Dai Core 2000 ai 12000: come sono cambiate le prestazioni delle CPU Intel

Nel corso degli ultimi 12 anni, a partire dal 2011 a oggi, i processori Intel della famiglia Core hanno subito una evoluzione costante: siamo passati Sandy Bridge alla più recente Alder Lake, in attesa che i processori Core di 13-esima generazione facciano il loro debutto sul mercato prima di fine 2022. Anche pochi anni possono essere sufficienti per cambiamenti esponenziali nel velocissimo mondo dell'hardware, come abbiamo visto confrontando i processori Core 9000 con quelli 12000, quindi è difficile immaginare il passo avanti in un lasso di tempo tanto lungo. Incuriositi dall'appurare l'effettivo balzo in avanti prestazionale delle CPU Intel, abbiamo rispolverato alcune vecchissime piattaforme e processori per un tuffo nel passato.

Prima di passare ai grafici, che sappiamo già cattureranno la vostra attenzione, facciamo un excursus storico sulle famiglie di CPU Intel che sono state introdotte in questo arco temporale. Molti ricorderanno - e forse alcuni li avranno ancora - processori come il Core i7-2700K o il 4700K, per passare alle soluzioni della serie 6000 come il modello 6600K fino ad arrivare alle proposte più recenti: ricapitoliamo le novità principali delle architetture Intel che si sono succedute negli anni.

Core 2000, nome in codice Sandy Bridge

Successore dei modelli Westmere a 32 nanometri, l'architettura Sandy Bridge manteneva lo stesso processo produttivo presentando però un'architettura rinnovata. Intel all'epoca seguiva ancora la cadenza di sviluppo Tick-Tock, dove "Tick" rappresentava un avanzamento del processo produttivo e Tock l'introduzione di una migliore architettura. In quell'ottica Sandy Bridge rappresentava un Tock.

Westmere a sinistra e Sandy Bridge a destra

Limitandoci al mondo consumer, Sandy Bridge metteva a disposizione sino a un massimo di 4 core, unitamente all'Hyper-Threading. Un'altra novità interessava la GPU integrata, non più su die specifico montato sullo stesso package del processore ma pienamente integrata nella CPU a livello di silicio. Fu proprio con Sandy Bridge che Intel introdusse per la prima volta la Turbo Boost Technology 2.0 (TBT 2.0) e le istruzioni AVX (Advanced Vector Extensions).

I processori Sandy Bridge s'inserivano nel socket LGA 1155 e supportavano la memoria DDR3. Il Core i7-2700K era il modello di punta con 4 core / 8 thread, frequenza base di 3,5 GHz e Turbo fino a 3,9 GHz. 8 MB di cache L3 e un TDP di 95W completavano il quadro delle specifiche tecniche di una CPU molto amata ai tempi dagli appassionati.

Core 3000, nome in codice Ivy Bridge

L'anno successivo Intel presentò le CPU Ivy Bridge a 22 nanometri. L'architettura non subì rinnovamenti sostanziali rispetto a Sandy Bridge, ma l'arrivo del nuovo processo produttivo nascondeva una novità importante, che ha segnato l'industria fino a oggi: i transistor tri-gate, detti anche 3D o FinFET. Quell'innovazione permetteva miglioramenti in termini prestazionali, architetturali e un passo avanti sul fronte dell'efficienza.

Le CPU quad-core Ivy Bridge, grazie alla tecnologia produttiva più sofisticata, avevano una superficie del die di 160 mm2 contro i 216 mm2 delle proposte Sandy Bridge corrispondenti. Ciononostante, i nuovi processori integravano un numero più elevato di transistor, con un salto dai 995 milioni di Sandy Bridge a 1,4 miliardi. Come detto, la CPU non presentava grandi cambiamenti, quindi Intel spese i circa 400 milioni di transistor aggiuntivi nel miglioramento della GPU integrata, con un aumento delle Execution Unit dalle 12 della GPU HD3000 di Sandy Bridge alle 16 di quella HD4000 di Ivy Bridge.

I processori Core "Ivy Bridge" conservavano la compatibilità con il socket LGA 1155 e il supporto DDR3. Esponente di punta tra le CPU Ivy Bridge ilmodello  Core i7-3770K, identico in termini di specifiche tecniche della CPU rispetto al 2700K, ma caratterizzato da un TDP di 77W.

Core 4000, nome in codice Haswell (e Devil's Canyon)

Il successore di Ivy Bridge prese il nome di Haswell e rappresentava, nella cadenza tecnologica di Intel, una fase Tock: fu quindi introdotta una nuova architettura fermo restando il processo produttivo a 22 nanometri con transistor Tri-Gate 3D. La struttura di base riprendeva quanto visto con le soluzioni Ivy Bridge: 4 core x86 con una cache L3 condivisa, in un quantitativo variabile fino a 8 MB e GPU integrata. Quest'ultima fu ulteriormente migliorata rispetto a Ivy Bridge.

Molte delle novità in termini architetturali erano mirate a migliorare l'efficienza energetica. Con Haswell Intel introdusse una nuova serie di istruzioni, indicate come Advanced Vector Extension 2 o AVX2: si tratta di una evoluzione delle istruzioni AVX che debuttarono con l'architettura Sandy Bridge.

Un'altra novità riguarda la circuiteria di alimentazione (fully integrated voltage regulator, FIVR), per la prima volta integrata nella CPU e non più sulla scheda madre, fatta eccezione solo per quella legata ai moduli memoria che rimase sulla motherboard. I processori Intel Core 4000 necessitavano di un nuovo socket, chiamato LGA 1150, pur conservando il supporto DDR3.

La prima "infornata" di CPU desktop vide nella proposta Core i7-4770K il modello top di gamma. Questa CPU aveva 4 core / 8 thread, base clock di 3,5 GHz e Turbo Boost di 3,9 GHz. Il TDP saliva dai 77W del 3770K a 84W. Contrariamente a Ivy Bridge, il TDP dichiarato comprendeva anche i componenti di alimentazione inseriti sul package e non sulla motherboard e questo giustifica l'incremento rispetto al passato.

Prima di passare ai modelli Core 5000 (una parentesi brevissima di cui vi parleremo più avanti), Intel decise di proporre un'evoluzione delle CPU Haswell, nome in codice Devil's Canyon, caratterizzata da frequenze operative più elevate. Il modello di punta dell'offerta era rappresentato dalla CPU Core i7-4790K, capace di lavorare a una frequenza di base clock di 4 GHz e salite fino a 4,4 GHz in Turbo Boost, ossia 500 MHz in più del 4770K. Il TDP aumentava, contestualmente, a 88W.

Come fu possibile questo passo avanti? Intel aggiunse alcuni condensatori in più per ottimizzare l'alimentazione della CPU sotto pieno carico, ma non solo: usò un nuovo materiale termoconduttivo tra die del processore e heatspreader in modo da migliorare la trasmissione del calore dal processore al sistema di raffreddamento utilizzato sulla CPU.

Intel Core 5000, nome in codice Broadwell: 14 nm per una fugace apparizione su desktop

L'introduzione dei 14 nanometri in ambito desktop da parte di Intel si deve far risalire all'architettura Broadwell, nell'estate 2015. Le CPU in questione, compatibili con il socket LGA 1150 e supportate dalle schede madre della serie 9, arrivarono in forte ritardo sulle tempistiche previste da Intel, ossia a poca distanza dal debutto delle CPU Core della serie 6000, nome in codice Skylake.

Gli appassionati ricorderanno i modelli Core i5-5675C e Core i7-5775C, due soluzioni con un TDP di 65W che non potevano competere con le CPU Haswell / Devil's Canyon più veloci. A bordo dei chip quattro core, 2 MB di cache L3 in meno rispetto ad Haswell e una GPU Iris Pro Graphics 6200 decisamente migliorata rispetto al passato. A spingere le prestazioni grafiche una cache L4 da 128 MB, una novità per il settore. Il processore Core i7-5775C operava a 3,3 GHz di base e fino a 3,7 GHz in Turbo Boost, frequenze già inferiori al 4770K e ancora più contenute se raffrontate a quelle del 4790K.

Intel Core 6000, nome in codice Skylake

Le CPU Intel Core 6000, nome in codice Skylake, si presentarono sul mercato desktop con lo stesso processo produttivo di Broadwell ma un'architettura migliorata. Introdotte un trimestre più tardi rispetto alle soluzioni Broadwell, le CPU Skylake rappresentavano l'opzione di aggiornamento più sensata per chi aveva un chip Haswell o precedente. Purtroppo era necessario cambiare anche la motherboard, in quanto le CPU richiedevano il socket LGA 1151 e, per la prima volta, le DDR4 (erano supportate anche le DDR3L, a patto di comprare motherboard con slot adatti).

Tra le novità più importanti troviamo il passaggio a un'interfaccia DMI 3.0 a 4 linee per portare il collegamento tra CPU e chipset a 8 GT/s contro i 5 GT/s precedenti, e il ritorno del Fully Integrated Voltage Regulator (FIVR) sulla motherboard, una scelta che Intel implementò per limitare la generazione del calore alle alte frequenze.

Con Skylake la casa di Santa Clara introdusse le istruzioni SGX per creare delle enclave sicure per i dati e la tecnologia Speed Shift, un nuovo approccio alla gestione dei P-State. Se in passato i performance state erano identificati dal sistema operativo, e indicati di conseguenza al processore, con Skylake cambiava l'approccio in quanto la decisione passava all'hardware.

Core i7-6700K sulla sinistra e Core i7-4790K sulla destra

L'obiettivo era velocizzare il più possibile il cambiamento di stato: il tempo di intervento grazie a Speed Shift si riduceva di 30 volte. Il funzionamento della tecnologia richiedeva ovviamente una sinergia con il sistema operativo, nel caso specifico l'allora "nuovo" Windows 10.

Con il senno di poi Skylake sarebbe dovuto essere un processore dell'era PAO (Process, Architecture, Optimization), cadenza nello sviluppo dei chip che rimpiazzava la storica Tick-Tock. PAO significava che all'introduzione di un processo produttivo sarebbe seguita un'architettura realizzata sulla medesima tecnologia, seguita a sua volta da un'ottimizzazione. Ebbene, come vedrete, PAO non è una cadenza tecnologica che Intel ha mai seguito alla lettera.

Soluzione di punta dell'era Skylake era il Core i7-6700K, un processore con 4 core / 8 thread, clock base di 4 GHz e Turbo Boost 2.0 fino a 4,2 GHz. Il TDP era pari a 91W e il processore s'installava sulle motherboard con chipset della serie 100, come il modello Z170.

Intel Core 7000, nome in codice Kaby Lake

Dopo Skylake qualcosa si inceppò in casa Intel. Il passaggio alla tecnologia produttiva a 10 nanometri non si concretizzò secondo le tempistiche e l'azienda dovette fare "di necessità virtù": da qui in avanti tutte le serie, salvo gli ultimi Core 12000 Alder Lake, continuarono a essere realizzate con processo a 14 nanometri, seppur ottimizzato e decisamente migliorato nel corso del tempo.

Grazie al processo "14nm+", Intel riuscì a introdurre una nuova serie di CPU, nome in codice Kaby Lake, con lo stesso numero di core rispetto alla precedente famiglia ma capace di spingersi su tutti i modelli a frequenze da 100 a 300 MHz più alte, aumentando così le prestazioni single-thread.

Il miglior esponente della famiglia Kaby Lake era il modello Core i7-7700K, un processore che rispetto al 6700K precedente funzionava a 4,2 GHz di base e si spingeva fino a 4,5 GHz. In abbinamento a queste CPU Intel presentò i chipset della serie 200, come il modello Z270, ma i processori si potevano installare anche sulle motherboard con i PCH della serie 100, update del BIOS permettendo.

Intel Core 8000, nome in codice Coffee Lake

Le CPU Core 8000, nome in codice Coffee Lake, sono simboliche nell'evoluzione delle soluzioni Intel perché segnalano un cambio di passo per quanto riguarda il numero di core. La concorrenza, dopo anni sanguinosi, aveva infatti sfornato le prime soluzioni della nuova era, alzando il computo dei core e proponendosi con prestazioni complessive decisamente interessanti.

Così Intel, ancora alle prese con i problemi dei 10 nanometri, decise di introdurre nuove CPU a 14 nanometri (14nm++) con un maggior numero di core e prestazioni superiori. L'ulteriore affinamento del processo produttivo permise aumentare le frequenze e di passare da un tetto massimo di 4 core a uno a 6 core per incrementare le prestazioni multi-core della serie.

Il processore Core i7-8700K, modello di punta, presentava quindi 6 core e 12 thread, con frequenza base di 3,7 GHz ma Turbo Boost fino a 4,7 GHz. Il TDP indicato era pari a 95W. Il chip Coffee Lake, nonostante fosse compatibile con il socket LGA 1151 identico alle proposte precedenti, non si poteva installare, quantomeno ufficialmente, sulle schede madri delle serie precedenti, forzando quindi il passaggio alle proposte della serie 300 come il modello Z370.

Come nota a margine è bene ricordare che Intel introdusse anche un modello speciale chiamato Core i7-8086K per festeggiare i 40 anni dell'architettura x86: il chip era un 8700K selezionato per operare a 4 GHz di base e 5 GHz massimi in Turbo Boost.

Intel Core 9000, nome in codice Coffee Lake Refresh

Un anno più tardi rispetto alla gamma Coffee Lake, Intel diede il benvenuto all'ennesima serie di CPU a 14 nanometri, nome in codice Coffee Lake Refresh. Il nome dice tutto: non vi fu nessun intervento lato architettura, ma l'azienda fece un ulteriore passo avanti sul fronte dei core, portandoli fino a 8 core e di conseguenza aumentando anche la cache.

Fu con questa serie di CPU che Intel introdusse per la prima volta il marchio Core i9 nel settore mainstream, laddove fino a quel momento lo aveva circoscritto alle piattaforme HEDT per workstation casalinghe. Le CPU conservavano l'interfaccia LGA 1151 e si potevano installare sulle motherboard della serie 300, ma Intel decise di introdurre anche un nuovo chipset chiamato Z390 con qualche novità marginale.

Portabandiera dell'offerta era il Core i9-9900K, un processore con 8 core e 16 thread con TDP di 95W e capace di operare di base a 3,6 GHz e spingersi in single-thread fino a 5 GHz. Vi fu anche un'edizione speciale, il 9900KS, con base clock di 4 GHz e frequenza massima con tutti i core sotto carico fino a 5 GHz, contro i 4,7 GHz del 9900K. Il TDP saliva di conseguenza a 127W per bilanciare le frequenze di clock più elevate.

Intel Core 10000, nome in codice Comet Lake

A fronte di una concorrenza che continuava a ottimizzare la propria architettura e aumentare il numero di core, diventando così sempre più competitiva, gli ingegneri di Intel continuavano a combattere con il limite del processo produttivo, ancora fermo ai 14 nanometri. Un problema non da poco e che di conseguenza ha ridotto molto il margine di manovra dei progettisti: quanto fatto con Comet Lake non è quindi qualcosa da sottovalutare.

Le nuove CPU salivano fino a 10 core e 20 thread, pur con frequenze operative molto alte. Il modello Core i9-10900K, accompagnato da un TDP di 125W (valore però che sotto carico veniva ampiamente superato), si presentava con un base clock di 3,7 GHz e una frequenza che nelle migliori condizioni possibili arrivava a toccare 5,3 GHz grazie all'algoritmo Thermal Velocity Boost, mentre il clock "all core" poteva raggiungere 4,9 GHz. La gamma di CPU Core 10000 richiedeva un cambio di socket, ovvero il passaggio all'interfaccia LGA 1200 e ai chipset della serie 400.

Intel Core 11000, nome in codice Rocket Lake

Con Rocket Lake abbiamo, finalmente, l'ultima generazione a 14 nanometri dopo sette serie di CPU dalla 5000 alla 11000. Anch'essa compatibile con il socket LGA 1200 e con i chipset delle serie 400/500, la nuova offerta cercò di mettere un'ulteriore pezza alla situazione stagnante sul fronte dei processi produttivi.

Constatata probabilmente l'impossibilità di salire ulteriormente con il numero di core, e nel tentativo di rispondere anzitutto alle necessità dei gamer, Intel decise con Rocket Lake di proporre il nuovo core Cypress Cove. Si trattava della trasposizione su processo a 14 nanometri del core Sunny Cove prodotto a 10 nanometri da Intel e usato in ambito mobile con le CPU Core di decima generazione introdotte dalla seconda metà del 2019.

Insomma, una nuova architettura più veloce, ma adattata a un processo produttivo più vecchio: le prestazioni single-thread migliorarono decisamente, ma la serie si dovette fermare a un massimo di 8 core. Sì, 2 core in meno di quella precedente. Di conseguenza le CPU rimanevano piuttosto competitive in ambito gaming, ma lasciavano campo libero alle soluzioni concorrenti in ambito multi-core. Tra le altre novità del progetto una GPU integrata migliorata, basata su architettura Xe, e il supporto al PCIe 4.0 con 20 linee. Il Core i9-11900K aveva quindi 8 core e 16 thread, e poteva operare a una frequenza massima fino a 5,3 GHz nel caso ideale.

Intel Core 12000, nome in codice Alder Lake

Siamo così arrivati ai giorni nostri, all'architettura Alder Lake. Ci troviamo davanti a un nuovo inizio per Intel, alla prima serie di CPU consumer a 10 nanometri (tecnologia ribattezzata "Intel 7"), ma anche a un'architettura innovativa: dentro alle CPU, o almeno a diversi modelli della famiglia, c'è infatti una doppia anima composta da core basati su due progetti diversi; si parla di fatti di architettura ibrida.

Dentro a diverse CPU Alder Lake troviamo il cosiddetto Performance core (P-core in breve) basato su architettura Golden Cove e l'Efficient Core (E-core) realizzato su architettura Gracemont. I core basati su queste due architetture non lavorano come unità separate ma insieme, grazie a un nuovo sistema telemetrico che monitora le istruzioni in funzione su ogni thread e lo stato di ogni core, il tutto con un'accuratezza al nanosecondo, chiamato Intel Thread Director.

Potete idealizzarlo come una sorta di vigile (o un direttore d'orchestra) integrato nei core, capace di guidare il sistema operativo nel fondamentale compito di smistare il carico di lavoro sul tipo di core più appropriato. Questo "cervello" adatta il suo comportamento sulla base del TDP, delle condizioni operative e delle impostazioni energetiche, il tutto automaticamente, senza coinvolgere l'utente finale.

L'obiettivo di Intel è duplice: garantire alte prestazioni single-thread e, allo stesso tempo, tanti core per prestazioni multi-thread competitive con la concorrenza. Come abbiamo visto nei mesi precedenti le CPU Alder Lake sono piuttosto competitive e sono da ritenersi come un nuovo inizio per Intel, forte di una roadmap aggressiva per i prossimi anni come abbiamo avuto modo di spiegarvi in questo articolo.

Oggi il portabandiera dell'offerta Intel è il modello Core i9-12900KS con 16 core (8 P-core e 8 E-core) e 24 thread (solo i P-core supportano l'Hyper-Threading), 30 MB di cache L3, 14 MB totali di cache L2 e frequenze che nel caso migliore si spingono fino a 5,5 GHz in single-thread. Alder Lake richiede un nuovo socket chiamato LGA 1700 e i chipset della serie 600. Al suo interno, inoltre, troviamo un controller di memoria capace di supportare tanto le memorie DDR4 quando quelle DDR5. I processori Core 12000 sono inoltre dotati di linee PCI Express 5.0 per la parte grafica. 

Riassunti 12 anni di storia di CPU Intel, passiamo quindi all'analisi delle prestazioni per tracciare l'evoluzione dalla serie 2000 all'ultima 12000.

Configurazione di test

Componenti hardware

• Sistema operativo: Windows 10 Pro italiano
• SSD M.2: Silicon Power P34A80 1TB
• Scheda video: Nvidia GeForce RTX 3080 Founders Edition
• Alimentatore: Cooler Master V850 Platinum

Processori

• Core i9-12900K (P8C+E8C; 24T; 3,2GHz)
• Core i7-12700K (P8C+E4C; 20T; 3,6GHz)
• Core i5-12600K (P6C+E4C; 16T; 3,7GHz)
• Core i5-12400K (P6C; 12T; 2,5GHz)
• Core i9-11900K (8C;16T;3,5GHz)
• Core i7-11700K (8C;16T;3,6GHz)
• Core i5-11600K (6C;12T;3,9GHz)
• Core i9-10900K (10C;20T;3,7GHz)
• Core i7-10700KF (8C;16T;3,8GHz)
• Core i5-10600K (6C;12T;4,1GHz)
• Core i5-10400 (6C;12T;2,9GHz)
• Core i3-10300 (4C;8T;3,7GHz)
• Core i9-9900K (8C;16T;3,6GHz)
• Core i7-9700K (8C;8T;3,6GHz)
• Core i5-9600K (6C;6T;3,7GHz)
• Core i5-9400F (6C;6T;2,9GHz)
• Core i3-9350KF (4C;4T;4GHz)
• Core i5-8600K (6C;6T;3,6GHz)
• Core i5-8400 (6C;6T;2,8GHz)
• Core i3-8350K (4C;4T;4GHz)
• Core i7-7700K (4C;8T;4,2GHz)
• Core i5-7600K (4C;4T;3,8GHz)
• Core i3-7350K (2C;4T;4,2GHz)
• Core i7-6700K (4C;8T;4GHz)
• Core i7-4790K (4C;8T;4GHz)
• Core i5-4670K (4C;4T;3,4GHz)
• Core i3-4320 (4C;4T;3,8GHz)
• Core i7-3770K (4C;8T;3,5GHz)
• Core i5-3550 (4C;4T;3,3GHz)
• Core i3-3240 (2C;4T;3,4GHz)
• Core i7-2600K (4C;8T;3,4GHz)
• Core i5-2500K (4C;4T;3,3GHz)
• Core i3-2100 (2C;4T;3,1GHz)

Test eseguiti

Povray 3.7.0

• rendering one CPU
• rendering all CPU

Cinebench 20

• rendering 1 CPU
• rendering x CPU

Blender 2.90.1

• bmw benchmark scene

Corona Benchmark 1.3

• render time in seconds

7-Zip 19.00 x64

• compressione
• decompressione
• valutazione totale, MIPS

Winrar 5.91

• benchmark integrato, KB/s

Handbrake 1.3.3 - 64bit

• conversione video 4K in H.264 MKV 1080p30; cropping Custom; constant Framerate
• conversione video 4K in Android 720p30; cropping Custom; constant Framerate

V-Ray Next

• benchmark CPU

Indigo benchmark v4.0.64 (M samples/s)

• bedroom - CPU
• supercar - CPU

VeraCrypt 1.24 update 7 - 1GB

• AES
• Serpent
• Twofish
• Camellia
• Kuznyechik

Luxmark 4.0 alpha 0

• Wall Paper (native C++)
• Hall Bench (native C++)
• Food (native C++)

Euler 3D

• benchmark

PCMark 10

1. PCMark 10 Score
2. Essentials
3. Productivity
4. Digital content creation

3DMark

• Time Spy - 2560x1440
• Graphics Score
• CPU Score

Test gaming: 1920x1080 e 2560x1440 pixel

• Shadows of the Tomb Raider - DX 12 qualità alta, TAA
• F1 2020 DX12- qualità alta, anti aliasing TAA, anisotropico 16x, Monaco, Pioggia Forte
• Far Cry 5 - Qualità alta - Anti Aliasing TAA
• Ashes of the Singularity - DX12, qualità estrema - frame rate medio CPU
• Tom Clancy's Ghost Recon Wildlands - qualità alta
• Assassin's Creed Odyssey - qualità alta
• Metro Exodus - impostazione qualitativa high

CPU Intel a confronto, passi avanti giganteschi

Abbiamo svolto moltissimi test sulle CPU che vedete elencate nel grafico, ma per rendere l'articolo il più leggibile e chiaro possibile abbiamo fatto una selezione di test significativi e puntato su grafici di sintesi e tabelle per categoria. Partiamo dal classico Cinebench R20, test che ci permette di avere un quadro di massima delle prestazioni single-core e multi-core di differenti modelli:

Prendiamo come riferimento un processore "storico", il Core i7-2600K dell'epoca Sandy Bridge. L'attuale Core i9-12900K offre prestazioni single-core il 173% più alte. Il 3770K migliora il dato del processore della serie 2000 del 7,3%, mentre il Core i7-4790K, il top di gamma dell'era Haswell migliorava le prestazioni single-core di Sandy Bridge di bene 50%. Dopo questa breve disamina, vediamo come si sono comportate le CPU nel test multi-core:

Ripetiamo l'analisi precedente: il processore Core i7-2600K a fare da riferimento, e qualche esempio di gap. In multi-core il gap con il 3770K è salito al 17% circa, mentre rispetto al 4790K si è mantenuto al 52%.

Balzo di ben il 68% per quanto riguarda Skylake (Core i7-6700K), mentre se guardiamo il 9900K che raddoppia il numero di core e thread (oltre ad aumentare il clock), il balzo rispetto al 2600K è del 241%! Ovviamente il miglioramento del 12900K è fuori scala, pari al 684%. Tra i due processori sono passati circa 10 anni essendo la CPU Sandy Bridge del Q1 2011 e il top di gamma Alder Lake del Q4 2021. Questo dato, per quanto rappresenti un estremo, spiega bene in che modo sono aumentate le prestazioni dei processori Intel in questi 10 anni e quale sia stata 

Passiamo ora ad un titolo gaming come F1, che storicamente tende a scalare molto bene le prestazioni all'aumentare della potenza del processore. Prendendo come riferimento la CPU Core i7-2600K della famiglia Sandy Bridge notiamo come si passi dai 99 fps di quella CPU, abbinata ad una scheda video NVIDIA GeForce RTX 3080, ai 135 fps medi della CPU Core i7-6700K sino ai 179 del modello Core i9-9900K e ai ben oltre 250 della proposta top di gamma attuale Core i9-12900K della famiglia Alder Lake.

La conversione video con Handbrake è altro ambito di elaborazione che sfrutta al massimo tutti i core integrati nei moderni processori, dal quale poter estrarre un andamento chiaro di come le performance siano cambiate nel corso del tempo. Partendo dal riferimento dato dal processore Core i7-2600K evidenziamo un incremento del 62% nel risultato, espresso in frames al secondo elaborati, passando alla CPU Core i7-6700K sino a quasi un x3 prendendo come riferimento la CPU Core i7-9700K. Se terminiamo al processore Core i9-12900K della famiglia Alder Lake notiamo come le prestazioni siano superiori di oltre il 500%, con tempi di elaborazione che si riducono pertanto in modo a dir poco netto.

Arriviamo al primo grafico di sintesi che tira le somme dei miglioramenti prestazionali medi in tutti i benchmark eseguiti:

Se dicessimo che i numeri registrati ci hanno sorpreso, mentiremmo. Di certo sono rilevanti e aiutano a dare una dimensione a progressi che vediamo anno dopo anno, ma che visti a distanza di anni sono decisamente importanti. Interessante notare come tra il Core i7-2600K e il migliore quad-core con Hyper-Threading, il Core i7-7700K, le prestazioni siano migliorate del 48% di media.

Core i9, analisi dei modelli della serie regina

Come abbiamo evidenziato nella nostra analisi storica a inizio articolo, Intel ha introdotto la serie di CPU Core i9 nel settore mainstream a fine 2018 con il modello Core i9-9900K. Fortunatamente avevamo a disposizione tutti i Core i9 di punta a disposizione e potete vedere nella seguente tabella il balzo prestazionale nelle varie categorie con il modello Core i9-9900K a rappresentare il 100% di riferimento. Vediamo quindi che nel gaming Alder Lake ha davvero portato a un balzo delle prestazioni importante, pari al 30% in Full HD. Miglioramenti ancora più ampi in altre categorie. L'11900K, a causa dei soli 8 core, delude nei test di calcolo e scientifici.

Anche in questo caso ecco il grafico con la media ottenuta da tutti gli scenari provati. Il miglioramento del 75% tra il 9900K e il 12900K ci permette di dire che Intel è sulla strada giusta per competere ad alto livello, grazie alla nuova architettura ibrida e alla roadmap di processi produttivi che vedremo nei prossimi anni.

Core i7, una serie piena di CPU di valore

Passiamo ai Core i7, in cui rientra il nostro riferimento di questo articolo, il 2600K, insieme ad altre CPU storiche come il 4790K o il modello 6700K. In molte categorie, come potete vedere, il primo salto in avanti importante lo osserviamo proprio con il Core i7-4790K in diverse categorie di test.

Poi vi sono stati miglioramenti incrementali, fino al secondo balzo prestazionale con il 9700K. Quel modello offre 6 core e 6 thread, contro i 4 core e 8 thread delle CPU precedenti. Dopodiché osserviamo progressi marcati con tutte le serie successive: il 10700KF con 8 core / 16 thread, l'11700KF con la stessa configurazione e il 12700K con 12 core (8P+4E) e 20 thread. 

Il grafico medio di tutti i test ci mostra nuovamente quanto visto nel primo grafico di sintesi: dalla serie 2000 alla 7000, fermo restando il numero di core e thread, Intel ha migliorato mediamente le prestazioni del 50%. Poi la capacità di aumentare i core e mantenere il clock elevato ha permesso di arrivare, 10 generazioni dopo, al risultato del Core i7-12700K.

Core i5, la serie amata per rapporto prezzo-prestazioni

I processori Core i5 sono da sempre nel mirino di chi vuole avere buone prestazioni senza svenarsi eccessivamente nell'acquisto del processore. Aldilà dei singoli gap tra i processori è interessante notare come il salto tra il Core i5-2500K e il Core i5-12600K sia simile - più o meno certo - a quello visto tra il Core i7-2600K e il Core i7-12700K.

Anche in questo caso il grafico di sintesi ci mostra che l'architettura Alder Lake, grazie ai tanti core e le alte frequenze, rappresenta in termini di progresso prestazionale il miglioramento più marcato da oltre 10 anni a questa parte. 

Quad core a 4GHz: cosa cambia?

Le differenze prestazionali tra le CPU inserite in questo confronto sono in buona misura giustificate dall'incremento nelle frequenze di clock e dall'aumentare nel numero di core a disposizione, senza però trascurare l'impatto delle novità architetturali che Intel ha introdotto nel corso del tempo. Per cercare di dare una risposta alla domanda di quale sia l'impatto, a parità di numero di core e di frequenza di clock, dato dall'architettura abbiamo selezionato processori quad core delle varie generazioni fissando la frequenza a 4GHz, disabilitando qualsiasi tecnologia Turbo oltre che quella HyperThreading così da avere a confronto processori identici per specifiche. Il valore di riferimento è quello del processore Core i7-2600K, con 4 core, 4 threads e 4Ghz di clock, per il quale le prestazioni sono state parametrate sul valore di 100%. Di seguito i valori di riferimento ottenuti con le altre CPU sino a quelle di decima generazione:

• Core i3-10300 (4C;4T;4GHz):  128,1%
• Core i3-9350KF (4C;4T@4GHz): 124,3%
• Core i3-8350K (4C;4T@4GHz): 124,0%
• Core i7-7700K (4C;4T@4GHz): 122,8%
• Core i7-6700K (4C;4T@4GHz): 122,7%
• Core i7-4790K (4C;4T@4GHz): 120,6%
• Core i7-3770K (4C;4T@4GHz): 108,2%

Mancano le versioni di 11-esima e 12-esima generazione in quanto non abbiamo avuto a disposizione modelli con architettura a 4 core. Notiamo dai risultati come la progressione delle prestazioni sia stata più marcata con i modelli della serie 3000 e soprattutto 4000, ai quali sono seguiti altri per i quali Intel ha puntato maggiormente l'attenzione sull'incremento nel numero dei core e delle frequenze riuscendo solo in misura marginale ad aumentare l'IPC cioè il numero di istruzioni processate per ogni ciclo di clock. 

Le difficoltà incontrate dall'azienda americana nel passaggio alla tecnologia produttiva a 10 nanometri, con la necessità di restare sul processo a 14 nanometri ben più a lungo di quanto inizialmente immaginato, ha portato a questo andamento: per Intel è stato più semplice intervenire sulle prestazioni agendo sulle frequenze di clock, tanto base come Turbo, e integrando all'interno dei processori un maggior numero di core.

Facciamo il punto

Questo tuffo nel passato ci è servito sotto molti aspetti e speriamo che anche a voi sia piaciuto. Anzitutto, siamo riusciti a fare un punto di massima sui progressi di quasi 12 anni di CPU Intel Core. In secondo luogo abbiamo rispolverato processori che in passato abbiamo amato e che ci sembravano, ai tempi del debutto sul mercato, l'apice del progresso tecnologico.

Il terzo punto interessante riguarda gli sforzi mai apprezzati fino in fondo degli ingegneri di Intel nello spremere i 14 nanometri a fronte di architetture stabili. Non deve essere stato facile aggiungere core fermo restando le architetture e il processo produttivo. Il boost in single core che vediamo tra il Core i7-6700K e il Core i7-10700KF (la serie 11000 non la contiamo perché si basa su un'architettura effettivamente differente da Skylake) è del 14%, ma in multi-core si sale al 125% osservando il test di Cinebench R23. Insomma, difficile chiedere di più.

Quello che però possiamo dire guardando i numeri è che Alder Lake è un passo avanti davvero importante, crediamo un vero punto di svolta (voi non ci vedete, ma stiamo incrociando le dita) per l'evoluzione delle CPU Intel nei prossimi anni. Se non ci saranno intoppi sul fronte produttivo, l'architettura ibrida si è dimostrata in grado di essere duttile: non dimentichiamo che siamo solo alla prima generazione, quindi le prossime versioni potranno solo che migliorare e affinarsi.

Appuntamento quindi ai Core di 13a generazione Raptor Lake, con un raddoppio degli E-core che dovrebbe ulteriormente spingere le prestazioni in multi-core e un aggiornamento dei P-core per innalzare l'IPC, il tutto conservando la compatibilità con le attuali motherboard della serie 600, previo update del BIOS.