Intel Alder Lake è la risposta agli AMD Ryzen: cosa cambia con il Core i9-12900K

AMD sta attraversando un periodo estremamente positivo: secondo Mercury Research l’azienda di Sunnyvale ha ottenuto la sua più elevata quota di mercato nel segmento dei processori x86 degli ultimi 15 anni.
Il 24,6% appannaggio di AMD è al di sotto di appena pochi decimi rispetto al massimo storico del 25,3% raggiunto nel 2006 durante l’era del successo dell’Athlon 64.
La notizia ancora migliore arriva per AMD dal segmento dei notebook: l’azienda guidata da Lisa Su ha fatto segnare un massimo storico al 22% e anche i ricavi sono stati da record. Dati estremamente incoraggianti per AMD perché la maggior parte delle vendite in questo caso proviene dagli OEM, canale che Intel aveva completamente controllato fino a poco tempo fa.

A beneficio della concorrenza, la risposta di Intel è finalmente arrivata.
Intel ha “balbettato” per troppo tempo soffrendo seri problemi nella transizione verso il processo produttivo a 10 nm.
Con l’arrivo di Pat Gelsinger l’azienda di Santa Clara sta iniziando a invertire la rotta grazie all’uso di processi litografici sempre più avanzati.

Neanche tanto tra le righe, Michael T Clark (AMD) ha detto che l’azienda si aspettava la risposta della concorrenza ma ha anticipato che AMD sta già lavorando su tre nuove generazioni di processori Zen disponendo degli strumenti per rintuzzare la sfida.

Intel Alder Lake-S e Core i9-12900K: cos’ha di speciale

Abbiamo detto più volte che i nuovi processori Alder Lake rappresentano la consacrazione di quell’abbraccio all’architettura ibrida che era timidamente cominciato per Intel con i suoi Lakefield, per tanti versi rivelatisi poi una “meteora” nel settore.

Intel ha voluto mettersi sul solco dei design ibridi per portare nelle mani degli utenti finali il meglio di due mondi molto diversi: valori eccellenti in termini di consumo-prestazione per i core ad alta efficienza e la potenza dei core ad alte prestazioni in un unico processore.

A livello di microarchitettura il Core i9-12900K, top di gamma della linea Alder Lake-S, rappresenta un’evoluzione significativa rispetto alla generazione precedente.
È il successore diretto del Core i9-11900K, un chip a 14 nm++ che utilizza l’architettura Cypress Cove basato su con 8 core e 16 thread.
Il nuovo Core i9-12900K, invece, è prodotto con il processo SuperFin a 10 nm, quello che ora conosciamo come Intel 7; ha 8 core ad alte prestazioni con tecnologia Hyper Threading (16 thread) e 8 core ad alta efficienza.
Il totale complessivo dei core che compongono il processore è quindi pari a 24: per i cluster ad alte prestazioni viene usata l’architettura Golden Cove; Gracemont per i core ad alta efficienza.

Il processore è stato progettato per affrontare in modo più efficiente i diversi carichi di lavoro ed è parte integrante di una piattaforma più avanzata, compatibile con gli standard di prossima generazione: basti citare DDR5 a 4.800 MHz oltre che le memorie DDR4 a 3.200 MHz in dual-channel (bus a 128 bit) e PCIe Gen5.

La prima cosa da chiarire è che, nonostante il grande cambiamento a livello di silicio, un processore come il Core i9-12900K mantiene un design monolitico.
Intel ha combinato core ad alte prestazioni e core ad alta efficienza senza ricorrere a un design MCM: tutti gli elementi del processore sono integrati in un unico chip di silicio prodotto appunto ricorrendo al nodo Intel 7.
Il chip si presenta spiccatamente allungato tanto che sia il Core i9-12900K come l’intera serie Alder Lake-S hanno una forma rettangolare piuttosto pronunciata.

La parte superiore del chip ospita l’interfaccia PCIe Gen5 con 16 piste e PCIe Gen4 con 4 piste mentre sul lato è posta la parte dedicata al controller di memoria.
Nella parte inferiore troviamo la GPU integrata, Intel UHD 770 (X^e LP) che poggia il suo funzionamento su 32 unità di esecuzione e funziona a 300 MHz-1.550 MHz a seconda della modalità.
La sezione grafica supporta DirectX 12, OpenGL 4.5 e OpenCL 2.1, l’utilizzo di connettori eDP 1.4b, DP 1.4a e HDMI 2.1, fino a quattro display, raggiunge una risoluzione di 7.680 x 4.320 pixel a 60Hz e offre l’accelerazione AV1 e HEVC, oltre alla compressione end-to-end.

I core ad alta efficienza migliorano le prestazioni in multi-thread con un impatto minimo a livello di silicio senza compromettere le temperature o il consumo di energia e senza dover rinunciare a un design monolitico.
Un core ad alte prestazioni ha circa lo stesso impatto, in termini di silicio, di quattro core ad alta efficienza: ecco perché Intel ha scelto per 8 core ad alta efficienza.
Un prodotto come il Core i9-12900K può quindi fornire prestazioni elevate su compiti impegnativi che hanno un grado inferiore di parallelizzazione e scalare in modo efficiente per quelli che richiedono un gran numero di thread. Per approfondire, suggeriamo la lettura dell’articolo in cui spieghiamo cosa sono i core di un processore.

Ogni core ad alte prestazioni ha una cache L2 di 1,25 MB mentre ogni blocco di quattro core ad alta efficienza aggiunge fino a 2 MB di cache L2 condivisa. La comunicazione avviene utilizzando 30 MB di cache L3 condivisa. In un altro approfondimento abbiamo visto cos’è e come funziona la cache di un processore.

In termini di IPC i Golden Cove offrono un miglioramento fino al 19% rispetto a Cypress Cove (Rocket Lake-S); un +28% rispetto a Comet Lake-S.
Nelle prestazioni multi-thread il miglioramento è maggiore grazie al totale di 16 core e 24 thread.

La suddivisione dei carichi di lavoro viene gestita da Intel Thread Director

Come fa il sistema a sapere a quali core assegnare un particolare compito? Si tratta di un aspetto di fondamentale importanza perché le prestazioni del processore sono funzione diretta della corretta distribuzione del carico di lavoro.

Intel Thread Director è una soluzione che opera a livello hardware e software e decide, in tempo reale, come il carico di lavoro deve essere ripartito tra i vari core del processore.
Il carico di lavoro può cambiare in qualsiasi momento: quando ciò accade Intel Thread Director può spostare compiti originariamente destinati ai core ad alte prestazioni e spostarli sui core ad alta efficienza e viceversa.

Non solo. Intel Thread Director gestisce anche la potenza, le tensioni e le frequenze usati dai core: in questo modo un processore come il Core i9-12900K può guardare non soltanto alle prestazioni ma anche assicurare in ogni caso una certa efficienza energetica con un impatto diretto sulle temperature di esercizio.

Due parole sulle prestazioni

Il nuovo Core i9-12900K si è dimostrato in grado di battere il Ryzen 9 5950X in single-thread mentre si posiziona vicino al processore di AMD per ciò che riguarda le prestazioni multi-threading (CPU-Z).
Va detto che il processore di AMD preso come riferimento consta di 16 core ad alte prestazioni e 32 thread mentre il Core i9-12900K ha 8 core ad alte prestazioni, 8 core ad alta efficienza e 24 thread.

Un test con Cinebench R23 mette in evidenza prestazioni da leader visto il balzo in avanti in termini di IPC che è stato compiuto con il Core i9-12900K che in multi-threading sembra in grado di rivaleggiare con un AMD Threadripper 2990WX a 32 core e 64 thread.

Il processore punta di diamante della gamma Alder Lake-S è facilmente overcloccabile ricorrendo all’utilità Intel Extreme Tuning Utility: è così possibile raggiungere i 5 GHz contemporaneamente su tutti i core ad elevate prestazioni, anche quando essi sono mantenuti attivi. Con la possibilità di guadagnare anche 200 MHz aggiuntivi a fronte di un consumo energetico più elevato.

Utilizzando un sistema di dissipazione del calore ben congegnato è possibile mantenere le temperature su valori assolutamente normali (50-60 °C) anche con carichi di lavoro pesanti a patto di mantenere la configurazione predefinita in termini di clock.

Tutti i dettagli sulle specifiche del Core i9-1200K sono reperibili sul sito Intel Ark.