Sigle processori Intel: che cosa significano

Quando si è un procinto di acquistare un nuovo computer basato su una CPU prodotta dall’azienda di Santa Clara, spesso ci si chiede quale sia il significato delle sigle dei processori Intel.
Proviamo a chiarire a cosa corrispondono sigle e numeri, utili per comprendere a colpo d’occhio le prestazioni di un processore Intel e le principali differenze tra un modello è l’altro.

La differenza tra un processore economico e uno da diverse centinaia di euro risiede, ovviamente, nella diversa potenza intesa come velocità nell’eseguire le istruzioni e nel tipo e nel numero di istruzioni che possono essere gestite.

Per stabilire il modello di processore installato in Windows si può premere la combinazione di tasti Windows+Pausa e fare riferimento all’indicazione Processore.
Sui sistemi Linux si può digitare lscpu | grep "Model name" nella finestra del terminale mentre su macOS sysctl -a | grep machdep.cpu.brand_string.

Conoscendo il nome del modello è possibile fare una ricerca nella pagina Specifiche dei prodotti Intel per ottenere i dettagli sul numero di core, frequenze, cache, sezione grafica integrata, socket e chipset utilizzati. Sono presenti anche informazioni addizionali come i confronti di prestazioni con altri modelli di processori.

Differenza tra Intel Core i3, i5, i7 e i9

La differenza tra Intel Core i3, i5, i7 e i9 dovrebbe ormai essere nota perché la società di Santa Clara utilizza da anni (2011) queste denominazioni principali per caratterizzare i processori immessi sul mercato.

Complessivamente i processori di classe i9 sono ovviamente più potenti degli i7, che lo sono di più rispetto agli i5 i quali, a loro volta, sono più performanti rispetto agli i3. Non è però detto che, per esempio, il modello maggiormente prestazionale della serie i3 sia meno potente del più economico processore di classe i5.

L’inserimento di un processore in una serie piuttosto che in un’altra è comunque figlio delle caratteristiche tecniche di ciascun prodotto: numero di core, velocità di clock (in GHz), dimensione della cache, utilizzo di tecnologie Intel come Turbo Boost e Hyper-Threading.

I primi Intel Core di classe i9 (Core i9-7900X) sono stati presentati a giugno 2017 (ne avevamo parlato all’epoca nell’articolo Prestazioni degli Intel Core X a confronto con gli AMD Ryzen 7: chi è più veloce).

Numero di core

Più core, ovvero più nuclei di processori “fisici” montati sullo stesso package, si hanno e maggiore sarà l’abilità nel gestire più attività contemporaneamente (thread). Ogni core può essere considerato come un “nucleo elaborativo” del processore. Il numero di core integrati nelle varie serie i3, i5, i7, i9 generalmente varia da una generazione all’altra.

Turbo Boost

La tecnologia Intel Turbo Boost permette ad un processore di incrementarne dinamicamente la velocità di clock ogniqualvolta ve ne fosse bisogno.
La frequenza di clock può essere elevata sulla base di diversi fattori ed è direttamente dipendente dal numero di core presenti, dall’assorbimento di corrente stimato, dal consumo energetico stimato e dalla temperatura di lavoro.

Il supporto del Turbo Boost è quindi più importante rispetto a una velocità di clock leggermente più elevata. La velocità di clock – espressa in GHz – esprime il numero di commutazioni tra i due livelli logici “0” e “1” che i circuiti all’interno del processore possono eseguire in un secondo (per eseguire un’istruzione sono normalmente necessari più cicli di clock). Se un tempo si guardava con grande attenzione alla velocità di clock come fattore determinante per la scelta di un processore, oggi questo attributo ha decisamente perso importanza.
Per le CPU che tutti conosciamo, l'”asticella” è ormai fissata sui 5 GHz: non è stato possibile aumentare in maniera significativa la velocità di clock nel corso degli ultimi anni a causa di una serie di problematiche legate all’aumento dei consumi energetici e alla conseguente necessità di dissipare efficacemente il calore prodotto.

Dal momento che tutti i processori i5, i7 e i9 sono dotati dell’ultima versione della tecnologia Turbo Boost. Il valore più alto (Turbo Boost) indicato nelle specifiche del processore è la frequenza di lavoro la CPU può eventualmente raggiungere in caso di necessità (elaborazioni particolarmente impegnative).
Certo, se il processore dovesse soffrire di problemi di surriscaldamento difficilmente andrà in modalità Turbo Boost (vedere Temperatura CPU, come monitorarla e come evitare problemi

Con il lancio dei suoi processori Coffee Lake di ottava generazione, Intel ha scelto di non divulgare più le informazioni sulle frequenze di clock Turbo Boost in modalità multi-core (ne avevamo parlato nell’articolo Frequenze di clock dei processori Intel in Turbo Boost: da oggi saranno segrete).
Intel pubblica solo le frequenze di lavoro massime Turbo Boost in modalità single-core perché in multi-core le frequenze turbo non sono garantite e dipendono largamente dalla configurazione del sistema e dai carichi di lavoro applicati.
Con certi processori si può mantenere la frequenza turbo single-core su tutti i core in molti scenari di utilizzo. Nel caso di altri processori, invece, ciò diventa oggettivamente più complicato e può non risultare possibile raggiungere la frequenza turbo con più di due o tre core attivi (negli scenari più complicati, il Turbo Boost potrebbe addirittura non risultare nemmeno abilitabile). Uno dei fattori discriminanti, ovviamente, è l’utilizzo di un buon sistema di dissipazione del calore.

Dimensione della cache

Ogniqualvolta la CPU dovesse rilevare il frequente accesso ai medesimi dati, questi vengono piazzati nella cache.
La cache può essere considerata come una sorta di memoria RAM; ancora più veloce di quest’ultima perché integrata direttamente nel processore.

La memoria RAM riduce al minimo le interazioni con il disco fisso o con l’unità SSD (molto più lenti rispetto alla RAM) mentre la cache consente a sua volta di ridurre la necessità di attingere ai dati in RAM.

Il sistema di caching verifica dapprima la presenza dell’informazione cercata nella cache più piccola e “pregiata”, la L1, per poi passare a quelle successive nel caso in cui la ricerca dovesse fallire. Se la ricerca nelle cache L2 e L3 (ove presente) non dovesse dare esito positivo, l’informazione verrà richiesta dalla memoria principale.
La cache L3, utilizzata nei processori di fascia più alta, permette di migliorare le prestazioni grazie alla possibilità di condividere le informazioni tra i vari core e all’elaborazione parallela degli stessi dati da parte di più core. Sebbene questo tipo di cache sia di più grandi dimensioni rispetto ai livelli inferiori, dà comunque modo di sveltire enormemente le operazioni: molto meglio spendere un po’ di tempo in più nel cercare le informazioni nella cache che andare ad attingere al contenuto della memoria principale.

Generalmente, i processori i7 sono ad oggi dotati di 8 MB di cache; gli i5 di 4 o 6 MB di cache; gli i3 di 3 o 4 MB.

Hyper-Threading

Di regola un solo thread, quindi una sola attività, può essere gestita in un certo momento dal singolo core. Se una CPU è dual-core solamente due thread potranno essere gestiti in contemporanea.
La tecnologia Hyper-Threading di Intel fa sì che un singolo core possa condurre più attività simultaneamente: nello specifico ogni core può gestire due insiemi indipendenti di istruzioni in una volta sola.
L’obiettivo è quello di ottimizzare il lavoro di ciascun core attivando interventi contemporanei su diverse tipologie di elaborazioni.

In Windows premendo la combinazione di tasti CTRL+MAIUSC+ESC, cliccando su Più dettagli, sulla scheda Prestazioni, su CPU e infine con il tasto destro sul grafico del processore la voce Cambia grafica in, Processori logici consente di ottenere un grafico per ciascun thread. Se il numero dei grafici è uguale a quello dei core fisici presenti sul processore significa che esso non supporta la tecnologia Hyper-Threading.

TDP

Il valore TDP (Thermal Design Point) rappresenta un’indicazione del calore (energia) dissipato da un processore. Si tratta del calore che il sistema di raffreddamento dovrà smaltire per mantenere la temperatura del processore entro una soglia limite. Il TDP, diversamente da quanto ritenuto non molti, non esprime il consumo energetico del processore.
Minore è il calore sviluppato dal processore, minore sarà il lavoro che dovrà svolgere il sistema di raffreddamento, minori saranno i consumi energetici.
Il consumo energetico è funzione del TDP ma i due termini non sono direttamente sovrapponibili.

Su questo particolare aspetto ci siamo soffermati nell’articolo TDP, cos’è, cosa significa e perché è importante.

Socket

Caratteristica importante che influenza direttamente la scelta del processore è il socket presente sulla scheda madre ossia l’alloggiamento che accoglierà la CPU. Nel caso in cui si dovesse sostituire un vecchio processore, è bene verificare attentamente il socket della scheda madre così da non avere spiacevoli sorprese.

Un software come CPU-Z aiuta a verificare (scheda CPU, campo Package) non soltanto aiuta a identificare il socket utilizzato ma consente di rilevare le principali caratteristiche del processore montato sul sistema in uso: vedere CPU-Z e GPU-Z: caratteristiche di processore e scheda video.

Processo produttivo

I principali produttori di chip e microprocessori si stanno dando battaglia per portare all’estremo il processo di miniaturizzazione. L’espressione processo costruttivo, nel caso di CPU e SoC, ha a che fare con le dimensioni dei transistor. In particolare, il valore espresso in nanometri (nm) esprime la dimensione media del gate di ciascun transistor usato nel processore (il gate o porta è uno dei terminali del transistor).
Basti pensare che un capello equivale a circa 80.000 nm, il virus dell’HIV ha un “ingombro” di circa 120 nm e da mesi alcune società che si occupano di produzione di semiconduttori stanno iniziando a parlare dei futuri processi costruttivi a 5 nm.

Intel ha presentato i suoi primi processori realizzati ricorrendo a un processo produttivo a 10 nm mentre Samsung e TSMC parlano di 6 e 5 nm: Samsung e TSMC annunciano i rispettivi nuovi chip a 5 e 6 nm.

Come abbiamo visto nell’articolo Nanometro, unità di misura utilizzata per descrivere le CPU: ecco perché, è importante non trarre conclusioni affrettate.
Il fatto che un processore sia realizzato a 7 nm (vedere anche Come nascono chip e processori ultraminiaturizzati con i sistemi EUV) non implica che sia il doppio più performante rispetto a uno a 14 nm. Le prestazioni non seguono pedissequamente il progresso in termini di miniaturizzazione dei transistor.
Con questo grado di miniaturizzazione così spinta, inoltre, l’approccio utilizzato per eseguire le misure può essere leggermente differente portando a scostamenti tutt’altro che irrilevanti.

Generazione dei processori Intel

Il primo numero dopo l’indicazione i3, i5 o i7 indica la generazione del processore. La presenza di un “9” indica che il processore è di nona generazione; un “8” si riferisce evidentemente all’ottava generazione e così via.

Suffisso alfabetico

In fondo alla sigla dei processori Intel compare spesso un suffisso alfabetico. Questa pagina raccoglie l’elenco dei principali suffissi utilizzati da Intel per descrivere i suoi processori. Estrapoliamo quelli più importanti facendo presente che non tutte le sigle sono usate in tutte le famiglie di processori Intel.

Sistemi desktop

– K processore con moltiplicatore sbloccato. Progettato per rendere più semplici le attività di overclocking con una scheda madre dotata di chipset compatibile.
– F modelli con GPU integrata che è stata disabilitata. È necessario utilizzare una scheda grafica discreta.
– X/XE processori progettati per i sistemi HEDT (high-end desktop) ad altissime prestazioni. I modelli di punta sono gli Extreme Edition (XE).
– XS modello speciale e unico per desktop con otto core attivi a 5 GHz.
– T processore contraddistinto da consumo energetico ottimizzato. Il TDP è inferiore rispetto a quello standard per la stessa classe di processori.
– S processore in edizione speciale (ottimizzato per le prestazioni nel caso dei vecchi processori Intel di quarta generazione). Di solito i processori più performanti della stessa serie.
– C denominazione usata nei processori di quinta generazione per indicare le CPU sbloccate con sezione grafica ad alte prestazioni.
– R processore di quinta generazione basato su package BGA 1364 (mobile) con grafica ad elevate prestazioni.

Sistemi notebook, ultrabook e convertibili

– H processore con grafica ad elevate prestazioni
– HK processore con grafica ad elevate prestazioni e moltiplicatore sbloccato
– HQ processore quad-core con grafica ad elevate prestazioni
– Y processore a consumo estremamente ridotto che spesso non necessitano neppure di un dissipatore attivo (fanless). Introdotti a partire dalla settima generazione Kaby Lake.
– U processore a basso consumo che rappresenta un compromesso tra consumi e prestazioni. Diversamente rispetto agli Y, proprio per le loro caratteristiche, le CPU U necessitano di un dissipatore attivo.
– G processore che utilizza una GPU AMD anziché Intel sullo stesso package.
– B processore che non usa un tradizionale socket LGA bensì viene installato sulla scheda madre usando la tecnica Ball grid array (BGA). Si tratta di CPU saldate sulla scheda madre e utilizzate in alcuni sistemi compatti o all-in-one.
– M processore per sistemi portatili di classe Xeon (quinta e sesta generazione).

Altri suffissi degni di nota

– G1-G7. Sigle che esprimono la potenza grafica della GPU integrata nel chip. Cifre più alte indicano la presenza di una sezione grafica più performante dotata di un maggior numero di unità di esecuzione.
– G. Include una sezione grafica AMD Vega implementata sul die.
– E. Destinato a sistemi embedded. Processore non aggiornabile.

Processori Intel Alder Lake di dodicesima generazione

Ancora non sono disponibili sul mercato e arriveranno tra fine 2021 e inizio 2022.
Gli Alder Lake rappresenteranno uno dei cambiamenti più importanti in casa Intel degli ultimi anni grazie all’utilizzo del processo costruttivo migliorato (SuperFin 10nm+++) e all’architettura ibrida che unisce core ad elevate prestazioni con core orientati al risparmio energetico: Processori Intel Alder Lake-S: +20% in termini di IPC rispetto ai Tiger Lake.

Gli Alder Lake sembrano ispirarsi alla soluzione big.LITTLE utilizzata da ARM, massicciamente utilizzata negli smartphone, supporteranno RAM DDR5 e l’interfaccia PCIe 5.0.

Copriranno tutti i segmenti di mercato. Uno dei modelli desktop confermati (Alder Lake-S) è il Core i9-12900K: si riconosce il “brand” Core, l’identificativo i9, il numero “12” corrispondente alla dodicesima generazione e il suffisso “K” che indica il moltiplicatore sbloccato.

Processori Intel di undicesima generazione: Tiger Lake, Rocket Lake-S e Jasper Lake

Di recente Intel ha introdotto i nuovi suffissi G7, G4 e G1 che indicano rispettivamente l’utilizzo di GPU integrata con 64 unità di esecuzione (Iris Plus), con 48 unità di esecuzione (Iris Plus) e 32 unità di esecuzione (in questo caso non si tratta di grafica Iris Plus ma della serie Intel HD).

Per quanto riguarda l’undicesima generazione Tiger Lake, presentata ufficialmente a settembre 2020, Intel si è inizialmente concentrata sui modelli delle serie U e Y a basso e bassissimo consumo energetico (destinati ai portatili). Al CES 2021 Intel ha annunciato due ulteriori varianti per i notebook contraddistinti da prestazioni elevate:

– Core H35. Con un TDP di 35W, si tratta di prodotti rivolti agli ultrabook che devono essere prestazionali ma allo stesso tempo sottili e leggeri. Un esempio è il Core i7-11375H la cui sigla è autoesplicativa.
– Core H45. Con un TDP di 45W, sono rivolti ai computer portatili più potenti sul mercato. Il top di gamma sarà il Core i9-11980HK: Intel Core i9-11980HK, processore Tiger Lake per i portatili di fascia più alta.

I Rocket Lake-S sono una serie speciale che fa parte dei processori di undicesima generazione Intel pensata però per i sistemi desktop. Arriveranno sul mercato entro marzo 2021 insieme con le nuove schede madri con chipset Intel serie 500.
I Rocket Lake-S utilizzano l’architettura Cypress Cove, adattamento dell’architettura Sunny Cove usata nei chip Ice Lake (10 nm+) al processo a 14 nm. Ci si aspetta che i Rocket Lake-S saranno gli ultimi processori a 14 nm per desktop prima del salto finale ai 10 nm con gli Alder Lake. Il Core i9 11900K sarà il più potente di una piattaforma che offrirà una dozzina di versioni Core i9, i7, i5 e i3.

I processori Jasper Lake sono invece pensati per i sistemi di fascia più bassa e per quelli destinati alla didattica. Si pensi ai Pentium Silver e Celeron serie N.
Saranno prodotti a 10 nanometri e Intel promette fino al 35% di miglioramento delle prestazioni complessive delle applicazioni, fino al 78% di prestazioni grafiche migliori rispetto alla precedente generazione Gemini Lake.
Assicurato il supporto per fotocamera e connettività al fine di migliorare l’esperienza durante le sessioni di videoconferenza. Saranno compatibili con i sistemi operativi Windows, Linux e Chrome OS e saranno commercializzati con la dicitura “N”.

Nelle pagine seguenti è possibile consultare la classifica stilata da PassMark Software – società sviluppatrice di famosi software benchmark – che mostra l’elenco aggiornato dei processori più performanti, non solo di casa Intel ma anche sul versante AMD:

– Classifica processori Intel (fascia alta)
– Classifica processori Intel (fascia medio-alta)
– Classifica processori Intel (fascia medio-bassa)
– Classifica processori Intel (fascia bassa)