Core Ultra: Intel svela i nuovi processori mobile Meteor Lake. Cambia tutto e nascono gli AI PC

Segnatevi questa data, 14 dicembre 2023, un nuovo inizio per Intel. La casa di Santa Clara introduce oggi i processori Core Ultra, nome in codice Meteor Lake, soluzioni per il settore mobile che incarnano tante prime volte per il nuovo corso guidato da Pat Gelsinger.

I processori Intel Core Ultra nascono per rispondere alle necessità contemporanee e future del settore dei PC, il che significa: maggiore efficienza, prestazioni superiori per CPU e GPU e capacità di elaborare modelli e applicazioni di Intelligenza Artificiale in locale grazie alla nuova NPU, dando vita a quelli che la società definisce "AI PC".

Intel afferma che i Core Ultra "Meteor Lake" sono "i processori x86 più efficienti per i sistemi ultrasottili". Per quale motivo? Per una miriade di ragioni che andremo a spiegare di seguito.

La prima novità di Meteor Lake è rappresentata da un design disaggregato, cioè il processore non è più formato da un singolo die monolitico ma da diverse "tile" che, unite a un package attivo avanzato, lavorano insieme per garantire determinati target di prestazioni, funzionalità e consumo.

Per esemplificare, pensate a un puzzle composto da tanti pezzetti, senza la cui unione non avrete mai la figura finale. Lo stesso vale per la CPU, una Tile da sola non funziona, l'unione di tante Tile sul package, invece, restituisce un prodotto funzionale e completo.

Elemento centrale di questo nuovo progetto è il package basato su tecnologia Foveros 3D, al cui interno passano le interconnessioni di segnale e di alimentazione che consentono alle tile di funzionare insieme tra loro.

L'altro elemento fondamentale per Intel è rappresentato da una delle tile, la Compute Tile, prodotta con il nuovo processo Intel 4. La nuova tecnologia produttiva è la prima per Intel basata su litografia EUV, nell'ultravioletto estremo, e questo da una parte semplifica la produzione, dall'altra consente ulteriore miniaturizzazione ed efficienza.

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Secondo la società, Intel 4 restituisce molteplici vantaggi, tra cui quello di incrementare di oltre il 20% l'efficienza energetica rispetto al processo Intel 7 applicato alle CPU in commercio negli ultimi anni.

Le altre tile - Graphics Tile, SOC Tile e IO Tile - che compongono Meteor Lake sono invece realizzate da TSMC, con un mix di processi produttivi avanzati (N5 e N6, ne avevamo parlato qui).

Creare un processore basato su tante unità separate permette a Intel di avere maggiore flessibilità in fase di progettazione, ovvero può spezzettarla, scegliendo il processo produttivo più adatto a seconda del componente da realizzare.

In questo modo, Intel può stabilire con precisione gli obiettivi di funzionalità, prestazioni e consumi, senza dimenticare benefici collaterali non meno importanti: rese elevate e costi produttivi inferiori.

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Delle altre tile parleremo più avanti, concentriamoci sulla Compute Tile. Oltre a essere prodotta con processo Intel 4, le unità x86 al suo interno si basano su nuove architetture: ritroviamo i P-core e gli E-core, introdotti con le CPU Core di 12a generazione Alder Lake, ma questa volta le architetture si chiamano Redwood Cove e Crestmont. Inoltre, ci sono anche 2 LP E-core aggiuntivi, che tratteremo più avanti.

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I P-core Redwood Cove sono stati pensati per migliorare le prestazioni e l'efficienza rispetto ai Golden Cove di Alder Lake e Raptor Lake (ribattezzati Raptor Cove), integrando un Thread Director, il vigile che smista le varie operazioni tra i differenti core, ottimizzato per fare un lavoro di scheduling ancora migliore. Migliorata anche la branch prediction.

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Gli E-core adottano la nuova architettura Crestmont, abbandonando la precedente Gracemont, con miglioramenti a tutto tondo in termini di IPC, branch prediction e accelerazione di carichi IA grazie al supporto alle istruzioni VNNI.

Abbiamo accennato che, per la prima volta, il processore integra anche degli LP E-core, due unità inserite nella SoC Tile, in quella che Intel chiama "Low Power Island". Questi core servono per occuparsi dei carichi di lavoro più leggeri, come i processi di background, ma anche operazioni che tendono a risiedere sui core selezionati come la riproduzione di video, Questo dà modo di spegnere la Compute Tile, con un conseguente risparmio energetico. Anche gli LP E-core si basano su architettura Crestmont come gli E-core inseriti nella Compute Tile.

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Qualora il carico lo necessiti, la Compute Tile viene riattivata istantaneamente per velocizzare le operazioni. Nella Low Power Island troviamo diversi componenti, tra cui una IPU (per la gestione della webcam), una NPU e il blocco multimediale.

Proprio la NPU, che sta per Neural Processing Unit, è un tassello fondamentale dei Core Ultra e delle loro capacità di gestire in locale carichi di intelligenza artificiale con efficienza e alte prestazioni. Formata da 2 Neural Compute Engine di terza generazione, la NPU è un nuovo componente che si aggiunge a CPU e GPU per gestire i carichi di IA.

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Intel parla infatti di tre "IA Engine", capaci di offrire in totale una potenza di 34 TeraOPS (dato rilevato su un Core Ultra 7 165H).Le tre unità lavorano insieme per spartirsi i compiti, perché non tutti i carichi sono uguali e ogni unità con le sue caratteristiche specifiche può risultare utile.

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I core x86 possono occuparsi di quei carichi che necessitano di una risposta rapida, ovvero quei task ridotti a bassa latenza. La GPU, con il suo throughput elevato e le sue tante unità in parallelo, è ideale per i carichi di lavoro più complessi. Nel mezzo agirà la NPU, pensata per occuparsi di carichi di IA sostenuti e di medio-alta entità, il tutto con una maggiore efficienza energetica rispetto agli altri due componenti.

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Fondamentale al fine di una corretta ripartizione dei carichi di lavoro il supporto alla NPU da parte degli sviluppatori di applicazioni di IA. Intel sta lavorando da mesi con le principali realtà del settore, si parla di ben 100 ISV, per rendere gli AI PC una realtà concreta sin da subito con qualcosa come 300 funzionalità in cui l'IA metterà lo zampino.

L'altro elemento di forte novità è la GPU, completamente rinnovata rispetto ai processori mobile del passato.

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Basata su architettura Xe LPG, accezione del progetto che ritroviamo nelle schede video dedicate della gamma "Arc A-Series", nota anche come Alchemist. Si tratta di un notevole passo avanti, non solo da un punto di vista delle prestazioni e dell'efficienza, ma anche perché la GPU dei Core Ultra è perfettamente compatibile con i driver che Intel ha sviluppato per le GPU desktop, ottimizzati per mesi non solo per le API di ultima generazione come DX12 Ultimate e Vulkan, ma anche per DX11 e DX9. Lo stesso vale per la tecnologia di upscaling XeSS, utile per incrementare le prestazioni native e conservare un'elevata qualità d'immagine.

Insomma, la GPU parte con un grande supporto sin da subito e questo, unito all'architettura, restituisce prestazioni all'incirca 2 volte superiori alla generazione precedente, con un miglioramento di 2 volte delle prestazioni per watt.

La GPU è dotata di un massimo di 8 Xe-core e, come la GPU desktop, prevede un'unità ray tracing per Xe-core, per un massimo quindi di 8. Questa è una novità rispetto alla GPU integrata precedente (Xe LP).

Nella GPU trovano spazio anche 128 Vector Engine, 8 sampler e 4 pixel backend, il 33% in più rispetto a Xe LP, mentre le geometry pipeline raddoppiano. Nella GPU c'è anche un DP4A Engine per accelerare carichi di inferenza INT8.

A queste caratteristiche si aggiungono la tecnologia Intel Adaptix Power Share per bilanciare il budget di consumo tra CPU e GPU esterna dedicata, la modalità Endurance Gaming per avere le massime prestazioni e la capacità di codificare simultaneamente fino a 4 flussi in 4K.

Nella GPU Arc dei Core Ultra H trovano spazio anche Xe Media Engine e Xe Display Engine. Il primo consente di decodificare e codificare nei formati AV1, VP9, AVC (H.264), HEVC (H.265) fino a 8K60 10 bit HDR. Il Display Engine permette di supportare fino a 4 schermi con uscite HDMI 2.1 (con supporto Fixed Rate Link fino a 12 Gbps), DisplayPort 2.1 20G e pannelli eDP1.4b.

Le altre caratteristiche dei Core Ultra H

I processori Intel Core Ultra H, la migliore incarnazione ad arrivare sul mercato, prevedono il supporto al memoria DDR5-5600 e LPDDR5/X-7467 (96 e 64 GB rispettivamente), mettono a disposizione 8 linee PCIe 5.0 per il collegamento a GPU dedicate e un totale di 12 linee per collegare fino a tre SSD PCIe 4.0 x4. Ci sono anche altre 8 linee PCIe 4.0 generiche.

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Supporto a 4 connessioni Thunderbolt 4, 10 USB 2.0 e 2 USB 3, nonché 2 SATA 6 Gbps, completano il quadro. Inoltre, oltre alla connettività 1 Gbit LAN, pieno supporto alle tecnologie wireless Wi-Fi 7 (tramite chip esterno) e Wi-Fi 6E (integrato), a seconda delle scelte degli OEM, con Bluetooth 5.4 / 5.3 e BT LE Audio.

Le prestazioni dei processori Core Ultra (secondo Intel)

Abbiamo detto che i Core Ultra Meteor Lake sono tutti nuovi e migliori dei precedenti, ma come si confrontano con la concorrenza? In attesa di mettere le mani sulle prime soluzioni in commercio, Intel ha condiviso diversi dati prestazionali per darci un'idea di quello che sono in grado di fare le nuove CPU in svariati ambiti.

Un primo grafico ci mostra come la Compute Tile, ossia i core x86 di Meteor Lake (a bordo del Core Ultra 7 165H), sarebbero in grado di offrire fino all'11% di prestazioni multi-thread in più rispetto all'architettura Zen 4 del processore Ryzen 7 7840U a parità di consumi. In un'altra slide, lo stesso Core Ultra viene indicato come l'8% più veloce del Core i7-1370P dal punto di vista delle prestazioni multi-thread

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Un altro grafico mostra il confronto sempre tra i due modelli, con il Core Ultra 7 165H che, allo stesso TDP di 28W del 7840U di AMD, richiede fino al 79% in meno di energia per gestire le stesse operazioni. Si va dal 7% di energia in meno nella navigazione online e nelle videoconferenze Teams, al 48% in meno di richiesta nella visione di un filmato in streaming da Netflix.

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Dal punto di vista delle prestazioni single-thread, Intel dichiara un vantaggio del 12% sul Ryzen 7 7840U ma, come visibile dalla slide, il Core i7-1370P fa meglio con un +21%.

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Un'altra slide evidenzia come nella riproduzione di video da Netflix, il nuovo processore riesca a consumare il 25% in meno (da circa 1540 mW a circa 1150 mW) sul precedente Core 13000P. Questo è possibile perché nel Core Ultra 7 165H preso ad esempio, il carico viene gestito dai nuovi LP E-core, a differenza del Core i7-1370P che si affida a P-core e E-core.

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Un'altra slide mostra come nei carichi multimediali con Procyon Video Editing, PugetBench for Premiere Pro e PugetBench for Lightroom, il Core Ultra 7 155H a bordo di un ASUS Zenbook 14 sia rispettivamente il 31%, il 41% e il 19% più veloce del Ryzen 7 7840U a bordo dell'ASUS Zenbook S 13.

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Passando alla GPU, Intel afferma che la nuova GPU Arc a bordo dei Core Ultra H è fino a 2 volte più veloce della grafica a bordo dei Core 13000P mobile con un TDP di 28W, con impostazioni 1080p medie, senza upscaling.

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Il confronto con AMD e il suo Ryzen 7 7840U vede la grafica di Meteor Lake su un livello prestazionalmente simile se non poco superiore, dipende dall'implementazione da parte del produttore di notebook. In ogni caso, Intel segnala che le prestazioni della nuova GPU possono essere ulteriormente incrementate con l'upscaling di XeSS.

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In media, Intel quantifica un boost prestazionale del 39% che consente, talvolta, di arrivare a un frame rate giocabile quando le prestazioni native sono troppo basse. In ogni caso, le prestazioni sono nettamente superiori alla grafica integrata precedente, come visibile in Ghostrunner II.

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E l'intelligenza artificiale? È qui che Intel sembra vantare, almeno a suo dire, gap decisamente più marcati su AMD e sulla generazione Core 13000. La seguente slide ci mostra un vantaggio massimo di ben 5,4 volte sul 7840U in GIMP Stable Diffusion, mentre gli altri gap sono minori ma comunque significativi.

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Intel rimarca la capacità delle CPU Core Ultra di gestire i carichi di lavoro su tre unità - CPU, GPU e NPU - cosa che, grazie ad algoritmi di nuova concezione - restituisce vantaggi evidenti in termini di prestazioni ed efficienza, quindi minori consumi.

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Non solo prestazioni, Intel sottolinea come i Core Ultra siano completi anche dal punto di vista del supporto ai vari formati alla base dell'IA, da parte di tutte le unità all'interno del processore. In base alla tabella mostrata, solo Intel offre hardware in grado di gestire al meglio l'IA, con AMD e Qualcomm che avrebbero diversa strada da fare, sia in termini di compatibilità che prestazioni.

Intel Core Ultra, specifiche e dettagli dell'offerta

Dopo aver illustrato le caratteristiche delle nuove CPU e le prestazioni dichiarate da Intel, passiamo ai loro nomi, alla segmentazione dei processori e alle loro caratteristiche. Quando in principio abbiamo parlato di tante prime volte, intendevamo anche il nome.

Intel ha modificato il nome dei suoi processori con Meteor Lake abbandonando la "i" che per tantissimi anni ha accompagnato i livelli numerici dei suoi chip: non vedremo più Core i3, i5, i7 ma Core 3, 5, 7 o Core Ultra 5, 7 e 9. Non sembra che siano previsti Core Ultra 3, almeno inizialmente. Oggi Intel ha introdotto solo i Core Ultra, mentre i Core mainstream arriveranno forse in seguito, basati su architettura Raptor Lake, in attesa di una transizione totale al modello disaggregato.

Modelli Intel Core Ultra e specifiche tecniche - Clicca per ingrandire

Rimanendo all'offerta presentata, Intel ha introdotto modelli H e U. Nel primo caso abbiamo Core Ultra 7 165H, Core Ultra 7 155H, Core Ultra 5 135H e Core Ultra 5 125H. Si tratta di CPU con Processor Base Power di 28W - MTP massimo di 64 e 115W, selezionabile dall'OEM.

Le prime due SKU hanno 16 core e 22 thread, mentre le altre due 14 core e 18 thread. Il modello 165H raggiunge un clock di punta di 5 GHz, con la GPU Arc equipaggiata con 8 Xe-core che arriva a un clock massimo di 2,3 GHz. Il 155H ha frequenze leggermente inferiori, mentre gli altri due modelli oltre ad avere meno core e cache, operano a clock inferiori e hanno una GPU con 7 Xe-core.

La gamma U, invece, conta processori con 12 core e 24 thread, GPU Intel Graphics con 4 Xe-core e valori di PBP e MTP di 15W e 57W. Il Core Ultra 7 165U rappresenta la punta di diamante di questa gamma.

Intel ci fa sapere che, nel corso del Q1 2024, arriveranno un ulteriore modello H ancora più spinto, il Core Ultra 9 185H e due modelli U chiamati Core Ultra 7 164U e Core Ultra 5 134U.

Il Core Ultra 9 185H si distingue dal 165H per il clock massimo di 5,1 GHz per quanto riguarda i P-core, i 2,35 GHz massimi per la GPU Arc e il PBP - Processor Base Power - di 45W, superiore ai 28W del 165H. In questo caso, inoltre, gli OEM non potranno che impostare 115W come MTP. Le due SKU della serie U invece sono modelli che s'inseriranno, per caratteristiche, nella gamma esistente, spiccando per il PBP di 9W e l'MTP di 30W; fondamentalmente sono da vedersi come modelli "low power".

Va fatto un inciso per quanto riguarda l'uso del marchio Arc per la GPU integrata: Intel lo concede solo per quei sistemi che hanno almeno 16 GB di memoria dual-channel, configurazione scontata per i processori Core Ultra della serie H. Invece, gli altri modelli potranno finire su notebook con configurazioni di memoria diverse, quindi Intel ha scelto di chiamare la GPU "Intel Graphics". L'architettura di fondo è sempre quella Xe LPG.

Intel EVO Edition, nuovo logo ma non solo

Nuova serie di CPU, ulteriore passo avanti per il programma di certificazione Intel Evo, il quale si adatta alla nuova categoria degli AI PC per garantire alta autonomia, reattività, funzionalità avanzate, caratteristiche hardware di primo piano e funzionamento senza interruzioni tra dispositivi. I dispositivi Intel Evo sono il frutto di un lavoro di co-ingegnerizzazione tra Intel e gli OEM, un rapporto "gomito a gomito" che assicura agli utenti finali un'esperienza di alto livello nell'uso quotidiano. Il debutto dei Core Ultra segna l'arrivo di un nuovo logo - Intel Evo Edition - per il programma che ormai è attivo da 5 anni.

Oltre 10 ore di autonomia della batteria con dispositivi dotati di display Full HD, prestazioni elevate ma con bassa rumorosità, avvio in meno di 1,5 secondi e 4 ore di autonomia con 30 minuti di ricarica sono gli obiettivi di Intel Evo. Inoltre, i dispositivi saranno anche più sostenibili, con certificazioni EPEAT Silver o migliore oppure TCO.

Focus ulteriore anche sulla parte di videoconferenza, con i notebook Intel Evo Edition equipaggiati con webcam con un punteggio VCX Camera pari o superiore a 32, ulteriore efficienza per le funzionalità audio e video che usano la NPU, luci di stato per la webcam in modo da assicurare privacy e sicurezza ed effetti video migliorati tramite Microsoft Studio Effects.

Attenzione anche per Intel Unison, un software che collega PC e altri dispositivi per offrire un'esperienza universale e di facile utilizzo con tutti i sistemi operativi.

Unison è stato migliorato per integrarsi con qualunque tablet e smartphone (Android o iOS che sia), aprendosi in versione standard anche a dispositivi oltre quelli certificati Intel Evo. Il software permette l'estensione dello schermo agli altri dispositivi, in modo da usare smartphone o tablet come display secondari, la condivisione di file e galleria con i tablet e connessioni contemporanee per collegare più dispositivi al tablet in una volta sola. In arrivo, nella prima parte del 2024, ci sono funzionalità come Universal Control e Swift Connect.

Disponibilità immediata

I notebook consumer con processori Intel Core Ultra sono disponibili da oggi. Si parla di oltre 35 clienti OEM e più di 30 retailer di spessore, con oltre 230 sistemi pronti a invadere il mercato da una folta schiera di partner tra cui Acer, ASUS, Dell, Dynabook, Gigabyte, HP, Lenovo, LG, Microsoft, MSI e Samsung. I modelli commerciali, basati su piattaforma Intel vPro, arriveranno prossimamente.