Panther Lake : analyse du processeur de votre futur PC portable

Les prochains processeurs mobiles « Panther Lake » d’Intel sont prévus pour fin 2025 et doivent relancer la compétitivité du groupe en matière de vente de puces. Panther Lake doit prouver que la gravure Intel 18A est au niveau de TSMC pour attirer des clients vers ses usines.

Prévus pour la fin de l’année 2025, les futurs processeurs mobiles « Panther Lake » d’Intel doivent surmonter deux défis majeurs : raviver la compétitivité de l’entreprise dans le domaine des ventes de puces et prouver à l’industrie que sa technologie de gravure 18A est à la hauteur de celle de TSMC. Cet article offre une analyse approfondie d’une puce stratégique pour l’avenir d’Intel.

Un prototype de la puce Core Mobile Ultra de 16e génération, nom de code Panther Lake.

Si ce processeur avait la capacité de ressentir, on dirait qu’il a tant de grandes ambitions que la pression pèse sur ses épaules ! Sous le nom de code « Panther Lake », ce nouveau processeur pour ordinateurs portables « Core » de 16e génération est l’une des puces les plus cruciales de l’histoire d’Intel.

Dans un marché dominé par Apple, qui bénéficie des dernières avancées technologiques, où AMD prend des parts de marché, et dans lequel Qualcomm semble avoir la mainmise sur la puissance par watt, Panther Lake a un défi de taille à relever. Il devrait être intégré dans des ordinateurs portables entre la fin de 2025 et le début de 2026, portant avec lui de grands espoirs de ventes.

Cependant, l’enjeu pour Intel dépasse largement un simple succès sur le plan générationnel.

D’un côté, il doit permettre à Intel de retrouver sa compétitivité. Successeur de Lunar Lake, il doit réussir à conjuguer l’efficacité énergétique record de Meteor Lake (2023) et les leçons en matière de hautes performances apprises par Arrow Lake (2024).

De plus, il doit prouver que la gravure de sa partie CPU, appelée Intel 18A, est enfin capable de rivaliser avec TSCM, ce qui pourrait aider à attirer de nouveaux clients vers ses usines, qui n’ont pas encore trouvé un marché de grande envergure. Si Panther Lake atteint ces deux objectifs, Intel, qui traverse une période difficile depuis des années, pourrait retrouver une nouvelle vitalité.

Examinons donc cette nouvelle puce afin d’évaluer le potentiel d’Intel et les performances possibles de votre futur ordinateur portable !

### Plus de briques signées Intel

À l’instar de ses prédécesseurs, Meteor Lake et Arrow Lake, Panther Lake demeure une puce désagrégée. Cela signifie qu’il ne s’agit pas d’un processeur construit d’un seul bloc, mais d’un assemblage de différentes pièces de puces.

L’objectif de cette méthode, un procédé technique appelé « packaging », est de maintenir les coûts aussi bas que possible. En effet, plus les puces sont volumineuses, plus les rendements diminuent et les coûts augmentent. En combinant des blocs de mini-puces, Intel parvient à offrir un processeur final moins cher tout en conservant des performances similaires.

Comparé à Arrow Lake, la configuration évolue considérablement. Alors que les blocs de la génération précédente étaient produits uniquement par TSMC, il ne reste plus qu’un ou deux de ces blocs dans Panther Lake. Le hub de contrôle de la plateforme (PCH) est désormais produit en TSMC N6, et la variante GPU à 12 cœurs est en N3.

En revanche, la majorité des composants sont fabriqués par Intel : le CPU est en Intel 18A, le GPU à 4 cœurs en Intel 3, le tout étant assemblé grâce à des technologies de packaging internes (Foveros 2.5D).

Cette production interne représente un progrès considérable pour Intel, qui auparavant voyait ses marges se réduire en raison des coûts des pièces techniques commandées à TSMC. Si une baisse des prix n’est pas à prévoir – Intel établirait le tarif de ses puces en fonction de la concurrence – la puce devrait cependant coûter moins cher à produire que Lunar Lake (2024), qui incluait également la mémoire vive.

### L’impact du Intel 18A sur le CPU

Avant aborder les détails techniques de cette puce tout-en-un (SoC), il est important de noter que les nouveaux cœurs CPU tireront parti des avancées de la méthode de fabrication.

La gravure Intel 18A, un « nœud » de fabrication, ne se résume pas à une simple réduction de la taille des circuits. Concurrent du nœud TSMC N3E, ce procédé introduit deux nouvelles caractéristiques : RibbonFET et PowerVIA.

Cette structure où les portes entourent complètement les canaux présente deux avantages : réduire les fuites de courant, ce qui permet d’abaisser le voltage minimal et donc de diminuer la consommation énergétique, et améliorer la densité en transistors, choisissant ainsi des promesses allant jusqu’à 15 % d’amélioration des performances par watt.

PowerVIA, quant à lui, consiste à isoler les circuits. Au lieu de mélanger le signal et l’alimentation, cette dernière est désormais placée à l’arrière de la puce. Bien que cette conception ait présenté des défis de mise en œuvre, les bénéfices incluent une augmentation de la densité de transistors de 5 à 10 % et des économies d’énergie d’environ 4 %.

### CPU : deux nouvelles microarchitectures

Pour cette nouvelle famille de puces, Intel introduit deux microarchitectures : Cougar Cove pour les cœurs haute performance (P-Cores) et Darkmont, qui se décline sous deux variantes (E-Cores et LP E-Cores).

Darkmont, évolution de Skymont, fonctionne par groupes de quatre. Dans sa version LP E-Core, elle est la variante à très basse consommation, intégrée dans toutes les configurations de la gamme sous la forme d’un groupe de LP E-Cores. Isolés des autres cœurs, ils disposent de leur propre mémoire cache et sont les premiers activés en cas de besoin. Ce seront les seuls cœurs Darkmont présents dans les configurations à 8 cœurs CPU.

Les modèles Panther Lake à 16 cœurs profiteront de deux groupes supplémentaires de E-Cores, ceux-ci pouvant fonctionner à des fréquences plus élevées que les LP E-Cores et seront intégrés à un pool de mémoire partagé avec les P-Cores pour supporter les opérations très multi-threadées sans surcharger la surface de silicium.

Bien que ces cœurs soient conçus pour être économes en énergie, ils sont qualifiés de « petits monstres » par leur concepteur, Steve Robinson. Notons qu’ils sont également intégrés dans les nouveaux processeurs « Clearwater Forest » qui affichent jusqu’à 244 cœurs destinés aux centres de données.

Tous les modèles de Panther Lake comprendront quatre cœurs haute performance Cougar Cove. Tirant leur origine de Lion Cove, ces cœurs plus puissants bénéficient de leur propre mémoire cache L2, tandis que les E-Cores partagent une mémoire. En plus de cette mémoire cache L2, ils partagent également un total de 18 Mo de cache L3, facilitant les tâches les plus complexes.

Les promesses sont optimistes : des performances par cœur atteignant une amélioration de plus de 10 %, et jusqu’à 50 % en multicœurs tout en conservant le même niveau de consommation énergétique. Cette finesse de gravure permet d’augmenter le nombre de cœurs CPU optimisés, offrant ainsi une concurrence accrue à AMD et Apple.

### GPU : nouvelle architecture et plus de cœurs

Dans le cadre des SoC mobiles, Intel introduit une architecture GPU évoluée, nommée Xe3, qui sera également intégrée dans des versions plus puissantes (Xe3P) pour de futures cartes graphiques dédiées.

Proposée en configurations de quatre ou douze cœurs, la version à douze cœurs permettra de jouer à des jeux exigeants. L’accent est mis sur le jeu à basse consommation énergétique, renforçant ainsi la position d’Intel sur ce segment.

Cette troisième génération de microarchitecture graphique Xe3 bénéficie de révisions significatives. Les registres graphiques, cœur de tout moteur graphique, accompagnent d’importantes améliorations dans les moteurs vectoriels et les unités de ray-tracing, ce qui explique les gains de performances, étant donné que cette tuile reste gravée en TSMC N3, comme Lunar Lake.

Les spécificités des nouvelles puces, bien que non encore officialisées avec leurs détails de coeurs, fréquences et prix, sont en pleine optimisation. Par conséquent, Intel évite pour l’instant de fournir des comparaisons précises de performance avec des jeux particuliers.

Pourtant, les tests internes révèlent des capacités de calcul, notamment en ray-tracing, avec une double capacité de traitement pour des tâches comme le filtrage anisotropique. Intel annonce des performances pouvant atteindre 50 % de gains par rapport à Lunar Lake.

À noter que l’impact de la mémoire cache L2 de 16 Mo est significatif dans la production des multiples trames. La génération de plusieurs trames (Multi-frame Generation – MFG) utilise des images clés stockées dans cette mémoire afin de créer des images interstitielles, optimisant ainsi l’expérience de jeu.

### NPU : légèrement plus puissant, mais plus compact

Le nouveau processeur neuronal (NPU) de Panther Lake développe une puissance de 50 TOPS, soit 2 TOPS de plus que son prédécesseur. Bien que cette progression soit modeste, elle valide les exigences minimales pour les « AI PC » établies par Microsoft.

L’efficacité est une force majeure de ce NPU, qui, bien que plus ou moins identique en puissance, est 40 % plus compact que son aîné, libérant ainsi de l’espace pour d’autres composants.

Architecturalement, la plus grande amélioration réside dans la réduction du nombre d’unités de calcul, passant de six à trois. Cette approche permet de doubler la capacité de chacune de ces unités via des Multiplieur-accumulateur (MAC). Cela s’avère crucial dans le calcul IA, où la performance passe par cette zone de traitement.

### Processeur d’image et moteur multimédia

Le développement d’unités spécialisées contribue souvent aux avancées en autonomie des PC portables. Dans ce cadre, les équipes de Panther Lake ont mis au point deux co-processeurs : le moteur multimédia et le processeur d’image.

Le premier, une sous-unité du GPU appelée Xe Media Engine, gère la compression et la décompression matérielles de divers codecs vidéo. Cette fonction est essentielle pour une opération efficace, permettant des décodages sur le GPU ou le CPU, mais avec moins de consommation d’énergie et de latence.

Une des principales nouveautés de ce co-processeur est la prise en charge des codecs X-AVC de Sony, permettant d’accélérer le montage vidéo de séquences réalisées avec leurs appareils photo.

Par ailleurs, le moteur multimédia supporte le décodage et l’encodage matériel en 10 bits pour les codecs AVC (h264) et AV1, tout en maintenant les capacités sur HEVC (h265) et VP9, ce qui en fait l’un des systèmes les plus complets du marché.

Le second composant, le nouveau coprocesseur d’image (IPU), prend en charge les modules de caméra et convertit le signal lumineux en images. La version 7,5 de cet IPU présente des avancées telles qu’un mode HDR amélioré et des algorithmes d’IA pour le traitement des images.

Cet IPU est aussi conçu pour être économe en énergie, car il utilise l’interface M-PHI de la MIPI Alliance, évitant ainsi l’utilisation d’USB, généralement plus énergivore.

### Une puce critique pour le destin d’Intel

Bien qu’il serait exagéré de dire que l’avenir d’Intel dépend uniquement de la réussite de Panther Lake, cette puce endosse un rôle majeur. Elle doit prouver qu’Intel a regagné sa place sur le marché des microarchitectures et de la qualité de production.

Trois déclinaisons de puces Panther Lake seront lancées : une avec quatre P-Cores et LP E-Cores (8 cœurs CPU) et 4 cœurs GPU, une autre plus performante intégrant 4 E-Cores (12 cœurs CPU), et enfin, une troisième qui reprendra la base à 12 cœurs CPU mais triplera la capacité graphique avec 12 cœurs GPU.

L’objectif est non seulement d’augmenter les revenus par la vente de puces, surtout qu’elles devraient être moins coûteuses à produire, mais également de démontrer que la gravure Intel 18A est compétitive et d’attirer des clients professionnels vers ses usines.

Les résultats des benchmarks, les performances globales, y compris l’endurance, et le positionnement tarifaire de ces puces n’auront jamais été aussi stratégiques pour Intel.