Intel Meteor Lake tiene una IA que se entrena a sí misma para ahorrar energía

Meteor Lake es una arquitectura general muy esperada. Los cambios son muy amplios y dan para un artículo extenso en exclusiva, así que, con motivo del cierre de Hot Chips 2023, nos centraremos en un apartado clave que ha enfatizado Intel dentro de sus novedades. Y no es más que la nueva VPU, o su Unidad de Procesamiento de Visión, también conocida como Intel Movidius. Esta está enfocada a acelerar las tareas de IA, y gracias a ello, Meteor Lake va a suponer un salto de gigante en cuanto a ahorro de energía debido, precisamente al algoritmo de esa IA y a cómo la gestiona esta VPU.

Todos estaremos de acuerdo en que tanto Intel como AMD han llegado casi al límite del consumo energético y TDP para sus procesadores. Es cierto que a mismo nodo pueden mejorar un poco, pero las temperaturas resultantes están por las nubes, y esto tiene que cambiar, no solo con un salto litográfico, sino con una mejor arquitectura, y por supuesto, con la IA. ¿Cómo va a poder hacerlo una CPU sola?

Meteor Lake: «Arquitectura de eficiencia energética de Intel» a escena

Es como ha denominado el gigante azul a su nuevo programa informativo sobre la IA y Meteor Lake. Efraim Rotem, responsable de la arquitectura SoC del cliente en el Design Engineering Group de Intel, ha explicado muchas de las novedades que trae la arquitectura más prometedora de los azules, y punto de partida para el futuro, sobre todo lo relacionado a la gestión de energía y el consumo.

Sintetizando su discurso inicial, Rotem afirma que actualmente cualquier procesador del mundo tiene un problema simple: «Nos preocupamos mucho por la capacidad de respuesta cuando interactuamos con el PC. Queremos una acción inmediata y no queremos esperar demasiado».

¿Cómo solucionan esto los procesadores actuales? Subiendo frecuencia y descontrolando el consumo, incluso si la tarea no es muy exigente.

El umbral y la gestión del voltaje, amperaje y carga es lo que define la eficiencia actualmente, ¿cómo optimizar estos tres parámetros para que la tarea en cuestión se realice lo más rápidamente posible logrando un menor consumo energético, manteniendo la temperatura baja y ahorrando energía?

Pues actualmente usamos los DVFS desde Skylake, donde se han ido añadiendo más y más P-States a cada generación, así como tecnologías de control y gestión como Speed Shift. No vamos a entrar a comentarlas todas porque terminaríamos de leer dentro de unas horas, así que las damos por sabidas para proseguir con el argumento de Rotem, ya que en opinión de Intel «la cuestión en la gestión de la energía es cómo determinamos cuál es la frecuencia adecuada para funcionar».

Estimación frente a comprensión

Los DVFS, P-State y Speed Shift tienen un denominador común: la estimación. Con los distintos valores que arrojan, sabiendo la carga, el procesador puede determinar el punto de frecuencia, el voltaje, el PLL necesario y las transiciones, pero solo de forma estimada. Esto ya se podía hacer con SpeedStep, pero Shift lo mejoró gracias a los registros específicos del modelo del procesador o MSR, que lo impulsaron a tomar las decisiones no ya por núcleo específico, sino por hilo, por Thread, donde además el tiempo total en cuanto a latencia se redujo.

Esto nos dio un control más exhaustivo y eficiente del consumo, voltaje y carga, pero insistimos, de manera estimada. Entendido esto, ¿qué aporta ahora Meteor Lake tras tantas generaciones con Speed Shift? Pues su VPU. Es el hecho diferencial en esta nueva arquitectura. La unidad, mediante un algoritmo de gestión, es capaz de entrenar a una IA, la cual y a su misma vez, extrae los patrones de su propio comportamiento y vuelve a aprender.

Por tanto, Intel cambia la estimación de DVFS, P-States y Speed Shift por la comprensión que aporta los parámetros de la IA. Hasta tal punto va a llegar la comprensión, que la IA va a poder predecir cuándo vamos a realizar una acción, adelantarse y gestionar carga, voltios y amperios de mejor manera.

Según Intel, esto va a hacer la diferencia, porque Meteor Lake con su VPU y su IA van a conseguir un 35% más de capacidad de respuesta.

¿Y qué ocurre cuando el procesador entre en idle?

Pues ahí también juega un papel clave. Intel afirma que Meteor Lake podrá ahorrar un 15% más que la arquitectura predecesora, es decir, que Raptor Lake. Rotem afirmó algo interesante que conviene pararse a pensar, ya que hizo la distinción entre energía y consumo general.

Para Intel, energía como concepto es «el trabajo a lo largo del tiempo, dividido por la energía que consume dicho trabajo». El consumo general es la media de toda la energía usada, tan simple como eso. Por tanto, ¿puede la IA aprender y mejorar por sí misma? La respuesta es sí, pero no…

Es complejo, así que simplificaremos la idea. Meteor Lake no podrá mejorar por sí misma en la gestión de energía. Como hemos dicho, la capacidad existe, pero Intel no la va a habilitar en esta arquitectura, seguramente porque el gasto de energía en entrenar dicha VPU día tras día supera al de la ganancia con la gestión.

Por ello, en Meteor Lake vendrá «pre-entrenada», es decir, ya habrá sido entrenada mediante la capacidad de cálculo de los sistemas de Intel y no tendrá una reacción dinámica ante lo que hagamos, y por lo tanto, la capacidad predictiva no estará habilitada. Eso no quita que se logren las cifras arriba nombradas, pero tenemos que tener claro que, como es un algoritmo ya entrenado sin la capacidad de poder «conocerse» y volverse a entrenar, implica que no aprenderá a actuar conforme nuestras costumbres.

Adiós al rendimiento por vatio gracias a la IA de Meteor Lake

Como no habrá entrenamiento dinámico, la VPU solo se usará para acelerar la carga y gestión del algoritmo para que entre a funcionar cuando sea necesario. Por ende, tanto dicha VPU como su algoritmo de IA son versiones capadas de lo que está por venir. Intel deja algunos detalles, como la gestión de energía, frecuencias y cargas en juegos, pero además, deja entrever que las métricas y la forma de medir lo consumido por la CPU y su rendimiento conforme a esto va a cambiar.

De hecho, Rotem afirma que el rendimiento por vatio ya no importa. Meteor Lake va a terminar con ello de un plumazo y a cada generación importará menos. Dio datos a modo de ejemplo para entender los porqués. Por ejemplo, afirma que un portátil solo pasa 4 minutos al día en el P-State de frecuencia más alta, mientras que un PC de escritorio apenas logra 100 minutos.

Pensemos una cosa: la diferencia actual entre TDP como valor y el consumo real. Estas están en dos vertientes distintas, son dos valores distintos, cuando muchos entienden el mismo como uno. No solo es un error, sino que en el futuro, y según Intel, la tendencia es que a cada generación los procesadores se vuelvan más eficientes y que la relación entre TDP y consumo disminuirá progresivamente.

Cuando la VPU sea lo suficientemente potente y eficiente como para que la IA pueda hacer lo que Intel dice que hará, entonces la eficiencia de una CPU se disparará, lo que repercutirá en menor TDP, menor consumo, más inmediatez en la ejecución de la tarea, mejor gestión de la carga y reparto de recursos. Por ello, la IA no solo ha venido para quedarse, sino que es pieza fundamental para conseguir una mejor eficiencia en el futuro.

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