Si bien el 2024 marca la rápida llegada de la PC con IA (y un botón de IA en el nuevo teclado de Windows), la introducción de la aceleración de IA en los procesadores de PC de Intel no era una conclusión inevitable.
"Fue un debate acalorado", dice Tim Wilson, quien dirigió el desarrollo del sistema en chip (SoC) para Intel Core Ultra, cuyo nombre en código es Meteor Lake. La pregunta hace unos años, explica, era: "¿Por qué dedicar tanto silicio a esta NPU? La IA es amorfa, no sabemos cómo la usarán".
Hoy en día, hay muchas cosas con las que la IA puede ayudarte. "Ver cómo aterrizó (en medio) de la explosión de la IA fue realmente fortuito", dice Wilson. "Recordar esas conversaciones y luego ver la recompensa es muy gratificante".
Parte de la razón por la que Wilson y su equipo pudieron introducir nuevas funcionalidades de IA para Intel Core Ultra fue un replanteamiento completo en la forma en que se fabrica un procesador. En lugar de construir un chip grande utilizando un diseño monolítico tradicional, optaron por una arquitectura basada en mosaicos más eficiente.
Más complejo significa menos complicado (no, de verdad)
Este no es el primer diseño basado en mosaicos de Intel, ni es la única compañía que lo hace, pero las implementaciones existentes de Intel están dirigidas a servidores y desktops de alta gama. Core Ultra ofrece un diseño desagregado para los dispositivos de los clientes convencionales.
"Las mismas fuerzas que impulsaron nuestras exploraciones de diseño desglosado en Lakefield y Ponte Vecchio también se sintieron en el cliente", explica. Lakefield se lanzó en 2020 y estaba dirigido a computadoras portátiles delgadas y livianas, así como a PC plegables y de doble pantalla. Ponte Vecchio va en la dirección opuesta, impulsando centros de datos y supercomputadoras en todo el mundo. Ambos aprovechan un diseño de chiplet para ofrecer rendimiento y eficiencia energética.
"La tecnología es lo suficientemente madura y la necesidad existe. Queríamos llevarlo a la corriente principal y, al mismo tiempo, incorporar nuevas capacidades importantes como la IA".
Si bien este no era un territorio inexplorado, el enfoque era nuevo.
"Hemos tomado fichas y las hemos apilado antes, combinando fichas aisladas. Por Meteor Lake, separamos las cosas de una manera que no lo habíamos hecho antes. Era un programa de hoja en blanco", afirma. "Queríamos aprovechar la desagregación estratégicamente y en beneficio del producto. No solo '¿Podemos hacerlo?' Pero '¿Por qué lo haríamos?'
Esto significó reinventar metódicamente todos los mosaicos para crear un nuevo diseño modular. Wilson dice que es una complejidad la que genera simplicidad. En los últimos 20 años, los chips se han expandido para incluir más: más núcleos, luego más funcionalidades en los núcleos, luego memoria, gráficos y capacidades de visualización. Hoy en día, los SoC pueden tener aproximadamente 100 propiedades intelectuales (PI) y optimizarlas todas simultáneamente en una sola pieza de silicio se vuelve cada vez más difícil.
"Obliga a la simplificación a nivel de mosaico. Separar los mosaicos significa que puede elegir el transistor correcto para el mosaico correcto: transistores de alto rendimiento para la CPU, alta densidad para la GPU y baja potencia para los bloques SoC", afirma. "Los mosaicos se pueden intercambiar fácilmente, adaptando las capacidades del chip a diferentes requisitos. Una estructura nueva y escalable significa que todos los bloques dentro del SoC pueden obtener el ancho de banda de memoria completo cuando sea necesario".
La tecnología de empaquetado Foveros de Intel permite un chip apilado y apretado que utiliza una combinación de procesos. En lugar de cooptimizar todo para el mismo proceso, puede mezclar y combinar: Intel 4 de vanguardia para los núcleos y una tecnología de proceso establecida y probada para IO, que no necesita todo ese rendimiento.
Cuando 20 mentes son mejores que una
Repensar la arquitectura de chips desde cero no es tarea fácil. Intel Core Ultra es el mayor cambio de diseño de SoC de Intel en 40 años, y Wilson, un veterano de Intel con 22 años de experiencia, dice que se necesitó un equipo único con una amplia experiencia.
"Trajimos a un equipo más grande y diverso para desarrollar este producto", dice Wilson. "Nos requirió trabajar más estrechamente con varios equipos de propiedad intelectual, y hubo más grupos involucrados en el diseño y desarrollo que antes. Creo que sería difícil encontrar un equipo más inclusivo".
Con tantas primicias, la resolución diaria de problemas a menudo significaba adentrarse en territorio inexplorado. Además de un nuevo diseño desglosado envuelto en el embalaje Foveros, está la nueva arquitectura híbrida de rendimiento 3D (tres tipos de núcleos de procesador), gráficos Intel Arc integrados directamente en el SoC y mejoras significativas en la eficiencia energética. Si a esto le sumamos el hecho de que esta plataforma es la primera construida con el último proceso Intel 4, es fácil creerle a Wilson cuando dice que no faltaron nuevos desafíos y que fue inspirador formar parte del trabajo en sí.
"Es realmente satisfactorio pasar mucho tiempo con tanta gente y generar un impacto en la industria, y luego ver ese trabajo reflejado en los productos que mis amigos y familiares usan todos los días", dice. (Wilson ahora está trabajando con un equipo completamente nuevo en el lado del servidor; pasó a un nuevo rol como Gerente General de XEG después del lanzamiento de Intel Core Ultra).
Un proyecto como Intel Core Ultra lleva años y, hasta cierto punto, la capacidad de predecir el futuro, como la decisión de incorporar una NPU para tareas de IA. Sin embargo, este tipo de debates son el corazón de la innovación, y Wilson dice que el equipo abordó la ejecución de la misma manera que lo hicieron con la arquitectura: la desglosaron.
"En última instancia, todo se redujo a las relaciones. La persona más inteligente del mundo va a fracasar si no ha construido buenas relaciones, y el éxito de Meteor Lake está en la confianza entre las personas y los equipos", dice. "Una gran idea puede atribuirse a una persona, pero es la culminación de 20 personas diferentes trabajando en un problema".