Gli Intel Labs hanno ideato un nuovo core grafico ad alta efficienza realizzato con il processo produttivo a 22 nanometri e basato su transistor tri-gate. Al momento è un progetto di ricerca, in fase di test, perciò non è noto se Intel intende avvalersi delle novità nel prossimo futuro, sebbene abbia tutte le sembianze di un progetto volto ai system on chip di smartphone e tablet.

La nuova GPU punta a migliorare l'efficienza energetica del 40% rispetto alle soluzioni odierne ed è in grado di entrare in modalità standby molto rapidamente, offrendo un risparmio energetico 10 volte superiore rispetto allo stato attivo. James Tschanz, Research Scientist degli Intel Labs, ha illustrato le varie innovazioni sul blog dell'azienda.

"Il miglior modo per ridurre i consumi è abbassare la tensione, quindi i core grafici sono stati progettati per sfruttare il processo produttivo a 22 nanometri tri-gate. […] Nonostante i transistor più avanzati, alcuni circuiti specializzati – come gli array di memoria – nel core grafico limitano la tensione minima che può essere usata (Vmin). In questo nuovo progetto usiamo una nuova tecnica di selective boosting che si avvale una tensione leggermente maggiore per parti chiave dell'array di memoria nel core. Tutto ciò è ottenuto aumentando dinamicamente solo piccole parti nel core, lasciando che il resto dell'unità raggiunga tensioni persino più basse, così da restituirci importanti miglioramenti nell'efficienza energetica".

Ridurre la tensione, seppur in modo selettivo e avanzato, non è l'unica soluzione introdotta da Intel. "Quando il core grafico è in funzione, accende e spegne le unità molto rapidamente per ottimizzare consumi e prestazioni. Tutto questo lavoro di switching può causare del rumore all'interno dell'alimentazione – riduzione della tensione e glitch – che se non gestito adeguatamente può causare errori all'interno del core".

James Tschanz fa quindi un esempio. "Avete mai acceso un apparecchio ad alta potenza – un aspirapolvere per esempio – e ho notato un leggero calo dell'illuminazione? Un effetto simile può manifestarsi all'interno del processore, e anche se ci sono dei regolatori di tensione avanzati per minimizzare il problema si aggiunge una piccola tensione che rappresenta un margine di sicurezza per assicurarsi che tutto funzioni correttamente".

L'unico problema con questo margine di sicurezza è che aumenta la tensione, l'opposto di quanto Intel desideri. Il core grafico è perciò stato dotato di una tecnica – chiamata adaptive clocking – per ridurre questo margine di sicurezza rilevando gli eventi di caduta della tensione e rallentando di conseguenza la frequenza di clock del core per evitare problemi. "Questi cali sono poco frequenti e molto veloci, quindi il rallentamento della frequenza non è percepibile dall'utente. L'utente noterà, tuttavia, la maggiore autonomia del proprio dispositivo", sottolinea il ricercatore di Intel.

Infine, il core ha speciali circuiti che gli consentono di entrare rapidamente in stato sleep, salvando tutti i dati importanti ma consumando pochissima energia. Come nel selective boosting, ciò richiede una tensione separata che è mantenuta attiva anche in modalità sleep, permettendo a tutti gli altri circuiti di essere spenti. Anche questa tensione separata può entrare in modalità sleep tramite un regolatore di tensione ad hoc, offrendo un ulteriore risparmio energetico.