Microarchitectures Intel: une revue rapide à ce jour

Nous souhaitons vous présenter brièvement les microarchitectures d'Intel. Où nous avons commencé à partir de 2010 avec la plateforme LGA 1366 avec Nehalem / Westmere jusqu'à l'actuel Intel Coffe Lake. Prêt à jeter un coup d'œil? C'est parti!

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Microarchitectures Intel: Nehalem et Westmere

La première génération de processeurs Core i5 et i7 était connue sous le nom de microarchitecture Nehalem. En résumé, il était basé sur le processus de 45 nm, avec des vitesses d'horloge plus élevées et une efficacité énergétique plus élevée. Il a un hyperthreading, mais Intel a réduit la taille du cache L2. Pour compenser, la taille du cache L3 a été augmentée et partagée entre tous les cœurs.

Avec l'architecture Nehalem, vous bénéficiez d'une carte graphique Intel HD intégrée ainsi que d'un contrôleur de mémoire natif capable de prendre en charge deux à trois canaux de mémoire SDRAM DDR3 ou quatre canaux FB-DIMM2.

Comme vous l'avez peut-être remarqué, Nehalem ne couvre pas le Core i3; cependant, la microarchitecture Westmere le fait, qui a été introduite en 2010. Le Core i5 et le Core i7 étaient disponibles sous Nehalem, mais le Core i3 n'a été introduit qu'en 2010 aux côtés de l'architecture Westmere. Sous Westmere, vous pouvez obtenir des processeurs jusqu'à 10 cœurs avec des vitesses d'horloge qui atteignent dans certains cas jusqu'à 4, 4 GHz.

Et pourquoi pas… Intel Atom (2008)?

Les processeurs pour une utilisation mobile et embarquée sont indispensables dans notre monde mobile en pleine croissance. Alors qu'Intel a répondu à certains de ces besoins avec des variantes de Skylake et d'autres processeurs, Intel Atom est davantage un véritable processeur pour ordinateurs portables, car c'est l'objectif de l'Atom: répondre aux besoins des équipes mobiles.

L'Intel Atom a été initialement publié en 2008, destiné à fournir une solution pour les netbooks et une variété d'applications intégrées dans différentes industries, telles que les soins de santé. Il a été initialement conçu dans le processus 45 nm, mais en 2012, il a été porté au processus 22 nm. La première génération de processeurs Atom était basée sur la microarchitecture Bonnell.

Comparé au reste des processeurs que nous avons répertoriés, il s'agit d'un processeur assez inconnu. Mais il alimente de nombreux équipements de santé, ainsi que des équipements pour d'autres services que nous utilisons.

La plupart des variantes d'Intel Atom ont un GPU intégré. Et, généralement, vous verrez des vitesses d'horloge très faibles avec les processeurs Intel Atom. Mais gardez à l'esprit que ce n'est pas une mauvaise chose. La principale différence entre les processeurs Core d'Intel et l'Atom est que l'Atom a été conçu pour des applications à très faible consommation et à faible performance. L'efficacité est la clé ici.

Pont de Sandy et Ivy Bridge

À terme, les microarchitectures Sandy Bridge et Ivy Bridge remplaceront Nehalem et Westmere en 2011. Cela a conduit à des améliorations notables des gammes Core i3, i5 et i7.

Sandy Bridge utilise le processus de fabrication de 32 nm, tandis qu'Ivy Bridge utilise un processus encore meilleur de 22 nm. Côté Sandy Bridge, certaines améliorations notables incluent Turbo Boost 2.0 et un cache L3 partagé qui inclut les graphiques du processeur dans le socket H2.

Les vitesses d'horloge peuvent atteindre 3, 5 GHz (Turbo jusqu'à 4, 0 GHz). Ivy Bridge a quelques améliorations significatives par rapport à Sandy Bridge. Cela inclut la prise en charge de PCI Express 3.0, des instructions de conversion à virgule flottante 16 bits, la lecture vidéo multiple 4K et la prise en charge de jusqu'à 3 écrans.

En regardant les chiffres réels, il y a une augmentation de 6% des performances du processeur par rapport à Sandy Bridge. Mais néanmoins, vous obtenez entre 25% et 68% de performances supplémentaires sur le GPU.

Haswell et Broadwell

Le successeur de l'Ivy Bridge a été Haswell, qui a été introduit en 2013. De nombreuses fonctionnalités qui étaient dans l'Ivy Bridge ont été déplacées vers Haswell, mais il existe également de nombreuses nouvelles fonctionnalités.

Quant aux sockets, il est venu en LGA 1150 et LGA 2011. Le support graphique pour Direct3D 11.1 et OpenGL 4.3 a été ajouté, ainsi que le support pour la technologie Thunderbolt.

Il y avait également quatre versions du GPU intégré: GT1, GT2, GT3 et GT3e. Il est également venu avec une tonne de nouveaux jeux d'instructions: AVX, AVX2, BMI1, BMI2, FMA3 et AES-NI.

Avec la microarchitecture de Haswell, ces jeux d'instructions sont disponibles pour les Core i3, Core i5 et Core i7. Selon le type de processeur que vous avez acheté, les vitesses d'horloge peuvent atteindre jusqu'à 4 GHz à une fréquence de fonctionnement normale.

Le successeur de Haswell est Broadwell. Il n'y a pas eu beaucoup de changements, mais certaines améliorations notables l'ont été. Les nouvelles fonctions sont principalement liées à la vidéo. Avec Broadwell, vous obtenez Intel Quick Sync Video, qui ajoute l'encodage et le décodage matériel VP8.

Le décodage VP9 et HEVC est également pris en charge. Avec les changements assez liés à la vidéo, la prise en charge de Direct3D 11.2 et OpenGL 4.4 a été ajoutée.

Quant à la vitesse d'horloge, les principaux processeurs de base commencent à 3, 1 GHz et avec Turbo Boosted, ils atteignent 3, 6 GHz.

Skylake, Kaby Lake, Coffee Lake et Cannon Lake

Skylake est le successeur de la prochaine génération de Haswell et Broadwell. C'est l'une des variantes les plus récentes, qui vient d'être lancée sur le marché à la mi-2015. Maintenant, elle est basée sur le processus 14 nm, le même processus à Broadwell. Cependant, il augmente les performances du CPU et du GPU dans tous les formats et en même temps réduit la consommation d'énergie.

En ce qui concerne les fonctionnalités, vous bénéficiez de la prise en charge de Thunderbolt 3.0, SATA Express et d'une mise à niveau vers les graphiques Iris Pro. Skylake a supprimé la prise en charge VGA et ajouté des capacités pour jusqu'à 5 écrans. Deux nouveaux jeux d'instructions ont également été ajoutés: Intel MPX, Intel SGX et AVX-512. Et du côté mobile, les processeurs de Skylake sont vraiment capables d'être overclockés.

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Kaby Lake est la dernière génération de processeurs Intel, annoncée en août 2016. Construit sur le même processus de 14 nm, Kaby Lake contribue en grande partie à la tendance que nous avons déjà constatée: meilleures vitesses de processeur et changements de vitesse d'horloge. Une nouvelle architecture graphique a également été ajoutée à Kaby Lake pour améliorer les performances graphiques 3D et la lecture vidéo 4K.

Cannon Lake est celui qui remplacera l'architecture de Coffe Lake. Il devrait être mis en vente fin 2018 (ou un peu plus tôt).

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Selon des rumeurs, il sera basé sur le procédé 10 nm, mais sera limité dans un certain sens en raison des faibles rendements du procédé 10 nm.