Intel heeft threading en TDP in de Core i9 12900k aan het nieuwe ontwerp aangepast. Moderne processors moeten hoge single- en multi- threading prestaties combineren om concurrerend te zijn en voor multithreading zijn veel kernen nodig, met grote chips als gevolg, De Intel Core i9 12900K heeft voor het eerst een hybride ontwerp van krachtige performance- en zuinige efficiency-cores, P-kernen en E-kernen. threading Intel i9 12900k
Intels Core i-12000-cpu’s Alder Lake slaan op veel gebieden nieuwe wegen in: ze zijn de eerste met een hybride ontwerp van snelle plus efficiënte kernen, DDR5 RAM en PCI Express 5.0 en hebben plattere chips.
In combinatie met moderne productietechnologie gaat Intel de Ryzen 5000-serie van AMD bijna overal voorbij qua prestaties en mogelijkheden. Het is verbazingwekkend hoeveel dingen Intel bij Alder Lake tegelijkertijd heeft aangepakt: nieuwe productie, hybride ontwerp voor het eerst in massaproductie, flink omgewerkte kernen, nieuwe geheugentechniek en snellere PCI Express.
Single- en multi threading prestaties in Intel i9 12900K
Moderne processors moeten hoge single- en multithreading prestaties combineren om concurrerend te zijn. Fabrikanten bereiken het eerste punt door hoge kloksnelheden en kernen met veel parallelle eenheden en grote cachegeheugens, die echter veel ruimte op de chip in beslag nemen. Voor multithreading zijn veel kernen nodig, met grote chips als gevolg.
Ontvang meer informatie over de nieuwste processors!
Schrijf je in voor de nieuwsbrief:
Terwijl AMD dit probleem oplost met chiplets, kiest Intel met Alder Lake voor een andere aanpak. Voor hoge singlethreading-prestaties zijn er nog steeds grote kernen, maar niet meer dan acht. Voor hoge multithreading-prestaties zorgen zwakkere, maar veel kleinere efficiency-cores.
Benchmark threading Intel i9 12900k
Hiervan passen er aanzienlijk meer op hetzelfde oppervlak. Bij onze metingen rekent een E-core van de Core i9-12900K op zijn maximale kloksnelheid van 3,9 GHz in de renderbenchmark Cinebench R23 ongeveer half zo snel als een P-core op 5,2 GHz. Maar omdat er ongeveer 3,3 E-kernen op het die-oppervlak van een P-core passen, levert het efficiëntere ontwerp per oppervlak een 1,6 maal betere performance bij multithreading.
Om het hybride ontwerp optimaal te laten functioneren, moet de scheduler van het besturingssysteem daarop aangepast zijn. Anders kan het gebeuren dat onbelangrijke achtergronddiensten de snelle kernen blokkeren en dan begint een 3D-game te haperen. Om de scheduler te helpen, heeft Intel de Alder-Lake-processors voor dit doel voorzien van een hardwareunit genaamd Thread Director.
Thread director in Intel i9 12900k
Die controleert elke nanoseconde de instructies die door de draaiende threads worden gebruikt en deelt de threads in verschillende prestatieklassen in. Hij meldt deze ‘aanbevelingen’ aan de scheduler van het besturingssysteem, die uiteindelijk de toepassingen over de verschillende kernen verdeelt. Dit vereist grote veranderingen in de kernel. Een eenvoudige driver is hiervoor niet genoeg.
Uitgaande van een cpu zonder enige belasting geeft de logica van de thread-director voorrang aan de P-kernen, omdat die de maximale singlethread-performance bieden. De volgende thread gaat naar de volgende vrije fysieke P-kern en zo verder tot ze allemaal bezet zijn.
Als er geen vrije P-kernen meer zijn, worden de E-kernen bezet. Er is een rangorde welke thread op een snelle kern mag en welke het met een langzame moet doen. De hoogste prioriteit wordt gegeven aan threads met AI-instructies, gevolgd door die met vectorinstructies (AVX2), daarna aan latentiegevoelige programma’s en tenslotte aan achtergrondprogramma’s. Wanneer ook alle E-cores in gebruik zijn, gebruikt de thread director via Simultaneous Multi-Threading de extra logische kernen van de P-cores.
Turbo – TDP afgeschaft
Tot dusver stond Intel bij zijn Core-i-processors een turbofase toe van 28 of 56 seconden, waarin ze hun thermal design power van meestal 35, 65 of 125 watt met een bepaalde hoeveelheid konden overschrijden. In het geval van de overklokbare K-processors mocht dat zelfs tot tweemaal zo hoog.
Veel moederbordfabrikanten negeerden echter zelfs deze tamelijk losse specificaties van Intel. Dat is waarschijnlijk een van de redenen waarom Intel bij Alder Lake de Thermal Design Power (TDP) heeft afgeschaft. Het oorspronkelijke doel als waarde voor de dimensionering van het koelsysteem vervulde de TDP toch al jarenlang niet meer.
Processor Base Power (PBP)
Die plaats wordt nu ingenomen door de Processor Base Power (PBP). Voor de drie gepresenteerde Alder Lake-processors, Core i9-12900K, Core i7-12700K en Core i5-12600K, is de PBP van 125 watt echter net zo irrelevant als de TDP. In plaats daarvan is de Maximum Turbo Power (MTP) bepalend voor het piekverbruik, dat de K-processors volgens Intel continu mogen gebruiken.
Voor de Core i9-12900K is dat maar liefst 241 watt. Voor de Core i5-12600K heeft Intel een MTP voorzien van 150 watt. Dit komt ruwweg overeen met de 142 watt die de Ryzen-processors met een ‘TDP’ van 105 watt continu mogen verstoken.
De veranderingen bij de Intel Core i-12000 serie
In vier artikelen behandelen we de afzonderlijke veranderingen en verbeteringen:
- De P-kernen en E-kernen
- Het ontwerp van de chip
- Threading en turbo
- Een vergelijking met de Ryzen 9 5950x
In plaats van een complete serie van goedkope kantoor-cpu’s tot dure high-end modellen, lanceert Intel zijn 12e generatie Core i-processors in fasen. De koplopers zijn het topmodel Core i9-12900K met 8+8 kernen voor ruim 700 euro, de Core i7-12700K met 8+4 voor ruim 450 euro en de 6+4 Core i5-12600K voor 330 euro.
(Deze informatie is afkomstig uit het artikel van Christian Hirsch en Marco den Teuling. c’t 3/2022, pagina 64)
