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Lunar Lake

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Lunar Lake
Description de l'image Intel Core Ultra 7 258V, verbaut in einem ASUS Zenbook S 14 UX5406.png.
Informations générales
Production 3 septembre 2024 (annonce)
24 septembre 2024 (disponibilité)
Concepteur Intel
Fabricant TSMC
Taille du cache
Niveau 1 112 ko (par P-core):
(64 ko instructions + 48 ko données)
96 ko (par cluster de E-cores):
(64 ko instructions + 32 ko données)
Niveau 2 2,5 Mo (par P-core)
4 Mo (par cluster de E-cores)
Niveau 3 3 Mo (par P-core)
3 Mo (par cluster de E-cores)

Spécifications physiques
Cœur 8 coeurs:
(4 P-cores et 4 E-cores)
Processeur graphique Xe2-LPG
(Battlemage)
Boîtier FC-BGA
Socket(s) BGA 2833
Architecture et classification
Architecture x86-64
Micro-architecture Lion Cove(P-core)
Skymont(E-core)
Produits, marques, modèles, variantes
Marques Intel Core Ultra
Variantes Arrow Lake(en)
Historique

Meteor LakePanther Lake

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Lunar Lake(« Lac Lunaire ») est le nom de code des prochainsprocesseursCore Ultrade la série 2 pour PC portables conçus parIntel,dont la sortie est prévue au troisième trimestre 2024[1].Il fait suite àMeteor Lake,qui a vu Intel passer du silicium monolithique à une conceptionMCMdésagrégée. Comme Meteor Lake, Lunar Lake est limité à des versions pour portables tandis qu'Arrow Lakecomprendra à la fois des processeurs pour PC de bureau et des processeurs pour PC portables montés sur socket.

Contexte

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Le 24 mai 2024, les détails de l’architecture Lunar Lake ont été dévoilés lors de la présentationComputexd’Intel àTaïwan.Les noms SKU des processeurs Lunar Lake ou des détails tels que les fréquences d’horloge n’ont pas été annoncés[2].

Architecture

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Lunar Lake est unSoCpour PC portables à très faible consommation. Il succède aux processeursMeteor Lake-Ude 15 W, tandis qu’Arrow Lake remplacera les processeursMeteor Lake-Hde milieu de gamme de 28 W. L’accent mis par Lunar Lake sur la faible consommation et l'efficacité cible les ordinateurs portables ultra-minces haut de gamme et les conceptions mobiles compactes. Intel a déclaré qu’avec Lunar Lake, il visait à « briser le mythe selon lequel [x86] ne peut pas être aussi efficace » qu’ARM[3].

Nœud de procédé

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Lunar Lake est le premier processeur conçu par Intel où toutes les puces logiques sont entièrement fabriquées sur des nœuds externes sous-traités àTSMC.Une analyse deGoldman Sachsa indiqué qu’Intel dépenserait 5,6 milliards de dollars en 2024 et 9,7 milliards de dollars en 2025 pour sous-traiter à TSMC[4].En mars 2024, le directeur financier d’Intel a admis lors d’un appel d’investissement que l’entreprise était « un peu plus lourde que nous ne le voulions en termes de fabrication de plaquettes externes par rapport à l’interne »[5].Le mois suivant, Intel a révélé que son activité de fonderie avait enregistré une perte d’exploitation de 7 milliards de dollars en 2023[6].

Tuile Nœud EUV Taille de puce
(mm2) 		Ref.
Tuile de calcul TSMCN3B Oui 140 [7]
Tuile du contrôleur de plate-forme TSMCN6 Oui 46
Tuile de base interposeur Foveros Intel22FFL Non Inconnu

Tuile de calcul

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La "tuile" de calcul est la plus grande tuile de Lunar Lake. Ce dernier étend les fonctions de la tuile de calcul de Meteor Lake qui abritait uniquement les cœurs de processeur et le cache. Au lieu de cela, la tuile de calcul de Lunar Lake abrite les cœurs de processeur et leur cache, le GPU et le NPU. La génération précédente Meteor Lake utilisait le procédéIntel 4sur sa tuile de calcul tandis que Lunar Lake passe au nœudN3Bde TSMC[8].N3B est le nœud 3 nm de première génération de TSMC avec des rendements inférieurs à ceux du nœudN3Emis à jour. La tuile de calcul de Lunar Lake devait à l’origine être construite sur le nœud18Ad’Intel[8].Le procédé 18A ne fera pas ses débuts avant 2025 avec les processeurs mobiles Panther Lake et les processeurs pour serveursClearwater Forest.Lunar Lake partage les mêmes architectures de P-coreLion Coveet de E-coreSkymontavec les processeurs pour PC de bureau et portables Arrow Lake.

Avec le P-coreLion Cove,Intel revendique une augmentation de l’IPCde 14 % en moyenne par rapport àRedwood Cove.Lemultithreading simultané(SMT) a été supprimé des P-coreLion Coved’Arrow Lake[9].Le SMT a fait ses débuts dans un processeur Intel pour PC de bureau avec lePentium 4basé sur Northwood en 2002. Sa suppression dansLion Covemarque la première fois depuis la génération Core 2 que SMT a été complètement supprimé d’une nouvelle architecture de cœur Intelx86-64orientée performance plutôt que d’être simplement désactivé dans certains SKU Celeron et Pentium bas de gamme[note 1].Le SMT, ouHyperThreadingselon le terme marketing d'Intel, permet à un seul cœur de processeur physique avec 2 threads d’exécuter deux tâches simultanément. Au début des années 2000, le SMT était un moyen d’ajouter plus de threads de traitement aux processeurs double et quadruple cœur sans utiliser trop d’espace de puce. La suppression du SMT permet de réduire la surface physique de la puce du noyau. L’augmentation du nombre de threads de traitement avec un plus grand nombre de cœurs physiques peut compenser la suppression du SMT fournissant 2 threads par cœur[10].La suppression du SMT par Intel permet d’économiser 15 % de surface de puce et fournit 5 % de performances par watt en plus[11].Pour contrer la suppression de SMT, Intel a donné la priorité à l’exécution de plus d’instructions par cycle pour des performances monothread élevées plutôt qu’à une exécution parallèle. Cela est logique car depuis l'architecture Alder Lake et la présence de E-cores, le nombre de threads dans un processeur a explosé ces dernières années, surtout dans les gammes mobiles (ex: Core i5 1135G7 vs Core i5 1340u), et donc il n'est plus nécessaire que les P-cores soient capables de traiter des tâches parallélisées car les E-cores peuvent s'en charger. Cela a d'ailleurs déjà été démontré avec la supériorité de Raptor Lake face àZen 4en montage vidéo, ou les 8 P-cores + 16 E-cores d'un Core i9 13900 sont plus rapides que les 16 coeurs d'un Ryzen 9 7950X, pourtant tous deux culminant à 32 threads et avec un avantage en IPC pour les coeurs Ryzen qui sont nettement plus rapides que les E-cores. Le cache L2 par cœur pourLion Coveest passé de 2 Mo à 2,5 Mo pourRedwood Cove.Lunar Lake est capable d’exercer un contrôle plus granulaire sur les fréquences d'horloge boost deLion Cove.Les fréquences d'horloge boost deLion Covepeuvent augmenter par incréments de 16,67 MHz plutôt que par incréments de 100 MHz[3],technique que l'on retrouve de manière généralisée chez AMD depuis Zen 2.

Le groupe de 4 E-coresSkymontde Lunar Lake est situé sur un « îlot à faible puissance » séparée des P-cores. En conséquence, les E-cores ont leur propre cache L3 dédié non accessible aux P-cores plutôt que de rester sur une structure ringbus avec des P-cores. Intel revendique une augmentation forte de 68 % de l’IPC dans les E-coresSkymontpar rapport àCrestmont[12].Il y parvient avec l’inclusion de nouvelles ALU entières à 8 largeurs, doublés par rapport àCrestmont.

Processeur neuronal (NPU)

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Le processeur neuronal (NPU) de Lunar Lake, qui effectue des opérations d’IA localement, dans le silicium plutôt que dans lecloud,a été mis à jour vers l’architecture « NPU 4 » d’Intel avec des vitesses d’horloge accrues. Intel affirme que Lunar Lake peut atteindre un total de 120 TOPS de performances dans les charges de travail d’IA, avec 48 TOPS provenant du NPU seul, tandis que 67 TOPS supplémentaires proviennent du GPU et 5 TOPS du CPU. Les 48 NPU TOPS dédiés de Lunar Lake répondent aux exigences deMicrosoftpour les ordinateurs portables afin d’être certifiés en tant que PCCopilot+[13].Microsofta imposé 40 TOPS sur les performances NPU afin d’exécuter Copilot localement sur les PCWindows[14].À titre de comparaison, le NPU des processeursMeteor Lakeet Arrow Lake est capable de produire 10 TOPS[15].

Processeur graphique (GPU)

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Le GPU de Lunar Lake est doté de cœursXe2-LPGde deuxième génération basés sur l’architecture graphiqueBattlemage.L’architecture Battlemage a été lancée sur les processeurs mobiles Lunar Lake avant les cartes graphiques de bureau Arc. Il contient 8 cœurs Xe2-LPG qui partagent un cache L2 de 8 Mo. La tuile graphique est capable de fournir jusqu’à 67 TOPS de calcul enINT8pour le traitement de l’IA[16].Le moteur d’affichage dispose de 3 canaux d’affichage avecHDMI 2.1,DisplayPort 2.1et une nouvelle connexioneDP 1.5[8].

Tuile du contrôleur de plate-forme

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La petite tuile du contrôleur de plate-forme fournit des fonctions de sécurité et de connectivité d’E/S, y comprisWi-Fi 7,Thunderbolt 4,4 voiesPCIe 4.0et 4 voies PCIe 5.0. La tuile du contrôleur de plate-forme de Lunar Lake utilise le même nœud N6 de TSMC que celui utilisé par les tuiles SoC de Meteor Lake et d'Arrow Lake[7].La tuile du contrôleur de plate-forme de Lunar Lake ne possède pas les deux cœurs E dédiés à faible consommation équipant les tuiles SoC de Meteor Lake et d’Arrow Lake. Ce changement a été attribué aux gains d’efficacité énergétique de la tuile de calcul, passant du procédé Intel 4 au nœud N3B plus avancé de TSMC[17].

Mémoire

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Lunar Lake dispose d’unemémoire vivede typeLPDDR5X-8533intégrée au boîtier, pour une capacité allant de16à32Go[18],[19].Cette mémoire dans le boîtier est une approche similaire à celle d’Appleavec sesSoCde lasérie M,qui intègrent une mémoire LPDDR unifiée dans le boîtier à côté dudiedu processeur[20].La mémoire intégrée au boîtier permet au processeur de bénéficier d’une bande passante mémoire plus élevée à une puissance plus faible et d’une latence réduite car la mémoire est physiquement proche du processeur. Intel affirme que la mémoire intégrée au boîtier de Lunar Lake a permis de réduire de 40 % la consommation d’énergie et « jusqu’à 250 millimètres carrés » d’espace[21].De plus, la mémoire intégrée au boîtier du processeur signifie que l’empreinte physique globale du processeur dans les ordinateurs portables peut être réduite, car la mémoire n’a pas besoin d’être placée sur une carte séparée (barrette de RAM) avec sa propre solution de refroidissement. Un refroidissement moins complexe est nécessaire, ce qui signifie que les processeurs Lunar Lake peuvent plus facilement s’intégrer dans des solutions mobiles compactes à très faible consommation. L’inconvénient de la mémoire dans le boîtier de Lunar Lake est qu’elle n’est pas remplaçable par l’utilisateur ou ne peut pas être mise à niveau vers des capacités supérieures à 32Goavec des barrette de typeSO-DIMM[21].En raison de l’inclusion de la mémoire dans le boîtier, 2Wsupplémentaires sont ajoutés auTDPdes processeurs Lunar Lake. Les processeurs Lunar Lake ont un TDP allant de17à30W,par rapport au TDP de15à28Wdes processeurs Meteor Lake-H.

Liste de processeurs Core Ultra Série 200V

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Neuf modèles de processeurs ont été annoncés le 3 septembre par Intel lors de la conférenceIFA 2024[22].

Marque de
processeur 		Modèle Cœurs(threads) Fréquence d'horloge
de base
(GHz) 		Turbo Boost
(GHz) 		Processeur graphiqueArc Cache L3(Mo) TDP(W) Mémoire max (Go)
P LP-E P LP-E P LP-E Cœurs Xe
(XVEs) 		Fréq. max.
(GHz) 		Base
(cTDP) 		Turbo
Core Ultra 9 288V[23] 4 (4) 4 (4) 3.3 3.3 5.1 3.7 Arc 140V
8 (64) 		2.05 12 30
(min 17) 		37 32
Core Ultra 7 268V[24] 2.2 2.2 5.0 2.0 17
(min 8) 		32
266V[25] 16
258V[26] 4.8 1.95 32
256V[27] 16
Core Ultra 5 238V[28] 2.1 2.1 4.7 3.5 Arc 130V
7 (56) 		1.85 8 32
236V[29] 16
228V[30] 4.5 32
226V[31] 16

Notes

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  1. ↑Le SMT était physiquement présent sur les architectures de coeur précédentes d'Intel telles queSandy Bridge,HaswelletSkylakemais il était désactivé sur tous les SKU Celeron, les Core i5 750 et tous les modèles desktop de la 2e jusqu'à la 9e génération inclus, et certains SKU Pentium ainsi que quelques exceptions dans la gamme. Par exemple, les coeurs SkylakeCoffee Lakepossédaient tous le SMT mais il était désactivé sur le Core i7-9700K avec 8 coeurs et 8 threads tandis que le Core i9-9900K avait 8 coeurs et 16 threads. Ce changement dans l'architecture est comparable à l'architecture Core, succédant à Netburst, donnant naissance aux Pentium 4 & Pentium D, ces derniers étant connus pour être très gourmands en énergie et difficiles à refroidir, à l'instar de Raptor Lake et Meteor Lake qui sont notoirement moins efficients que leurs concurrents de chez AMD (Zen4 et Strix Point/Hawk Point), Apple (série M) ou encore Qualcomm avec leur tout nouveau Snapdragon X Elite.

Références

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  1. ↑(en)«Intel's Lunar Lake Processors Arriving Q3 2024», surIntel(consulté le)
  2. ↑(en-GB)MatthewWilson,«Computex 2024: Intel reveals Lunar Lake CPU details», surKitGuru,(consulté le)
  3. ↑aetb(en-GB)JohnBurek,«'Lunar Lake' Explained: How Intel's Moonshot Mobile CPUs Will Escalate the AI Wars», surPCMag,(consulté le)
  4. ↑(en-US)AntonShilov,«Intel To Spend $9.7 Billion On TSMC Outsourcing In 2025: Goldman Sachs», surTom's Hardware,(consulté le)
  5. ↑(en-US)NickEvanson,«Intel's chief financial officer admits the company is 'heavier than we want to be in terms of external wafer manufacturing'», surPC Gamer,(consulté le)
  6. ↑(en-US)ArsheeyaBajwa,«Intel slides as foundry business loss spotlights wide gap with rival TSMC», surReuters,(consulté le)
  7. ↑aetb(en-US)GavinBonshor,«Intel Unveils Lunar Lake Architecture: New P and E cores, Xe2-LPG Graphics, New NPU 4 Brings More AI Performance», surAnandTech,(consulté le)
  8. ↑abetc(en-US)MarkHachman,«Lunar Lake deep-dive: Intel's new laptop CPU is radically different», surPCWorld,(consulté le)
  9. ↑(en-US)MichaelCrider,«Intel ditches hyperthreading for Lunar Lake CPUs», surPCWorld,(consulté le)
  10. ↑(en-GB)Michael Justin AllenSexton,«Intel Dumping Hyper-Threading in Its Next-Gen Chips? That Could Be a Good Thing», surPC Magazine,(consulté le)
  11. ↑(en-US)«Intel Lunar Lake Technical Deep Dive - So many Revolutions in One Chip», surTechPowerUp,(consulté le)
  12. ↑(en-US)PaulAlcorn,«Intel unwraps Lunar Lake architecture: Up to 68% IPC gain for E-cores, 16% IPC gain for P-Cores», surTom's Hardware,(consulté le)
  13. ↑(en-GB)DevindraHardawar,«Intel officially unveils Lunar Lake, its Copilot+ AI PC chip», surEngadget,(consulté le)
  14. ↑(en-US)PaulAlcorn,«Intel confirms Microsoft's Copilot AI will soon run locally on PCs, next-gen AI PCs require 40 TOPS of NPU performance», surTom's Hardware,(consulté le)
  15. ↑(en-US)PaulAlcorn,«Intel says Lunar Lake will have 100+ TOPS of AI performance — 45 TOPS from the NPU alone meets requirement for next-gen AI PCs», surTom's Hardware,(consulté le)
  16. ↑(en-US)SeanHollister,«This is Lunar Lake — Intel's utterly overhauled AI laptop chip that ditches memory sticks», surThe Verge,(consulté le)
  17. ↑(en-US)«Intel's next-gen "Skymont" efficient core details leak out», surVideoCardz,(consulté le)
  18. ↑(en-US)JoshNorem,«Intel Lunar Lake Mobile Chips to Feature 16GB or 32GB of Embedded Memory», surExtremeTech,(consulté le).
  19. ↑(en)[vidéo]High Yield, «Why Lunar Lake changes (almost) everything», surYouTube,.
  20. ↑(en-US)AntonShilov,«Intel Demos Meteor Lake CPU with On-Package LPDDR5X», surTom's Hardware,(consulté le).
  21. ↑aetb(en-US)MichaelCrider,«Intel's latest laptops get rid of replaceable memory», surPCWorld,(consulté le).
  22. ↑«IFA 2024 – Nouveaux Intel Core Ultra 200V: voici toutes les références», surLes Numériques,(consulté le)
  23. ↑(en-US)«288V», surArk.intel(consulté le)
  24. ↑(en-US)«268V», surArk.intel(consulté le)
  25. ↑(en-US)«266V», surArk.intel(consulté le)
  26. ↑(en-US)«258V», surArk.intel(consulté le)
  27. ↑(en-US)«256V», surArk.intel(consulté le)
  28. ↑(en-US)«238V», surArk.intel(consulté le)
  29. ↑(en-US)«236V», surArk.intel(consulté le)
  30. ↑(en-US)«228V», surArk.intel(consulté le)
  31. ↑(en-US)«226V», surArk.intel(consulté le)
v·m
Abandonnés
4 bits
Pré-x86 (8-bits)
x86-16 (16-bits)
x87(FPUexternes)
x86-32/IA-32(32-bit)
x86-64/EM64T(64-bit)
RISC
EPIC(IA-64)
Autres
Actuels
x86-64
Microarchitectures
x86-32
x86-64
Faible consommation
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