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IDF: Stepping F du Core M
IDF: Le TDP compliqué du Core M
IDF: Détails sur les changements de Broadwell
Intel lance les Core M, 1ers Broadwell 14nm
Des Core M en fin de vie avant leur lancement
IDF: Stepping F du Core M
Au-delà du TDP, l'autre interrogation concernant le lancement des Core M par Intel était ce fort curieux PCN qui indiquait la fin de vie plus que prématurée, au 26 septembre, des processeurs qui venaient tout juste d'être annoncés.
Par deux fois, on nous a confirmé que ce PCN annonce en réalité un nouveau stepping de Broadwell-Y, le stepping F, lié à des changements sur le process 14nm. Il faudra attendre un peu plus pour savoir quels sont les changements précis, la spec update du Core M n'évoquant pas encore ce stepping F. Si les changements autour du process sont permanents, notamment pour améliorer les rendements de production, il est assez rare de voir de nos jours chez Intel un stepping justifié par le process.
La mention au sein du PCN d'une demande de marché ayant évolué vers d'autres modèles est selon Kirk Skaugen (Senior Vice President et General Manager du PC Client Group) probablement liée à un document réalisé à partir d'un modèle générique. Il est vrai qu'on retrouve habituellement ce genre de formulation dans les PCN annonçant la fin de vie de produit, mais en cas de simple transition de stepping le modèle est encore différent et fait référence aux nouveaux produits et aux changements apportés.
En l'état on ne sait donc pas si cette première fournée de Core M survivra au stepping F ou si elle sera remplacée par d'autres références, par exemple avec des fréquences différentes. La date d'arrivée du stepping F ne nous a pas été précisé, toutefois les rumeurs font état de début 2015, date à laquelle d'autres modèles de Core M sont attendus tout comme des Core de 5è génération basés sur Broadwell-U (un dual core plus classique avec notamment un TDP et des fréquences en hausse, un HD Graphics plus musclé et un chipset externe).
Tout ceci renforce l'impression que ce premier lot de Core M est là avant tout pour tenir la promesse du lancement de produits en 14nm avant la fin de l'année 2014, même si le process n'était pas encore techniquement au niveau espéré par le constructeur. Nous espérons qu'Intel clarifiera dans les semaines à venir les changements et éventuels nouveaux produits engendrés par ce stepping F.
IDF: Le TDP compliqué du Core M
Une des interrogations lors de l'annonce du Core M par Intel la semaine dernière concernait le TDP assez impressionnant annoncé pour ces premiers processeurs Broadwell, à savoir « seulement » 4.5 watts. Une valeur qui pouvait paraitre particulièrement basse pour un processeur qui n'est pas un Atom, particulièrement quand la génération précédente en Haswell ne passait pas sous les 11.5 watts de TDP… mais disposait d'un SDP de 4.5 watts.
A la réponse de savoir quel est exactement le TDP du Core M, il conviendrait de savoir réellement ce que ce mot veut dire. En effet cette valeur a été fortement maltraité par de nombreux constructeurs - principalement pour des raisons marketing - et plus récemment certaines techniques ont été ajoutées dans les processeurs pour jouer sur des paramètres d'inertie thermiques. Ceci sans compter l'ajout du SDP par Intel avec Ivy Bridge que nous n'avions pas manqué de critiquer ici . Qu'est ce donc que le TDP ? Prenons la définition officielle chez Intel sur son site ARK (il s'agit de la définition du Max TDP, soyons précis !) :
On parle ici de la puissance « quasi » maximale qui peut être tirée (du système d'alimentation) pour un temps donné significatif, en faisant tourner des logiciels disponibles dans le commerce. On notera rapidement l'ambiguité du quasi maximal, mais nous attirons votre attention sur le fait que l'on parle ici de puissance tirée du système d'alimentation, cela aura son importance par la suite.
Pourquoi quasi ? La définition fait référence aux Datasheet (volume 1) d'Intel. Regardons celle des Core Y 11.5 Watts de génération Haswell :
On retrouve deux Power Limit (PL1 et PL2). La première Power Limit correspond au « SKU TDP » (le TDP annoncé plus haut en Max TDP) et il s'agit de la valeur moyenne qui ne doit pas être dépassée sur une période donnée (par défaut, une tranche d'une seconde).
PL2 correspond à une surconsommation autorisée pour tirer partie de l'inertie thermique du processeur. Cette valeur est fixée à 1.25x le TDP (ce qui nous vaut la notion de quasi plus haut) et n'est autorisée que durant la montée en température du processeur. Il est possible de dépasser cette valeur pour des pics de 10 millisecondes. Tout ceci est résumé par ce diagramme :
La durée maximale d'un passage à PL2 (1.25x le TDP) est par défaut de 1.5x le PL1 Time (qui est par défaut sur Haswell-Y d'une seconde, soit 1.5 secondes au total, mais qui peut être augmentée, Intel recommandant 28 secondes pour les applications mobiles).
Comparons maintenant a la spec Core M :
Plusieurs changements. On notera d'abord l'arrivée d'un PL3 optionnel qui sert a protéger la batterie et qui est désactivé par défaut. Ensuite, si la définition de la valeur PL1 est toujours recommandée comme étant égale au TDP, il n'y a plus de valeur par défaut indiquées pour PL2 (anciennement 1.25x le TDP) ou le PL1 Time (appelée PL1 Tau ici). Le schéma évolue également :
On notera ici que le PL2 est indiqué comme pouvant être soutenu en théorie pendant des centaines de secondes, dépendant de la valeur PL1 Tau sans plus de précisions. Là encore un indice potentiel sur la manière d'optimiser les performances, calculer une moyenne sur un temps plus large laisse de plus fortes opportunités pour obtenir des périodes de système idle pour « maintenir » la moyenne.
Reprenons maintenant le slide qui nous avait tant intrigué plus tôt :
Intel utilise déjà sur les solutions précédentes un driver baptisé DPTF qui peut être utilisé pour reconfigurer le TDP d'une puce (un pilote open source que l'on peut trouver ici ). Jusqu'ici il servait notamment au cTDP (configurable TDP) et aussi à un mode Low Power (LPM).
La nouveauté de Broadwell concerne l'Active Skin Temperature Management qui étend le rôle du driver DPTF pour prendre en compte la température du système, en plus de la température du processeur qui était déjà prise en compte. Dans ce cas, DPTF peut faire varier les valeurs PL1 et PL2 pour « profiter » de l'inertie thermique du châssis (en plus de l'inertie thermique du processeur). En clair, la spécification permet de dépasser le TDP annoncé dans la durée en redéfinissant les valeurs PL1 et PL2 ! De combien, et dans quelles circonstances n'est pas une information que nous avons pu obtenir. On nous aura tout de même indiqué qu'en pic maximal, ces puces pouvaient avoir une consommation de 15 watts sur une durée de 10 millisecondes et que les plateformes devaient être prévues électriquement pour cette charge.
Ainsi, nous avons pu mettre nos mains sur des prototypes de telles plateformes dont l'arrière entier du châssis servait de dissipateur thermique au système, la sonde de « skin température » étant placée sur la carte mère. Si nous n'avons pas pu choisir les benchs qui tournaient sur ces plateformes ou utiliser des outils de monitoring pour évaluer la consommation en pratique, il semblait clair que ces tablettes pouvaient s'échauffer au delà de ce que l'on attendrait pour 4.5 watts en charge.
Bien entendu, l'idée de base d'Intel qui consiste a rajouter une seconde gestion de l'inertie thermique, celle du châssis, en sus de celle du processeur, pour maximiser les performances est loin d'être inintéréssante, pour ne pas dire qu'elle est astucieuse, mais l'on ne peut s'empêcher de noter que cela ne fait que rajouter une couche de flou supplémentaire sur la notion de TDP déjà fortement malmenée, tout en déportant ce gain de performances sur la qualité (ou non) du châssis utilisé. Ainsi, un châssis comme celui de démonstration utilisé par Intel maximise fortement les performances et rien ne dit que les chiffres de performances de benchmarks que l'on nous a montré se retrouveront sur des designs finaux de constructeurs. Si la volonté d'optimiser d'Intel est louable, en pratique nous préfèrerions que le constructeur soit un peu plus clair sur ses spécifications qui deviennent fort difficilement lisibles !
IDF: Détails sur les changements de Broadwell
Intel a donné quelques détails sur les changements apportés par ses premiers processeurs Broadwell à être disponibles sur le marché, à savoir les Core M.
D'abord côté gestion de l'énergie, les Core M apportent quelques changements dans leur manière de réguler la fréquence. En plus des seuils de consommation « Burst » (pointe de consommation autorisée pendant quelques secondes) et de base (la consommation maximale autorisée en charge sur une charge prolongée), un troisième seuil PL3 a été défini présenté comme un seuil maximal autorisé afin d'éviter les pics de consommation pour la batterie.
Pour alimenter le processeur, on retrouve toujours sur les Core M des systèmes de régulation de tensions intégrés directement dans le processeur (FIVR) mais ceux ci évoluent. On passe en seconde génération avec quelques changements au niveau des heuristiques afin d'améliorer le rendement en régulant la tension d'alimentation unique (Vccin) . Le présentateur d'Intel expliquait d'ailleurs les challenges assez particuliers liés à l'utilisation d'un FIVR lorsque l'on consomme peu d'énergie, et qui ont poussé a l'ajout de régulateurs linéaires utilisés en mode C7+, un nouveau niveau d'économie d'énergie pour le package complet.
C'est là que l'on retrouve d'ailleurs le changement le plus surprenant : l'ajout d'un throttling… au chipset ! La consommation est évaluée au niveau du package complet (pour rappel les Core M incluent le chipset dans le package) et des requêtes de throttling sont envoyées au chipset. ce dernier décide lui même son throttling en stoppant le PCI Express ou en groupant (avec un délai) les commandes SATA et USB pour les envoyer en une fois pour pouvoir couper les liens par la suite. On retrouve en général ce genre d'optimisations sur les plateformes mobiles type smartphone et tablette et il est bon de les voir également côté PC.
Notons enfin qu'Intel évoque avoir pris en compte la température totale du système en notant qu'un système « froid » peut être 50% plus performant qu'un système a température. Une variabilité des performances qu'on ne peut que regretter tant elle est massive et nous fait nous poser des questions sur la réalité du TDP annoncé par le constructeur.
Côté architecture, Intel a également donné quelques détails sur ce qu'apporte Broadwell face à Haswell en précisant les grandes lignes que l'on avait pu voir dans cette actualité.
On notera une réduction de la latence des multiplications en virgule flottante ainsi que des améliorations du côté des divisions côté latence et débit. Enfin, du côté des instructions dédiées à la cryptographie on retrouve quelques nouveautés avec notamment un nouveau générateur de nombres aléatoires.
Intel lance les Core M, 1ers Broadwell 14nm
Intel profite de l'IFA pour annoncer officiellement ses processeurs Intel Core M. Pour rappel, il s'agit des premiers modèles utilisant l'architecture Broadwell, et plus précisément de Broadwell-Y.
Destiné à l'intégration dans des ordinateurs et tablettes fanless, ces processeurs ont la particularité d'avoir un TDP de 4.5 watts seulement, une avancée importante face aux Haswell-Y qui étaient à 11.5 watts. Un Broadwell-Y intègre pour rappel deux puces, la première gravée en 14nm fait 82mm² et intègre 1,3 milliards de transistors, contre 82mm² et 960 millions pour son prédécesseur. On reste à 2 cœurs CPU mais le cache L3 passe de 3 à 4 Mo et le HD Graphics de 20 à 24 unités.
L'autre puce est gravée en 32nm, c'est le chipset Broadwell PCH-LP 32nm. Il permet de gérer jusqu'à 4 USB 3.0, 4 SATA 6 Gb/s et gère 12 lignes PCIe Gen2 pouvant être configurées sur 6 ports au maximum, des fonctionnalités réduites mais bien suffisantes vu la cible des Intel Core M.
La gamme Core M est déclinée de la sorte :
-Core M-5Y70 : 2 cœurs à 1.1-2.6 GHz, HD Graphics à 100-850 MHz
-Core M-5Y10a : 2 cœurs à 0.8-2.0 GHz, HD Graphics à 100-800 MHz
-Core M-5Y10 : 2 cœurs à 0.8-2.0 GHz, HD Graphics à 100-800 MHz
Le 5Y70 est le seul à supporter Intel vPro et Intel TXT, la différence entre 5Y10a et 5Y10 se limite au TDP qui est configurable sur le 5Y10, on peut ainsi le passer de 4.5 à 4 watts si nécessaires. Les deux cœurs disposent de l'Hyperthreading. Côté tarif il est question de 281$ quelque soit le modèle.
Par rapport aux Core i3 Haswell avec un TDP de 11.5W, on note que la baisse du TDP ne se fait pas seulement par le passage au 14nm puisque les fréquences dites de base sont revues à la baisse. En effet sur un Core i5-4300Y les fréquences CPU varient entre 1.6 et 2.3 GHz, contre 200 à 850 MHz pour le HD Graphics.
Pour mettre en avant les gains de performances Intel compare à un Core i5-4302Y et annonce que le Core M-5Y70 serait alors 11 à 18% côté CPU (SYSmark 2014, WEBXRPT, TouchXPRT), 58% plus rapide sous 3DMark IceStorm et 82% en conversion vidéo (sous Cyberlink MediaXpresso avec QuickSync). Côté autonomie les gains seraient également là avec 54 à 103 minutes de mieux. Dans le détail ont voit qu'en lecture HD une grosse partie du gain provient de la partie audio désormais prise en charge en interne par le chipset au lieu d'être confiée à un codec HD Audio externe. Seul problème, l'i5-4302Y dispose d'un TDP de 11.5W et d'un SDP de 4.5W, mais dans les configurations de test Intel indique qu'il a un TDP de 4.5W... est-ce que le processeur est bridé artificiellement à ce niveau pour les tests ?
Difficile d'en tirer des conclusions définitives mais sur le papier Intel semble avoir réussi à amener son architecture x86 "hautes performances" sur le marché de la basse consommation ou il ne proposait jusqu'alors que Bay Trail, même si cela n'est pas sans concession côté fréquence. Il est d'ailleurs probable qu'en charge CPU multithread un N3540 (4 cœurs à 2.16-2.66 GHz, TDP de 7.5w) ne soit pas si éloigné que ça, mais les Core M auront un avantage net en charge single thread et côté iGPU.
Intel met en avant les Core M pour une intégration au sein des "2 en 1", ces portables qui peuvent également faire office de Tablette, avec par exemple un format 11.6" et 8mm d'épaisseur. Les premières machines devraient être disponibles chez 5 fabricants au dernier trimestre, les premières dès octobre. A noter que nous n'avons pas encore eu de retour d'Intel par rapport au PCN publié il y a peu qui annonçait la fin de vie de ces Core M, a priori en préparation d'une nouvelle révision qu'Intel n'a pas décidé d'attendre pour le lancement.
Pour le reste de la gamme Broadwell il va par contre falloir patienter, puisque les premiers processeurs Intel Core de 5è génération ne sont pas attendus avant début 2015. Il s'agira de Broadwell-U, un dual core plus classique avec notamment un TDP et des fréquences en hausse, un HD Graphics plus musclé et un chipset externe. Les Broadwell-H, c'est-à-dire les 4 cœurs, ne sont même pas mentionnés ce qui tend à confirmer les rumeurs parlant d'un lancement aux alentours de la mi-2015 seulement !
Des Core M en fin de vie avant leur lancement
Intel a publié une notification de changement de produit (PCN) assez étonnante puisqu'elle concerne les Intel Core M-5Y70, 5Y10 et 5Y10A, des processeurs qui ne sont pas encore sortis puisqu'il s'agit des premiers Broadwell !
Ce document indique que la demande du marché à basculé vers d'autres modèles (sic) et Intel précise qu'il ne sera possible de commander ces processeurs que jusqu'au 26 septembre, avec des livraisons pouvant s'étaler jusqu'au 28 novembre.
Derrière ce PCN pour le moins étonnant se cache probablement l'arrivée assez rapide d'un nouveau stepping venant corriger quelques soucis, comme par exemple le celui du TSX, mais rien n'est précisé à ce niveau.
Le document révèle au passage les fréquences des puces, à savoir respectivement 1.1 GHz, 800 et 800 MHz. Pas de panique, les PCN reprennent les fréquences de base et non les fréquences Turbo, et le fait qu'elles soient basses n'est guère étonnant puisque Intel vise pour rappel un TDP de l'ordre de 5 watts pour ces Broadwell-Y intégrant au sein d'un même packaging un die 14nm pour les 2 cœurs Broadwell 2 cœurs 14nm et un HD Graphics avec 24 EUs ainsi qu'un autre die 32nm pour le chipset Broadwell PCH-LP 32nm.