Intel Alder Lake-S : fiche technique du processeur, nouvelles fonctionnalités et architecture

Intel Alder Lake-S est là, nous vous parlons donc de toutes les nouvelles fonctionnalités, des spécifications techniques des processeurs et de leurs performances initiales. Nous analysons la nouvelle architecture de ces puces de 12ème génération, le socket LGA1700, le nouveau support DDR5 et bien plus encore !

Il y a beaucoup à expliquer dans la nouvelle génération de processeurs Intel Core, car beaucoup de choses ont changé par rapport à Rocket Lake-S. Nous allons expliquer les différences avec le précédent et nous allons le contraster avec le Ryzen 5000. Je peux vous dire d’avance qu’AMD va devoir se battre encore plus fort et qu’il ne suffira pas d’avoir plus de cœurs et de threads car Intel est de retour.

Le lancement d’Intel en novembre ne comprend que des SKU débloqués, c’est-à-dire des processeurs qui peuvent être overclockés. Cela ne sera possible qu’avec une carte mère équipée d’un chipset Z690, comme le veut la coutume de la marque.

Il convient d’expliquer au conseil certains changements que beaucoup ne comprendront pas.

• Intel Alder Lake-S organise ses cœurs sous une forme hybride en deux tailles différentes : l’une haute performance (P ou Performance) et l’autre efficace (E ou Efficient). De cette façon, le nombre total de cœurs augmente grâce à cette nouvelle architecture, que nous expliquerons plus tard.
• En fonction du noyau (P ou E), nous verrons une fréquence de base et une fréquence turbo différentes. Cependant, seuls les Intel Core i9 et i7 utiliseront Turbo Boost Max 3.0, laissant de côté le i5.
• La fonction de stimulation de la vélocité thermique a disparu, tout comme la prise en charge des instructions AVX512.
• Les modèles KF n’auront pas d’iGPU.
• Toutes les puces prendront en charge DDR4 et DDR5.
• Il y a une mise à niveau assez importante du threading : 10 de plus sur Intel Core i5, 4 de plus sur i7 et 8 de plus sur i9.
• Notez que le TDP maximum annoncé par Intel pourrait être inférieur à la réalité si nous overclockons le processeur.
• Les colonnes TDP ont été mises par nous, car Intel n’établit le mot TDP nulle part pour des raisons de marketing (nous l’expliquons dans la section « overclock »).

La seule chose qui reste à analyser est le prix, et nous ne voyons pas une augmentation significative du prix des processeurs par rapport à Intel Rocket Lake-S, malgré le fait qu’ils viennent avec un processus 10 nm, plus de cœurs et plus de threads. Il est également important de noter qu’AMD a augmenté le prix du Ryzen 5000 de manière significative par rapport au Ryzen 3000.

Enfin, le prix en euros sera plus élevé en raison de la conversion. Attendez-vous donc à ce que le Intel Core i5-12600K coûte plus de 300 €, le i7-12700K plus de 400 € et le i9-12900K plus de 600 €.

Intel 7, nouveau procédé de fabrication Alder Lake-S

Intel Alder Lake-S sera la première génération de processeurs de bureau à utiliser le processus Intel 7, qui est techniquement Super Fin Enhanced 10 nm. La densité et la puissance de ses transistors présentent certaines similitudes avec les nœuds DUV de 7 nm fabriqués par TSMC, ce qui devrait être très intéressant.

Intel ne fait pas confiance à l’organisation en mode Chiplet d’AMD (CCX et CCD) et a donc opté pour une architecture big.LITTLE : des cœurs à haute performance et des cœurs à haute efficacité. Les premiers sont appelés Golden Cove, tandis que les seconds sont appelés Gracemont.

Cette structure n’est pas nouvelle et a été conçue par ARM il y a quelque temps, mais c’est la première fois que nous la voyons sur la plateforme de bureau, car elle n’était vue que dans les appareils IoT ou mobiles. De cette façon, Intel parvient à mettre plus de cœurs dans les processeurs, ce qui augmente également le nombre de threads.

Pour en revenir au silicium, Intel mise sur une architecture hybride dont les piliers reposent sur un DIE monolithique construit sur un processus Intel 7. Sa conception est à peu près la même que celle de Rocket Lake : cache centralisé et bus en anneau bidirectionnel reliant les parties du processeur.

Plus précisément, nous aurions 16 blocs :

• 8 appartiennent à l’anse de Golven.
• 8 appartiennent au Gracemont.

Chacun dispose de son propre anneau bidirectionnel dédié, tandis que les groupes de 4 P-Cores (Gracemont) forment une grappe de cœurs électroniques. On peut dire que les cœurs de performance peuvent être désactivés individuellement, mais que les cœurs efficaces sont désactivés par cluster.

Un autre détail est qu’il doit toujours y avoir un cœur P actif, de sorte que Alder Lake ne peut pas fonctionner uniquement avec des cœurs électroniques. Au contraire, cela fonctionne : 1 P-Core peut fonctionner avec tous les E-Cores désactivés.

En ce qui concerne le cache L3 partagé, tous les composants DIE peuvent y accéder instantanément ; cependant, chaque P-Core a un cache L2 dédié de 1,25 MB ; chaque cluster E-Core a 2 MB de cache L2 qui est partagé entre 4 E-Cores.

Perfomance Core et Efficiency Core, les acteurs clés

Ayant expliqué précédemment l’existence des cœurs hybrides, il convient de rappeler que Lakefield disposait déjà d’une architecture similaire pour les ordinateurs portables. Ensuite, Sunny Cove était le P-Core et Tremont le E-Core, mais Intel a présenté la nouveauté pour les ordinateurs de bureau en comparant l’IPC sur Cypress Cove, les cœurs Rocket Lake-S.

Plus précisément, l’augmentation de l’IPC est de 19 % par rapport aux puces de 11e génération, tandis qu’elle passe à 28 % sur Comet Lake-S. Selon Intel, le protagoniste devrait être Gracemont en tant que cœur efficace car il représente 1/4 de Golden Cove dans le DIE, tout en offrant une fréquence plus que respectable.

Intel a beaucoup travaillé sur les cœurs Gracemont, puisqu’ils prennent en charge le jeu d’instructions AVX2 et AVX-VNNI de 526 bits, ce qui permet d’obtenir des performances supérieures de 40 % à celles d’un cœur Skylake (en puissance ISO). Ainsi, il est la clé pour atteindre un équilibre entre la puissance et la fréquence.

Le muscle est fourni par les P-Cores ou Golden Cove, avec une augmentation de l’IPC de 28% par rapport à Skylake. Il est curieux qu’Intel ait éliminé les instructions AVX-512 de ces puces, et la raison pourrait en être la faible demande pour celles-ci, la cohérence ISA entre les cœurs prévalant.

Au cas où vous l’auriez manqué, il n’y avait aucun doute sur le fait que les performances en mode single-threading avaient été améliorées dans cette dernière génération.

Intel Thread Director : Windows 11 requis

Les diapositives de présentation d’Intel Alder Lake-S dévoilent l’Intel Thread Director, une sorte d’intergiciel qui fonctionne avec le S.O., le logiciel et les cœurs du CPU. Sa principale fonction est d’analyser une charge de travail et d’aider l’O.S. à la répartir entre les groupes P-Cores ou E-Cores au niveau des processus et des threads.

L’idéal serait d’avoir Windows 11, mais Windows 10 pourrait fonctionner (pas sûr) car Alder Lake-S est livré avec le support des cœurs préférés. En effet, Windows 11 dispose de la QoS, qui permet aux programmes de communiquer à l’O.S. le type de charge de travail qu’ils représentent afin que le planificateur de Windows puisse pondérer et allouer des ressources centrales P ou E.

Le Thread Director surveille les performances du processeur à l’échelle de la nanoseconde, mais certains processus peuvent nécessiter des fonctions qui ne peuvent être servies que par P cœurs. Le Thread Director est donc une optimisation qui traite avec le système d’exploitation, les programmes et le CPU, en travaillant avec le planificateur de Windows pour allouer intelligemment les cœurs.

Jeu de puces Z690 et LGA1700 : DDR5 et PCI-Express 5.0

D’une part, nous avons un nouveau socket appelé LGA1700 ; d’autre part, il y a un nouveau chipset pour les passionnés : le Z690. Il est clair que les Rocket Lake-S et Comet Lake-S sont laissées de côté dans cette nouvelle série de cartes Intel 600, et ne seront pas compatibles avec le LGA1700.

La principale nouveauté est le support de la mémoire vive DDR5, mais il est certain qu’il y aura des cartes mères avec DDR4 et d’autres avec DDR5. Il est possible que nous voyions certaines cartes mères équipées à la fois de DDR4 et de DDR5, mais ce n’est qu’une possibilité et rien n’est confirmé. Ceux qui sont équipés de DDR5 ne seront pas du tout bon marché.

Les États-Unis continuent de mettre l’accent sur le chipset Z pour les passionnés, y compris les fonctions d’overclocking pour les processeurs non verrouillés. Ce chipset Z690 communique avec le CPU via un bus DMI Gen4 x8, offrant une bande passante de 128 Gbps par direction.

Les processeurs offrent 2 options :

• 1×16 PCIe 5.0 + 1×4 PCIe 4.0.
• 2×8 PCIe 5.0 + 1×4 PCIe 4.0.

Le chipset Z690 offre ce qui suit :

• Jusqu’à 12x PCIe 4.0.
• Jusqu’à 16x PCIe 3.0.
• Jusqu’à 4 x USB 3.2 Gen 2×2.
• Jusqu’à 10 x USB 3.2 2×1.
• Jusqu’à 10 x USB 3.2 1×1.
• WiFi 6E.
• Intel 2.5G.

En d’autres termes, les voies PCIe 4.0 vont être très intéressantes pour les SSD NVMe M.2 ou les RAID qui bénéficient de cette bande passante. Nous n’avons pas vu le support USB4 sur le chipset lui-même, mais nous pourrions voir cette interface sur des cartes pour passionnés.

Le socket LGA1700 est plus long que le LGA1200, l’une des raisons étant une plus grande surface pour transférer plus de chaleur.

Overclock

A quoi ressemblera l’overclocking sur Intel Alder Lake-S ? Eh bien, un certain nombre de nouvelles fonctionnalités ont été introduites dans l’architecture d’overclock et les paramètres d’overclock. Pour commencer, nous pouvons overclocker les P-Cores et les E-Cores séparément : fréquences de base, turbos, etc.

Pour la RAM, nous pouvons overclocker les DDR4 et DDR5 avec le PC en marche, sans avoir à redémarrer et à aller dans le BIOS. Dans ce sens, XMP 3.0 a également été amélioré pour les modules DDR5, mais allons-y pas à pas.

Différenciation des E-Cores et des P-Cores

Avec l’arrivée des E-Cores, Intel leur a donné leur propre multiplicateur de fréquence de base (xE), tandis que les P-Cores ont un multiplicateur appelé xP. Pour rendre les choses encore plus confuses, l’iGPU a également son multiplicateur (xG), tandis que le xR est le multiplicateur qui impose la fréquence à laquelle le cache L3 et l’interconnexion Ringbus doivent fonctionner.

Nous aurons 2 fréquences de base distinctes :

Le CPU possède un générateur de fréquence interne sur la puce, ce qui réduit le coût de la carte mère. Cela dit, certaines cartes mères haut de gamme seront équipées d’un générateur de fréquence externe avec une gamme de fréquences plus large (BCLK).

En bref, nous aurons jusqu’à 20 réglages pour affiner l’overclock du CPU Alder Lake-S.

L’overclocking est amélioré et les premiers réglages marqués par Extreme Tuning Utility 7.6 commencent à se faire sentir : il simplifie l’OC avec Speed Optimizer. Comme sur de nombreuses cartes mères, Speed Optimizer offre un overclock fixe de 100 MHz au CPU.

Nous avons déjà parlé du travail d’Intel sur les performances du dissipateur et le transfert de chaleur depuis la matrice. Nous verrons un substrat de silicium très fin qui supportera une puce réduite et une couche STIM beaucoup plus fine. L’une des clés est le diffuseur de chaleur intégré : il est en cuivre et peut absorber davantage de chaleur.

Nous devons parler des limites de puissance, et vous faire savoir que le PL1 ne correspond pas au TDP annoncé : 125 W ; en fait, si vous regardez le slide de la datasheet, Intel n’utilise pas le terme TDP. Il semble que PL2 se réfère à la « puissance turbo maximale », et dans le tableau ci-dessus, elle est de 241W.

Prenez ces données comme référence car les 125W seront loin de la réalité, étant réels dans des situations où il n’y a presque pas de charge de travail et où vous fonctionnez avec peu de cœurs.

Enfin, les technologies Turbo Boost Max 3.0 et Turbo Boost 2.0 continueront d’exister, bien que l’Intel Core i5 soit limité à 2.0. La fonction « Thermal Velocity Boost » n’est pas prise en compte, ce qui peut s’expliquer par le fait qu’Intel a amélioré d’autres aspects et n’a pas besoin de pousser ses processeurs aussi fort.

DDR5 : Optimiseur de vitesse et utilitaire de tuning extrême

La RAM DDR5 sera dotée du profil mémoire extrême 3.0 (XMP), une fonctionnalité que nous connaissions déjà de la dernière génération, mais qui a été remaniée. En bref, il vous permet d’appliquer une fréquence et une latence prédéfinies pour le module sans avoir à ajuster manuellement les timings. Il fonctionne sur la base de profils.

Avec XMP 3.0, nous aurons jusqu’à 5 profils stockés par DIMM, dont 3 sont fournis par le fabricant, tandis que les 2 autres sont définis par nous. Nous verrons également le support des PMIC DDR5 avec les 3 rails de tension : VDD, VDDQ et VPP.

Nous l’avons déjà dit : il sera possible d’overclocker notre RAM tout en utilisant le PC sous Windows. Il s’agit de la fonction Dynamic Memory Boost : elle effectue un overclocking dynamique en fonction de la demande du système d’exploitation. Elle peut basculer entre le profil JEDEC par défaut et les profils XMP 3.0 pour économiser de l’énergie, et elle le fera en tenant compte de la charge de travail du système d’exploitation.

Performance

Nous terminons par les légendaires diapositives d’Intel montrant les différences de pourcentage par rapport aux performances des puces concurrentes. Intel a choisi le i9-11900K et le Ryzen 9 5950X pour les comparer au i9-12900K, en sélectionnant 9 jeux différents.

Dans Tomb Raider, le Ryzen 9 montre de meilleures performances, mais le i9-12900K parvient à donner 14% de performances supplémentaires dans Far Cry 6 et une différence de 30% dans Troy. Il offre même des performances 1,5 fois supérieures dans certains jeux par rapport à l’i9-11900K.

Il est toujours préférable pour les fabricants d’indiquer les données en FPS et non en pourcentages, mais vous savez ce qui se passe avec les diapositives de présentation.

Nous espérons que cela vous a été utile, et si vous avez des questions, veuillez les laisser ci-dessous afin que nous puissions les résoudre.

Que pensez-vous des processeurs Intel Alder Lake-S ? Pensez-vous qu’ils sont suffisants pour battre AMD ?