Intel Alder Lake der 12. Generation: Die Vorteile von Hybrid-Core

Die 12. Generation der Intel-Core-Prozessorfamilie war früher unter dem Codenamen Alder Lake bekannt. Sie ist die erste Intel® CPU-Generation mit einer Hybrid-Core-Architektur. Das ermöglicht eine dynamische Echtzeitoptimierung von Leistung, Stromverbrauch und Effizienz.

Zusätzlich zu dieser anderen und historischen Funktion hat sich die Network and Edge Group von Intel (NEX, früher bekannt als Internet of Things Group oder IOTG) stark auf Funktionen und Fähigkeiten konzentriert, die auf Edge-, Industrie- und Internet of Things (IoT)-Anwendungen für die Prozessoren der Generation 12 ausgerichtet sind.

Was die Hybrid-Core-Architektur anbelangt, so besteht der Unterschied im Kern (wenn Sie das Wortspiel verzeihen) genau darin: in den Kernen. Die Architektur dieser Prozessoren nutzt zwei verschiedene Arten von Cores: Performance-Cores und Efficient-Cores, auch einfach als P-Cores und E-Cores bezeichnet. Doch was bedeuten diese Hybrid-Cores für die Leistung und welche Herausforderungen können diese Prozessoren der 12. Generation bewältigen?

Alder Lake: näher betrachtet

Alder-Lake-Prozessoren der 12. Generation kombinieren Golden-Cove-Leistungscores und Gracemont-Effizienzcores. Eine detaillierte Betrachtung von Golden Cove und Gracemont im Hinblick auf ihre Fähigkeiten hat Anandtech nach dem Intel Architecture Day im Jahr 2021 veröffentlicht. Es genügt zu sagen, dass Golden Cove eines der umfangreichsten Redesigns für einen Performance-Chip darstellt, der von Intel in letzter Zeit vorgenommen wurde. Auch Gracemont bringt beeindruckende Leistungsverbesserungen gegenüber früheren Generationen mit sich. Durch die Kombination dieser beiden Kräfte bietet Alder Lake den Nutzer:innen ein Kraftwerk, das für Multitasking ausgelegt ist und gleichzeitig eine effiziente Leistung erbringt.

Die schrittweise Einführung von Alder Lake

Intel hat die Einführung von Alder Lake schrittweise vorangetrieben. Die verschiedenen Alder Lake-Prozessorserien sind durch eindeutige Kürzel gekennzeichnet und sind für unterschiedliche Anwendungsfälle gedacht. Die Einteilung in die verschiedenen Serien basiert auf der Anzahl der Kerne, der Frequenz, der Thermal Design Power (TDP) und anderen Merkmalen und Fähigkeiten.

Die Unterschiede zwischen den Alder-Lake-Serien

Jede Serie ist für einen bestimmten Anwendungsfall optimiert. Bei den Alder Lake PS-, P- und N-Prozessoren liegt der Schwerpunkt beispielsweise auf niedrigem Stromverbrauch, Multitasking-Fähigkeiten, integrierter Grafik und Embedded-Funktionen.

Ein kurzer Hinweis am Rande: Beachten Sie beim Durchsehen der Vergleichstabellen für die einzelnen Serien in der obigen Tabelle, dass Intel damit begonnen hat, sich auf die Prozessor-Basisleistung (PBP) zu beziehen, anstatt auf die Thermal Design Power (TDP), die seit Jahren die übliche Nomenklatur war. Mehr dazu erfahren Sie in diesem Video auf unserem YouTube-Kanal. Alder-Lake-Prozessoren der 12. Generation haben Basisleistungswerte, die von 6 Watt im Fall einiger Prozessoren der Alder-Lake-N-Serie bis zu 150 Watt beim Core i9-12900KS reichen.

Zwar bietet diese Reihe verschiedener CPUs eine gute Auswahl an Optionen. Jedoch bedeutet dies auch, dass es nicht ausreicht zu wissen, dass ein System einen Alder Lake-Prozessor der 12. Generation nutzt. Daher sollten Sie sich unbedingt vergewissern, auf welchem Alder Lake-Prozessor ein bestimmtes System basiert, bevor Sie es für Ihr nächstes Projekt auswählen. Doch unabhängig davon, welchen spezifischen Chip Sie verwenden, bietet das Hybrid-Core-Computing im Allgemeinen einige wichtige Vorteile, die es zu beachten gilt.

Der OnLogic Helix 401 wird von verschiedenen Prozessoren der 12. Generation der Alder Lake-P-Serie angetrieben.

Was leistet die Hybrid-Core-Architektur?

Insbesondere in der Welt der industriellen Datenverarbeitung ist eines der wichtigsten Ziele jedes Computersystems die effektive Ressourcenverwaltung. Sie möchten nur die Daten speichern, die Sie benötigen und nur die Informationen verarbeiten, die einen Wert darstellen. Die Aufgaben mit der höchsten Priorität sollen zuerst ausgeführt werden und datenbasierte Entscheidungen sollen so schnell wie möglich getroffen werden. Intel hat seine Hybrid-Core-Prozessoren so konzipiert, dass sie all dies und noch mehr leisten.

Die Prozessoren von Alder Lake sind darauf ausgelegt:

• komplexe Arbeitslasten besser zu bewältigen, indem sie alle Rechenkapazitäten und Cores der CPU nutzen
• effizientere Cores für Aufgaben zu verwenden, die weniger Leistung, aber eine bessere Energieeffizienz erfordern.
• bei Bedarf auf leistungsfähige Cores zurückzugreifen, während sie gleichzeitig verhindern, dass diese für weniger wichtige Aufgaben verschwendet werden.
• die notwendige Leistung zur richtigen Zeit an die richtigen Cores zu liefern.
• die Leistung über mehrere Cores zu skalieren, um plötzliche Steigerungen der Komplexität von Arbeitslasten zu berücksichtigen.
• den Anwendungen die Vorteile einer leistungsfähigen Hybrid-Architektur zu ermöglichen, ohne dass der Code umgeschrieben werden muss.

P-Core und E-Core

Bild mit freundlicher Genehmigung von Intel

Durch die Kombination von P- und E-Cores kann die leistungsfähige Hybrid-Architektur von Intel die Nutzung der Cores entsprechend den Anforderungen einer bestimmten Anwendung effizienter verteilen. Die P-Cores erhöhen die Leistung, um komplexe Arbeitslasten zu bewältigen. Gleichzeitig können sich die E-Cores auf den Multi-Thread-Durchsatz konzentrieren und die weniger stromintensiven Aufgaben nach Bedarf erledigen. Das „Wie“ des Ganzen hat viel mit einer weiteren neuen Intel-Technologie zu tun.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Intel

Intel Thread Director

Der Intel Thread Director ist eine Software-Ebene, die hilft zu koordinieren, welche Anwendungen und Prozesse auf den jeweiligen P-Cores und E-Cores laufen. Sie wurde entwickelt und zu den Intel Hybrid-Core-Prozessoren der 12. Generation hinzugefügt, um den Scheduler des Betriebssystems zu unterstützen. So kann das System intelligentere Entscheidungen bei der Datenverarbeitung treffen. Wie ein Dirigent des P-Core- und E-Core-Orchesters sorgt der Intel Thread Director dafür, dass die Hintergrundaufgaben effizient und die Aufgaben im Vordergrund mit optimaler Leistung ausgeführt werden. Dies sorgt für eine konstante und kontinuierliche Priorisierung innerhalb eines Computersystems.

Ein positives Nutzererlebnis hat vor allem damit zu tun, was wann und mit welcher Geschwindigkeit geschieht. Zu viele gleichzeitige oder unpriorisierte Aufgaben führen dazu, dass Ihr System ins Stocken gerät oder sich aufhängt. Die neuesten Prozessoren sind mit mehreren Core-Typen ausgestattet. Sie ermöglichen und fordern mehr Traffic-Management und Optimierung als je zuvor.

Bild mit freundlicher Genehmigung von Intel

Wie funktioniert der Thread Director?

Anstatt sich auf voreingestellte, statische Regeln wie den Scheduler des Betriebssystems zu verlassen, nutzt der Thread Director Machine Learning, um Aufgaben zum richtigen Zeitpunkt an den richtigen Core zu leiten. Dies geschieht durch:

• eine Überwachung des Laufzeit-Befehlsmixes jedes Threads und des Zustands der einzelnen Cores bis auf die Nanosekunde genau
• die Bereitstellung von Laufzeit-Feedback für das Betriebssystem, um die optimale Entscheidung für jede Arbeitslast zu treffen
• die dynamische Anpassung der Anleitung entsprechend der thermischen Auslegungsleistung des Systems, der Betriebsbedingungen und der Energieeinstellungen

Durch die Ermittlung des Typs und der Anforderungen jeder Arbeitslast weist der Thread Director jedem Thread eine Punktzahl zu und unterstützt den OS-Scheduler dabei, jeden Thread an den besten Core zu senden, um Leistung und Effizienz zu optimieren. Wie Intel hier ausführt, sind die Prozessoren der 12. Generation für das IoT im Vergleich zu den Prozessoren der 10. Generation bis zu 1,36-mal schneller bei der Single-Thread-Leistung. Sie sind bis zu 1,35-mal schneller bei der Multi-Thread-Leistung, bis zu 1,94-mal schneller bei der Grafikleistung und bis zu 2,81-mal schneller bei der GPU-Leistung für Bildklassifizierungsinferenzen.

Computer mit Intel-CPUs der 12. Generation

Dank der vielen Alder Lake-Optionen findet sich unter den Computern mit Intel-Prozessoren der 12. Generation alles – von stromsparenden IoT-Gateways bis hin zu High-End-Workstations und Gaming-Systemen. Welche Lösung für Ihre spezielle Anwendung die richtige ist, hängt davon ab, was Sie tun möchten. OnLogic bietet derzeit zwei mit Alder Lake betriebene Optionen an: den extrem anpassbaren und robusten Karbon 800 und den kompakten und vielseitigen Helix 401. Beide Systeme sind passiv gekühlt und so konzipiert, dass sie alle Vorteile der 12. Generation der Intel-Prozessoren nutzen. Sie haben Fragen dazu, welcher Alder Lake-Prozessor oder welches System das richtige für Sie ist? Wenden Sie sich noch heute an unser Team!