Intel Alder Lake-S: ficha técnica CPU, novedades y arquitectura

Ya está aquí Intel Alder Lake-S, por lo que te contamos todas las novedades que traen, la ficha técnica de los procesadores y su rendimiento inicial. Analizamos la nueva arquitectura de estos chips de 12ª generación, el socket LGA1700, los nuevos soportes DDR5 y, ¡mucho más!

Hay mucho que explicar en la nueva generación de procesadores Intel Core porque han cambiado muchas cosas respecto a Rocket Lake-S. Os vamos a explicar las diferencias con la anterior y lo contrapondremos con Ryzen 5000. Puedo ir adelantándoos que AMD va a tener que pelear aún más y no será suficiente tener más núcleos e hilos porque Intel, ha vuelto.

Ficha técnica de los procesadores Intel Alder Lake-S

El lanzamiento de Intel en noviembre incluye únicamente los SKU desbloqueados, es decir, los procesadores que se pueden overclockear; en enero se procedió a presentar el resto de chips. Solo será posible hacerlo con una placa base con chipset Z690, como viene siendo de costumbre en la marca.

Conviene explicar ciertos cambios en la tabla que muchos no entenderán.

• Intel Alder Lake-S organiza sus núcleos de forma híbrida en 2 tamaños distintos: unos de alto rendimiento (P o Performance) y otros eficientes (E o Efficient). De este modo, sube el número de núcleos totales gracias a esta nueva arquitectura, que luego explicaremos.
• Dependiendo del núcleo (P o E), veremos una frecuencia base y turbo distinta. Sin embargo, solo los Intel Core i9 e i7 harán uso de la Turbo Boost Max 3.0, quedándose fuera los i5.
• Thermal Velocity Boost desaparece; también la compatibilidad con las instrucciones AVX512.
• Los modelos KF no tendrán iGPU.
• Todos los chips serán compatibles con DDR4 y DDR5.
• Hay un upgrade de hilos bastante importante: 4 más en Intel Core i5, 4 más en i7 y 8 más en i9.
• Comentar que ese TDP máximo que anuncia Intel podría ser inferior al real si le hacemos overclock al procesador.
• Las columnas TDP las hemos puesto nosotros, ya que Intel no establece la palabra TDP en ningún sitio por cuestiones de marketing (lo explicamos en el apartado «overclock»).

Solo queda analizar el precio, y es que no vemos un aumento importante de precio en los procesadores respecto a Intel Rocket Lake-S, a pesar de que vengan con un proceso de 10 nm, más núcleos y más hilos. También es importante el hecho de que AMD subió bastante el precio de los Ryzen 5000 respecto a los Ryzen 3000.

Por último, decir que el precio en euros será mayor por la conversión, así que esperad el Intel Core i5-12600K por más de 300€, el i7-12700K por más de 400€ y el i9-12900K por más de 600€.

Intel 7, nuevo proceso de fabricación de Alder Lake-S

Intel Alder Lake-S será la primera generación de procesadores de escritorio en tener el proceso Intel 7, que técnicamente es Super Fin Enhanced 10 nm. Su densidad de transistores y su potencia tiene ciertas semejanzas con los nodos DUV de 7 nm fabricados por TSMC, por lo que va a ser muy interesante.

Intel no tiene fe en la organización modo Chiplet de AMD (CCX y CCD), por lo que ha optado por una arquitectura big.LITTLE: núcleos de alto rendimiento y núcleos de alta eficiencia. Los primeros se denominan Golden Cove, mientras que los segundos reciben el nombre de Gracemont. Esta estructura no es novedosa y fue diseñada por ARM tiempo atrás, pero es la primera vez que la vemos en la plataforma de escritorio porque solo se veía en IoT o dispositivos móviles. De este modo, Intel logra colocar más núcleos en las CPUs, lo que eleva también el número de hilos.

Volviendo al silicio, Intel apuesta por una arquitectura híbrida cuyos pilares se asientan sobre un DIE monolítico fabricado en un proceso Intel 7. Su diseño es prácticamente el mismo que Rocket Lake: caché centralizada y un bus de anillo bidireccional que conecta las partes del procesador.

En concreto, tendríamos 16 bloques:

• 8 pertenecen a los Golven Cove.
• 8 pertenecen a los Gracemont.

Cada uno tiene su anillo bidireccional dedicado, mientras que los grupos de 4 E-Cores (Gracemont) forman un clúster de núcleos electrónicos. Se puede decir que se pueden deshabilitar los núcleos Performance individualmente, pero los núcleos Efficient se deshabilitan por clúster. Otro detalle es que siempre tiene que haber un P-Core activo, así que los Alder Lake no pueden funcionar solo con E-Cores. Al contrario sí que funciona: 1 P-Core puede funcionar estando todos los E-Cores desactivados.

Respecto a la caché L3 compartida, todos los componentes del DIE pueden acceder de forma instantánea; eso sí, cada P-Core tiene un caché L2 dedicado de 1.25 MB; cada clúster E-Core tiene 2 MB de caché L2 que se comparten entre 4 E-Cores.

Perfomance Core y Efficiency Core, los protagonistas

Explicados anteriormente la existencia de unos núcleos híbridos, hay que recordar que Lakefield ya tuvo una arquitectura similar para portátiles. Entonces, Sunny Cove era el núcleo P-Core y Tremont fue el E-Core, pero Intel ha presentado la novedad en escritorio comparando el IPC sobre Cypress Cove, los núcleos de Rocket Lake-S.

En concreto, el aumento del IPC es del 19% sobre los chips de 11ª generación, mientras que se va al 28% en Comet Lake-S. Según apunta Intel, el protagonista debería ser Gracemont como el núcleo eficiente porque representa 1/4 de Golden Cove en el DIE, todo ello ofreciendo una frecuencia más que respetable.

Intel trabajó mucho en los núcleos Gracemont, y es que admite el conjunto de instrucciones de 526 bits AVX2 y AVX-VNNI, logrando que el rendimiento sea un 40% superior al de un núcleo Skylake (en potencia ISO). De esta manera, supone la clave para lograr el equilibrio entre potencia y frecuencias.

El músculo lo ponen los P-Cores o Golden Cove, con un aumento del IPC del 28% respecto a Skylake. Es curioso que Intel haya eliminado las instrucciones AVX-512 de estos chips, y la razón podría ser la poca demanda de éstas, prevaleciendo la coherencia ISA entre los núcleos.

Por si hiciera falta, era una obviedad que se había mejorado el rendimiento monohilo en esta última generación.

Intel Thread Director: se requiere Windows 11

Las diapositivas de la presentación de Intel Alder Lake-S desvelan el Intel Thread Director, una especie de middleware que opera con el S.O, software y los núcleos de la CPU. Su función principal es analizar una carga de trabajo y ayudar al S.O a distribuirla entre los grupos P-Cores o E-Cores a nivel de proceso y de subproceso.

Lo óptimo sería tener Windows 11, pero Windows 10 podría valer (no es seguro) porque Alder Lake-S viene con un soporte para los núcleos preferidos. Esto es porque Windows 11 tiene QoS, lo que permite que los programas comuniquen al S.O qué tipo de carga de trabajo son para que el Windows Scheduler pondere y asigne los recursos de núcleos P o E.

El Thread Director monitoriza el funcionamiento del procesador en un baremo de nanosegundos, pero algunos procesos pueden requerir funciones que solo pueden ser atendidas por núcleos P. Así que Thread Director viene a ser una optimización que lidia con el sistema operativo, los programas y la CPU, colaborando con el Programador de Windows para asignar de forma inteligente unos núcleos u otros.

Chipset Z690 y LGA1700: DDR5 y PCI-Express 5.0

Por un lado, tenemos nuevo socket denominado LGA1700; por otro, hay un nuevo chipset entusiasta: el Z690. Queda claro que los Rocket Lake-S y Comet Lake-S se quedan fuera de esta nueva serie de placas Intel 600, y no serán compatibles con LGA1700.

La principal novedad está en el soporte de memoria RAM DDR5, pero lo cierto es que habrá placas base con DDR4 y otras con DDR5. Es posible que podamos ver alguna placa con DDR4 y DDR5, pero solo es una posibilidad y no hay nada confirmado. Decir que las que vengan con DDR5 no serán nada baratas.

Los estadounidenses siguen enfocando el chipset Z para los entusiastas, incluyendo funciones de overclock para procesadores desbloqueados. Este chipset Z690 se comunica con la CPU mediante un bus DMI Gen4 x8, ofreciendo un ancho de banda de 128 Gbps por cada dirección.

• Los procesadores ofrecen 2 opciones:
  • • 1×16 PCIe 5.0 + 1×4 PCIe 4.0.
    • 2×8 PCIe 5.0 + 1×4 PCIe 4.0.
• El chipset Z690 ofrece lo siguiente:
  • • Hasta 12x PCIe 4.0.
    • Hasta 16x PCIe 3.0.
    • Hasta 4 USB 3.2 Gen 2×2.
    • Hasta 10 x USB 3.2 2×1.
    • Hasta 10 x USB 3.2 1×1.
    • WiFi 6E.
    • Intel 2.5G.

Dicho en otras palabras, los carriles PCIe 4.0 van a ser muy interesantes para SSD M.2 NVMe o RAIDs que se beneficien de ese ancho de banda. No hemos visto soporte USB4 en el propio chipset, pero puede que veamos esta interfaz en las placas entusiastas.

El socket LGA1700 es más largo que LGA1200, siendo una de las razones la de lograr mayor superficie para transferir más calor.

Overclock

¿Cómo será el overclock en Intel Alder Lake-S? Pues bien, se han introducido bastantes novedades en la arquitectura de overclock y en los ajustes del mismo. Para empezar, podemos hacer overclock separado de los P-Cores y E-Cores: frecuencias base, turbos, etc.

Respecto a las memorias RAM, podremos hacer overclock de DDR4 y DDR5 con el PC funcionando, sin tener que reiniciar e irnos a la BIOS. En este sentido, también se ha mejorado XMP 3.0 para módulos DDR5, pero vayamos paso a paso.

Diferenciación en E-Cores y P-Cores

Con la llegada de los E-Cores, Intel les ha dotado de su propio multiplicador de frecuencia base (xE), mientras que los P-Cores tienen un multiplicador llamado xP. Para liar más las cosas, la iGPU también tiene su multiplicador (xG), mientras que el xR es el multiplicador que ordena la frecuencia a la que deben funcionar la caché L3 y la interconexión Ringbus.

Tendremos 2 frecuencias base separadas:

La CPU tiene un generador de frecuencia interno en el die, reduciendo el coste de la placa base. Dicho esto, habrá placas base de gama alta que vendrán con un generador de frecuencia externo con un rango de frecuencia más amplio (BCLK)

En resumen, tendremos hasta 20 ajustes para dejar a punto el overclock de la CPU Alder Lake-S.

Se mejora el overclock y se empiezan a ver los primeros ajustes marcados por Extreme Tuning Utility 7.6: simplifica el OC con Speed Optimizer. Como ocurre en muchas placas base, Speed Optimizer ofrece un overclock de 100 MHz fijo a la CPU.

Ya escribimos sobre el trabajo de Intel en el funcionamiento de los disipadores y en la transferencia de calor desde el Die. Veremos un sustrato con silicio muy fino que será soporte para un die reducido y una capa STIM mucho más delgada. Una de las claves está en el difusor de calor integrado: es de cobre y puede absorber más calor.

Hay que hablar de los Power Limits, y adelantaros que el PL1 no coincide con el TDP anunciado: 125 W; de hecho, si os ponemos la diapositiva de la ficha técnica, Intel no hace uso del término TDP. Parece que el PL2 hace referencia a «Maximum Turbo Power«, y en la tabla de arriba aparece con 241 W. Coged este dato como referencia porque los 125W se alejarán mucho de la realidad, siendo real en situaciones en las que no haya casi carga de trabajo y se funcione con pocos núcleos.

Por último, las tecnologías Turbo Boost Max 3.0 y Turbo Boost 2.0 seguirán existiendo, aunque Intel Core i5 se queda solo con 2.0. Decir que Thermal Velocity Boost queda fuera, pudiendo tener que ver el hecho de que Intel haya mejorado otros aspectos y no tenga que apretar tanto sus CPUs.

DDR5: Extreme Memory Profile 3.0 y Dynamic Memory Boost

Las memorias RAM DDR5 vendrán con Extreme Memory Profile 3.0 (XMP), una función que ya conocíamos en la generación pasada, pero ahora está renovada. En resumidas cuentas, permite aplicar una frecuencia y una latencia predeterminada para el módulo sin tener que meternos a ajustar timings manualmente. Funciona a base de perfiles.

Con XMP 3.0 tendremos hasta 5 perfiles almacenados por DIMM, siendo 3 los proporcionados por el fabricante, mientras que los otros 2 los definimos nosotros. Veremos también el soporte DDR5 PMIC con los 3 rieles de voltaje: VDD, VDDQ y VPP.

Antes lo hemos dicho: será posible hacer overclock a nuestras memorias RAM mientras usamos el PC en Windows. Se trata de la función Dynamic Memory Boost: hace un overclock dinámico según la demanda del S.O. Puede ir cambiando entre el perfil JEDEC por defecto y los perfiles XMP 3.0 para ahorrar energía, y lo hará teniendo en cuenta la carga de trabajo del S.O.

Rendimiento

Terminamos con las míticas diapositivas de Intel en las que se enseñan porcentajes de diferencia en relación con el rendimiento de los chips rivales. Intel ha escogido el i9-11900K y el Ryzen 9 5950X para compararlos contra el i9-12900K, seleccionando 9 juegos diferentes.

En Tomb Raider muestra mejor rendimiento el Ryzen 9, pero el i9-12900K llega a dar un 14% rendimiento extra en Far Cry 6 y una diferencia del 30% en Troy. Llega a dar 1.5 veces más de rendimiento en algún juego si lo comparamos con el i9-11900K.

Siempre es preferible que los fabricantes pongan los datos en FPS y no en porcentajes, pero ya sabéis lo que ocurre con las diapositivas de presentación.

Esperamos que os haya sido de ayuda, y si tenéis alguna dudad dejadla más abajo para que podamos resolverla.

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