Executivo conta bastidores do desenvolvimento do Intel Core Ultra

Mesmo que 2024 marque a rápida chegada do PC AI (e um botão AI no novo teclado do Windows), a introdução da aceleração de IA nos processadores Intel PC não foi uma conclusão antecipada. “Foi muito debatido”, disse Tim Wilson, vice-presidente do Grupo de Engenharia de Design da Intel, em um artigo publicado no site da empresa. Ele liderou o desenvolvimento do system-on-chip (SoC) para o Intel Core Ultra, codinome Meteor Lake. A pergunta de alguns anos atrás, ele explica, era: “Por que dedicar tanto silício a essa NPU? A IA é amorfa – não sabemos como eles vão usá-la”, lembrou.

Hoje, há muito para a IA ajudá-lo. “Ver como isso chegou (no meio) da explosão de IA foi realmente casual”, diz Wilson. “Lembrar dessas conversas e depois ver a recompensa é muito gratificante”, disse.

Parte da razão pela qual Wilson e equipe foram capazes de introduzir novas funcionalidades de IA para o Intel Core Ultra foi uma reformulação completa na maneira como um processador é feito. Em vez de construir um grande chip usando um design monolítico tradicional, eles optaram por uma arquitetura baseada em blocos mais eficiente.

Este não é o primeiro design baseado em blocos da Intel, nem a Intel é a única empresa a fazê-lo, mas as implementações existentes da Intel visam servidores e desktops high-end. O Core Ultra oferece design desagregado para dispositivos clientes convencionais.

“As mesmas forças que estavam impulsionando nossas explorações de design desagregado em Lakefield e Ponte Vecchio também estavam sendo sentidas no cliente”, explicou Wilson. O Lakefield foi lançado em 2020 e tinha como alvo notebooks finos e leves, além de PCs dobráveis e de tela dupla. Ambos aproveitam um design de chiplet para oferecer desempenho e eficiência energética. “A tecnologia está madura o suficiente e a necessidade existe. Queríamos trazê-lo para o mainstream e, ao mesmo tempo, trazer novos recursos importantes, como IA”, observou.

Embora este não fosse um território desconhecido, a abordagem era nova

“Já pegamos chips e empilhamos antes, combinando chips isolados. Para Meteor Lake, separamos as coisas de maneiras que não tínhamos antes. Era um programa de folha em branco”, comentou. “Queríamos alavancar a desagregação estrategicamente e em benefício do produto. Não apenas ‘Podemos fazer isso?’ Mas ‘Por que faríamos isso?’, perguntou.

Isso significou reimaginar metodicamente todos os azulejos 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, depois mais funcionalidade no uncore, depois memória, gráficos e recursos de exibição. Hoje, os SoCs podem ter cerca de 100 propriedades intelectuais (IPs) e otimizá-las todas simultaneamente em um único pedaço de silício se torna cada vez mais difícil.

“Isso força a simplificação no tile level. Separar as peças significa que você pode escolher o transistor certo para a telha certa – transistores de alto desempenho para a CPU, alta densidade para a GPU e baixa potência para os blocos SoC”, diz ele. “As telhas podem ser facilmente trocadas, adaptando as capacidades do chip a 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 embalagem Foveros da Intel permite um chip bem embalado e empilhado que usa uma mistura de processos. Em vez de co-otimizar tudo para o mesmo processo, você pode misturar e combinar – Intel 4 de ponta para os núcleos e uma tecnologia de processo testada em batalha estabelecida para IO, que não precisa de todo esse desempenho.

Quando 20 mentes são melhores do que uma

Repensar a arquitetura de chips do zero não é pouca coisa. O Intel Core Ultra é a maior mudança de design de SoC da Intel em 40 anos, e Wilson, um veterano da Intel de 22 anos, diz que foi preciso uma equipe única com uma enorme variedade de experiência.

“Trouxemos uma equipe maior e mais diversificada para construir esse produto”, disse Wilson. “Isso exigiu que trabalhássemos mais de perto com várias equipes de PI, e havia mais grupos envolvidos em design e desenvolvimento do que tínhamos antes. Seria difícil encontrar uma equipe mais inclusiva, eu acho”, completou.

Com tantas estreias, resolver problemas do dia a dia muitas vezes significava entrar em território desconhecido. Além de um novo design desagregado envolto na embalagem Foveros, há a nova arquitetura híbrida de desempenho 3D (três tipos de núcleos de processador), gráficos Intel Arc integrados diretamente no SoC e melhorias significativas na eficiência energética. Jogue no fato de 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 faltaram novos desafios, e que o trabalho em si foi inspirador para fazer parte.

“É muito gratificante passar muito tempo com muitas pessoas e causar impacto na indústria, e depois ver esse trabalho refletido nos produtos que meus amigos e familiares estão usando todos os dias”, disse ele. (Wilson agora está trabalhando com uma equipe totalmente nova no lado do servidor – ele fez a transição para uma nova função como gerente-geral da XEG após o lançamento do Intel Core Ultra.)

Um projeto como o Intel Core Ultra leva anos e, até certo ponto, uma capacidade de prever o futuro – como a decisão de incorporar uma NPU para tarefas de IA. Esse tipo de debate é o coração pulsante da inovação, no entanto, e Wilson diz que a equipe lidou com a execução da mesma forma que fez a arquitetura: eles a quebraram.

“No fim das contas, tudo se resumiu aos relacionamentos. A pessoa mais inteligente do mundo vai falhar se não tiver construído bons relacionamentos, e o sucesso da Meteor Lake está na confiança entre as pessoas e as equipes”, afirmou. “Uma grande ideia pode ser atribuída a uma pessoa, mas é o culminar de 20 pessoas diferentes trabalhando em um problema”, finalizou.

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