Od vydání sedmé generace, čtyřjádrového Kaby Lake, po němž následovala první generace Zenu, přidává Intel stále po dvou jádrech. Coffee Lake nabídl šest jader, Coffee Lake-refresh osm. Nyní přinesl Comet Lake deset jader. Přidávání dvou jader vypadá jako opakující se vzor, takže proč vůbec řešit otázku dvanácti? Jsou k tomu dva zásadní důvody. První je, že když ke čtyřjádrovému návrhu přidáme 2 jádra, zvýší to samo o sobě vícejádrový výkon o krásných 50 %. Pokud k tomuto šestijádru přidáme další dvě jádra, přinese nám to pěkných - ale menších - 33 %. No a pokud toto osmijádro doplníme dalšími dvěma jádry, dojde již jen k 25% nárůstu výkonu. Což znamená, že v době sílící konkurence je každý další mezigenerační posun nižší a nižší.

Druhý důvod, pro který by Intel mohl mít zájem přijít s dvanácti jádry, je prostý fakt, že dvanáctijádrovému procesoru AMD by se jistě snáze konkurovalo s 12 jádry než s 10. Procesor by mohl běžet na nižších taktech a nabídnout tak zároveň vyšší výkon a zároveň nižší spotřebu než desetijádrové řešení. Navíc pokud by takové dvanáctijádro Intel „ohulil“ takovým způsobem, jako to nyní činí u desetijádra, mohlo by tak nějak konkurovat i šestnáctijádrovému Ryzen 9 3950X a Comet Lake by nebyl vnímán jako produkt, který s vypětím sil a odřenýma ušima konkuruje rok starému a druhému nejvýkonnějšímu produktu AMD, přičemž na konkurenční top model stále Intel nemá odpověď.

Dopočítal jsem se však pěti důvodů, které mohly způsobit, že se Intel k takovému kroku neodhodlal:

1. Plocha / délka jádra a možnosti pouzdra

Hned na začátku nabídnu jeden důvod-nedůvod. Od sekvence Kaby Lake->Coffee Lake->Coffee Lake-refresh je zřejmé, že architektura čipu je koncipována k řazení dvojic jader za sebe. Tím, jak se křemíkové jádro prodlužovalo, se postupně blížilo místu, kde je při pouzdření přichycen IHS (integrovaný heat-spreader, kovové víčko). Bylo jasné, že na určitém počtu jader se Intel musí zastavit, protože o stupeň vyšší „se tam nevejde“.

Overclocker der8auer, který nyní rozlousknul Comet Lake, potvrdil očekávané prodloužení jádra. Krom toho jeho záběry ukazují, že 12 jader by už mohlo být na hraně, nebo spíše za hranou. Na snímku níže vidíte (zleva) šestijádrový Coffee Lake, osmijádrový Coffee Lake-refresh a desetijádrový Comet Lake. Každá dvě jádra přidala zhruba 25 mm² plochy a především 2,8 milimetru délky.

zdroj: der8auer

Jistě jste si sami všimli, že na substrátu pouzdra Comet Lake je (kousek nad jádrem) nově vyznačená žlutá linie. Z logiky věci vyplývá, že tato linie nesmí být přesažena, protože k substrátu v místě touto linií počínaje bude tradiční černou gumou (omluvte tuto terminologii, ale z podstaty obsahu článku je nepodstatná) přichycen IHS. Zkrátka za čárou už nesmí nic být, tam se přichytí heat-spreader. Pokud bychom o další dvě jádra prodloužili návrh Comet Lake a ilustrovali si, jak by vypadal hypotetický 12jádrový model:

Zůstane nám sice mezi linií a jádrem necelých 0,5 milimetru prostoru, ovšem tmel k fixaci jádra na substrát už „se tam nevejde“ a rozlil by se „daleko“ za žlutou linii. Intel by nemohl použít stávající pouzdřící postupy a musel hledat alternativní řešení, což by při omezených kapacitách k pouzdření mohlo působit dost zásadní potíže (větší odklady, snížení kapacit a podobně).

2. Latence

Jak ukázal rozbor webu Anandtech, Intelem používaná sběrnice ring-bus je nebývale elegantní řešení, pokud je potřeba propojit omezený počet klientů. Pokud však počet těchto klientů (procesorová jádra, GPU) stoupá, elegance se vytrácí a latence rostou. Čím více klientů a čím větší vzdálenost mezi nejvzdálenějšími, tím vyšší variabilita latencí při vzájemné komunikaci mezi jádry.

zdroj: Anandtech

Desetijádrový Comet Lake se už dostal jednoznačně mimo situaci, pro kterou je sběrnice typu ring-bus optimální. Což nepřímo potvrzuje i praxe Intelu, který už delší dobu pro serverové procesory s vyšším počtem jader používá namísto klasického duální ring-bus. Intel jej zavedl u serverových procesorů z generace Broadwell a ve vyšší míře u generace Skylake (v upravené podobě). Desetijádrový Broadwell sice ještě nesl klasický ring-bus, ovšem z podstaty serverových procesorů odpadl klient v podobě integrovaného jádra, takže situace byla lepší než u stávajícího desktopového Comet Lake. Již další generace, Haswell, ponechala jednoduchý ring-bus pouze pro maximálně osmijádrový návrh křemíku a vše vyšší již neslo duální ring-bus.

Dvě jádra navíc při zachování klasické sběrnice ring-bus by znamenala další navýšení latencí a tím další ztrátu části výkonu v některých situacích.

3. Nečekaná podoba Zen 2

Vezměme v potaz, že vývoj procesoru nějakou dobu trvá, nějaký čas zabere vyladění, výroba a distribuce. Konkrétně v případě Comet Lake můžeme k obvyklým několika letům připočíst ještě více než půlroční zpoždění definované rozdílem mezi tím, kam původní roadmapy Intelu Comet Lake malovaly (podzim 2019) a kdy reálně vychází (jaro 2020).

Připomeňme, že dvě jádra navíc s nástupem šestijádrového Coffee Lake byla víc než dost na to, aby se závěry recenzí z celkem jednoznačného doporučení Zen oproti Kaby Lake přehouply ve prospěch Coffee Lake, který potvrdil herní a jednojádrovou pozici Intelu a vyrovnal situaci na poli vícejádrového výkonu. Někdy v této době mohl Intel položit základy desetijádrového Comet Lake.

Dvě jádra na novou architekturu AMD stačila, k Intelu se mohla dostat pravdivá, ale neaktuální informace, že Zen 2 bude pouze Zen na 7 nanometrech, tedy stejných osm jader na trochu vyšších taktech. Takže deset jader Comet Lake se mohlo jevit jako více než dostačující rezerva pro případ, že osm jader Coffee Lake-refresh nestačilo. Intel nejspíš tehdy nevěděl, že AMD nestihla do jádra Zen implementovat vše, co měla v plánu a zbytek byl zahrnut až do Zen 2. Což přineslo o 15-17 % vyšší IPC. Očekávané ceny 7nm výroby pak AMD přiměly návrh rozdělit na čiplety, což umožnilo osazení dvou osmijádrových kousků křemíku na malou plochu desktopového pouzdra. Intel tak mohlo zaskočit nejen vyšší IPC, ale především 2× vyšší počet jader.

4 .Výrobní kapacity

Intel rovněž trápí omezené výrobní kapacity. Zatímco v době procesorů Broadwell a Skylake dimenzoval kapacity tak, aby stačily obvyklé poptávce po čtyřjádrových procesorech s plochou kolem 125 mm², s Coffee Lake už šlo o ~150 mm², z Coffee Lake-refresh o ~175 mm² a desetijádrový Comet Lake má zhruba 200 mm². Při zohlednění výtěžnosti, která není z několika důvodů lineární, může z jednoho waferu vyrobit polovinu plně funkčních desetijádrových čipů oproti tomu, kolik by z waferu mohlo vzniknout čipů čtyřjádrových. Výrobní kapacity vymezené desktopovým a mobilním procesorům se tak efektivně smrskly na polovinu. V některých segmentech ještě výrazněji - není to zase tak dlouho, co top model pro Ultrabooky disponoval dvěma jádry a čtyřmi vlákny. Dnes jde o šest jader, tj. trojnásobek.

Dvanáct jader by tento problém dále prohloubilo. Intel navíc (podle jeho vlastních roadmap) každou 14nm generaci vnímal jako tu poslední (po které již přijde 10 nanometrů), takže lze pochopit, že ochota investovat do rozšíření 14nm kapacit, které za rok skončí, byla minimální.

5. Pes, který běží za svým ocasem

Pokud pes běhá v kruhu za svým ocasem a nemůže jej chytit, zpravidla mu nepomůže, pokud zrychlí. Pomohlo by, pokud by vzdálenost mezi čenichem a ocasem (míněno délka těla) narůstala. Pokud je konstantní nebo se pouze zkracuje, šance chytit ocas nestoupá.

Docela dobře to odpovídá situaci Intelu se 14nm a 10nm procesem. Když už to vypadalo, že po 14nm Skylake nepřijde 10nm Cannon Lake, neboť krom jiných problémů nedosahoval taktovacích frekvencí, které by zajistily relevantní mezigenerační výkonnostní posun, nahradil jej Intel výše taktovaným 14nm procesorem Kaby Lake a dále se věnoval pilování dalších 10nm generace, Ice Lake.

Jenže i ta měla zpoždění, takže došlo na výše taktovaný a šesti jádry vybavený Coffee Lake, pak opět výše taktovaný a osmi jádry vybavený Coffee Lake-refresh. Následně, když Intel obdržel dotaz, proč nevydává desktopový 10nm Ice Lake, odpověděl, že Comet Lake je rychlejší než Ice Lake. Což ostatně potvrzuje i v situace v mobilním segmentu, kde Ice Lake vydán byl.

Intel tedy dlouhá léta zlepšuje 10nm proces, ale paralelně s tím zlepšuje i 14nm proces, takže se už od doby Skylake drží stav, že 10nm proces v desktopu nemá smysl, protože 14nm dosahuje vyšších taktů. Přestože 14nm strategie Intelu dosud fungovala, nepůsobí to nejlépe, protože produkty Intelu působí čím dál více zastarale a sliby o dostupnosti 10nm produktů zůstávají tím déle nenaplněny.

Nelze tak vyloučit možnost, že Intel už zkrátka nedělá vše proto, aby ze 14nm procesu vytáhl maximum (řekněme dvanáctijádrový procesor, který by při vytížení všech jader mohl běžet na nižších taktech a dosáhnout tím nižší spotřeby při vyšším výkonu), protože by prostě takový produkt nedokázal 10nm nástupcem překonat. Pes by stále běhal za svým ocasem a nedokázal jej chytit. Pokud navíc 14nm proces sice dosahuje nejvyššího herního výkonu, ale kvůli provozním vlastnostem o něj nebude velký zájem (což možná Intel trochu podporuje i vysokou cenou), dává to marketingovému oddělení argumentační munici: Byť 10nm nástupce nemusí být výrazně rychlejší, může Intel postavit marketing zhruba ve stylu: Viděli jste to sami, absolutní výkon nikdo nechce, zaměřili jsme se proto na provozní vlastnosti, které jsou s 10nm procesem - byť na nižších frekvencích a tedy s trochu nižším výkonem - výrazně lepší.

Intel prozatím plánuje 14nm 10j. Comet Lake nahradit 14nm 8j. Rocket Lake, který bude vybaven jádry původně vyvinutými pro 10nm proces, a následně přejde na 10nm Alder Lake s 8 velkými a 8 malými jádry. Hypotetických 12 jader Comet Lake by tento přechod značně zkomplikovalo, protože náhrada 12 jader pouhými osmi jádry (byť možná s o 30-40 % vyšším IPC) by nemohla být příliš úspěšná - vícejádrový výkon by šel dolů.

Přestože má Intel obrovské finanční a personální prostředky a může si dovolit paralelní vývoj produktů ne pro dva procesy, ale pro tři (což už se jistě reálně děje a architektura pro 7nm proces může být klidně téměř hotová), nemá smysl fungovat v tomto režimu donekonečna. Pokud tento bludný kruh nebyl ani po pěti letech ukončen tím, že by se 10nm proces podařilo dostat do stavu jednoznačně lepšího než v jakém je 14nm proces, pak je potřeba přerušení bludného kruhu nějak pomoci - například tím, že poslední 14nm produkty nebudou mít tak dobré provozní vlastnosti, jak by (při hypotetických dvanácti jádrech) mohly mít. Čímž se akcionáři, novináři i pokročilí uživatelé sami dopracují k myšlence, že dají přednost 10nm produktu a to i na úkor slabšího mezigeneračního posunu co do absolutního výkonu.