Was sind die Kernleistung und die Effizienz von Intel Alder Lake-Prozessoren

Der PC-Prozessorsektor hat in den letzten Jahren eine Reihe wichtiger Innovationen erlebt, und das Debüt der neuen Intel Core CPUs der 12. Generation, die zur „Alder Lake“-Familie gehören, repräsentiert einen sehr wichtigen Moment in der Entwicklung des Sektors. Tatsächlich hat Intel mit dieser Prozessorgeneration eine neue Hybridarchitektur eingeführt, die aus zwei verschiedenen Kerntypen besteht. Ein einzelner Alder Lake-Prozessor besteht tatsächlich aus Performance Core (P-Core) und Efficient Core (E-Core).

Viele Jahre lang hat Intel seine Evolutions- und Innovationsagenda erheblich verlangsamt. Seit der Einführung der Skylake-Prozessoren der sechsten Generation (aber teilweise auch bei früheren Generationen) haben die Intel-CPUs immer sehr begrenzte Innovationen mit kleinen Verbesserungen im Zusammenhang mit dem Generationssprung hinzugefügt. Nachdem Intel im Bereich der Desktop- und Notebook-CPUs eine echte Dominanz erlangt hatte, musste es sich mit den neuen Ryzen-CPUs von AMD und später mit den supereffizienten Silicon-Prozessoren von Apple auseinandersetzen.

Um einen substanziellen Generationssprung für seine Palette an Desktop- und Notebook-Prozessoren zu gewährleisten, hat sich Intel auf die Einführung einer absoluten Neuheit konzentriert: die Hybridarchitektur mit Leistung und effizientem Kern der Alder Lake-CPUs. Dies ist eine innovative Lösung, die einen klaren Bruchpunkt mit dem darstellt, was Intel in den letzten Jahren getan hat und einen Qualitätssprung im Vergleich zur elften Generation von Intel Core vorwegnimmt. Die mit Alder Lake eingeführte Hybrid-Architektur wird Intel-Prozessoren auch für die nächsten Jahre mit dem Ziel prägen, je nach Situation Leistung oder Effizienz zu maximieren.

Hier erfahren Sie, was Intels Performance Cores und Efficient Cores sind und welche Vorteile diese spezielle Lösung auszeichnen, die das Unternehmen mit der 12. Generation von Intel Core-Prozessoren eingeführt hat.

Intel Alder Lake: die Hybrid-Revolution

Intel Core „Alder Lake“-Prozessoren kamen Ende 2021 mit Desktop-Lösungen auf den Markt. Ab dem ersten Quartal 2022 brachte das Unternehmen jedoch auch die Alder Lake-Prozessorreihe für Notebooks auf den Markt. Dieser Bereich besteht aus drei Serien (U, P und H). Die U-Serie ist für ultraleichte und dünne Laptops gedacht. Die H-Serie wurde für Gaming-Laptops und -Workstations entwickelt, die High-End-Leistung erfordern. Die P-Serie hingegen bietet selbst für ultraleichte Notebooks (von Intel als „Thin & Light“ definiert) ein hohes Leistungsniveau. Die gesamte Palette der Alder Lake-Prozessoren kann auf die neue Hybridarchitektur bestehend aus Efficient Core oder den hocheffizienten Cores und Performance Core oder den High-Performance-Cores zählen.

Intel-Prozessoren aus der Alder-Lake-Familie lassen sich leicht erkennen, indem Sie einfach den Namen des Prozessormodells überprüfen. Nach der CPU-Kategorie (Core i3, i5, i7 oder i9), die die Leistungsstufe basierend auf dem Marktsegment identifiziert, haben Intel-Prozessoren ein alphanumerisches Kürzel. Die ersten beiden Ziffern dieses Akronyms identifizieren die Generation. Um eine Intel Alder-Lake-CPU zu identifizieren, muss daher auf die Nummer „12“ (das ist die zwölfte Generation) verwiesen werden. Beispielsweise ist der Core i7-1265U-Prozessor der 12. Generation und kann auf eine Hybridarchitektur zählen. Gleichzeitig ist der Core i7-1195G7 Prozessor aber die 11. Generation und verfügt nicht über die Hybridarchitektur aus Efficient und Performance Core.

Intel Core Prozessor

Mehrkernprozessoren: von symmetrischer zu asymmetrischer Architektur

Herkömmlicherweise verfügt ein Multi-Core-Prozessor über eine Reihe von Kernen, die eine identische Leistung liefern können. Je nach Bedarf kann der Prozessor eine bestimmte Anzahl von Kernen und mit einer bestimmten Frequenz verwenden, wobei auch die Betriebstemperatur berücksichtigt wird, die aus offensichtlichen Gründen einen direkt vom Hersteller festgelegten Grenzwert nicht überschreiten darf. Die Verwendung identischer Kerne ermöglicht Ihnen den Zugang zu einer Reihe von Vorteilen, ist jedoch gleichzeitig mit einigen Problemen verbunden. Maximale Leistung mit maximaler Energieeffizienz zu kombinieren, kann schwierig, wenn nicht gar unmöglich sein.

Stromverbrauch und Betriebstemperaturen sind ein sehr wichtiger Parameter, insbesondere wenn der Prozessor besonders komplexe Aufgaben ausführen muss. Das Ausführen von Hintergrundaktivitäten, die einfach zu verwalten und aus Energie- und Ressourcensicht nicht teuer sind, und das Zusammenpressen eines Kerns, um komplexe Aufgaben wie das Rendern oder Verwalten der Physik eines besonders aufwendigen Videospiels zu erledigen, sind Szenarien von völlig unterschiedlichem Nutzen. Die symmetrische Architektur der Prozessoren kann daher mit einigen Einschränkungen umgehen.

Aus dieser Notwendigkeit ergibt sich die Notwendigkeit, eine asymmetrische und flexible Lösung zu finden, die in der Lage ist, das Beste aus der verfügbaren Hardware basierend auf der Software zu machen. So können Leistung und Effizienz von Zeit zu Zeit optimiert werden.

Hybridarchitektur: von Smartphones bis zu den neuen Intel Core-Prozessoren

Aus der Notwendigkeit, sich an alle Nutzungskontexte anpassen zu können, um stets die Leistung zu maximieren, ergibt sich die Notwendigkeit, auf eine asymmetrische und damit hybride Architektur zu setzen. Diese Lösungen umfassen zwei oder mehr Arten von Kernen, die in der Lage sind, Maßnahmen zu ergreifen, wenn das System dies erfordert. Jeder Kern ist bei dieser Art von Architektur “spezialisiert” und hat bestimmte Eigenschaften. Hocheffiziente Kerne können beispielsweise einfachste Aufgaben bei minimalem Stromverbrauch bewältigen, die Akkulaufzeit eines Notebooks verlängern und dazu beitragen, die Temperaturen in einem Desktop-PC zu senken.

Setzt man jedoch auf leistungsstarke Cores, ändert sich die Situation. Diese Lösungen können die Leistung maximieren, selbst wenn sie ein paar Watt mehr verbrauchen. Ein solcher Core kommt immer dann zum Einsatz, wenn das System eine besonders komplexe Aktivität (ein Rendering, ein Videospiel etc.) verarbeiten muss. Die Effektivität einer hybriden Architektur wird durch die Fähigkeit repräsentiert, die Verwendung einzelner Kerne zu verwalten und die auszuführenden Aktivitäten auf den am besten geeigneten Kern zu lenken, um sie auszuführen. Auf diese Weise können Effizienz und Leistung maximiert werden.

Der Sektor der Smartphones und Mobilgeräte hat in kurzer Zeit hybride Architekturen eingeführt, die sich auf ARM-Lösungen stützen, die sich am besten an alle Nutzungskontexte anpassen können. Die CPUs von Smartphones verfügen seit mehreren Jahren über hocheffiziente Kerne, die fast immer aktiv sind und in der Lage sind, alle Hauptaktivitäten mit minimalem Verbrauch zu verwalten, und leistungsstarke Kerne, um die komplexesten Anwendungen zu verwalten.

Mit den neuen Alder-Lake-Prozessoren der 12. Generation von Intel Core hält daher auch die asymmetrische und hybride Architektur der CPUs Einzug in die Welt der PCs und Notebooks mit Windows- und Linux-Betriebssystemen. Die Einführung dieses Systems zielt darauf ab, die gleichen Ziele zu erreichen, die den Smartphone-Sektor zur Einführung asymmetrischer Lösungen gedrängt haben.

Die Vorteile von Intels Core Performance und Efficient

Die Entscheidung für eine Hybridarchitektur stellt für Intel-Prozessoren einen bedeutenden Generationsschritt nach vorne dar. Efficient Cores und Performance Cores sind das neue Tool, mit dem das Unternehmen darauf abzielt, Leistung und Effizienz (oder beides) basierend auf den Situationen, der Art der auszuführenden Aktivität und dem Gerät, auf dem der Prozessor installiert wird, zu maximieren. Dank der Efficient Cores ist es möglich, einfache Aufgaben bei sehr geringem Verbrauch zu erledigen. Für Notebooks ist diese Art von Kern daher unerlässlich, da Sie damit die täglichen Aktivitäten besser verwalten können, ohne die verbleibende Autonomie zu beeinträchtigen.

Die Efficient Cores spielen auch eine Schlüsselrolle in der Desktop-Umgebung und kümmern sich um alle leichteren Aktivitäten (z. B. die Verwaltung des E-Mail-Clients oder anderer Messaging-Apps), während die Performance Cores komplexere Aktivitäten ausführen (z. B. die Verwaltung von ein Videospiel). Das Ziel der Hybridarchitektur von Intel mit Core Efficient und Performance besteht genau darin, die Möglichkeit zu gewährleisten, eine Leistung zu erhalten, die immer für die Art der auszuführenden Aktivität und den Kontext, in dem diese ausgeführt werden, optimiert ist.

Die Leistungskerne (P-Kerne) sind:

  • physisch größer und auf Höchstleistung ausgelegt, ohne dabei die Effizienz aus den Augen zu verlieren
  • Optimiert für Single-Thread-Aktivitäten mit geringer Latenz und in der Lage, Hyper-Threading-Aktivitäten durchzuführen, indem zwei Software-Threads gleichzeitig verwaltet werden
  • im Durchschnitt 19 % schneller als Kerne der 11. Generation

Die Efficient Cores (E-Core) hingegen sind:

  • physisch kleiner als P-Cores und nehmen nur halb so viel Platz ein
  • optimiert für Multi-Core-Aktivitäten mit Fokus auf Leistung pro Watt und damit auf Erhaltung der Energieeffizienz
  • Entwickelt, um Single-Thread-Aufgaben zu verarbeiten
  • 40 % schneller als Core SkyLake bei gleichem Verbrauch

Den koordinierten Betrieb der P-Cores und E-Cores verwaltet der Intel Thread Director. Es handelt sich um eine Hardwarelösung, die entwickelt wurde, um die Verwaltung von Aktivitäten zu optimieren und von Zeit zu Zeit den am besten geeigneten Kern für die Ausführung eines bestimmten Threads auszuwählen. Je nach Bedarf kann der Thread Director daher die schwersten Aufgaben den Performance Cores und die leichtesten den Efficient Cores zuweisen.

Prozessoren mit Hybridarchitektur werden sich im Laufe der Zeit nur verbessern und eine zunehmend optimierte Leistung bieten. Tatsächlich werden Anwendungsentwickler in Zukunft in der Lage sein, ihre Produkte mit Code zu erstellen, der sich an hybride Lösungen anpassen lässt. Auf diese Weise kann eine Anwendung die Multi-Core-Leistung einer CPU optimal nutzen und parallele Threads starten, um gleichzeitig das Beste aus Efficient und Performance Cores herauszuholen.

Worauf Sie bei der Wahl eines Intel Core Alder Lake Prozessors achten sollten

Die neue Hybridarchitektur von Intel wurde zwischen Ende 2021 (für Desktops) und Anfang 2022 (für Notebooks) eingeführt. Dies ist eine neue Lösung und hat in einer x86-Umgebung keine wesentlichen Vorgänger. Für Anwender und Entwickler besteht die Notwendigkeit, sich einer Übergangsphase zu stellen, um das Potenzial der neuen Architektur in den verschiedenen Nutzungskontexten genau zu bewerten.

Wie oben erwähnt, wird die Software in den nächsten Jahren unweigerlich zunehmend optimiert werden, um die Vorteile der Hybridarchitektur von Intel zu nutzen. Der Code passt sich an, um die Vorteile von Core Performance und Core Efficient zu nutzen, um immer maximale Leistung und Effizienz zu gewährleisten, basierend auf den verschiedenen Nutzungskontexten. Ältere und veraltete Anwendungen können Schwierigkeiten haben, das Potenzial der Architektur auszuschöpfen.

Das für die Apps Gesagte gilt auch für das Betriebssystem. Um Intels Core Efficient und Core Performance optimal zu nutzen, muss Windows 10 in seinen neuesten Versionen oder Windows 11 verwendet werden, ein Betriebssystem, das praktisch gleichzeitig mit Alder Lake debütierte. Bei Linux-Distributionen ist es notwendig, von Zeit zu Zeit den von den Entwicklern garantierten Optimierungsgrad für die hybride Architektur zu überprüfen, um sicherzustellen, dass die verfügbaren Hardwareressourcen maximal ausgenutzt werden.

Bei der Wahl des Intel Alder Lake CPU-Modells gilt es nun, verschiedene Aspekte abzuwägen. Die Anzahl der Core Performances und die Anzahl der Core Efficients sind nicht immer gleich. Je nach Modell ändert sich tatsächlich die Konfiguration von Core. Gleichzeitig ist außerdem die Unterstützung für Hyper Threading nicht auf Efficient Cores, sondern nur auf Performance verfügbar. Infolgedessen haben Intel-CPUs nicht mehr die doppelte Anzahl von Threads wie die Anzahl von Kernen.

Im Notebook-Bereich muss, wie bereits erwähnt, mit dem Debüt der neuen Alder-Lake-Reihe auf die Prozessorserien geachtet werden. Intel stellt drei verschiedene Serien her (U, P und H). Die U-Serie bleibt diejenige mit dem niedrigsten Verbrauch, während die H-Serie in der Lage ist, das Beste aus den Performance Cores herauszuholen, um die Leistung zu maximieren. Serie B ist eine Zwischenlösung, die eine ausgewogenere Leistung bieten kann.

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