Intel Raptor Lake : les Core de 13ème génération sont (presque) là

Octobre 2021. Alors qu’AMD, revenu du diable vauvert, s’impose comme le nouveau chef de file des configurations musclées et des PC au bon rapport qualité/prix avec ses processeurs Ryzen 5000 Series, Intel décide enfin de réagir. Il faut dire que depuis 2014, le fondeur de Santa Clara faisait quasiment du sur-place. À cette date, il y a huit ans donc, Intel dévoile ses processeurs Broadwell qui introduisent le procédé de gravure en 14 nm. On en est alors à la cinquième génération des Core i3, i5 ou i7 et leur arrivée s’inscrit pleinement dans le concept du “tick-tock”, cher à la firme depuis 2007. À partir de cette date, Intel alternait en effet avec la régularité d’une horloge les changements architecturaux (“tock”) et leurs améliorations et nouvelles finesses de gravure (“tick”). 

Quelques mois plus tard, Skylake vient donc naturellement “ticker” à la gamme des Core, en optimisant le procédé de gravure. Mais encore un an plus tard, Kaby Lake (les Core de 7ème génération) persiste avec la même gravure en 14 nm. L’optimisation de l’optimisation ? Une pilule qui aurait pu passer, si elle n’avait pas été suivie d’une nouvelle salve de processeurs en 14 nm (Coffee Lake, Core de 8ème génération), puis encore d’une autre (Comet Lake, Core de 10ème génération ) et encore d’une ultime (Rocket Lake, Core de 11ème génération) préservant cette finesse de gravure. Celle-ci ne fait pas tout, mais les nouveautés fonctionnelles restent minces et les performances ne s’envolent pas radicalement.

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L’obligation de se réinventer pour Intel

La gravure en 10 nm existe pourtant chez Intel depuis 2018, avec la microarchitecture Cannon Lake. Mais elle ne se décline qu’à une unique référence, le Core i3-8121U (2 cœurs, 4 threads, de 2,2 à 3,2 GHz), trop limitée pour parler d’une vraie ligne de produits. Ice Lake, qui en prend la relève une année plus tard, vise en particulier les CPU mobiles et les Xeon des serveurs. Puis Tiger Lake, en septembre 2020, vient les optimiser et convoite les mêmes types de marché, avec des processeurs H35 conçus pour “le jeu sur ultraportables”, avec des TDP inférieurs à 35 W. Sur le marché des configurations de bureau, pas grand-chose à se mettre sous la dent.

Pendant ce temps, AMD a eu le champ large pour se réinventer. Avec son architecture Zen, apparue en février 2017, le constructeur donne un sérieux coup de pied dans la fourmilière et sort le CPU grand public du classique schéma de la puce à quatre cœurs physiques et huit cœurs logiques dans lequel il est empêtré depuis des années. Dès la première génération, un Ryzen 7 1700 embarque ainsi 8 cœurs / 16 threads, en offrant d’emblée un excellent rapport qualité/prix. Auprès du grand public, et en particulier dans le boîtier des PC de joueurs, AMD grappille des parts de marché importantes. Au point de renverser totalement le rapport de force : d’après le cabinet PassMark, AMD détenait 50,7 % du marché des CPU de PC de bureau au premier trimestre 2021, contre 49,3 % pour Intel. Une situation qui n’était plus arrivée depuis quinze ans, le rapport de force s’inverse et le roi Intel perd sa couronne.

Ce long préambule et ces rappels historiques visent à souligner l’importance de l’architecture Alder Lake introduite en octobre 2021, la rupture qu’elle constitue et le renouveau qu’elle apporte. Avec cette douzième génération des processeurs Core de bureau, Intel ne se contente pas d’entériner le procédé de gravure en 10 nm pour le grand public et les PC à hautes performances : le constructeur reboote sa feuille de route et propose une nouvelle approche architecturale. Deux types de cœurs cohabitent désormais au sein d’un même die: les P-Cores (pour “Performances”), des unités optimisées pour les tâches faiblement multithreadées qui réclament de la puissance, et les E-Cores (pour “Efficient”), dédiées aux tâches de fond qui réclament peu de puissance brute, et qui présentent une meilleure efficacité énergétique. Seuls les premiers profitent de l’Hyper-Threading. 

Ce changement architectural fait penser aux “chiplets” des Ryzen, qui mettaient déjà fin aux processeurs “monolithiques” en faveur d’une approche plus modulaire. Avec les chiplets, les cœurs sont regroupés sous forme de modules gravés en 7 nm (les CCD, “Core Complex Die“), eux-mêmes divisés en deux blocs CCX (“Core Complexes“), avec quatre cœurs chacun. Mais ici, avec l’architecture Alder Lake, Intel va plus loin : ce sont bien deux types de cœurs aux caractéristiques différentes, à la manière de l’assemblage big/little au sein d’un même die, qui cohabitent. Parmi les autres nouveautés, les processeurs Alder Lake étaient aussi les premiers à supporter PCI-Express 5.0 et la mémoire DDR5 sur deux canaux, tout en profitant d’un vrai suivi sous Windows 11 avec le scheduler du dernier système de Microsoft taillé pour détecter le cœur le plus adapté à chaque processus et l’Intel Thread Director, une surcouche matérielle “intelligente” pour monitorer l’état du processeur, qui vient l’accompagner pour désigner dynamiquement les cœurs les plus appropriés. Pour toutes ces raisons, les Core de 12ème génération imposent toutefois un changement de socket, avec le LGA 1700, et s’accompagnent d’une série de chipsets inédits que viennent couronner le Z690.

Petite histoire des processeurs Intel, du 8086 à Alder Lake

On prend les mêmes Core … et on les améliore

Nous voilà un an plus tard. Ces nouveaux choix architecturaux ont été globalement bien accueillis, avec un million de processeurs Alder Lake écoulés dans le monde au dernier trimestre 2021. De quoi permettre à Intel de retrouver rapidement sa couronne de leader sur le marché des CPU desktop : toujours selon le cabinet PassMark, dès le premier trimestre 2022 Intel représente 58,6 % du marché contre 41,4% pour AMD. Un écart qui se resserre légèrement depuis mais qui reste en faveur du fondeur de Santa Clara de plus de 12 % au troisième trimestre 2022.

Intel lance aujourd’hui officiellement ses processeurs Raptor Lake, les Core de 13ème génération. Si les processeurs de 2021 constituaient “le plus grand changement architectural de la décennie” selon Intel, leurs successeurs immédiats viennent plutôt confirmer le choix de cette approche hybride. Le “tick-tock” n’est plus d’actualité, mais on assiste, en somme, à une pure optimisation de l’architecture précédente si l’on reprend cette analogie. Exactement comme le lancement de l’année dernière, Intel dévoile tout d’abord six références qui seront commercialisées dès le 20 octobre 2022, les Core i5-13600K, Core i7-13700K et Core i9-13900K (également déclinés en version KF, sans circuit graphique intégré), ainsi que le chipset Z790 orienté haut de gamme, qui se déclinera prochainement en H770 et B760.

Premières réjouissances et signes du rapprochement entre les deux générations : le procédé de gravure Intel 7 est maintenu (c’est-à-dire une finesse de 10 nm, bien que légèrement améliorée par rapport aux Alder Lake), le socket LGA 1700 est préservé et la compatibilité ascendante / descendante est assurée. En clair, il sera possible d’utiliser une carte mère de série 600 pour intégrer un Core de 13ème génération, ou au contraire d’insérer un processeur Alder Lake dans une carte exploitant un chipset Z790. Contrairement aux Ryzen 7000, les processeurs Raptor Lake maintiennent également la prise en charge de la DDR4 en plus de la DDR5.

En résumé, les nouveautés tiennent en quelques points essentiels : 

• une fréquence plus élevée pour les P-Cores, jusqu’à 5,8 GHz (contre 5,2 GHz pour le Core i9-12900K de génération précédente) ;
• un plus grand nombre d’E-Cores, jusqu’à leur doublement pour le Core i9-13900K (8P+16E, contre 8P+8E pour le Core i9-12900K) ;
• jusqu’à 24 cœurs / 32 threads en conséquence, contre 16 cœurs / 24 threads pour la meilleure référence de la génération précédente ;
• la présence d’E-Cores sur l’ensemble de la gamme i5 (6P+8E ou 6+4E) ;
• jusqu’à deux fois plus de cache L2 (2 Mo par P-Core, 4 Mo par cluster d’E-Core) et un plus large cache L3 (jusqu’à 36 Mo partagés) ;
• un meilleur potentiel en overclocking, en particulier à travers un outil Extreme Tuning plus visuel ;
• le support de la DDR5 jusqu’à 5600 MT/s ;

Fort de ces améliorations, Intel annonce jusqu’à +15% de performances supplémentaires en mono-thread et +41% en multi-thread par rapport à la génération Alder Lake. En jeux vidéo, sur une définition Full HD avec une carte graphique dédiée Nvidia GeForce RTX 3090, ces nouveaux processeurs offrent jusqu’à +24% de performances supplémentaires par rapport à la génération antérieure et de +6% à +58% par rapport au Ryzen 9 5950X. Des écarts qui se creusent un peu plus si l’on considère la “stabilité” du nombre d’images par seconde (en prenant en compte les 1% les plus faibles mesurés, une valeur que nous retenons souvent dans nos tests) et qui peuvent alors atteindre jusqu’à +107% par rapport au même processeur d’AMD. Même constat du côté des applications professionnelles de création de contenu, avec des écarts qui oscillent entre +33% et +69% par rapport au Ryzen 9 5950X.

Nous avions nous-mêmes confronté la génération Alder Lake aux fleurons de la microarchitecture Zen 3, en particulier ce CPU à 16 cœurs / 32 threads, pour conclure à une vraie prédomination des CPU Intel, avec une efficacité énergétique qui fait un vrai bond en avant. Le Core i9-12900KF se montrait ainsi 83% plus efficace que le Core i9-11900K et 55% supérieur au Ryzen 9 5950X, en Quad HD par exemple. Des résultats qui devraient d’autant plus se vérifier avec les Core de 13ème génération, même s’il faudra cette fois les comparer à ceux des processeurs Zen 4.

Dans tous les cas, il est intéressant de constater la répartition de ces hausses de performances, selon Intel. Si la hausse de fréquences (jusqu’à +600 MHz sur les P-Cores et +400 MHz sur les E-Cores) n’est pas anecdotique, ce sont surtout la plus grande mémoire cache et l’intégration d’un plus grand nombre d’E-Cores qui jouent un rôle essentiel dans les applications fortement multithreadées. Autre enseignement, qui en dit long sur le niveau d’optimisation de la gravure en 10 nm (Intel 7) : si le Core i9-13900K grapille quelques watts en matière de Maximum Turbo Power (253 W contre 241 W pour son équivalent de génération antérieure, le Core i9-12900K), ses performances par watt à 65 W correspondent à celles de son prédécesseur à plein régime. En clair, un Core i9-12900K à 241 W vaut un Core i9-13900K à 65 W.

Les processeurs mythiques de l’histoire de l’overclocking

Du côté de la couche logicielle, le fondeur de Santa Clara met toujours en avant Intel Thread Director, la surcouche qui s’appuie sur des techniques de machine learning pour élire les processeurs logiques les plus appropriés pour monter en fréquence. Intel évoque par ailleurs une nouvelle compatibilité avec la mise à jour 22H2 de Windows 11, actuellement en cours de déploiement, qui améliore son intégration. Petite particularité, ces Core de 13ème génération réintroduisent une technologie propre à la 11ème génération et qui avait été écartée avec les processeurs Alder Lake : l’Intel Thermal Velocity Boost (TVB), qui s’active si la température du CPU est inférieure à 70°C pour doper sa fréquence.

Une vraie continuité, à défaut de franches nouveautés : la génération Raptor Lake annonce de belles performances sur tous les plans. Contrairement à l’année dernière, le calendrier est désormais aligné et nous pourrons directement confronter les Ryzen 7000 à ces Core 13000, sans prétexter de décalage. Côté tarifs, Intel nous a promis “une légère hausse, mais contenue”. À l’heure où nous mettons sous presse, nous devons nous contenter des tarifs en dollars, sans TVA ni frais de conversion bien entendu, avec un Intel Core i9-13900K annoncé à 589 dollars (contre 749,99 euros au vrai lancement du Core i9-12900K). La hausse devrait ainsi être légèrement contenue. Rendez-vous très prochainement pour un vrai test, face aux différents candidats du marché !