Po 10 letech konečně pořádný pokrok? Intel představil procesory 12. generace Alder Lake pro PC

Právě představené procesory 12. generace Alder Lake jsou pro Intel veledůležitým produktem. Nejenže překonávají prokletí v podobě roky nenaplněného 10nm výrobního procesu na desktopových počítačích, ale ještě přinášejí novou heterogenní architekturu kombinující v jednom procesoru „velká“ výkonná jádra s těmi menšími úspornými, podobně, jako tomu je u architektury ARM big.LITTLE známé z mobilních telefonů.

Trocha historie

Poslední podobný přerod se v Intelu udál před více než 10 lety, kdy firma uvedla na trh své první procesory Intel Core i3/i5/i7. Časem se jako referenční bod ustálila řada Sandy Bridge z roku 2011, která přinesla úspěšné osmivláknové čipy typu Intel Core i7-2600K, jež kromě výrazného mezigeneračního nárůstu výkonu i efektivity ukázaly rovněž velký potenciál pro přetaktování. Díky tomu se v herních počítačích dokázaly udržet nezvykle dlouho, ostatně ještě před 2 lety (!) vycházely články na téma, zda má již konečně smysl upgradovat z takto přetočených kousků na aktuální architekturu. To mluví samo za sebe.

Pro Intel tohle velmi úspěšné období nicméně odstartovalo jakousi éru stagnace v desktopových procesorech. Optimalizace v mikroarchitektuře i vylepšování výrobního procesu posouvaly výkon jen mírně. Nedostatek konkurence ze strany AMD, které se v té době trápilo se svými nepovedenými architekturami Bulldozer a Piledriver, vyústilo v generaci Skylake. Ta sice nabídla přechod na paměti DDR4, na dlouhou dobu se ale stala symbolem technologické stagnace. 14nm tranzistory, na nichž byly procesory Skylake založeny, s námi totiž zůstaly prakticky až doteď, přestože konkurence v podobě AMD Ryzen již dokázala nabídnou efektivnější a úspornější čipy.

zdroj: Foto: Intel

Samozřejmě nelze říct, že nedocházelo ke zvyšování výkonu. Mezigenerační zisk v jednociferných hodnotách už ale nebyl tak přesvědčivý, obzvláště, pokud šel na vrub zvýšené spotřebě (tudíž výkon na watt stagnoval). Ani se zvyšováním počtu jader se Intel nikam nehrnul, upgrade mainstreamu ze čtyř na šest jader přinesla až 9. generace Coffee Lake-S v roce 2017 a to byla nejspíše jen reakce vynucená novými, slibně rozjetými procesory AMD Ryzen.

O přechod na modernější, 10nm výrobní proces se Intel pokoušel léta, ale o úspěchu se ještě donedávna dalo mluvit pouze v případě procesorů do mobilního segmentu. Pro neustálé odklady desktopové verze si tak Intel od hardwarové komunity vysloužil četné posměšky.

Dá se na nicméně to koukat i z druhé stránky: Je obdivuhodné, že se Intelu podařilo udržet 14nm výrobu relevantní až prakticky do letošního roku, kdy na ní vyšly procesory Rocket Lake-S s backportovanou mikroarchitekturou nových mobilních jader se slušným nárůstem IPC. Na krev optimalizovaný výrobní proces už ukazoval ve srovnání s modernějšími Ryzeny svou zastaralost, především co se energetických nároků týče, stále se však Intelu povedlo postavit na něm kompetitivní produkt. Když pominu zklamání z high-endu, který kvůli menšímu množství jader přinesl výkonnostní regresi, taková šestijádra v čele s Intel Core i5-11600K nebyla (a nejsou) vůbec špatnou volbou do herních PC.

To už je ale nyní minulost. Alder Lake je premiérově vyroben 10nm procesem, takže se dá říct, že Intel alespoň symbolicky dorovnal technologické manko. O „10 nm“ se v marketingových materiálech ale nedočtete. Intel se hodně vynasnažil, aby novinku prezentoval jako kvalitativní ekvivalent aktuálně prominentního výrobního procesu 7nm FinFET TSMC (ten využívá mimo jiné například AMD), a tak výrobní proces přejmenoval na „Intel 7“. Ano, i dřívější označení s nanometrovou indikací mnohdy úplně neodpovídalo realitě, avšak stále šlo alespoň o nějaký odkaz na rozměry tranzistorů. Nový název posouvá označení výrobního procesu do sféry libovolnosti, jinak řečeno, je to už jen marketingová nálepka a pod ní se může skrývat cokoli.

Specifikace Alder Lake

Kromě pokročilejší technologie je největším tahákem nových procesorů heterogenní architektura. Jak už jsem naznačil v úvodu, Intel nově spřáhl v jednom čipu jádra dvou druhů: Jedna vysoce výkonná a druhá úsporná, přičemž si procesor (ve spolupráci s operačním systémem) dokáže workload směřovat tak, aby docílil co nejvyšší efektivity.

Výkonná jádra se nazývají P-core (Performance-cores), ta úsporná E-core (Efficiency-cores). P-cores disponují dvěma vlákny na jedno jádro (aka Hyper-Threading), E-cores nikoli. „Velká jádra“ mají nabídnout vysoký jednovláknový výkon, na jaký jsme u Intelu zvyklí, zatímco E-cores mají efektivně zvládat méně náročné nebo vícevláknové úlohy na pozadí.

zdroj: Foto: Intel

Jádro P-core přitom staví na nové mikroarchitektuře Golden Cove, která oproti předcházejícím procesorům 11. generace (Rocket Lake-S) navyšuje výkon na jeden takt (IPC). Intel mluví o nárůstu 19 %, což je vskutku úctyhodné, když uvážíme, že i předcházející generace nabídla navýšení výkonu na takt kolem 18 %.

Vzhledem k povaze optimalizací nové architektury (větší počet dekodérů, zvětšení L2 cache, vylepšená predikce větvení) ale není 19% zrychlení platné napříč všemi úlohami. Jedná se spíše o průměrnou hodnotu získanou z vícero různých scénářů. Někde nová jádra excelují až se 40% náskokem, jinde naopak na předcházející generaci ztrácejí. Hezky to ukazuje následující slajd přímo od Intelu.

zdroj: Foto: Intel

Nás zajímají ale především herní výsledky. Zde by měl nový topmodel Intel Core i-12900K ve většině případů překonat AMD, což ještě v předcházející generaci neplatilo.

zdroj: Foto: Intel

Menší jádra E-cores mají zase navrch ve výkonu vůči obsazené ploše čipu. Na místo jednoho P-core jádra se vejde několik E-core jader, z nichž každé poskytne větší než poloviční výkon „velkého“ jádra. Při dobře paralelizovaných úlohách tak vícero menších jader dokáže úlohu efektivně akcelerovat při nižší energetické náročnosti.

Pro vysvětlení můžeme použít slajd z prezetace Intelu. Efektivnější jádra umožní dosáhnout stejného multivláknového výkonu jako 250W Intel Core i9-11900K, ale údajně při čtvrtinovém odběru. Poloviční energetická dotace by měla vyústit ve výkon o 30 % vyšší, zatímco povolený limit na 241 W, tedy na podobnou hodnotu jako i9-11900K pak přinese výkon o polovinu vyšší. Znova ale upozorňuji, že půjde pravděpodobně o úlohy, kde bude docházet k ideálnímu škálování s počtem jader tak, aby to novou architekturu prezentovalo v tom nejlepším světle. Takových výsledků univerzálně asi nedosáhneme.

zdroj: Foto: Intel

Aby to vše fungovalo, bylo potřeba procesor vybavit nějakou logikou, která bude úlohy společně s operačním systémem analyzovat a směřovat na správné jádro. Procesory Alder Lake jsou k tomuto účelu vybaveny takzvaným Thread Directorem, který takové větvení vykonává automaticky bez zásahu uživatele. Technologie má podporu ve Windows 11.

zdroj: Foto: Intel

Co už tak nadějně nevypadá, je ale spotřeba. Vzhledem k přechodu na pokročilejší výrobní proces by člověk očekával zásadní snížení absolutní spotřeby, Intel ale očividně stále cílí na maximální takty i přesto, že se tím ve špičce energetická efektivita snižuje.

Důkazem toho jsou limity PL2 na úrovni 250 W, tedy stejné, jako tomu bylo u předcházejících generací. Intel tedy počítá s tím, že při maximálním turbu si jeho křemík stále vezme spoustu energie. Výkon na watt sice byl navýšen, pro dosažení maximálních taktů je ale potřeba procesor stále pořádně zmáčknout.

Dobrou zprávou je, že Intel konečně přestal mlžit s limity napájení. Hodnota TDP, kterou byly dříve označeny všechny procesory, ale která reálnou spotřebu v zátěži prakticky neodrážela (procesor v zápřahu vždy běžel s vyšším odběrem), se mění na Processor Base Power. Druhý údaj, Maximum Turbo Power, pak odráží dříve neveřejný limit PL2, který se používal právě pro stavy s maximálním turbem.

V minulých generacích, ve snaze přiblížit se papírové hodnotě TDP, Intel délku stavu PL2 s vysokým odběrem časově omezoval. Dopadlo to často nakonec tak, že výrobci desek toto chování přepsali a dovolili procesoru běžet na maximálních taktech neustále, aby pod svou značkou nabídli co nejvyšší výkon. Taková praktika je nyní oficiální, Intel začíná uvádět PL2 jako směrodatnou veličinu a výrobcům desek doporučuje, ať nechávají tento limit bez omezení, alespoň tedy na odemčených „K“ modelech. Absolutní spotřeba bude v mnohých případech pro Intel vypadat nelichotivě, ale tahle změna je jen napravení dřívějších nejasností, takže to kvituji.

zdroj: Foto: Intel

Nové modely 12. generace

Intel představil pouze odemčené modely s přívlastkem „K“, po dvojici v každé z řad i5, i7 a i9. Jako nejvyšší model se představil Intel Core i9-12900K, 16jádro v konfiguraci 8 P-cores (s HT) a 8 E-cores, dohromady tedy jde o 24 procesorových vláken.

Frekvence čipů jsou logicky rozdělené pro „P“ a „E“ jádra zvlášť, maximum velkých jader je 5,1 GHz (respektive 5,2 GHz na preferovaném P-jádru), pro malá jádra platí strop 3,9 GHz. Processor Base Power je 125 W, Maximum Turbo Power pak 241 W.

Druhý model z tieru i9 je pouze varianta téhož čipu bez integrované grafiky, označovaná jako KF. To samé platí i pro zbytek představené nabídky. Tam najdeme čip i7-12700K/KF s konfigurací 8+4 (celkem 20 vláken, spotřeba 125/190W) a i5-12600K/KF rozdělený na 6+4 (celkem 16 vláken, spotřeba 125/150W).

Ceny startují na 264 USD za šestijádro bez integrované grafiky a končí na 589 USD za topmodel. Cenově tedy nové čipy oproti předcházející generaci mírně stouply. Nejlevnější i5-12600KF mezigeneračně podražilo o 27 dolarů (264 vs. 237 USD), i7-12700KF je oproti Rocket Lake-S dražší o 10 dolarů (384 vs. 374 USD). Nejvíc se zdražení promítlo u řady i9, kde 12900KF stouplo o 51 dolarů (564 vs. 513 USD).

zdroj: Foto: Intel

Nová patice, nový čipset, nové paměti

K přechodu na novou generaci budete potřebovat obměnit základní desku. Nový socket LGA1700 nese 1700 pinů a je nekompatibilní se staršími procesory Intel. Zároveň Intel představil i nový čipset Z690.

Nová platforma přináší do stolních PC jako první operační paměti DDR5 a novou revizi PCIe 5.0 vyvedenou z procesoru. Podpora aktuálních pamětí DDR4 ale nekončí, volbu učiníte výběrem základní desky, která bude mít odlišné sloty (DDR5 je s DDR4 fyzicky nekompatibilní).

Nové paměti DDR5 slibují nárůst propustnosti, prozatím v základní frekvenci JEDEC 4800 MHz, ale předpokládá se, že časem se podpora rozšíří.

Co se PCIe 5.0 týče, tu ještě nelze využít pro rychlá SSD, pro ně platí stále konektivita PCIe 4.0. Oproti Rocket Lake-S ale bude moci být konektorů pro super rychlá SSD více, protože rychlé linky PCIe 4.0 poskytuje kromě procesoru také čipset.

Nové základní desky budou alespoň ze začátku pouze s nejvyšším čipsetem Z690, upgrade platformy tak vyjde pravděpodobně draho. To umocňuje i fakt, že s novou paticí změnil Intel rozteč děr na montáž chladičů, vaše stávající upevnění tedy nemusí na nových deskách sedět a bude třeba pořídit konverzní kit nebo rovnou celý chladič/pasiv.

zdroj: Foto: Intel