Lakefield: Intels Hybridchip ist auf der Zielgeraden

Während das big.LITTLE-Konzept und dessen flexiblere Nachfolger in der ARM-Welt seit Jahren gang und gäbe sind, ist die Kombination von unterschiedlich leistungsfähigen CPU-Kernen in einem Prozessor bei x86-CPUs ein Novum. Intels künftiger Mobilprozessor Lakefield macht genau das: Er vereint einen Hyperthreading-fähigen, leistungsfähigen Sunny-Cove-Kern – man findet diesen alternativ auch in der jüngst gestarteten zehnten Core-i-Generation alias Ice Lake – mit vier schwächeren Tremont-Kernen. Tremont ist der Nachfolger der Goldmont-Kerne, die man im Low-End-Prozessor Gemini Lake findet. Je nach Ausführung hört letzterer auf die offiziellen Namen Celeron und Pentium Silver, gefolgt von N- oder J-Modellbezeichnungen.

Wie Intel im Gespräch mit c't mitteilte, sind bei Lakefield alle Kerne für das Betriebssystem sichtbar. Je nach anfallender Last muss der Scheduler die Aufgaben also sinnvoll verteilen. Ist eine hohe Single-Thread-Leistung gefragt, dann muss Sunny Cove ran. Die wenigen Verwaltungsaufgaben im Idle-Modus sind hingegen prädestiniert für Tremont – Sunny Cove wird dann schlafen gelegt.

Bei Multi-Tasking-Last dreht sich das Blatt laut Intels internen Messungen interessanterweise um: Die vier Tremont-Kerne schaffen zusammen eine höhere Performance als Sunny Cove. Dass diese Werte nicht völlig der Fantasie entsprungen sind, haben c't-Benchmarks bisheriger Intel-CPUs gezeigt: Gemini Lake brachte einen so großen Leistungssprung für Intels Low-End-CPUs, dass der Vierkerner Pentium Silver N5000 bei Single- wie Multi-Thread-Aufgaben mit älteren Core-i-Doppelkernen wie dem Core i3-6006U gleichziehen kann.

Chiplets

Intel kombiniert die CPU-Kerne mit einer Gen-11-Grafikeinheit, die in einigen Aspekte sogar über die Fähigkeiten der Ice-Lake-Variante hinausgeht: Die Display-Einheit kann 4K bei 120 Hz ausgeben, die Image Processing Unit nimmt Streams von bis zu sechs Kameras entgegen. Der Speicher-Controller unterstützt Geschwindigkeiten bis LPDDR4-4267. Alle bisher genannten Funktionseinheiten sitzen auf einem Chiplet, welches Intel mit P1274 (10nm+) fertigt. Die I/O-Einheiten – also USB 2.0/3.0, PCIe 3.0, Audio, SDIO, UFS3 und noch viel mehr – hat Intel auf ein zweites Chiplet ausgelagert, das im gröberen Fertigungsprozess P1222 (22 nm) aus der Fab kommt.

Insgesamt besteht Lakefield aus mehreren übereinander gestapelten Lagen – Intel nennt diese Bauform Foveros. Das zur Verbindung mit dem Mainboard nötige Package trägt das I/O-Chiplet. Das Compute-Chiplet wird face-to-face darübergelegt und über Micro-Bumps verbunden. Obendrauf kommen dann je nach Modell noch 4 oder 8 GByte Arbeitsspeicher. Die Stromversorgung der oberen Chiplets erfolgt von unten mittels TSVs (Through-Silicon-Vias), was laut Intel kein Limit per se darstellt: Künftig ließen sich auch Chipstapel mit potentem GPU-Die obendrauf oder Vielkern-Prozessoren für Server so zusammensetzen.

Die erste Foveros-Implementation Lakefield darf als energieeffizienter Mobilprozessor allerdings maximal 7 Watt verbraten. Im Standby kommt Lakefield mit nur 2 Milliwatt aus – also eine Größenordnung weniger als aktuelle Core-i-Prozessoren des U- und Y-Schiene. Apropos Y-Prozessoren: Intel wird Lakefield aller Voraussicht nach nicht als Ergänzung oder Ablöse dieser Core-i-Serie vermarkten, sondern darunter platzieren – eventuell sogar mit einem eigenen neuen Namen.

Laut Intel läuft Lakefield-Silizium bereit seit einiger Zeit in den Laboren; die Massenfertigung soll im vierten Quartal starten. Sofern nicht noch irgendwelche Stolpersteine auftauchen, dürfte der offizielle Startschuss wohl auf der Anfang 2020 stattfindenden CES erfolgen. Erste damit bestückte Notebooks und Tablets dürften dann ebenfalls auf der Messe zu sehen sein. (mue)