Lunar Lake, le futur des processeurs mobiles Intel: Tous les détails

• Le SoC Lunar Lake d’Intel met l’accent sur l’efficacité énergétique et les performances optimisées en dynamiquement allouant les tâches aux cœurs Efficaces (E-cores) ou de Performance (P-cores) en fonction des demandes de charge de travail.
• Lunar Lake de TSMC utilise une architecture SoC disagrégée de deuxième génération pour le marché mobile, avec un design de 4P+4E (8 cœurs) et jusqu’à 32 Go de mémoire LPDDR5X intégrée sur le package de la puce.

Intel lève ce matin le voile sur certains des détails architecturaux et techniques les plus fins concernant son prochain SoC Lunar Lake – la puce qui sera la prochaine génération de processeurs mobiles Core Ultra. Une fois de plus, tenant l’un de leurs événements Tech Tour de plus en plus réguliers pour les médias et les analystes, Intel a cette fois installé ses quartiers à Taipei juste avant le début du Computex 2024. Au cours du Tech Tour, Intel a divulgué de nombreux aspects de Lunar Lake, y compris leur nouveau design P-Core nommé Lion Cove et une nouvelle vague de E-cores qui ressemblent un peu aux pionnières Low Power Island E-Cores de Meteor Lake. Également divulgué était l’Intel NPU 4, qu’Intel affirme offrir jusqu’à 48 TOPS, surpassant les exigences de Microsoft Copilot+ pour la nouvelle ère des PC AI.

Lunar Lake d’Intel représente une évolution stratégique de leur gamme de SoC mobile, s’appuyant sur leur lancement de Meteor Lake l’année dernière, en se concentrant sur l’amélioration de l’efficacité énergétique et l’optimisation des performances de manière générale. Lunar Lake alloue dynamiquement les tâches aux cœurs efficaces (E-cores) ou aux cœurs de performances (P-cores) en fonction des demandes de charge de travail en utilisant des mécanismes de planification avancés, qui sont attribués pour garantir une utilisation optimale de la puissance et des performances. Cependant, une fois de plus, Intel Thread Director, avec Windows 11, joue un rôle essentiel dans ce processus, guidant le scheduler OS pour effectuer des ajustements en temps réel qui équilibrent l’efficacité avec la puissance de calcul en fonction de l’intensité de la charge de travail.

Générations d’architecture CPU Intel
	Alder/Raptor Lake	Meteor Lake	Lunar Lake	Arrow Lake	Panther Lake
Architecture P-Core	Golden Cove/ Raptor Cove	Redwood Cove	Lion Cove	Lion Cove	Cougar Cove?
Architecture E-Core	Gracemont	Crestmont	Skymont	Crestmont?	Darkmont?
Architecture GPU	Xe-LP	Xe-LPG	Xe2	Xe2?	?
Architecture NPU	N/A	NPU 3720	NPU 4	?	?
Tuiles Actives	1 (Monolithique)	4	2	4?	?
Processus de Fabrication	Intel 7	Intel 4 + TSMC N6 + TSMC N5	TSMC N3B + TSMC N6	Intel 20A + More	Intel 18A
Segment	Mobile + Bureau	Mobile	LP Mobile	HP Mobile + Bureau	Mobile?
Date de Sortie (OEM)	Q4’2021	Q4’2023	Q3’2024	Q4’2024	2025

Lunar Lake: Conçu par Intel, Construit par TSMC (& Assemblé par Intel)

Alors qu’il y a de nombreux aspects de Lunar Lake à explorer, peut-être est-il préférable de commencer par ce qui est sûr d’être le plus accrocheur : qui le construit.

Les tuiles Lunar Lake d’Intel ne sont pas fabriquées à l’aide de leurs propres installations de fonderie – un changement important par rapport à la tradition historique, et même le récent Meteor Lake, où la tuile de calcul était fabriquée en utilisant le processus Intel 4. Au lieu de cela, les deux tuiles du Lunar Lake désagrégé sont fabriquées chez TSMC, utilisant un mélange des processus N3B et N6 de TSMC. En 2021, Intel s’est donné pour mission de libérer ses groupes de conception de puces pour utiliser la meilleure fonderie possible, qu’elle soit interne ou externe, et cela est plus évident que jamais ici.

Dans l’ensemble, Lunar Lake représente leur deuxième génération d’architecture de SoC désagrégé pour le marché mobile, remplaçant l’architecture Meteor Lake dans l’espace d’entrée de gamme. À ce stade, Intel a révélé qu’il utilise un design 4P+4E (8 cœurs), avec l’hyper-threading/SMT désactivé, donc le nombre total de threads supportés par le processeur est simplement le nombre de cœurs du CPU, par exemple, 4P+4E/8T.

La construction du Lunar Lake combine une collaboration synergique entre l’équipe de conception architecturale d’Intel et les nœuds de processus de fabrication de TSMC pour amener les derniers P-cores Lion Cove sur Lunar Lake, ce qui améliore l’IPC architecturale d’Intel comme on pourrait s’y attendre d’une nouvelle génération. En même temps, Intel introduit également les E-cores Skymont, qui remplacent les E-cores Cresmont de l’île à faible consommation de puissance de Meteor Lake. Notamment, cependant, ces E-cores ne se connectent pas au bus annulaire comme les P-cores, ce qui en fait une sorte d’E-core hybride LP, combinant les gains d’efficacité du nœud TSMC N3B plus avancé avec les gains à deux chiffres en IPC par rapport aux cœurs Crestmont précédents.

L’ensemble de la tuile de calcul, comprenant les P et E-cores, est construit sur le nœud TSMC N3B, tandis que la tuile SoC est fabriquée en utilisant le nœud TSMC N6.

À un niveau plus élevé, Intel utilise à nouveau sa technologie d’empilage Foveros ici. Les tuiles de calcul et SoC (maintenant le « Contrôleur de Plateforme ») reposent sur une tuile de base, qui assure un routage haute vitesse/faible consommation d’énergie entre les tuiles, et une connectivité supplémentaire au reste de la puce et au-delà.

Pour la première fois dans un produit Core Intel grand public, la plateforme Lunar Lake SoC comprend également jusqu’à 32 Go de mémoire LPDDR5X sur le package de la puce elle-même. Cela est disposé sous la forme d’une paire de puces mémoire de 64 bits, offrant une interface mémoire totale de 128 bits. Comme pour d’autres fournisseurs utilisant de la mémoire sur le package, ce changement indique que les utilisateurs ne peuvent pas simplement mettre à niveau la mémoire DRAM à volonté, et les configurations mémoire pour Lunar Lake seront ultimement déterminées par les SKUs qu’Intel choisit d’expédier.

Avec Lunar Lake, Intel se concentre également fortement sur l’IA, car l’architecture intègre un nouveau NPU appelé NPU 4. Ce NPU est testé pour offrir jusqu’à 48 TOPS de performances INT8, le rendant ainsi prêt pour l’IA PC Microsoft Copilot+. C’est l’objectif pour tous les fournisseurs de SoC PC, y compris AMD et Qualcomm.

Le GPU intégré d’Intel sera également un acteur contributif ici. Bien qu’il ne soit pas la machine très efficace que le NPU dédié est, l’Arc Xe2-LPG apporte avec lui des dizaines de T(FL)OPS de performances supplémentaires, ainsi que quelques flexibilités supplémentaires qu’un NPU ne possède pas. C’est pourquoi vous verrez également Intel évaluer les performances de ces puces en termes de TOPS de plateforme totale – dans ce cas, 120 TOPS.

La collaboration d’Intel avec Microsoft améliore par ailleurs la gestion des charges de travail grâce au célèbre Intel Thread Director, optimisé pour des applications telles que l’assistant Copilot. Étant donné le moment de l’introduction de Lunar Lake, il pose un peu les bases pour un lancement au troisième trimestre 2024, ce qui coïncide avec le marché des fêtes de 2024.

Intel Lunar Lake: Mise à jour du Thread Director Intel & Améliorations de la Gestion de l’Énergie

Dire que l’efficacité énergétique est un objectif clé pour Lunar Lake serait un euphémisme. Autant Intel domine le marché des CPU mobiles pour PC (la part d’AMD y est encore minime), autant la société ressent la pression depuis quelques années de la part d’Apple, client devenu rival, dont la série M Apple Silicon a établi la référence en matière d’efficacité énergétique ces dernières années. Et maintenant, alors que Qualcomm tente de faire de même pour l’écosystème Windows avec leurs futures puces Snapdragon X, Intel se prépare à jouer son propre jeu de puissance.

Les mises à jour du Thread Director d’Intel et de la gestion de l’énergie pour Lunar Lake montrent diverses améliorations significatives par rapport à Meteor Lake. Le Thread Director utilise une politique de planification hétérogène, assignant initialement des tâches à un seul E-core et s’étendant vers d’autres E-cores ou P-cores selon les besoins. Les zones de confinement OS sont conçues pour limiter les tâches à des cœurs spécifiques, ce qui améliore directement l’efficacité énergétique et offre les performances nécessaires par le bon cœur pour la charge de travail en cours. L’intégration avec les systèmes de gestion de l’énergie et un quadruple ensemble de contrôleurs de gestion de l’alimentation (PMC) permettent par ailleurs à la puce, en collaboration avec Windows 11, d’effectuer des ajustements en fonction du contexte, assurant des performances optimales avec une consommation minimale de puissance et de gaspillage.

La stratégie de planification de Lunar Lake gère efficacement les applications sensibles à la puissance. Un exemple donné par Intel est que les tâches de visioconférence sont maintenues au sein du cluster de cœurs d’efficacité, utilisant les E-cores pour maintenir les performances tout en réduisant la consommation d’énergie jusqu’à 35 %, comme le montrent les données fournies par Intel. Ces améliorations sont obtenues grâce à la collaboration avec des développeurs de système d’exploitation comme Microsoft pour une intégration transparente afin d’optimiser le meilleur équilibre entre la consommation d’énergie et les performances.

En se concentrant sur le système de gestion de l’énergie pour Lunar Lake, Intel utilise sa gestion de l’énergie SoC, fonctionnant en modes d’efficacité, d’équilibre et de performances adaptés et conçus pour s’adapter aux demandes de la charge de travail au moment de l’opération. Cette approche multi-niveaux permet au SoC Lunar Lake de fonctionner de manière efficace. Encore une fois, tout comme l’Intel Thread Director, les PMC peuvent équilibrer l’usage de puissance avec les besoins de performances.

Intel prévoit par ailleurs d’améliorer le Thread Director en augmentant la granularité des scénarios, en mettant en œuvre des indices de planification basés sur l’IA et en permettant la planification entre IP dans Windows 11. Ces améliorations constituent essentiellement une gestion des charges de travail conçue pour stimuler l’efficacité énergétique globale et offrir des performances à travers diverses applications lorsque cela est nécessaire sans gaspiller le budget d’énergie en attribuant des tâches plus légères aux cœurs P haute puissance.

Au cours des prochaines pages, nous explorerons les nouveaux cœurs P et E et la mise à jour des iGPU (graphiques intégrés) Arc Xe (Xe2-LPG) d’Intel.