", diz Wilson. "Lembrar essas conversas e ver o pagamento é muito gratificante."
Parte da razão pela qual Wilson e a equipe foram capazes de introduzir uma nova funcionalidade de IA para Intel Core Ultra foi uma reformulação completa na forma como um processador é feito. Em vez de construir um processador grande usando um design monolítico tradicional, eles foram para uma arquitetura mais eficiente baseada em blocos.
Mais complexo significa menos complicado (não, na verdade)
Este não é o primeiro projeto baseado em blocos da Intel, nem a Intel é a única empresa a fazê-lo, mas os alvos de implantações da Intel existentes visam servidores e desktops de alto nível. O Core Ultra oferece um projeto desagregado para dispositivos clientes convencionais.
"As mesmas forças que estavam impulsionando nossas explorações de projetos desagregados em Lakefield e Ponte Vecchio também estavam sendo sentidas no cliente", explica. Lakefield foi lançado em 2020 e teve como alvo notebooks finos e leves, bem como PCs dobráveis e de tela dupla. Ponte Vecchio vai na direção oposta, capacitando data centers e supercomputadores em todo o mundo. Ambos aproveitam um design de chiplet para oferecer desempenho e eficiência energética.
"A tecnologia é madura o suficiente e a necessidade está lá. Queríamos trazê-lo para o mainstream e, ao mesmo tempo, trazer grandes novas capacidades, como a IA."
Embora este não fosse um território desconhecido, a abordagem era nova.
"Nós pegamos os processadores e os empilhamos antes, combinando processadores isolados. Para o Meteor Lake, quebramos as coisas de maneiras que não tínhamos feito antes. Era um programa de folha em branco", diz ele. "Queríamos aproveitar a desagregação estrategicamente e em benefício do produto. Não apenas "Podemos fazer isso?" Mas "Por que faríamos isso?"
Isso significava reimaginar metodicamente todos os blocos para criar um novo design modular. Wilson diz que é uma complexidade que gera simplicidade. Nos últimos 20 anos, os chips se expandiram para incluir mais – mais núcleos e mais funcionalidades nos recursos uncore, depois de memória, gráficos e exibição. Hoje, os SoCs podem ter cerca de 100 propriedades intelectuais (IPs) e otimizar todas elas simultaneamente em um único pedaço de silício torna-se cada vez mais difícil.
"Ele força a simplificação no nível de blocos. Quebrar os blocos significa que você pode escolher o transistor certo para o bloco certo — transistores de alto desempenho para a CPU, alta densidade para a GPU e baixo consumo de energia para os blocos de SoC", diz ele. "Os blocos podem ser facilmente trocados, adaptando os recursos do processador para diferentes requisitos. Uma malha nova e escalável significa que todos os blocos dentro do SoC podem obter largura de banda de memória total quando necessário."
A tecnologia de encapsulamento Foveros da Intel permite um processador bem embalado e empilhado que usa uma mistura de processos. Em vez de otimizar tudo para o mesmo processo, você pode misturar e combinar — Intel 4 de ponta para os núcleos e uma tecnologia de processo estabelecida e testada para E/S, que não precisa de todo esse desempenho.
Quando 20 mentes são melhores que uma
Repensar a arquitetura do processador desde o zero não é uma pequena façanha. Intel Core Ultra é a maior mudança de design de SoC da Intel em 40 anos, e Wilson, um veterano de 22 anos da Intel, diz que teve uma equipe única com uma enorme experiência.
"Trouxemos uma equipe maior e mais diversificada para construir esse produto", diz Wilson. "Exigimos trabalhar mais estreitamente com várias equipes de IP, e havia mais grupos envolvidos em projeto e desenvolvimento do que tínhamos antes. Seria difícil encontrar uma equipe mais inclusiva, eu acho."
Com tantas novidades, resolver problemas diários muitas vezes significava mergulhar em um território desconhecido. Além de um novo projeto desagregado envolto na embalagem Foveros, há a nova arquitetura híbrida de desempenho 3D (três tipos de núcleos de processador), Intel Arc gráficos integrados diretamente no SoC e melhorias significativas na eficiência de energia. Tenha em conta que esta plataforma é a primeira construída sobre o mais recente processo Intel 4 e é fácil acreditar em Wilson quando ele diz que não havia escassez de novos desafios, e que o trabalho em si foi inspirador de se fazer parte.
"É realmente gratificante passar muito tempo com muitas pessoas e causar um impacto na indústria, e então ver esse trabalho refletido nos produtos que meus amigos e familiares estão usando todos os dias", diz ele. (Wilson agora está trabalhando com uma equipe totalmente nova no lado do servidor — ele passou para uma nova função como Gerente Geral da XEG após Intel Core Ultra lançado.)
Um projeto como Intel Core Ultra leva anos e, em certa medida, uma capacidade de prever o futuro , como a decisão de incorporar uma NPU para tarefas de IA. Esses tipos de debates são o coração pulsante da inovação, no entanto, e Wilson diz que a equipe enfrentou a execução da mesma maneira que eles fizeram com a arquitetura: eles quebraram tudo.
Em última análise, tudo se resume a relacionamentos. A pessoa mais inteligente do mundo vai falhar se não tiver construído boas relações, e o sucesso de Meteor Lake está na confiança entre as pessoas e as equipes", diz ele. "Uma ótima ideia pode ser atribuída a uma pessoa, mas é o ápice de 20 pessoas diferentes trabalhando em um problema."