همه چیز در مورد پردازنده‌های نسل 15 اینتل خانواده Arrow Lake S

یکی از برتری‌های فناوری چیپ‌سازی شرکت اینتل همواره در این بود که پردازنده‌ را یک تکه بر روی اسلایس سیلیکن می‌ساخت. زمانی که شرکت AMD در معماری Zen برای اولین بار از ساختار چند تکه “چیپلت” استفاده کرد که در آن بخش‌های مختلف پردازنده در چند چیپ مجزا از هم ساخته می‌شد و سپس بر روی مدار چاپی پردازنده به یکدیگر لینک می‌شدند، اینتل شرکت AMD را مسخره می‌کرد که از طراحی پردازنده یک تکه ناتوان است.

اینتل درست میگفت، ساخت یک پارچه پردازنده که تمام اجزای آن با ریخته‌گری ثابت ساخته شود، یک برتری فن آوری است، اما بسیار گران است و AMD در عمل ثابت کرد روش اینتل به هیچ وجه اقتصادی نیست. یکی از دلایل افول اقتصادی اینتل هم همین موضوع بود. اینتل سالهاست با حداقل سود پردازنده‌های خود را میسازد و می‌فروشد.

وجه اقتصادی ساخت پردازنده به صورت چند تکه، بسیار پر رنگ است. شرکت سازنده می‌تواند در هر نسل از پردازنده‌ها، فقط یک یا چند بخش را ارتقا دهد. همچنین ساختار چند تکه، امکان ساخت پردازنده را با چند ریخته‌گری یا نانومترهای مختلف می‌دهد. بدین ترتیب فشار زیادی به خط تولید نخواهد آمد.

کاشی کاری سه بعدی

مزایای ساخت چند تکه پردازنده شرکت اینتل را در نهایت وادار کرد همان راهی را که AMD در معماری Zen رفت، در پیش بگیرد. از این رو، نسل 15 پردازنده‌های Arrow Lake S اینتل برای اولین بار، از ساختاری چند تکه بهره می‌برد.

البته اینتل برای آنکه حفظ آبرو کند و نگوید من هم مثل AMD پردازنده چند چیپلتی دارم، از واژه کاشی Tile به جای چیپلت در پرزنت کردن محصول خود، بهره گرفته است.

همچنین برای آنکه ظاهر Die مانند پردازنده‌های AMD به صورت فیزیکی چند تکه نباشد، اینتل تمام چیپ‌ها را بر روی یک سینی به نام Base Tile چیده، سپس روی آنها را لاک نقره‌ای گرفته است تا سطح Die مشابه پردازنده‌های نسل گذشته یک تکه باشد.

ساختار چیپلتی به اینتل کمک کرد تا بتواند ساخت برخی از این چیپ‌ها را برون سپاری کند و مثلا آن را به شرکت TSMC بسپارد تا با ریخته‌گری 3 نانومتری و 5 نانومتری بسازد. فن آوری 3 نانومتری TSMC موضوعی است که کارخانه‌جات اینتل هنوز برای رسیدن به آن تلاش می‌کند. باید توجه داشت که تا پیش از این امکان برون سپاری ساخت بخش‌هایی از پردازنده برای اینتل اصلا وجود نداشت.

هسته‌های هوش مصنوعی NPU

نسل 15 پردازنده‌های اینتل با یک تغییر دیگر نیز همراه شد و آنهم اضافه شدن هسته‌های پردازش عصبی یا به اصطلاح Neural Processing Unites است که به اختصار آن را NPU می‌نامند. هسته‌های NPU شتاب دهنده هوش مصنوعی هستند که برای اولین بار در ساختار پردازنده به صورت فیزیکی وظیفه پردازشهای هوش مصنوعی را برعهده می‌گیرند.

تا پیش از نسل 15 اینتل، هیچ واحد مستقلی در پردازنده برای هوش مصنوعی وجود نداشت و حالا NPU در کنار iGPU گرافیک مجتمع، دومین گروه از هسته‌های متفاوت پردازشی است که در کنار هسته‌های CPU در یک پکیج قرار می‌گیرند و برای اولین بار در کلاس کاربری دسکتاپ ما سه واحد CPU+GPU+NPU را در کنار هم داریم.

توانایی هوش مصنوعی را با واحد TOPs می‌سنجند که مخفف یک تریلیون عملیات در ثانیه است (Trillion Operations Per Seconds). این واحد توافقی است که شرکت‌های تولید کننده تجهیزات هوش مصنوعی آن را به کار می‌برند. همین 2 ماه پیش شرکت انویدیا به تمام شرکای AIB خود دستور داد، توانایی TOPs کارت گرافیک‌های خود را در صفحه محصول خود بگنجانند، و هم اکنون اگر به سایت سازندگان کارت گرافیک مراجعه کنید، واحد TOPs را برای آنها در Specification خواهید یافت.

اینتل توانایی هوش مصنوعی NPU پردازنده‌های نسل 15 را برابر 13TOPs اعلام کرده است و این میزان در تمام مدلها از ULTRA 9 گرفته تا ULTRA 5 یکسان است.

توانایی هوش مصنوعی پردازنده‌های نسل 15 به NPU محدود نمی‌شود، و گرافیک مجتمع آنها نیز با وجود 4 هسته Xe دارای 8TOPs توانایی هوش مصنوعی است. خود پردازنده نیز دارای 15TOPs توانایی هوش مصنوعی است که در مجموع در کنار NPU توانایی هوش مصنوعی پردازنده‌های نسل 15 را که به گرافیک مجتمع مجهز هستند به 36TOPs می‌‌رساند.

Rentable Units به جای Hyper-Threading

شرکت اینتل پس از بیش از یک دهه استفاده از فن آوری Hyper Threading، آن را در خانواده Arrow Lake به طور کامل حذف کرد. فن آوری Hyper Threading به هر هسته پردازنده اجازه می‌داد به صورت موازی همزمان 2 رشته پردازشی را هندل کند. این کار در پردازش‌های چند رشته پردازشی باعث افزایش سرعت عمل پردازنده می‌شد.

در خانواده Arrow Lake S، اینتل با حذف HT، از فن آوری Rentable Units بهره گرفته است. این فن آوری با هدایت بار پردازشی به سمت هسته‌های E در ابتدا تلاش می‌کند تا کار پردازش را با هسته‌های E به پایان رساند.

در صورتی که بار پردازشی، سنگین تر از توانایی هسته‌های E باشد، ادامه پردازش به هسته‌های P محول می‌شود و هسته‌های E برای تسک بعدی آماده می‌شوند.

حذف HT یک شمشیر دولبه است، از طرفی ممکن است توانایی پردازش تسک‌های چند رشته پردازشی را در نرم‌افزارهایی که از جداول قدیمی پردازش استفاده می‌کنند، کاهش دهد، اما از طرف دیگر اینتل، امیدوار است، کاربر از نرم‌افزارهای جدید استفاده کند چرا که آنها از جداول پردازشی جدید بهره می‌برند و به صورت بهینه‌تری کار می‌کنند. از این رو اینتل تمام تخم مرغهای خود را در سبد نرم‌افزارهای جدید که مجهز به جداول پردازشی جدید هستند، چیده است.

افزایش حجم کش Level 2

در نبود فن آوری HT، پردازنده نیاز به حجم کش بیشتری دارد. از این رو اینتل حجم کش Level 2 پردازنده‌های Arrow Lake را افزایش داده است تا بتواند نیاز پردازنده را تا حد ممکن برآورده سازد.

در حالی که پردازنده پرچمدار نسل قبل 14900K مجهز به 32 مگابایت حجم کش حافظه Level 2 بود، پرچمدار نسل جدید، پردازنده Ultra 9 285K مجهز به 40 مگابایت حجم کش حافظه Level 2 است.

این افزایش، مجموع حجم کش پردازنده 285K را به 76 مگابایت می‌رساند.

نامگذاری جدید برای دریاچه پیکان

اینتل در نسل 15 پردازنده‌های خود معروف به Arrow Lake، علاوه بر حذف واژه i و جایگزینی کلمه Ultra، نامگذاری پردازنده‌ها را نیز تغییر داده است.

پردازنده پرچمدار Core Ultra 9 285K بالارده ترین پردازنده این خانواده است که جایگزین 14900K می‌‌شود. این پردازنده واریانت F ندارد. اما مابقی پردازنده‌ها نمونه F دارند که فاقد گرافیک مجتمع است.

در پردازنده‌های رده پایین Ultra 3، به دلیل تعداد کم هسته‌ها و فقدان فن آوری HT، اینتل احتمالا از همان معماری نسل قبل Raptor Lake در پکیج نسل جدید استفاده خواهد کرد.

معماری Lion Cove و Skymont

اینتل ابتدا قرار بود بخشی از تولید پردازنده‌های Arrow Lake را از طریق برون سپاری به TSMC بسپارد و خود با استفاده از فن آوری Intel 20A هسته‌ها را بسازد. اما در نهایت فن آوری 20A کنسل شد و تولید تمام بخش‌های آن را به TSMC سپرده شد، و چیپ‌های ساخته شده با نود 3 نانومتری و 5 نانومتری و نودهای بالاتر توسط TSMC ساخته سپس اینتل صرفا مرحله جایگذاری Tileها و پکیجینگ را بر عهده گرفت و به آن فن آوری Foveros 3D stacking packaging اطلاق کرد.

هسته‌های قدرت P از معماری Lion Cove بهره می‌برند و نسبت به نسل قبل، دارای افزایش 9% راندمان کاری هستند. این در حالی است که از نظر مصرف برق، به انرژی کمتری نیاز دارند. هسته‌های کم مصرف E از معماری Skymont استفاده می‌کنند و نسبت به نسل قبل، دارای افزایش 32% راندمان پردازشی هستند. این هسته‌ها برگ برنده اینتل در این نسل هستند و بخش اعظم پیشرفت و توانایی پردازنده‌های دریاچه پیکان مرهون توانایی بیشتر هسته‌های E است.

توانایی رندرینگ، تنها برگ برنده اینتل

در نرم افزارهای تولید محتوی، قدرت و توانایی پردازنده‌های Core Ultra 200S فوق العاده است. در اغلب تست‌ها، Ultra 9 285K می‌تواند رقیب فعلی خود 9950X را با فاصله زیاد کنار بزند و پیروز میدان باشد.

بنابراین علاوه بر اضافه شدن هوش مصنوعی، مهمترین وجهه پردازشی که در پردازنده‌های Arrow Lake S بهبود محسوس پیدا کرده است، عملکرد رندرینگ در نرم افزارهای طراحی 3 بعدی و 2 بعدی و همچنین رندر ویدیویی است.

کاهش مصرف برق و کاهش حرارت کاری

عملکرد گیمینگ پردازنده‌های Arrow Lake S بنابر گفته اینتل به طور متوسط 5% ضعیفتر از نسل 14 است، در عوض، این پردازنده‌ها 15 درجه خنک تر و تا 188 وات میزان مصرف برق کمتری دارند.

واقعیت موضوع به نظر میرسد، اینتل از بحث خرابی پردازنده‌های نسل 13 و 14 درس گرفته است. به احتمال زیاد اگر از طریق اورکلاک توانایی این پردازنده‌ها را افزایش دهیم، هم میزان مصرف و هم پرفورمنس آنها نسبت به نسل 14 بهتر خواهد شد، اما به خاطر ترس از آسیب احتمالی و تنزل کیفیت سیلیکن – اتفاقی که برای نسل 14 افتاد – اینتل با کاهش مصرف این پردازنده‌ها، توانایی آنها را به حدی کاهش داده تا آسیب نبینند.

با کاهش مصرف پردازنده، و به دنبال آن کاهش فرکانس کاری آنها، پرفورمنس گیمینگ آنها کاهش یافته است. بنابراین دیگر چیزی در سفره عرضه باقی نماند، جز:

• هوش مصنوعی
• کاهش مصرف برق
• کاهش دمای کاری
• مصرف بهینه.

بر همگان واضح و مبرهن است که مصرف بهینه پردازنده، برای کاربران دسکتاپ کوچکترین اهمیتی ندارد. اما دمای کاری مطلوب باعث کاهش هزینه خرید کولر می‌شود و از این نظر، این خصوصیت نسل جدید به نفع کاربر است، چرا که هزینه تمام شده خرید یک سیستم کامل، کمتر می‌شود.

در بخش گرافیک مجتمع، شرکت اینتل نوید افزایش 2 برابری توانایی گرافیکی این پردازنده‌ها را داده است. همچنین گرافیک مجتمع این پردازنده‌ها نقش مهمی در زمینه پردازش هوش مصنوعی ایفا میکنند. نکته جالب دیگر این بخش، وجود واحدهای پردازشگر رهگیری پرتو نور، یا همان Ray Tracing است.

قدرت گیمینگ تقریبا همتراز با نسل 14 اینتل

طبق چارتی که اینتل از توانمندی گیمینگ پردازنده پرچمدار خود Ultra 9 285K منتشر کرده است، فارق از بالا و پایین در سمت چپ و راست جدول، می‌توان در مجموع این پردازنده را در توانایی گیمینگ، هم سنگ 14900K به حساب آورد.

اینکه پرچمدار این نسل در پردازش گیمینگ، با احتساب متوسط افت و خیزها، تقریبا با پرچمدار نسل قبل برابر است، نشان دهنده این است که احتمالا پردازنده‌های رده پایینتر Ultra 7 265K و Ultra 5 245K به احتمال زیاد در گیمینگ ضعیفتر از i7 14700K و i5 14600K خواهند بود.

به جهت پاشیدن نمک بر زخم، باید اعتراف کرد در این جداول تست، فن آوری بوستر APO اینتل روشن بوده است، و بدون آن، قطعا توانایی گیمینگ نسل 15 ضعیفتر از نسل 14 خواهد بود. بنابراین تعارف را کنار بگذاریم، اگر نوع کاربری شما از کامپیوتر، فقط و فقط گیمینگ است، و فریم به فریم بازی برای شما مهم است، به جای نسل 15 اینتل، بهتر است سراغ پردازنده‌های X3D رایزن 7000 و 9000 بروید.

اما اگر استریمر-گیمر هستید، و یا به هر نحوی تولید کننده محتوی، طراح، انیماتور، و یا آرشیتکت، پردازنده‌های خانواده Arrow Lake S بهترین گزینه برای شما هستند.

مادربردهای چیپست Z890 اینتل

اینتل اگرچه در توانمندی گیمینگ پردازنده‌های دریاچه پیکان کم گذاشته است، اما به حق در توسعه چیپست مادربرد عملکرد مطلوبی از خود نشان داده است. ما تغییرات ریز و درشت زیادی را در مادربردهای سری 800 شاهد خواهیم بود که به برخی از آنها اشاره می‌کنیم.

تغییر در پله‌های اورکلاک

تا پیش از نسل 15، در پلتفرم‌های اینتل افزایش ضریب فرکانس کاری پردازنده فقط با پله‌های 100 مگاهرتزی امکان پذیر بود، اما در Arrow Lake پله‌های افزایش فرکانس به 16.67 مگاهرتز تقلیل یافته تا کاربر بتواند از حداکثر اورکلاک ممکن روی پردازنده استفاده کند.

فرکانس پایه دوگانه Dual BCLK

اورکلالکرها همیشه بر سر دو راهی افزایش فرکانس رم و افزایش فرکانس هسته‌های پردازنده بودند. چراکه از یک سطحی به بعد، افزایش فرکانس رم می‌توانست اثر منفی در سطح اورکلاک هسته‌ها بگذارد و گاهی هم به العکس. اینتل برای اولین بار از ساختار دوگانه فرکانس پایه، یکی برای بخش SoC که وظیفه تنظیم فرکانس رم را برعهده دارد، و دیگری فرکانس پایه دوم برای تنظیم فرکانس کاری هسته‌های پردازنده بهره گرفته است.

بدین ترتیب، اثر بی ثباتی افزایش فرکانس رم و پردازنده بر روی یکدیگر خونثی می‌شود و اورکلاکر می‌تواند این دو بخش را مستقل از هم اورکلاک کند.

گذر از DLVR مخصوص Extreme اورکلاکرها

شرکت اینتل پس از مشکلاتی که پیرامون پردازنده‌های نسل 13 و 14 پیش آمد، برای نسل 15 تمام تنظیمات دیفالت خود را به صورت پیش فرض بر روی کلیه مادربردهای تمام برندها اعمال کرده است. بنابراین در نسل جدید دست و پای سازندگان مادربرد برای اعمال دلبخواهی تنظیمات بسته شده و سیستم Digital Voltage Linear Regulator اینتل در تمام مدت وظیفه برق رسانی به پردازنده را بر عهده دارد.

این سیستم برای اورکلاک عادی تا مرز 400 مگاهرتز را پاسخگوست. اما اکستریم اورکلاکرها فرکانس پردازنده را بیش از این‌ها افزایش می‌دهند. برای آنها شرکت اینتل از مکانیسم Bypass DLVR بهره گرفته است، بدین صورت که فقط در صورتی که دمای Package پردازنده زیر 10 درجه سانتیگراد باشد، پردازنده به مادربرد اجازه خواهد داد تا محدودیت‌های DLVR را اعمال نکند و بدین ترتیب پردازنده زیر LN2 بتواند ولتاژ بیشتری دریافت کند تا اکستریم اورکلاکر، رکورد ثبت کند.

پشتیبانی از رمهای CUDIMM

شرکت اینتل در نسل 14 از فرکانس کاری 8000MTs پشتیبانی می‌کرد، اما به دلایل مختلف این فرکانس و بالاتر از آن، ناپایدار بود. یکی از دلایل ناپایداری رمها در فرکانس بالای 8000MTs فاصله زیاد بین پردازنده و اسلاتهای رم است که باعث بی ثباتی و عدم حفظ فرکانس در این فاصله میشد.

رمهای CUDIMM یک راهکار جدید برای رفع مشکل ناپایداری رم در فرکانسهای بالای 8000MTs است. در این نوع از رمها، یک چیپ Clock Generator کمکی بر روی ماژول رم نصب می‌شود تا به پایداری فرکانس کمک کند. بدین ترتیب، با گرفتن کمک از این چیپ، فرکانس کاری رمها حتی تا 10000MTs هم خواهد رسید.

رمهای CUDIMM از دو ماه آینده وارد بازار خواهند شد، و فقط بر روی مادربردهای Z890 کار خواهند کرد.

پشتیبانی از رمهای ECC

یک نگرانی‌ عمده، بین کاربرانی که از نرم افزارهایی استفاده می‌کنند که نیاز به حجم بالای رم دارند، بحث بروز خطا است. رمهای کلاس کاربری Unbuffered و Register نشده هستند و در این نوع از رمها، وقتی حجم رم از 32 گیگابایت بیشتر می‌شود، شانس بروز خطا در اطلاعات داخل رم افزایش پیدا می‌کند.

شرکت اینتل در نسل 15 بر روی مادربرد تا 192 گیگابایت حجم رم پشتیبانی می‌کند. اینتل برای رفع نگرانی این دسته از کاربران، امکان پشتیبانی از رمهای ECC را برای Arrow Lake تدارک دیده است.

اما توجه داشته باشید، پشتیبانی از رمهای ECC وابسته به تایید سازنده مادربرد است، بنابراین پشتیبانی اینتل از رمهای سروی مجهز به تصحیح خطا ECC مشروط به پشتیبانی از طرف سازنده مادربرد است.

افزایش فرکانس پایه به 6400MTs

شرکت اینتل، پشتیبانی از فرکانس پایه رم DDR5 را در خانواده دریاچه پیکان به 6400MTs رسانده است. این فرکانس پایه است و کاربران می‌توانند تا فرکانس 8000MTs با رمهای عادی و تا فرکانس 10000MTs با رمهای CUDIMM از سیستم خود استفاده کنند، (مشروط به پشتیبانی مادربرد).

پشتیبانی از تاندربولت 4 و 5

یکی خصوصیات جذاب پلتفرم جدید اینتل، پشتیبانی پیش فرض از ارتباط Thunderbolt 4 بر روی چیپست Z890 است اغلب مادربردهای Z890 دارای دو درگاه Type C در پنل پشتی هستند که خروجی تاندربولت 4 است. همچنین شرکت اینتل پشتیبانی از اتصال جدید و گران قیمت Thunderbolt 5 را نیز به صورت مستقل فراهم کرده است که صرفا مادربردهای پرچمدار از آن بهره‌مند خواهند شد.

اتصال LAN 2.5G و Wi-Fi 7 و BT 5.4

مادربردهای سری 800 اینتل به صورت پیش فرض از اتصال LAN با سرعت 2.5 گیگابیت و همچنین Wi-Fi 6E و BT 5.3 پشتیبانی می‌کنند. اما سازندگان مادربرد دستشان برای استفاده از LAN سرعت 5 و 10 گیگابیت، و همچنین Wi-Fi 7 و BT 5.4 باز است.

پشتیبانی از حداقل یک درگاه SSD M.2 Gen.5

استفاده از اس‌اس‌دی‌های Gen.5 بر روی مادربردهای Z790 به صورت آپشنال با نصف شدن پهنای باند اسلات اول کارت گرافیک ممکن بود. اما برای چیپست Z890 شرکت اینتل یک درگاه اختصاصی Gen.5 را برای بهره برداری از اس‌اس‌دی‌های Gen.5، بدون نیاز به استفاده از خطوط اسلات کارت گرافیک در نظر گرفته است.

بنابراین برای اولین بار، اینتل به صورت رسمی از حداقل نصب یک حافظه SSD نسل 5 پشتیبانی می‌کند. پشتیبانی از اس‌اس‌دی‌های Gen.5 بیشتر از یک درگاه بر روی مادربرد منوط به استفاده از خطوط PCIe اسلات اول گرافیک خواهد بود.

نتیجه گیری

نسل 15 اینتل ملقب به Arrow Lake S یک گام بزرگ در توسعه پلتفرم (مادربرد) و نقطه عطف در کلاس کامپیوتر‌های کاربری (خانگی/گیمینگ/طراحی) خواهد بود.

در بخش طراحی و رندرینگ، پردازنده‌های نسل 15 بی شک عملکرد فوق العاده مناسبی خواهند داشت. تولیدکنندگان محتوی از این نسل به خوبی استقبال خواهند کرد. اتصالات سریع و پیشرفته، Wi-Fi 7، و تاندربولت 4 در کنار هوش مصنوعی، بی شک یاری دهنده کاربران تولید محتوی خواهد بود.

اورکلاکرها نیز مطمئنا از این نسل استقبال خواهند کرد، تغییرات جدید در بخش اورکلاک، و توانایی بیشتر پردازنده‌ها از فرکانس بالای رمهای DDR5، نوید بخش رکوردهای جدید در زمینه اورکلاک است.

در زمینه گیمینگ شرکت اینتل تمام تلاش خود را کرده است تا با کاهش میزان مصرف، توانایی پردازنده را در سطح معقول معادل توانایی گیمینگ نسل 14 نگه دارد.

در عوض، با کاهش مصرف، دمای کاری پردازنده حسابی کاهش پیدا کرده و امکان خنک کردن پردازنده را با سیستم‌های کولینگ متداولتر و ارزانتر برای کاربر فراهم می‌آورد.

از نظر توانایی گیمینگ، شرکت اینتل با نسل 15 خود هنوز به قدرت پردازنده‌های X3D رایزن AMD نمی‌رسد، اما، وجود هسته‌های هوش مصنوعی NPU، اتصال تاندربولت 4، پشتیبانی از رمهای پر سرعت 10000MTs، و افزایش بهره‌وری پردازنده، از جمله مواردی است که بسیاری از گیمرهای تولید کننده محتوی، گیمرهای استریمر و گیمرهای اورکلاکر، از آن استقبال خواهند کرد.