Alors qu'AMD mise sur les processeurs à grand nombre de cœurs en 7 nm pour gagner des parts de marché dans le PC, Intel passe au 10 nm, revoit son architecture et mise sur son écosystème pour rester compétitif dans le mobile.

AMD vient de dévoiler ses cartes pour l'évolution de son offre pour PC de bureau dès cet été, mais Intel n'avait rien de mieux à lui opposer que son Core i9-9900KS. En attendant des jours meilleurs, le géant de Santa Clara doit composer avec sa feuille de route actuelle qui ne prévoit pas de grande révolution.

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Et à quelques mois de la rentrée puis des fêtes de fin d'année, la priorité ce sont les ordinateurs portables. L'objectif d'Intel est de mettre enfin sur le marché des puces gravées en 10 nm, avec une partie graphique améliorée permettant de ne plus être dépassé par les APU d'AMD. Le tout en apportant des éléments qui doivent faire la différence.

C'est l'objectif d'Ice Lake et la partie graphique Gen11. 

Jusqu'à quatre cœurs, de 9 à 28 watts de TDP

Dans les prochains mois, ce sont donc des Core i3, i5 et i7 de 10ème génération qui vont être mis sur le marché. Pour Intel, le message est clair : cette génération n'est pas une énième retouche à la marge de l'architecture. Ice Lake est un bond en avant important, qui prépare le terrain sur le long terme à différents niveaux.

Côté caractéristiques, cela reste par contre assez classique, l'objectif étant surtout d'obtenir des puces peu gourmandes afin de maximiser l'autonomie. En effet, AMD n'est pas le seul ennemi auquel Intel doit faire face : de l'autre côté Qualcomm renforce son offre de SoC destinées à être utilisée avec Windows 10 on ARM.

Les puces proposées disposeront donc d'un maximum de quatre cœurs (huit threads), d'une fréquence maximale de 4,1 GHz, jusqu'à 8 Mo de cache et afficheront un TDP de 9, 15 ou 28 watts. Le contrôleur mémoire a également été retravaillé, permettant l'utilisation de DDR4 jusqu'à 3,2 GHz ou de LPDDR4X jusqu'à 3,73 GHz.

Pour les modèles à 9 et 15 watts, des packaging « multi-chip » particuliers sont proposés, Intel nous ayant précisé avoir amélioré la qualité et l'intégration de ses puces. Le chipset reste en 14 nm. Il intègre la régulation des tensions, six ports USB 3.1, dix USB 2.0, trois S-ATA 6 Gb/s et gère l'eMMC 5.1. 

Une gestion de la fréquence plus « intelligente »

Ice Lake dispose également d'une gestion des fréquences plus fine. Comme d'autres, le constructeur met ici en avant l'intégration du machine learning, ce qui dans la pratique revient à utiliser un modèle prédictif pour anticiper l'évolution du comportement de la puce en fonction de la charge.

L'idée est de permettre des évolutions moins brutales, avec plus de paliers intermédiaires de manière à maximiser l'exploitation du budget de TDP. Ainsi, la puce sera moins souvent à sa fréquence maximale mais pourra passer plus de temps hors de la valeur minimale. Cela pourra être intéressant dans certains cas, pas dans d'autres.

Il sera donc intéressant d'analyser le comportement du CPU dans différentes situations.

Une architecture renforcée : AVX-512 et DL Boost au programme

« Nous avons retouché chaque élément de la puce afin de l'améliorer » a répété Intel lors de son échange avec la presse dans ses locaux de Santa Clara. Cela se ressent donc dans l'architecture, même si son organisation n'est pas chamboulée, seulement renforcée. 

On trouve des améliorations déjà introduites dans les déclinaisons récentes de la version 14 nm, mais de manière globale, les caches, TLB et unités d'exécutions ont été revues à la hausse, entre autres amélioration de la prédiction de branchement et réduction de la latence. Ice Lake est également le premier processeur de l'offre grand public capable de gérer des calculs AVX-512 via l'intégration de nouvelles unités. 

Des instructions ont également été ajoutées pour la cryptographie ou les calculs vectoriels. Deep Learning Boost fait ainsi son entrée afin de permettre l'accélération de fonctionnalités exploitant l'intelligence artificielle (inférence). C'est l'un des gros paris d'Intel qui veut ici se démarquer de ses concurrents.

En effet, AMD n'est pas très active sur ce terrain, surtout sur l'offre grand public, alors que NVIDIA mise tout sur ses GPU qui nécessitent donc une puce complémentaire. Intel veut une accélération dans tous les appareils via DL Boost, d'autres produits de son catalogue pouvant ensuite venir renforcer les performances, de Movidus à ses NPP.

Surtout, Intel propose une couche logicielle unifiée, facilitant la vie des développeurs qui n'ont pas à se demander si leur code sera utilisé avec un CPU, un GPU ou un autre typé d'accélérateur. C'est la philosophie mise en place avec OpenVINO, qui va se renforcer avec l'arrivée de OneAPI d'ici la fin de l'année.

Bien entendu, WinML (Microsoft) ou CoreML (Apple) peuvent également être utilisés. Comme démonstrations des possibilités de sa plateforme, Intel met en avant la recherche sémantique de Microsoft Photos, plus rapide avec DL Boost ou certains traitements audio, photo, vidéo via des applications tierces. C'est ce point qui sera la clé pour faire la différence : l'intérêt des usages proposés. 

Plus de poids pour la partie graphique

Lorsque l'on analyse le die tel que présenté par Intel, un premier élément saute aux yeux : la partie graphique occupe désormais une part importante de la puce. Il faut dire que le nombre d'unités a été doublé, puisque l'on peut grimper à 64 EU (à 1,1 GHz) contre 32 dans les architectures précédentes.

De quoi passer à 1,12 TFLOPS (FP32) et 2,25 TFLOPS (FP16), Gen 11 étant aussi l'occasion d'optimisations au niveau de l'architecture, avec une rastérisation plus efficace (16 pixels/32 texels par cycle), profitant d'un cache L3 de 3 Mo et d'un cache local partagé de 0,5 Mo. Tous les détails sont par ici.

De quoi permettre de jouer en 1080p à de nombreux titres selon la marque, une affirmation qu'il faut tempérer. En effet, on reste sur une partie graphique intégrée qui, si elle est annoncée comme meilleure que la concurrence, reste assez limitée. Dans les chiffres fournis par Intel, on atteint par exemple les 60 fps seulement dans CS:GO (medium).

Mais les éléments les plus mis en avant sont de toute façon ailleurs : la nouvelle interface graphique des pilotes, plus moderne et adaptée aux besoins des joueurs, des mises à jour plus fréquentes (avec des publications 0-day pour certains jeux), le support du rafraichissement variable d'Adaptive Sync et autres possibilités multimédia.

Trois sorties vidéos peuvent être gérées au maximum, comme précédemment, avec support du HDMI 2.0b et du DP 1.4 (HBR3), jusqu'à 5K60 ou 4K120 (10-bit) avec support du HDR. Deux moteurs de compression sont intégrés avec support du HEVC/VP9, capables de traiter des flux 4K60 (4:4:4) ou 8K30 (4:2:0). 

Intel met également en avant son support de Linux, Gen11 y étant déjà géré en bêta, devant être finalisé avec l'ensemble des fonctionnalités d'ici le troisième trimestre. Des optimisations des performances sont également en cours. Le pilote Gallium 3D sera utilisé par défaut d'ici la fin de l'année.

L'audio et la photo ne sont pas oubliés avec l'intégration d'un DSP avec une mécanique de réveil basse consommation (pour les mots-clés des assistants vocaux) ainsi qu'une nouvelle unité de traitement des images.

Thunderbolt 3 intégré

Si l'USB4 doit arriver d'ici 2020/2021, Thunderbolt 3 restera d'ici là la connectique la plus complète et la plus rapide disponible dans nos PC. Intel a donc décidé de faciliter son intégration et simplifier le design des produits, notamment en déportant une partie directement au sein du processeur, capable de gérer jusqu'à quatre ports. 

Ainsi, la puce Thunderbolt n'est plus nécessaire, les constructeurs pouvant relier les ports USB Type-C directement au processeur à travers un retimer et au chipset (pour le fallback USB 2.0). Un contrôleur Power Delivery doit par contre toujours être utilisé. De quoi généraliser la présence de cette connectique dans les PC portables.

Intel précise également que cette évolution de l'intégration est source d'économie d'énergie, un travail ayant été mené pour savoir quels transistors devaient rester actifs ou non pour assurer le fonctionnement des ports et du Plug n' play par exemple. Un écart de 300 mW a pu être mesuré en laboratoire (dans le meilleur des cas).

Cela peut paraître faible, mais à l'échelle d'une plateforme mobile, c'est déjà important.

Le Wi-Fi 6 est là

Il en est de même pour le Wi-Fi 6 (802.11ax), un terrain sur lequel Intel est très actif ces derniers mois. Et pour cause, comme Thunderbolt 3 c'est un vrai facteur de différentiation par rapport à ce que propose AMD. Le texan dépend en effet de ses partenaires pour l'intégration de solutions sans fil.

Intel propose de son côté un design là aussi simplifié depuis la mise en place du CNVio et l'intégration d'une partie des éléments Wi-Fi dans le SoC. C'est également le cas pour le Wi-Fi 6 avec Icel Lake, le constructeur proposant des puces dans différents formats, mais aussi pour les routeurs.

Une manière de s'assurer que ses produits seront bien gérés de bout en bout, toutes fonctionnalités incluses (même celles qui sont optionnelles). Netgear a par exemple déjà annoncé son Nighthawk AX4 (RAX40) reposant sur une puce AnyWAN SoC GRX350 d'Intel. Il est d'ores et déjà disponible, pour 220 euros environ.

Vivement la suite ?

Il reste encore beaucoup à découvrir d'Ice Lake. Intel n'a en effet pas dit le moindre mot des références qui vont être mises sur le marché, de la segmentation, etc. Il faudra aussi voir dans quels produits ces processeurs seront intégrés, à quel tarif et comparer les machines en situation réelle, tant pour les performances que l'autonomie.

Pour le moment, nous avons seulement pu effectuer quelques essais sur des démonstrations précises avec un Core i7-1065G7, ce qui ne permet pas de tirer de conclusions concrètes. Nous tenterons d'en savoir plus à l'occasion du Computex qui se tient actuellement à Taipei.

À noter :

Dans le cadre de la réalisation de cet article, nous sommes allés à la rencontre des équipes d'Intel à Santa Clara. La société a pris en charge une partie de notre transport, hébergement et restauration sur place. Conformément à nos engagements déontologiques, cela s'est fait sans aucune obligation éditoriale de notre part, sans ingérence de la part d'Intel.