Lors de son événement Intel Tech Tour à Taipei en amont du Computex 2024, Intel a levé le voile sur son architecture de CPU mobile Lunar Lake de nouvelle génération.

Cette année, Lunar Lake met clairement l'accent sur l'efficacité énergétique dès le départ pour maximiser l'autonomie de la batterie et les performances sur le marché très concurrentiel des ordinateurs portables. Il en résulte une refonte architecturale complète qui touche tous les aspects de la conception de la puce, des cœurs du processeur au GPU intégré et aux composants d'intelligence artificielle.

La microarchitecture CPU Lion Cove d'Intel, qui constitue l'épine dorsale des processeurs P haute performance de Lunar Lake, est le fer de lance de cette refonte. Tout en conservant la philosophie de conception hybride qui associe de puissants P-cores à des E-cores efficaces, Intel a fait des choix audacieux avec Lion Cove. L'entreprise a notamment supprimé la prise en charge de la technologie Hyper-Threading, un élément essentiel des processeurs de bureau et mobiles d'Intel depuis plus de vingt ans.

Intel veut des puces puissances sans Hyper-Threading

Cette décision de renoncer à l'Hyper-Threading découle de l'analyse par Intel de l'ordonnancement des threads dans les architectures hybrides. L'entreprise a constaté que les threads étaient généralement assignés d'abord à tous les P-cores disponibles avant de se répandre sur les E-cores, laissant les cœurs logiques supplémentaires activés par l'Hyper-Threading sous-utilisés. En éliminant les mécanismes d'équité et les fonctions de sécurité nécessaires à l'Hyper-Threading, Intel a amélioré les cœurs Lion Cove, offrant une augmentation de 15 % de l'efficacité des performances, une augmentation de 10 % des performances par zone et une amélioration remarquable de 30 % des performances par watt et par zone.

Malgré la perte de l'Hyper-Threading, Intel promet un gain moyen de 14 % en instructions par cycle (IPC) avec Lion Cove par rapport à l'architecture Redwood Cove de génération précédente utilisée dans Meteor Lake. Ce gain d'IPC devrait se traduire par des améliorations de performances allant de 10 % à 18 % par rapport à Meteor Lake, en fonction de l'enveloppe de puissance d'exploitation.

Si les cœurs P ont enregistré des gains impressionnants, la véritable vedette est la nouvelle microarchitecture Skymont d'Intel, qui équipe les cœurs E de Lunar Lake. Skymont offre une amélioration IPC stupéfiante de 38 % dans les charges de travail en nombres entiers et un gain IPC encore plus impressionnant de 68 % dans les tâches en virgule flottante par rapport aux E-cores de faible puissance de Meteor Lake.

Ces gains sont le résultat d'une refonte complète de la conception des cœurs E, avec des améliorations sur toute la ligne. Skymont dispose d'un moteur de prédiction de branche considérablement amélioré, de clusters de décodage plus larges et de ressources d'exécution hors ordre étendues. Les performances vectorielles ont également été doublées, avec quatre tubes vectoriels FP et SIMD de 128 bits remplaçant les deux de la génération précédente.

Intel affirme que les performances maximales de Skymont en mode monotâche sont deux fois supérieures à celles des E-cores Meteor Lake de faible puissance, tout en offrant des performances maximales jusqu'à quatre fois supérieures dans les charges de travail multithread. Par rapport aux processeurs de bureau Raptor Cove P d'Intel, Skymont devrait offrir un avantage de 2 % en ce qui concerne les performances en nombres entiers et en virgule flottante, ce qui est assez remarquable pour ce qui était autrefois considéré comme un processeur à faible consommation d'énergie.

Intel veut rendre les cartes graphiques dédiées inutiles

En complément des cœurs de processeur réorganisés, la nouvelle architecture GPU intégrée Xe2 d'Intel promet des performances graphiques jusqu'à 1,5 fois supérieures à celles de l’IGPU Arc Graphics présent dans Meteor Lake. L'iGPU Xe2 comprend des cœurs Xe de deuxième génération, des moteurs XMX plus grands avec une prise en charge élargie des types de données, des moteurs vectoriels améliorés, des unités de ray tracing plus grandes et des caches plus profonds.

Outre les prouesses en matière de jeux, l'iGPU Xe2 est très performant pour les charges de travail d'IA, offrant jusqu'à 67 TOPS (trillions d'opérations par seconde) de performances d'IA. Combinée aux 48 TOPS de l'unité de traitement neuronal (NPU) dédiée à Lunar Lake et aux 5 TOPS supplémentaires du CPU, la plateforme Lunar Lake offre un total de 120 TOPS de performances en matière d'IA, ce qui représente une augmentation significative par rapport aux générations précédentes.

La plongée architecturale d'Intel a également révélé plusieurs autres améliorations notables, notamment un nouveau « cache latéral » de 8 Mo partagé entre les unités de calcul, un contrôle plus fin de la puissance et de la fréquence, ainsi qu'un sous-système de mémoire remanié avec un nouveau niveau de cache L0 pour réduire la latence entre la charge et l'utilisation.

Mais le changement le plus important réside peut-être dans l'adoption par Intel d'une méthodologie de conception « power-first », une réponse directe à la concurrence intense que se livrent des rivaux comme AMD, Apple et Qualcomm sur le marché de la téléphonie mobile. En donnant la priorité à l'efficacité énergétique, Intel vise à fournir des ordinateurs portables dotés d'une autonomie prolongée et de performances soutenues, sans sacrifier la puissance de calcul brute qui a longtemps été la marque de fabrique de l'entreprise.

Ces puces Lunar Lake devraient équiper plusieurs ordinateurs portables chez tous les fabricants habituels dès le début de la fin de l’année, ou au début de l’année prochaine. On a évidemment hâte de tester ça, pour voir si les améliorations sont assez importantes pour inquiéter AMD.