Intel intègre des astuces pour économiser la batterie dans son processeur PC Meteor Lake

Nous savions que Meteor Lake d’Intel ouvrirait une nouvelle ère importante avec une conception empilant quelques « chiplets » comme des crêpes dans un seul processeur PC de nouvelle génération. Mais maintenant, nous savons autre chose : l’une de ces puces hébergera un processeur à très faible consommation qui pourra faire fonctionner un ordinateur portable sans trop affecter sa batterie.

Intel a dévoilé mardi les nouveaux détails de conception lors de sa conférence sur l’innovation, ainsi que quelques détails sur les successeurs de Meteor Lake, Arrow Lake, Lunar Lake et Panther Lake. Le PDG Pat Gelsinger a également présenté un rapport sur ses efforts pluriannuels visant à récupérer le leadership perdu d’Intel en matière de conception et de fabrication de processeurs. Meteor Lake, dont la livraison est prévue le 14 décembre et pour la dernière récolte d’ordinateurs portables de cette année, est la pièce maîtresse d’une phase de cet effort.

La série M de processeurs d’Apple, équipant les ordinateurs portables MacBook avec une batterie longue durée et sans ventilateurs de refroidissement bruyants, a démontré les avantages de l’efficacité du processeur. Meteor Lake ripostera de deux manières importantes, et si Intel tient ses promesses, cela devrait signifier de meilleurs ordinateurs portables pour les millions d’entre nous qui utilisent des ordinateurs portables Windows.

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Le premier est une mise à jour du cerveau principal à l’intérieur de la conception de Meteor Lake, un chipset appelé « tuile de calcul » qui comprend une collection de cœurs de CPU (unité centrale de traitement). Comme les processeurs Intel Alder Lake actuels, officiellement appelés Core de 13e génération, le processeur comprendra à la fois de gros cœurs de processeur hautes performances pour les tâches les plus exigeantes et des cœurs plus petits pour les travaux moins prioritaires et une meilleure autonomie de la batterie. Les cœurs de processeur de Meteor Lake ont des conceptions mises à jour qui sont plus efficaces et qui sont construites à l’aide du nouveau processus de fabrication Intel 4 qui est également plus efficace, a déclaré Intel.

Mais cachés dans une autre tuile, le chipset système sur puce (SOC), se trouvent des cœurs de processeur encore plus efficaces sur un « îlot à faible consommation ». Le processeur mélange les tâches logicielles entre les cœurs de performance et d’efficacité plusieurs fois par seconde pour obtenir les meilleurs résultats, et les cœurs inutilisés peuvent être inactifs pour économiser l’énergie de la batterie.

“Pour une meilleure efficacité, vous verrez les charges de travail rebondir autour des cœurs”, a déclaré Tim Wilson, vice-président du groupe d’ingénierie qui a dirigé la conception du SOC. “Pour beaucoup de gens, la durée de vie de la batterie est aujourd’hui aussi importante que les performances de leur PC. Meteor Lake brillera sur les deux.”

La puce apportera également de nouvelles capacités pour accélérer les graphiques sur son unité de traitement graphique et les tâches d’intelligence artificielle sur son unité de traitement neuronal. Il s’agit là de deux dimensions clés de la performance des machines modernes, en particulier des ordinateurs haut de gamme utilisés pour des tâches telles que les jeux ou l’édition vidéo et photo.

Les PC ne sont pas assez puissants pour exécuter les grands modèles de langage haut de gamme comme ChatGPT, mais la technologie de l’IA est utilisée pour des tâches telles que la sélection de sujets de photo dans Adobe Lightroom et la suppression des arrière-plans et du bruit audio dans les vidéoconférences Microsoft Teams.

De nouveaux cerveaux graphiques pour Meteor Lake

Avec les processeurs Meteor Lake, que la société vendra sous la marque Core Ultra, Intel lance sa prochaine génération de graphiques intégrés, Xe LPG. Le GPL fonctionne plus efficacement que le Xe LP de la génération précédente, atteignant théoriquement des fréquences plus élevées à des tensions plus basses pour une meilleure durée de vie de la batterie.

LPG apporte également certaines capacités importantes des graphiques discrets Xe HPG de la société au chipset GPU.

Ils incluent tous les éléments essentiels pour prendre en charge DirectX 12 Ultimate : des accélérateurs de lancer de rayons dédiés (un par cœur graphique, avec jusqu’à 8 cœurs par GPU) et la prise en charge des shaders de maillage, de l’ombrage à taux variable et du retour d’échantillonneur.

L’architecture ajoute également la prise en charge de la technologie de mise à l’échelle d’Intel, XeSS (Xe Super Sampling), qui dépend en partie de l’IA. XeSS active le mode Endurance Gaming, un mode d’économie d’énergie spécifique à Intel qui combine une mise à l’échelle agressive avec une limitation du processeur pour les moments où vous avez désespérément besoin d’atteindre un point de contrôle de la batterie.

Avec GPL, les ordinateurs portables utilisant des puces Core Ultra bénéficient d’un boost pour prendre en charge un seul moniteur 8K 60 Hz avec décodage et encodage HDR 10 bits ou quatre moniteurs 4K 60 Hz HDR, 1440p 360 Hz ou 1080p 360 Hz, ainsi que HDMI 2.1.

TSMC, concurrent et partenaire d’Intel

Intel est soumis à une forte pression concurrentielle. Au cours de ses années de stagnation dans la fabrication, Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) et Samsung ont dépassé l’avance technologique autrefois formidable d’Intel.

Il en a été de même pour les rivaux qui fabriquent des chips. AMD a fait des incursions dans la part de marché d’Intel, en particulier sur le marché des serveurs où les centres de données regorgent de milliers de processeurs haut de gamme. Nvidia a exploité la demande explosive de processeurs IA. Et Apple a abandonné les processeurs Intel, passant à la place à ses propres processeurs de la série M et offrant des performances convaincantes et une consommation d’énergie réduite. TSMC construit les processeurs pour ces trois principaux rivaux d’Intel.

J’ai eu un premier aperçu de la technologie d’emballage en verre d’Intel pour des puces plus rapides

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Mais curieusement, TSMC n’est pas seulement un concurrent d’Intel. C’est aussi un partenaire. Elle fabrique la plupart des chiplets à l’intérieur de Meteor Lake.

TSMC construit la tuile SOC de Meteor Lake – le chipset qui héberge l’îlot basse consommation, l’accélérateur d’IA, le décodeur vidéo et le système Wi-Fi – sur son processus de fabrication N6. Cela est également utilisé pour la vignette E/S, qui gère les tâches d’entrée-sortie telles que les connexions Thunderbolt et USB.

Le processus N5 plus avancé de TSMC est utilisé pour construire le système GPU Arc de Meteor Lake. Il offrira deux fois plus de performances et deux fois plus de performances par watt que les processeurs Alder Lake de 13e génération, a déclaré Intel.

Sous Gelsinger, Intel travaille à transformer sa propre activité de fabrication de puces en devenant une « fonderie » comme TSMC et Samsung qui fabrique des puces pour d’autres clients. Il a attiré quelques clients, mais l’activité ne devrait pas réellement reprendre avant l’arrivée du processus de fabrication de l’Intel 18A, prévu pour 2024.

Chiplets, salut

La conception « désagrégée » de Meteor Lake, rendue possible par une technologie d’empilement de puces Intel appelée Foveros, est un signe des choses à venir pour l’industrie des processeurs.

AMD empile des caches mémoire rapides dans ses processeurs PC haut de gamme, et le M2 Ultra d’Apple se compose de deux puces M2 Max connectées à un pont de communication haute vitesse. Mais Intel est plus agressif avec sa stratégie de puces, en partie à cause de sa nécessité d’essayer de rattraper ses concurrents, a déclaré Ben Bajarin, analyste de Creative Strategies.

Un exemple concret de la technologie de packaging d'Intel est le Sapphire Rapids d'Intel, un grand processeur Xeon destiné aux centres de données.  Intel combine quatre tuiles CPU, chacune également appelée puce ou puce, en un seul processeur plus grand.  EMIB d'Intel (interconnexion multi-puces intégrée

Un exemple concret de la technologie de packaging d’Intel est le Sapphire Rapids d’Intel, un grand processeur Xeon destiné aux centres de données. Intel combine quatre tuiles CPU, chacune également appelée puce ou puce, en un seul processeur plus grand. L’EMIB (pont d’interconnexion multidie intégré) d’Intel, un mince ruban de silicium sous les bords où les tuiles butent, fournit des liaisons de données à travers le processeur afin qu’il se comporte comme une unité plus grande.

Stephen Shankland/Testeur Joe

Avec la puce Sapphire Rapids Xeon pour centres de données qu’Intel a commencé à vendre plus tôt cette année, puis avec Meteor Lake plus tard cette année, la plupart des deux principales gammes de produits de la société seront constituées de processeurs constitués de plusieurs chipsets interconnectés.

Le conditionnement de différents chiplets augmente les coûts et les délais de fabrication, mais offre également de nombreux avantages. Différents processus de fabrication peuvent être utilisés pour différentes puces afin d’optimiser des attributs tels que le coût, la consommation d’énergie et les performances. Et les puces plus petites sont moins sujettes aux défauts de fabrication.

Et la technologie de substrat en verre d’Intel, également détaillée lors de la conférence Innovation, ouvre la voie à des approches de puces encore plus avancées. Ce verre – la base du boîtier qui abrite un processeur – offre de meilleurs avantages en termes de vitesse, de puissance et de taille par rapport à la technologie actuelle.

Meteor Lake n’utilise pas de substrats en verre, qui ne devraient pas arriver avant la fin de cette décennie, mais cela illustre les compétences d’Intel en matière d’emballage. Par exemple, pour contrecarrer la déformation qui signifie que les processeurs sont légèrement fléchis comme une chips, Intel utilise des billes de soudure de tailles variables pour compenser et garantir de bons contacts électriques.

Intel peut également utiliser jusqu’à quatre types de billes de soudure dans son processus, par exemple en utilisant judicieusement des billes à noyau de cuivre plus complexes pour les connexions électriques. L’entreprise a présenté cette technologie « multibilles » lors d’une visite de ses laboratoires de recherche avancée sur l’emballage à Chandler, en Arizona.

“Alors que nous envisageons les cinq à dix prochaines années”, a déclaré Tom Rucker, vice-président en charge du travail d’intégration des assemblages d’Intel, “ce packaging va devenir plus important”.

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