Skylake (microarquitectura)

Skylake ^{[ 6 ] [ 7 ]} es el nombre en clave de Intel para su sexta generación de microprocesadores de la marca Core que se lanzó el 5 de agosto de 2015, ^{[ 8 ]} reemplazando las microarquitecturas Haswell y Broadwell . ^{[ 9 ]} Skylake es un rediseño de microarquitectura que utiliza la misma tecnología de proceso de fabricación de 14 nm ^{[ 10 ]} que su predecesor, sirviendo como un tick en el modelo de fabricación y diseño tick-tock de Intel . Según Intel, el rediseño proporciona un mayor rendimiento de CPU y GPU y un menor consumo de energía. Las CPU Skylake comparten su microarquitectura con las CPU Kaby Lake , Coffee Lake , Whiskey Lake y Comet Lake . 

Skylake es la última plataforma de Intel en la que Microsoft ofrece soporte oficial para versiones de Windows anteriores a Windows 10 , ^{[ 11 ]} aunque existen modificaciones creadas por entusiastas que deshabilitan la comprobación de Windows Update y permiten que Windows 8.1 y versiones anteriores sigan recibiendo actualizaciones de Windows en esta y posteriores plataformas. ^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}

Algunos de los procesadores basados ​​en la microarquitectura Skylake se comercializan como Core de sexta generación. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Intel declaró oficialmente el fin de vida útil y descontinuó las CPU Skylake LGA 1151 (excepto i3-6100, i5-6500 y Xeon E3 v5) el 4 de marzo de 2019. ^{[ 18 ]}

El desarrollo de Skylake, al igual que el de procesadores anteriores como Banias , Dothan , Conroe , Sandy Bridge e Ivy Bridge , fue llevado a cabo principalmente por Intel Israel en su centro de investigación de ingeniería en Haifa, Israel . ^{[ 19 ]} El diseño final fue en gran medida una evolución de Haswell , con mejoras menores en el rendimiento y la adición de varias características de ahorro de energía. ^{[ 20 ]} Una prioridad importante del diseño de Skylake fue diseñar una microarquitectura para encapsulados de tan solo 4,5 W para integrarla en tabletas y portátiles , además de en ordenadores de sobremesa y servidores de mayor potencia . ^{[ 21 ]}

En septiembre de 2014, Intel anunció la microarquitectura Skylake en el Intel Developer Forum de San Francisco , y que los envíos en volumen de las CPU Skylake estaban programados para la segunda mitad de 2015. Se anunció que la plataforma de desarrollo Skylake estaría disponible en el primer trimestre de 2015. Durante el anuncio, Intel también mostró dos computadoras con prototipos de Skylake de escritorio y móviles: la primera era un sistema de prueba de escritorio que ejecutaba la última versión de 3DMark , mientras que la segunda era una computadora portátil completamente funcional que reproducía video 4K . ^{[ 22 ]}

Un lote inicial de modelos de CPU Skylake (i5-6600K e i7-6700K) se anunció para disponibilidad inmediata durante la Gamescom el 5 de agosto de 2015, ^{[ 23 ]} inusualmente pronto después del lanzamiento de su predecesor, Broadwell, que había sufrido retrasos en el lanzamiento. ^{[ 24 ]} Intel reconoció en 2014 que el cambio de 22  nm (Haswell) a 14  nm (Broadwell) había sido su proceso más difícil de desarrollar hasta el momento, lo que provocó que el lanzamiento planeado de Broadwell se retrasara varios meses; ^{[ 25 ]} sin embargo, la  producción de 14 nm volvió a estar en marcha y en plena producción a partir del tercer trimestre de 2014. ^{[ 26 ]} Los observadores de la industria habían creído inicialmente que los problemas que afectaban a Broadwell también harían que Skylake se retrasara hasta 2016, pero Intel pudo adelantar el lanzamiento de Skylake y acortar el ciclo de lanzamiento de Broadwell en su lugar. ^{[ 27 ] [ 28 ]} Como resultado, la arquitectura de Broadwell tuvo una duración inusualmente corta. ^{[ 27 ]}

Oficialmente, Intel solo admitía el overclocking de las versiones K y X de los procesadores Skylake. Sin embargo, posteriormente se descubrió que otros chips que no eran K podían overclockearse modificando el valor del reloj base, un proceso que se hizo posible gracias a que el reloj base solo se aplicaba a la CPU, la RAM y los gráficos integrados en Skylake. Mediante actualizaciones beta del firmware UEFI, algunos fabricantes de placas base, como ASRock (que lo promocionó prominentemente bajo el nombre de Sky OC), permitieron modificar el reloj base de esta manera. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Al realizar overclocking en procesadores no compatibles mediante estas actualizaciones de firmware UEFI, surgen varios problemas:

• Los estados C están deshabilitados, por lo tanto, la CPU funcionará constantemente a su frecuencia y voltaje más altos.
• El turbocompresor está desactivado.
• Los gráficos integrados están desactivados.
• El rendimiento de las instrucciones AVX2 es deficiente, aproximadamente 4-5 veces más lento debido a que la mitad superior de 128 bits de las unidades de ejecución y los buses de datos no salen de sus estados de ahorro de energía.
• Las lecturas de temperatura del núcleo de la CPU son incorrectas.

Estos problemas se deben en parte a que la administración de energía del procesador debe estar desactivada para que funcione el overclocking del reloj base. ^{[ 31 ]}

En febrero de 2016, sin embargo, una actualización de firmware de ASRock eliminó la función. El 9 de febrero de 2016, Intel anunció que ya no permitiría dicho overclocking en procesadores que no fueran de la serie K, y que había publicado una actualización del microcódigo de la CPU que eliminaba la función. ^{[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]} En abril de 2016, ASRock comenzó a vender placas base que permiten el overclocking de CPU no compatibles mediante un generador de reloj externo. ^{[ 35 ] [ 36 ]}

En enero de 2016, Microsoft anunció que dejaría de dar soporte a Windows 7 y Windows 8.1 en procesadores Skylake a partir del 17 de julio de 2017; después de esta fecha, solo se lanzarían las actualizaciones más críticas para ambos sistemas operativos para los usuarios de Skylake si se consideraba que no afectaban la fiabilidad del sistema operativo en hardware antiguo (hasta el 31 de julio de 2019; la actualización crítica de agosto de 2019 requiere al menos Windows 10 ), y Windows 10 sería la única plataforma de Microsoft Windows oficialmente compatible con Skylake y con microarquitecturas de CPU Intel posteriores, comenzando con el sucesor de Skylake, Kaby Lake . Terry Myerson afirmó que Microsoft tuvo que realizar una gran inversión para poder dar soporte fiable a Skylake en versiones anteriores de Windows, y que las futuras generaciones de procesadores requerirían inversiones adicionales. Microsoft también declaró que, debido a la antigüedad de la plataforma, sería difícil que las combinaciones más recientes de hardware, firmware y controladores de dispositivos funcionaran correctamente en Windows 7. ^{[ 37 ] [ 38 ]}

El 18 de marzo de 2016, en respuesta a las críticas sobre la medida, principalmente de clientes empresariales, Microsoft anunció revisiones a la política de soporte, cambiando la fecha límite para el soporte y las actualizaciones no críticas al 17 de julio de 2018, y declarando que los usuarios de Skylake recibirían todas las actualizaciones de seguridad críticas para Windows 7 y 8.1 hasta el final del soporte extendido. ^{[ 39 ] [ 40 ]} En agosto de 2016, citando "una sólida asociación con nuestros socios OEM e Intel", Microsoft declaró que continuaría brindando soporte completo a 7 y 8.1 en Skylake hasta el final de sus respectivos ciclos de vida. ^{[ 41 ] [ 42 ]} Además, se lanzó una modificación creada por un entusiasta que deshabilitó la comprobación de Windows Update y permitió que Windows 8.1 y versiones anteriores continuaran actualizándose en esta y plataformas posteriores. ^{[ 43 ]}

A partir del kernel de Linux 4.10, se admite la administración de energía móvil de Skylake, y la mayoría de los estados del paquete C compatibles se utilizan. Linux 4.11 habilita la compresión del búfer de fotogramas para el chipset gráfico integrado de forma predeterminada, lo que reduce el consumo de energía. ^{[ 44 ]}

Skylake es totalmente compatible con OpenBSD 6.2 y versiones posteriores, incluyendo gráficos acelerados . ^{[ 45 ]}

Para Windows 11 , solo los procesadores Skylake-X de gama alta figuran oficialmente como compatibles. ^{[ 46 ]} Todos los demás procesadores Skylake no son compatibles oficialmente debido a problemas de seguridad. ^{[ 47 ]} Sin embargo, todavía es posible actualizar manualmente usando una imagen ISO (ya que a los usuarios de Windows 10 en esos procesadores no se les ofrecerá actualizar a Windows 11 a través de Windows Update), o realizar una instalación limpia siempre que el sistema tenga habilitado el Módulo de plataforma segura (TPM) 2.0, ^{[ 48 ]} pero el usuario debe aceptar que no tendrá derecho a recibir actualizaciones y que los daños causados ​​por usar Windows 11 en una configuración no compatible no están cubiertos por la garantía del fabricante. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

La mayoría de las implementaciones de firmware UEFI de Skylake ya no son compatibles con Windows XP y Windows Server 2003 debido a la incompatibilidad de la versión de ACPI , incluso si se utiliza el modo de arranque heredado.

Al igual que su predecesor, Broadwell , Skylake está disponible en cinco variantes, identificadas por los sufijos S ( SKL-S ), X ( SKL-X ), H ( SKL-H ), U ( SKL-U ) e Y ( SKL-Y ). SKL-S y SKL-X contienen variantes K y X con capacidad de overclocking y multiplicadores desbloqueados . ^{[ 51 ]} Las variantes H, U e Y se fabrican en encapsulado BGA ( Ball Grid Array ), mientras que las variantes S y X se fabrican en encapsulado LGA ( Land Grid Array ) utilizando un nuevo zócalo, LGA 1151 ( LGA 2066 para Skylake X). ^{[ 52 ]} Skylake se utiliza junto con los chipsets Intel Serie 100 , también conocidos como Sunrise Point . ^{[ 53 ]}

Los principales cambios entre las arquitecturas Haswell y Skylake incluyen la eliminación del regulador de voltaje totalmente integrado (FIVR) introducido con Haswell. ^{[ 54 ]} En las variantes que utilizarán un Platform Controller Hub (PCH) discreto, la Direct Media Interface (DMI) 2.0 se reemplaza por DMI 3.0 , que permite velocidades de hasta 8 GT /s. 

Las variantes U e Y de Skylake admiten una ranura DIMM por canal, mientras que las variantes H y S admiten dos ranuras DIMM por canal. ^{[ 52 ]} El lanzamiento y la vida útil de Skylake coinciden con la transición del mercado de SDRAM , donde la memoria DDR3 SDRAM se reemplaza gradualmente por DDR4 SDRAM . En lugar de funcionar exclusivamente con DDR4, la microarquitectura Skylake mantiene la retrocompatibilidad al interoperar con ambos tipos de memoria. Junto con la compatibilidad de la microarquitectura con ambos estándares de memoria, también se anunció un nuevo tipo de SO-DIMM capaz de albergar chips de memoria DDR3 o DDR4, llamado UniDIMM . ^{[ 55 ]}

Las pocas variantes P de Skylake tienen una unidad gráfica integrada reducida (12 unidades de ejecución habilitadas en lugar de 24) en comparación con sus contrapartes directas; consulte la tabla a continuación. En contraste, con las CPU Ivy Bridge, el sufijo P se usaba para las CPU con el chipset de video integrado completamente deshabilitado.

Otras mejoras incluyen Thunderbolt 3.0 , Serial ATA Express , gráficos Iris Pro con Direct3D nivel de características  12_1 con hasta 128  MB de caché L4 eDRAM en ciertos SKU. ^{[ 56 ]} La línea de procesadores Skylake retira la compatibilidad con VGA , ^{[ 57 ]} mientras admite hasta tres monitores conectados a través de interfaces HDMI 1.4, DisplayPort 1.2 o DisplayPort integrado (eDP). ^{[ 58 ]} HDMI 2.0 ( 4K a 60  Hz) solo es compatible con placas base equipadas con el controlador Thunderbolt Alpine Ridge de Intel. ^{[ 59 ]}

Los cambios en el conjunto de instrucciones de Skylake incluyen Intel MPX (Extensiones de protección de memoria) e Intel SGX (Extensiones de protección de software). Las variantes Xeon también admiten Advanced Vector Extensions 3.2 (AVX-512F). ^{[ 4 ] [ 5 ]}

Se preveía que los portátiles basados ​​en Skylake utilizarían la tecnología inalámbrica Rezence para la carga y otras tecnologías inalámbricas para la comunicación con periféricos. Muchos de los principales fabricantes de PC acordaron utilizar esta tecnología en portátiles basados ​​en Skylake; sin embargo, hasta 2019 no se había lanzado ningún portátil con dicha tecnología. ^{[ 60 ] [ 61 ]}

La GPU integrada de la variante S de Skylake admite DirectX  12 Feature Level 12_1 en Windows, OpenGL  4.6 con una actualización de controlador para Windows 10 ^{[ 62 ]} y en Linux ^{[ 63 ]} , y los estándares OpenCL  3.0. El motor de vídeo Quick Sync ahora incluye soporte para VP9 (solo decodificación acelerada por GPU), VP8 y HEVC (codificación/decodificación de 8 bits acelerada por hardware y decodificación de 10 bits acelerada por GPU), y admite resoluciones de hasta 4096 × 2048. ^{[ 64 ] [ 65 ] [ 66 ]}

Intel también lanzó procesadores móviles Skylake desbloqueados (capaces de overclocking). ^{[ 67 ]}

A diferencia de las generaciones anteriores, el procesador Xeon E3 basado en Skylake ya no funciona con un chipset de escritorio que admita el mismo zócalo, y requiere el chipset C232 o el C236 para funcionar.

A partir de Skylake, Intel eliminó el modo IDE de los controladores SATA y EHCI de los chipsets de su plataforma de cliente.

Los bucles cortos con una combinación específica de uso de instrucciones pueden causar un comportamiento impredecible del sistema en CPUs con hyper-threading . Se publicó una actualización de microcódigo para solucionar el problema. ^{[ 68 ] [ 69 ]}

Skylake es vulnerable a los ataques Spectre . ^{[ 70 ]} De hecho, es más vulnerable que otros procesadores porque utiliza especulación de bifurcación indirecta no solo en bifurcaciones indirectas sino también cuando la pila de predicción de retorno se desborda.

La latencia de la instrucción spinlockPAUSE se ha incrementado drásticamente (de los 10 ciclos habituales a 141 ciclos en Skylake), lo que puede causar problemas de rendimiento con programas o bibliotecas más antiguos que utilizan instrucciones de pausa. ^{[ 71 ]} Intel documenta el aumento de la latencia como una característica que mejora la eficiencia energética. ^{[ 72 ]}

Los procesadores Skylake se producen en siete familias principales: Y, U, H, S, X, W y SP. Dentro de cada familia hay disponibles múltiples configuraciones: ^{[ 52 ]}

• Lista de microarquitecturas de CPU de Intel

• Ung, Gordon (18 de agosto de 2015). "Se revelan detalles de la CPU Intel Skylake: estos chips más rápidos y con mayor eficiencia energética pueden incluso controlar tres monitores 4K" . PC world.
• Shields, Anne (19 de septiembre de 2015). "¿Skylake de Intel, un nuevo salvavidas para el mercado de PC?" . Yahoo Finance.
• Actualización de compatibilidad con controladores gráficos para procesadores Intel de décima generación y anteriores . Soporte técnico de Intel. 30 de diciembre de 2022.