Intel annonce une avancée majeure en matière d’efficacité énergétique avec Meteor Lake, sa nouvelle architecture de processeurs, capable par exemple de lire une vidéo avec son CPU et son GPU éteints. Intel officialise aujourd’hui Meteor Lake, sa future architecture de processeurs pour ordinateurs. En attendant le lancement commercial, l’entreprise détaille ce qu’elle présente comme “le plus grand changement d’architecture depuis 40 ans”. Nouveaux procédés de fabrication, nouvel agencement, nouvelles fonctions… Voici, en synthèse de sept heures de conférences techniques, ce que Meteor Lake changera concrètement pour le grand public. Crédit photo : Romain Heuillard
Cet article a été écrit dans le cadre du voyage de presse Intel Tech Tour Malaysia 2023 auquel Frandroid a été invité.
Intel 4 : meilleure efficacité énergétique
Avant de parler de la partie logique, Meteor Lake rompt avec plusieurs générations de processeurs en apportant à la gamme “client” des innovations en termes de procédé de fabrication jusqu’alors réservées aux processeurs pour serveurs. Pour commencer, gammes client et serveur confondues, Meteor Lake inaugure le nœud de fabrication “Intel 4”. Après Alder Lake et Rocket Lake fabriqués en Intel 7, on passe, entre autres évolutions, de 10 à 7 nanomètres. Ce nouveau nœud de processus promet à lui seul un doublement de la densité et 20 % de gain d’efficacité énergétique. Un nouveau procédé de lithographie EUV (ultra-violets extrêmes) simplifié promet quant à lui de meilleurs rendements, c’est-à-dire de meilleurs rendements dans la fabrication des puces, donc une augmentation des capacités de production et on l’espère une baisse des coûts.
Foveros : empilement de puces
Meteor Lake apporte aussi et surtout aux processeurs client (par opposition aux processeurs pour serveurs) son procédé d’emballage avancé Foveros, qui révolutionne la conception de processeurs. Ce qu’on appelle vulgairement “processeur” remplit de nombreuses fonctions autrefois dévolues à des puces séparées sur la carte mère ou sur des cartes filles. On peut parler de SoC (système sur puce), c’est-à-dire d’un système, plus ou moins complet, sur une seule puce. Jusqu’à présent, Intel proposait deux sortes de SoC sur le marché client. D’une part des SoC monolithiques, constitués d’un seul die remplissant toutes les fonctions. D’autre part des SoC hétérogènes, constitués de plusieurs dies interconnectés via le substrat. Foveros combine quant à lui les avantages des deux méthodes quasi sans aucun désavantage. Les différents dies sont désormais juxtaposés, interconnectés par un interposer qui est lui-même un die sous-jacent sur lequel ils sont empilés. Les différents dies, appelés tuiles, sont ainsi interconnectés quasi aussi efficacement que dans un SoC monolithique. Cette méthode de packaging permet en même temps d’utiliser des procédés de fabrication différents pour chaque tuile, donc d’utiliser le procédé optimal pour chaque fonction. Elle simplifie aussi la création de différents processeurs.
Tiles : un processeur en tranches
Foveros permet aussi et surtout d’importants gains d’efficacité énergétique. La conception en tuiles promet de réduire substantiellement la consommation électrique des processeurs en éteignant les différentes tuiles dès qu’elles sont inutiles. Meteor Lake est constitué d’une tuile Compute, d’une tuile Graphics, d’une tuile IO et d’une tuile SoC. En plus des fonctions vitales (gestion énergétique, contrôleur de mémoire vive…), cette dernière intègre quelques cœurs CPU “E” à très basse consommation, les fonctions de décodage vidéo et les fonctions d’affichage. Le processeur peut ainsi éteindre les tuiles Compute et Graphics, les plus énergivores, lorsqu’on regarde seulement une vidéo ou lorsque l’ordinateur est au repos (affichage d’une page web…). Les tuiles endormies se réveillent instantanément à la moindre sollicitation (chargement d’une page web…). L’Intel Thread Director communique avec Windows ou avec l’OS pour contenir les charges CPU sur les cœurs Low Power Efficiency du SoC quand c’est possible, ou inversement pour rassembler les charges sur les cœurs Performance de la tuile Compute, au lieu de les éparpiller, pour optimiser l’efficacité énergétique. Avec les gains obtenus à d’autres niveaux, Intel promet ainsi de généraliser les PC portables qu’on ne rechargera qu’une seule fois par jour. Le fondeur répond ainsi à Apple, dont les puces Apple Silicon sont réputées pour leurs performances par watt.
Intelligence artificielle intégrée
La deuxième grande innovation de Meteor Lake, après les nouveaux procédés de fabrication, c’est l’intégration d’une unité dédiée à l’intelligence artificielle. Les PC n’ont pas attendu d’intégrer cette unité pour traiter de l’intelligence artificielle. Ils s’appuyaient et continueront d’ailleurs de s’appuyer sur leur CPU et leur GPU. Mais une unité spécialisée permet de traiter certaines tâches d’intelligence artificielle avec une bien meilleure efficacité énergétique. Intel donne l’exemple de la génération d’une image avec Stable Diffusion qui serait 7,8 fois plus efficace avec cette unité qu’avec le CPU, et 2,6 fois plus efficace qu’avec le GPU. L’unité est donc intégrée à la tuile SoC afin de pouvoir être utilisée lorsque les tuiles CPU et GPU sont éteintes. Mais le CPU restera plus efficace et continuera à être utilisé pour certaines tâches simples, tandis que le GPU sera utilisé pour certaines tâches massivement parallèles. Cette unité permettra également de rapatrier sur les PC, en périphérie, ce qui était jusqu’alors traité sur les serveurs dans les centres de données, avec des gains de latence, de bande passante et pour la confidentialité.
Évolutions à tous les niveaux
Meteor Lake introduit également des améliorations itératives typiques d’une nouvelle génération de processeurs. De nouvelles micro-architectures CPU sont au programme, avec de nouveaux P-Cores et de nouveaux E-Cores et LP E-Cores. Intel ne quantifie pas encore les gains de performance prévus, mais promet des avancées majeures en termes d’efficacité énergétique. Le GPU Meteor Lake inaugure quant à lui un nouveau GPU, plus performant et plus efficient que la génération précédente. Il
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