Intel Lakefield : lancement des processeurs hybrides multi coeurs

Intel Lakefield est désormais officiel et sa commercialisation a débuté. Si cela semble être une annonce anodine, il se joue ici un véritable tournant technologique pour le monde des minimachines mobiles. Pour bien le comprendre, on va commencer par quelques rappels techniques.

ARM, le concepteur des puces de type Cortex que l’on rencontre dans les smartphones par exemple, a lancé en 2014 une nouvelle façon de concevoir ses processeurs : big.LITTLE. L’idée de ces solutions multi cœurs est de mélanger des cœurs moins performants mais peu gourmands en énergie avec des cœurs plus rapides et plus hauts en fréquence mais plus énergivores. Et de faire travailler tout ce petit monde de concert.

L’idée de base de ce groupe de cœurs de fréquences et de capacités différentes est de s’ajuster dynamiquement aux besoins de l’utilisateur. Pour bien faire comprendre cette technologie, j’utilise en général une histoire. Celle d’une équipe de déménageurs. Ils sont huit, quatre grands costauds et quatre plus petits. Ils travaillent ensemble. Les quatre costauds sont spécialisés dans les meubles lourds et encombrants. Les tâches qui réclament beaucoup de puissance. Les quatre plus petits ne pourraient pas déménager un piano ou une armoire normande mais sont très efficaces pour emballer la vaisselle, protéger les bibelots et faire des voyages rapides avec leurs petits cartons. L’ensemble se complète donc très bien.

Cette équipe de déménageurs fonctionne de manière coordonnée, il s’agit de gérer au mieux les besoins car ils ont une particularité : ils sont assoiffés en permanence. A l’avant de leur gros camion de déménagement, il y a donc un petit frigo avec en réserve des boissons fraîches pour toute la journée. Aucun des déménageurs ne peut retourner chercher un carton – ou une armoire – sans emporter une boisson fraîche à siroter. Mais quand les petits déménageurs se contentent d’une canette pour quelques allers retours, les costauds vont en emporter 10 pour déplacer quoi que ce soit : du simple gros fauteuil à la petite chaise pliante.

L’entreprise de déménagement pourrait bien entendu n’embaucher que des gros costauds mais alors il faudrait agrandir le frigo à l’avant du camion ce qui le rendrait plus lourd tout en enlevant de la place de stockage pour les cartons à l’arrière. Elle préfère donc continuer à embaucher à la fois des gros costauds et des petits efficaces pour mener à bien ses opérations. Les balaises se mettent en route au début pour les éléments les plus lourds et puis roupillent à l’avant du camion sans plus toucher aux réserves du frigo. Pendant ce temps, les plus petits continuent leurs aller-retours rapides et finissent de vider les petites choses. Si, au cour du déménagement, il s’avère qu’un gros costaud est nécessaire pour déplacer un dernier meuble, on en réveillera un ou deux qui travailleront de manière coordonnée avec les plus petits. Si ça coince vraiment avec un truc hyper lourd – le coffre fort « oublié » dans le devis par exemple – et bien on réveillera toute l’équipe, les huit déménageurs, pour travailler tous ensemble.

Vous l’aurez compris, les déménageurs sont les cœurs de calcul des puces ARM. Le petit frigo c’est leur batterie et les boissons leur consommation. Toute l’idée de cette solution big.LITTLE est donc de coordonner les forces disponibles pour les ajuster aux besoins de votre usage. Vous relevez vos mails ? Un petit coeur peut s’en charger sans dépenser trop d’énergie. Vous ouvrez la pièce jointe qui est un fichier compressé contenant un fichier 3D, les gros cœurs vont se mettre à l’oeuvre. Vous lancez un jeu gourmand, toutes les ressources disponibles seront sollicitées. Vous comprenez l’idée.

Intel Lakefield, c’est exactement le même principe mais pour une puce x86 et non plus ARM. Le fondeur propose donc un SoC au même titre qu’une solution Cortex. Il est parvenu à intégrer au sein du même circuit un ensemble de cœurs différents : un gros Intel Sunny Cove gravé en 10 nanomètres que l’on peut comparer aux puces Core Ice Lake des processeurs habituels de la marque. Et quatre cœurs Atom Tremont également en 10 nanomètres, qui sont la nouvelle génération de puces Atom. Les successeurs des solutions Gemini Lake actuelles. Le tout est épaulé par un circuit graphique Intel Iris Plus de onzième génération.

Cet ensemble est intégré grâce à une nouvelle technologie mise en place par Intel et baptisée Foveros. Une techno qui permet de marier des composants différents au sein d’un même processeur, même si leur niveau de finesse de gravure n’est pas le même. Intel Lakefield va donc permettre de faire cohabiter les cœurs et de les faire travailler de concert de la même manière que big.LITTLE d’ARM.

Un exemple ? Votre PC est en veille, il est programmé pour vérifier si vous n’avez pas de mises à jour en attente (ou de relever vos emails ou n’importe quoi d’autre). Cela ne demande pas beaucoup de ressources d’aller questionner un serveur et le processeur le fait en réveillant une puce Atom Tremont au minimum de sa fréquence. Après avoir fait son travail, la machine retourne en veille. L’ensemble de l’opération n’aura pas demandé beaucoup de ressources et votre batterie n’aura pas senti la différence. A l’inverse, lorsque vous exploiterez votre machine pour des usages plus lourds, la totalité des coeurs seront mis à contribution. Au quotidien, le scénario le plus fréquent sera celui celui d’un Core Sunny Cove qui s’occupera de votre tâche en cours pendant que les cœurs Atom Tremont prendront en charge les tâches d’arrière plan. 

Deux puces Intel Lakefield sont annoncées  pour le moment. 

• L’Intel Core i3-L13G4 qui propose 5 cœurs et autant de Threads sur des fréquences allant de 800 MHz à 2.8 GHz. Sa fréquence maximale en exploitant tous ses cœurs est de 1.8 GHz. Le processeur embarque 4 Mo de cache. La puce consomme 7 watts de TDP avec son circuit Intel UHD Gen11 cadencé de 200 à 500 MHz et embarque 48 Unités d’Execution.
• L’Intel Core i5-L16G7 toujours en 5 cœurs et 5 threads, toujours sur 7 watts de TDP mais avec des fréquences plus élevées allant de 1.4 à 3 GHz et une fréquence maximale de 1.8 GHz quand tous les cœurs sont exploités. Le circuit graphique est le même mais le nombre d’Unités d’Exécution monte à 64.

Les promesses de cette technologie sont grandes et la marque indique qu’ Intel Lakefield s’annonce déjà plus performant que les puces Amber Lake actuelles. Et de loin. D’un point de vue performances graphiques, Intel Lakefield serait 1.7 fois plus rapide que le Core i7-8500Y sous Intel HD615. Une puce double coeur traditionnelle affichant 4 threads pour un TDP de 5 watts avec des fréquences oscillant de 1.5 à 4.2 GHz.
Cela peut se traduire par une performance supérieure de 24% par watt d’énergie dépensée par rapport à ce processeur. La puce serait jusqu’à 91% moins consommatrice qu’une solution Amber Lake avec une dépense de 2.5 mW en veille. 

Ces deux processeurs pourront, et Intel le conseille, être dissipés passivement. Sans recours à un ventilateur mais en mettant en contact le processeur à une solution capable de transporter la chaleur sans nuisances. Par exemple un caloduc ou la coque en métal d’un portable. Les engins ne feraient alors plus aucun bruit en fonctionnement.

Microsoft Surface Neo

Intel Lakefield, à destination des machines les plus mobiles

Cette nouvelle génération de puce ne vise pas à concurrencer les processeurs haut de gamme de la marque en terme de performances mais bel et bien à apporter une solution très basse consommation capable de maintenir Intel en tête du marché des machines ultramobiles sous Windows. On l’a vu avec le Samsung Galaxy Book S sorti aux US sous SoC ARM Snapdragon de Qualcomm et sous Windows mais qui va revenir sous Intel Lakefield très prochainement. D’autres constructeurs sont sur les rangs comme Lenovo qui va proposer un ThinkPad X1 équipé de Lakefield. Ou Microsoft qui va l’exploiter dans son futur Surface Neo.

Une carte mère de 3 cm sur 12.5 cm seulement

Parce que cette nouvelle solution à un autre avantage important, sa taille. Les processeurs Intel Lakefield mesurent 12 mm de côté pour 1 mm d’épaisseur seulement, ce qui permet une intégration très facile dans des cartes mères minuscules. Intel indique que leur encombrement est 56% moins important qu’une solution Amber Lake et qu’ils pourront être intégrés dans des carte mères 47% plus petites.

Cela dégage autant de place disponible pour le reste de la machine ou pour… du vide. Certains constructeurs vont profiter de cet espace pour augmenter la taille de leurs batteries afin de proposer des engins aux autonomies exceptionnelles. D’autres vont privilégier des solutions ultrafines et légères. Certains vont profiter de cette taille minuscule pour passer à des solutions double écrans.

La technologie Foveros est, là encore, mise en avant par Intel : la puce n’est pas construite de la même manière que d’habitude. Les différents éléments qui la composent ne sont pas juxtaposés mais empilés. Les coeurs sont disposés sur un étage avec d’autres composants, les contrôleurs, et autres circuits sont ajoutés par dessus. Cerise sur le gâteau, les clients d’Intel pourront demander à ce dernier de leur ajouter de la mémoire vive directement par dessus ce processeur, dans son usine. 

Il s’agira de LPDDR4X-4267 de type PoP ou « Package on Package » prévue pour ce type d’usage. Le client pourra la fournir à Intel – et je suppose qu’Intel pourra également la fournir à ses clients en piochant dans un catalogue de partenaires – pour que ce dernier l’intègre en usine. Le résultat est une puce qui intégrera de 4 à 8 Go de mémoire vive directement au dessus de son processeur et une épaisseur qui passe à 1.5 mm pour la puce entière. Encore une manière de gagner en compacité avec, bien sûr, comme désavantage l’impossibilité de faire évoluer le montant de la mémoire vive après l’achat… Même si sur le type de machines visées, il est très rare de voir un composant vraiment accessible pour le client final. A noter que le constructeur pourra très bien choisir d’intégrer la mémoire vive de manière classique avec des slots SoDIMM si il le désire.

Quelle cible pour Intel Lakefield ?

Vous l’aurez compris, Lakefield n’est pas un processeur qui vient s’empiler sur le podium de performances de la marque. Le fondeur ne cherche pas à faire mieux que son Core i9 le plus puissant mais propose une alternative plus économe en énergie. Avec la puissance de ses Core pour les besoins les plus importants mais également la faible consommation de ses Atom pour l’autonomie procurée. Une sorte de meilleur des deux mondes. Est-ce que cela en fera des machines au rabais pour autant ? Non, absolument pas. Mis à part pour les travaux les plus exigeants, c’est à dire un usage professionnel d’un logiciel de 3D ou de 2D ou pour le jeu 3D de dernière génération, la solution sera tout à fait apte à piloter vos applications 32 et 64 bits traditionnelles. A vrai dire, j’arrive déjà à faire tourner la totalité de mes outils du quotidien – retouche photo et montage vidéo compris – sur des solutions Atom Gemini Lake ou Core M3 moins performantes que les Atom Tremont embarqués dans cette solution.

Une carte mère Intel Lakefield. A gauche un port USB Type-C vous donne une idée de sa taille globale

Les machines Intel Lakefield ne vont pas révolutionner le marché en terme de performances, donc, mais vont apporter un niveau de capacités très confortable pour la quasi totalité des usages du quotidien : bureautique, surf, multimédia, retouche d’images, jeu peu gourmand et même encodage vidéo. Les puces seront à même de définir de nouveaux formats et pourront prendre en charge jusqu’à 4 écrans en UltraHD. Cela ouvre la porte à des machines double écrans qui pourront également piloter deux écrans externes supplémentaires.

Cela ouvre également la porte à un retour sur des diagonales plus légères et des engins moins encombrants. Les technologies d’écran et de châssis ont permis ces dernières années de réduire au maximum l’encombrement des ordinateurs portables. L’arrivée de Lakefield va permettre aux constructeurs d’imaginer des engins de 11.6 ou 12″ aux encombrements très réduits par exemple.