12e generatie Intel Alder Lake: voordelen van Hybrid-Core

In de familie van 12e generatie Intel Core-processors, voorheen Alder Lake genoemd, is dit de eerste Intel® CPU-generatie die een hybride corearchitectuur gebruikt. Deze combineert dynamische real-time optimalisatie van prestaties met kracht en efficiëntie.

Afgezien van deze nieuwe en historische eigenschap heeft de Network and Edge Group (NEX, voorheen de Internet of Things Group, ookwel IOTG genoemd) van Intel zwaar ingezet op functies en mogelijkheden die gericht zijn op edge-, industriële en IoT-toepassingen (Internet of Things) voor de 12e generatie processors. 

De architectuur van deze processors maakt gebruik van twee verschillende soorten kernen: prestatiekernen en efficiencykernen, ook wel simpelweg P-cores en E-cores genoemd. Maar wat betekenen deze hybride kernen voor hun prestaties en welke uitdagingen maken deze processors van de 12e generatie mogelijk?

Alder Lake

De 12e gen Alder Lake-processors combineren prestatiekernen van Golden Cove met efficiencykernen van Gracemont. Voor een diepgaand onderzoek naar de mogelijkheden van Golden Cove en Gracemont deelde Anandtech een grondige analyse na Intel Architecture Day in 2021. Het volstaat te zeggen dat Golden Cove een van de grootste herontwerpen voor een prestatiechip vertegenwoordigt die Intel onlangs heeft uitgevoerd. Gracemont introduceert zijn eigen indrukwekkende prestatieverbeteringen ten opzichte van eerdere generaties. Door hun krachten te bundelen, geeft Alder Lake gebruikers een platform dat is ontworpen voor multitasking zonder efficiëntie in te leveren.

Gefaseerde release van Alder Lake

Intel heeft de release van Alder Lake gefaseerd uitgerold. De verschillende Alder Lake-processor series, aangeduid met een unieke letter op het eind, zijn bedoeld voor verschillende toepassingen. De divisies tussen de verschillende series zijn gebaseerd op het aantal kernen, de frequentie, de Thermal Design Power (TDP) en andere functies en mogelijkheden. 

Verschillen tussen de Alder Lake-series

Elke serie is geoptimaliseerd voor een specifieke gebruikstoepassing. Alder Lake PS-, P- en N-processors geven bijvoorbeeld prioriteit aan een laag energieverbruik, multitasking mogelijkheden, geïntegreerde grafische mogelijkheden en embedded functionaliteit.

Als je het bovenstaande tabel bekijkt, is het interessant om te vermelden dat Intel op een gegeven moment de term Processor Base Power of PBP is gaan gebruiken in plaats van Thermal Design Power of TDP, dat jarenlang de gebruikelijke term was (meer daarover vind je in deze video over Thermal Design Power op YouTube). 12e Gen Alder Lake-processors hebben een basisvermogen variërend van 6 watt in het geval van sommige processors uit de Alder Lake-N-serie, tot 150 watt voor de Core i9-12900KS.

De 12e generatie Alder Lake-processors biedt meerdere CPU varianten. Daarom is het belangrijk dat je weet welke Alder Lake-processor een bepaald systeem gebruikt. Ongeacht de specifieke chip die je gebruikt, zijn er enkele belangrijke voordelen van Hybrid-Core computers die het vermelden waard zijn.

De OnLogic Helix 401 wordt aangedreven door een reeks processoren uit de 12e generatie van de Alder Lake-P-serie.

Wat doet de Hybrid-Core architectuur?

Vooral in de wereld van industriële computers behoort een effectief beheer van resources tot de belangrijkste doelen van elk computersysteem. Je wilt alleen de gegevens opslaan die je nodig hebt, alleen de informatie verwerken die interessant is, de taken met de hoogste prioriteit het eerst uitvoeren en zo snel mogelijk gefundeerde beslissingen nemen. Voor dit alles en nog veel meer heeft Intel de hybrid-core processors ontworpen.

Alder Lake-processors zijn ontworpen om:

• beter om te gaan met complexe workloads door gebruik te maken van alle rekenkracht en kernen van de CPU.
• efficiëntere cores te gebruiken voor taken die minder prestaties vereisen maar energiezuiniger moeten zijn.
• gebruik te maken van prestatiekernen wanneer dat nodig is, maar te voorkomen dat ze worden verspild aan minder belangrijke taken.
• de juiste cores op het juiste moment de benodigde kracht te geven.
• de prestaties over meerdere cores te schalen om rekening te houden met plotselinge toename van complexiteit van de workload.
• toepassingen in staat te stellen de prestaties van hybride architectuur te benutten zonder dat code herschreven moet worden.

P-core en E-core

Afbeelding afkomstig van Intel

Met zowel P-cores als E-cores kan de hybride architectuur van Intel het kerngebruik in wezen efficiënter verdelen, afhankelijk van de behoeften van een specifieke toepassing. De P-cores verhogen de prestaties om complexe workloads te realiseren. Tegelijkertijd kunnen de E-cores zich richten op multi-threaded doorvoer en waar nodig de minder energieverslindende taken uitvoeren. Hoe alles werkt heeft vooral te maken met een andere Intel-technologie. 

Afbeelding afkomstig van Intel

Intel Thread Director

Intel Thread Director is een softwarelaag die helpt coördineren welke toepassingen en processen op de respectieve P-cores en E-cores worden uitgevoerd. Deze werd ontwikkeld en aan de Intel 12e generatie hybride-core processors toegevoegd om de besturingssysteemplanner te helpen en het systeem in staat te stellen intelligente beslissingen over gegevensverwerking te nemen. Net als de dirigent van het P-core- en E-core-orkest zorgt Intel Thread Director ervoor dat achtergrondtaken efficiënt blijven draaien en dat de taken op de voorgrond optimaal presteren. Het maakt constante en continue prioritering binnen een computersysteem mogelijk. 

Een positieve gebruikerservaring heeft alles te maken met wat er wanneer en hoe snel gebeurt. Te veel gelijktijdige of niet-geprioriteerde taken en een systeem loopt vast of crasht. Met de integratie van meerdere soorten cores faciliteren en vereisen de nieuwste processors meer verkeersbeheer en optimalisatie dan ooit tevoren. 

Afbeelding afkomstig van Intel

Hoe werkt de Thread Director?

In plaats van te vertrouwen op vooraf ingestelde statische regels zoals de besturingssysteemplanner van een systeem, gebruikt Thread Director machine learning om taken op het juiste moment naar de juiste core te leiden. Dit gebeurt door:

• de combinatie van runtime-instructies van elke thread en de toestand van elke core tot op de nanoseconde te monitoren.
• runtime-feedback aan het besturingssysteem te geven om voor elke workload de beste beslissing te nemen.
• de richtlijnen dynamisch aan te passen aan de Thermal Design Power van het systeem, de bedrijfsomstandigheden en de energie-instellingen.

Thread Director identificeert het type en de eisen van elke workload en wijst op basis daarvan een score toe aan elke thread. Vervolgens helpt Thread Director de planner van het besturingssysteem elke thread naar de beste core te sturen om de prestaties en efficiëntie te optimaliseren. Zoals Intel hier zegt, zijn 12e gen processors voor IoT tot 1,36 keer sneller in single-thread prestaties, tot 1,35 keer sneller in multi-thread prestaties, tot 1,94 keer sneller in grafische prestaties en tot 2,81 keer sneller in prestaties op het gebied van GPU-beeldclassificatie vergeleken met 10de gen processors.

Computers met 12e generatie Intel CPU’s

Met zoveel Alder Lake-opties beschikken computers die gebruik maken van 12e gen Intel-processors over alles, van low-power IoT-gateways tot high-end werkstations en gamesystemen. De oplossing die geschikt is voor jouw specifieke toepassing is afhankelijk van wat je moet doen. OnLogic biedt momenteel enkele Alder Lake-aangedreven opties aan, namelijk de zeer configureerbare en robuuste Karbon 800 en de compacte en veelzijdige Helix 401. Beide systemen zijn passief gekoeld en ontworpen om alles te benutten wat de Intel 12e gen processors te bieden hebben. Als je vragen hebt over welke Alder Lake-processor of welk systeem het best bij je past, neem dan vandaag nog contact op met ons team!