در این مقاله قصد داریم به معرفی پردازنده هیبریدی Lakefield بپردازیم. پردازنده های اینتل امروزه بیش از گذشته در معرض رقابت با محصولات شرکت هایی مانند: کوالکام و ای ام دی هستند. اینتل برای کسب موفقیت بین رقبای خود نیازمند این موضوع است تا طراحی خاصی را در تراشه های خود اتخاذ نماید. بنابراین به تولید و توسعه پردازنده های هیبریدی با نام Lakefield پرداخت تا تحولی در دستگاه های محاسباتی قابل حمل به وجود آورد.
اقدامات اولیه به هنگام ساخت پردازندههای لیک فیلد
در سال 2018 مهندسان تحقیق و توسعه اینتل تصمیم به یک تغییر اساسی در آینده‌ی پردازندههای اینتل گرفتند. برای ساخت پردازندههای هیبریدی Lakefield به روش ساخت جدیدی روی آوردند. که این روش، فناوری تجمیع سه بعدی Foveros نامگذاری شد. تا قبل از این روش اجزای مختلف یک تراشه soc اینتل نظیر هسته پردازنده، تراشه گرافیکی، منابع و حافظه یک پارچه در یک چینش دوبعدی و روی یک die واحد مستقر میشد. اما حالا قرار است اجزای مختلف SoC بر لایههای مختلفی سوار شوند و با اشغال کمترین فضای ممکن، بیشترین منابع ممکن در قالب یک تراشه پدیدار شود. نتیجه چنین چیدمانی، پردازندههای تحول آفرین لیک فیلد بودند.
علل اصلی ساخت پردازنده هیبریدی Lakefield چیست؟
- کاهش توان مصرفی
- کاهش فضای مورد نیاز اجزای پردازنده
- سطح عملکردی قابل توجه
این طراحی افزایش بازدهی و نهایت بهره‌برداری از فضای فیزیکی را هدف گرفته و باعث می‌شود. که پردازنده‌ی قدرتمندی با حداقل ابعاد و بازدهی زیاد و تولید حرارت کم را بتوان در قالب دستگاهی کوچک جای داد که نیازمند قدرت و بازدهی بیشتری است. عدم نیاز به فضای اضافی برای تعبیه‌ی رم باعث شده که اینتل بتواند این تراشه را بر کوچک‌ترین مادربرد دنیا مستقر کند و در CES به معرض نمایش درآورد.
چه مشکلاتی بر سر راه اینتل در ساخت این پردازنده وجود داشت؟
البته برای ساخت پردازندههای هیبریدی Lakefield مشکلات بسیاری از قبیل:
- قرارگیری اجزا
- چگونگی کار و تعامل اجزا با یکدیگر
- بهره‌گیری از ویژگی‌های تمامی لایه‌ها
- جلوگیری از ناکارآمد ماندن یک لایه
- جلوگیری از افزایش فشار بر یک لایه
و در نهایت هم کنترل انتقال حرارت میان لایه‌ها، از جمله مواردی بود که بر سر راه مهندسان اینتل وجود داشت.
پردازنده هیبریدی Lakefield و ایده ساخت ماده عایق
برای ادامه مسیر در ساخت پردازنده اینتل اقدام به تولید ماده عایق جدیدی کرد که کمک به دفع گرمای بین لایه ها و عدم نفوذ گرما از لایه ها به یکدیگر می‌کند. در نهایت هم پردازنده هیبریدی Lakefield در ابعاد 12در 12 در 1 میلی متر ساخته شده است. که در واقع یک تراشه بسیار کوچک اما بسیار کارامد است. اینتل با ساخت Lakefield نشان داد که میتواند به صورت بسیار متفاوت با سایر پردازنده های خود اقدام به ساخت تراشه ای جدید با تکنولوژی متفاوت نماید.
2 نکته اساسی در ساخت پردازنده لیک فیلد
در ساخت پردازنده لیک فیلد به دو نکته اساسی توجه شده است.
1. بهره‌وری توانی
2. عمر بیشتر باطری دستگاه های مجهز به این پردازنده
این پردازنده در مقایسه با پردازنده های میان رده ای لپ تاپ دارای قدرت بیشتر و مصرف کمتر است. اینتل در رابطه با پردازنده هیبریدی لیک فیلد مدعی است که این پردازنده ها در مقایسه با پردازندهای Amber Lake زمانی که فعال هستند. توانی بین 1.5 تا 2 برابر کمتر دازند. توان طراحی حرارتی این تراشه‌ها، در بازه ی بین ۳ تا 7 وات است؛ میزان توان مصرفی این پردازندههای هیبریدی هر عددی باشد، اینتل مدعی است که عمر باتری لوازم مجهز به آن در حال کار به ۲۵ ساعت و در حالت استندبای به یک ماه می‌رسد.
نتیجه گیری
سرانجام اینتل پس از گذر از این فراز و نشیب ها پردازنده هیبریدی Lakefield را در رویداد CES ژانویه‌ی ۲۰۱۹ معرفی کرد. پردازندههای Lakefield اینتل به یک پردازنده قدرتمند و ۱۰ نانومتری Sunny Cove و ۴ هسته اتم مبتنی بر هسته‌های Tremont مجهز شده‌اند. مطمئنا لیک‌فیلد پایان کار پردازندههای هیبریدی اینتل نخواهد بود. این کمپانی برای نسل بعدی پردازنده‌هایش به نام Alder Lake به سراغ معماری هیبریدی جدیدی می‌رود تا بتواند حضور قدرتمندتری داشته باشد و مجددا سهم AMD را در بازار کاهش دهد. البته AMD هم با معماری Zen 4 به حضور قدرتمندش در بازار ادامه خواهد داد. در فضای پردازندههای مصرف‌کنندگان، رقابتی دو جانبه وجود دارد. اما کافیست گستره دید خود را افزایش دهیم. آن وقت خواهیم دید که این بازار به مراتب گسترده‌تر و متنوع‌تر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد.
