Intel avtäcker Core 12000-serien "Alder Lake" den 27 oktober

Tycker själv Gracemont kärnorna är det mest spännande med Alder Lake. Givet deras Atom arv förstår jag absolut skepticismen mot dess prestanda.

Det som förvånas med Gracemont är hur aggressivt Intel skalat upp Atom. Gracemont har hela 17 st exekveringsportar, det är fler än någon x86_64 oavsett kategori (Golden Cove har 12 st, upp från tidigare 10 st, Zen3 har 14 st, upp från tidigare 11 st).

Går inte riktigt att ställa dessa siffror direkt mot varandra, Core-serien har en lite unik konfiguration som gör att den har något högre effektivitet på sina portar än Zen och Gracemont (som har en design som är väldigt lik varandra men också likt Apple och Arm).

Under "all-core" laster lär Gracemont ha samma absolut prestanda per CPU-tråd som Golden Cove p.g.a. att den förra saknar SMT. Så samma prestanda per tråd, fast långt bättre perf/W. Enligt Intel har Gracemont något högre prestanda per MHz än Skylake.

Nedsidan är att Gracemont inte alls har samma peak-prestanda som Golden Cove. Så Gracemont fungerar bäst i "beräkningstunga" fall medan Golden Cove måste till för att hantera interaktiva och latenskritiska laster.

Är man bara ute efter att slå rekord i CB (vad hemskt om någon någonsin gör verklighet av något sådant!) vore det optimala med en CPU enbart med Gracemont-kärnor. Men en sådan CPU skulle vara kass som desktop-dator p.g.a. låg peak-prestanda.

Delvis. Historiskt har mer cache inte varit speciellt vettigt val, man har fått mer utväxling på att lägga transistorer på saker som ger mer beräkningskraft.

x86 börjar slå i flera fundamentala begränsningar. Golden Cove blir första x86 design som kan avkoda mer än 4 instruktioner per cykel, både Intel och AMD står idag på max 4 st. AMD har nämnt att de titta på att gå till 5-wide till Zen3, men de avstod då kostnaden i transistorer var så stor att även om prestanda skulle ha ökat skulle prestanda/W ha minskat.

Blir därför extra spännande att se hur effekthungrig Golden Cove blir, för Intel tog i rejält och gick direkt till 6-wide. "Problemet" är att Apple, med långt mindre transistorbudget tack vare ARM64, redan kört 8-wide minst två generationer.

Kan man inte mata resten av kretsen från front-end slår man tillslut i begränsningar där på andra delar. För i "back-end" är det inte alls lika stor skillnad mellan x86 och t.ex. ARM64, alla moderna CPU-designer ser förvånansvärt likartade ut här.

Intel/AMD skruvar ändå upp beräkningskraften varje generation, men det ger inte jättemycket. Var extra tydligt i Zen2->Zen3, utanför spel gick IPC upp 12-15 % medan det ofta var >20 % för spel (AMD hävdade 19 % i genomsnitt).

Vi ser också effekten från stor cache i Cypress Cove (Rocket Lake): Cypress Cove gav ett rätt rejält lyft över Skylake i allt utom spel. Ställer man Cypress Cove mot Zen3 ser man att den förra är betydligt mer konkurrenskraftig i "vanliga" program, just spel (och primärt genomsnittlig FPS) verkar älska stor cache. En stor flaskhals i dagens spel verkar vara att de jobbar med så pass mycket data per scen att det krävs en väldigt stor cache för att fungera optimalt.

Skylake och Rocket Lake hade samma storlek på L3$, Rocket Lake har större L2$ (512 kB). I Alder Lake ökas både L1D$ (32->64 kB), L2$ (512kB -> 1,25MB) och L3$ (16 MB -> 30 MB). Så även Intel har börjar spendera en större andel av transistorbudget på cache, även om front-end är helt omdesignad är "back-end" relativt lik Cypress Cove (den är något breddad).

5600X ligger på 65W, 5800X-5950X ligger på 105W. Men det går inte riktigt att jämföra så rakt av, Intels K-modeller i 10000- och 11000-serien ligger också på 125W men drar i vissa fall mindre ström än AMDs.

Fast vad säger de siffrorna egentligen?

AMDs TDP siffror innefattar enbart CPU-kärnorna. 105 W modellerna har en PPT (Package Power Tracking) på 142 W som är vad CPUn i praktiken drar.

Så vare sig AMDs TDP eller PPT kan direkt jämföras mot Intels TDP. Intels TDP är för desktop-modellerna, där man inte "låst upp" strömbudget, den effekt CPU i förlängningen kommer hamna på vid konstant hög last (och är i det läget mer jämförbar med PPT hos Ryzen). Topp-effekten kan vara mer än dubbelt så hög!

Visa innehåll

Vi ser i SweClockers mätning att om man kör en längre last så drar AMDs CPUer mer, detta då Intels 'hoppad ner' till sin TDP medan Ryzen stannar på dess PPT

Tar man bort "effektbudget" på Intels CPUer äter de en hel del mer! Värt att notera här att Intel inte anser att upplåsning av effektbudget är överklockning, därför går det att göra både på "K" och icke-"K" modeller. Här anser Intel att det är upp till moderkorten att minst leverera det som behövs för "grundnivån", men de får sätta en högre nivå där "högsta nivå" är att CPUn för dra sin s.k. PL1 PL2 effekt för evigt (och då drar toppmodellerna >200 W).

Visa innehåll

Utan effekstrypning äter Rocket Lake ström

Edit: Det är PL2 som är >200 W numera och är vid PL2 CPUn kan dra under längre tid om man ”låser upp” strömbudget. PL1 är i praktiken lika med TDP.

För att alla applikationer inte skalar över många kärnor. De applikationer som enbart kan nyttja ~4 kärnor effektivt får bättre prestanda på de snabbare kärnorna på bekostnad av energieffektivitet.

Sålänge tillräckligt få kärnor används för att chipet inte ska bli begränsat av temperatur får du bättre prestanda med de snabbare strömtörstiga kärnorna. När tillräckligt många kärnor används får du bättre prestanda med många energieffektiva kärnor än ett fåtal snabbare.

Om ryktena kring IPC hos Golden Cove och Gracemont stämmer blir mattematiken ungefär så här:

Skylake har ofta används som referens kring relativ IPC mot dessa, så säg att Skylake vid 4,0 GHz har prestanda P.

Gracemont vid 3,9 GHz har då också ungefär prestanda, d.v.s. P
Golden Cove har ca 40 % högre IPC och klockar runt 5 GHz, så prestanda där är ~1,4 * 5 / 4 = 1,75P.
Golden Cove har sedan SMT, effekten av SMT är typiskt att man får ut 1,2-1,3 prestanda över båda trådarna jämfört med när en CPU-tråd är aktiv, d.v.s. räknat per tråd när båda trådarna är aktiva är prestanda (0,60 - 0,65) * 1,75P = 1,14P

Så en Golden Cove CPU-tråd presterar ~14 % bättre när båda trådarna används ställd mot Skylake när en CPU-tråd används.

Fall 1: 10 (kärnor) * 2 (trådar per kärna) * 1,14P = 22,8P
Fall 2: 8 * 2 * 1,14P + 6 * P = 24,2P

Så svaret är: nej! Inte ens om de 10 kärnorna låter bli att throttla är det bättre än 8+6. Och storleksmässigt sägs ju att man får in 4 st Gracemont kärnor per Golden Mont kärna. Så en mer jämförbar konfiguration är 10+0 vs 8+8

Fall 3: 8 * 2 * 1,14P + 8 * P = 26,4P