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Intel officialise : les cœurs de processeur hybrides arrivent avec Alder Lake

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L’un des chuchotements que nous avons entendus à propos d’Alder Lake depuis qu’il a commencé à faire des vagues dans la rumeur est que ce nouveau processeur offrira un mélange de petits et de grands cœurs. Lorsque ces rumeurs ont fait surface pour la première fois (vraisemblablement d’où qu’elles se soient déroulées), on soupçonnait Intel d’essayer de faire correspondre le nombre récent de cœurs Ryzen 3000 d’AMD avec une combinaison de cœurs de processeur Core haut de gamme et Atom bas de gamme.

Lors de sa journée de l’architecture cette semaine, Intel a confirmé qu’il déploierait un mélange de petits et de grands cœurs dans son silicium Alder Lake, mais le but de l’initiative n’est pas d’essayer de prétendre qu’un cœur de processeur 8 + 8 peut égaler les performances de une puce à 16 cœurs. Au lieu de cela, il s’agit d’une décision d’Intel pour améliorer l’ensemble CPU efficacité énergétique.

Je ne pense pas que nous devrions compter sur Lakefield comme une comparaison solide pour Alder Lake, mais je voulais mettre un peu de contexte autour de la conversation. Selon Intel, l’hybridation de Lakefield avec un mélange de gros et de petits cœurs a entraîné un meilleur équilibre entre performances et efficacité que l’un ou l’autre ne pouvait atteindre indépendamment. Les cases blanches font référence à des améliorations par rapport à la génération précédente, tandis que les cases bleues font référence à des gains par rapport à une puce hypothétique avec uniquement des cœurs Tremont. Ce qu’Intel dit, c’est qu’en combinant les deux types de processeurs, il obtient de meilleurs résultats globaux qu’en s’appuyant sur l’un ou l’autre seul.

C’est une répudiation totale de ce qu’Intel pensait il y a environ une décennie, lorsque la société avait prédit qu’une grande approche comme ARM se révélerait inférieure à sa propre implémentation de DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling). Intel n’est pas la seule entreprise qui est au moins curieuse de l’idée ; AMD a déposé une demande de brevet pour une approche de commutation entre les processeurs basée sur les instructions actuelles que le processeur est invité à exécuter.

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L’ajout de la prise en charge de ces fonctionnalités nécessitera que Microsoft ajoute à Windows des fonctionnalités de planification avancées qui étaient jusqu’à présent réservées à son système d’exploitation ARM, bien que Lakefield nécessite de telles fonctionnalités dans tous les cas.

Dans le mobile, l’utilisation de ces cœurs est simple : ils peuvent réduire la consommation d’énergie par rapport à un gros cœur traditionnel, améliorant ainsi la durée de vie de la batterie. À quoi serviront-ils sur le bureau ? Je ne suis vraiment pas sûr, mais j’ai quelques idées. Selon Intel, son cœur Gracemont de nouvelle génération ajoutera un certain type de capacité de performances vectorielles.

Supposons qu’il s’agisse d’une référence à AVX2, et cela signifie qu’Intel aura un cœur à faible consommation d’énergie avec ce qui devrait être de très bonnes performances en mathématiques vectorielles. C’est exactement la combinaison qui a valu à Jaguar d’AMD les références Xbox One et PS4. Pousser les charges de travail AVX2 de niveau intermédiaire dans les petits cœurs pourrait libérer les plus gros processeurs pour d’autres tâches.

Ok, alors pourquoi est-ce ce potentiellement utile ?

Parce qu’à l’heure actuelle, les processeurs Intel prennent une vitesse d’horloge de 10 à 12% s’ils activent AVX2 et ~ 1,25x s’ils utilisent AVX-512. L’impact est suffisamment important pour que les développeurs soient déconseillés d’assaisonner légèrement le code avec AVX-512 – si vous le déployez de la mauvaise manière, vous pouvez en fait vous pénaliser en réduisant votre vitesse d’horloge dans d’autres tâches d’une quantité supérieure à celle que vous gagnez de en utilisant AVX-512 pour une petite poignée d’opérations.

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Bien sûr, faire fonctionner ce type d’approche nécessiterait une coopération beaucoup plus étroite entre le système d’exploitation et le processeur que ce que nous voyons actuellement. Lors de son événement, Intel a mentionné un bloc de planificateur sensible au matériel que Windows prendrait vraisemblablement en charge et qui pourrait être utilisé pour attribuer des charges de travail en fonction de leurs caractéristiques d’exécution. Mais même si le scénario ci-dessus est erroné sur les détails, c’est un modèle précis de la façon dont Intel, AMD et d’autres fabricants de puces pensent de plus en plus aux performances. Il ne s’agit pas seulement de savoir quelles fonctionnalités architecturales votre CPU prend en charge, mais où serait-il le plus avantageux d’exécuter une charge de travail compte tenu des conditions ambiantes actuelles à l’intérieur de votre PC spécifique et des diverses charges de travail qu’il exécute déjà ?

Ce genre d’opération main dans la main est quelque chose que nous réaliserons par étapes plutôt qu’en un bond énorme. Mais dans la mesure où une communication OS/CPU plus étroite peut améliorer l’efficacité de l’exécution dans n’importe quel contexte, je m’attendrais à voir les fabricants de puces chercher des moyens de l’améliorer. L’ancienne approche consistant à utiliser le même ensemble de cœurs semble être en voie de disparition, à long terme.

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