Intel Core i7 et Core i5 LGA 1155 Sandy Bridge

Un IGP sur le même die

Début 2010, Intel avait été le premier à intégrer un cœur graphique dans un processeur desktop avec ses processeurs Clarkdale (Core i3 et Core i5 double cœurs) introduits en janvier 2010. Intel étend sa stratégie d’intégration puisque tous les processeurs Sandy Bridge introduits aujourd’hui sont équipés d’un cœur graphique.

Premier changement de taille, contrairement à Clarkdale ou lntel avait accolé son IGP dans le packaging du processeur (un IGP gravé en 45 nm tandis que le CPU l’était en 32 nm), sur Sandy Bridge CPU et IGP sont fusionnés sur le même die (et donc en 32 nm). La gestion de l’énergie est peut ainsi être unifiée par le biais de la Power Control Unit. Elle surveille la consommation complète de la puce et adapte en fonction les modes Turbo du CPU et de l’IGP.


Mieux, par le biais du ring bus décrit précédemment, l’IGP utilise le LLC du processeur lorsqu’il le juge nécessaire. Intel précise que le pilote graphique se charge de donner des indications sur les flux qui peuvent exploiter le cache, c’est le cas des textures et des buffers de rendu, mais pas des données géométriques. Ceci permettrait d’économiser en pratique 50% de la bande passante mémoire nécessaire au rendu 3D.

Pour éviter que le LLC ne soit complètement monopolisé par l’IGP, Intel a mis en place une protection qui correspond grossièrement à une limitation de la quantité de LLC utilisable par l’IGP. Cette protection est fixée par défaut pour chaque modèle de CPU via le microcode, mais elle peut être modifiée par Intel pour certaines applications à travers les pilotes graphiques. En pratique, le fabricant nous a indiqué que sur les versions équipées d’un gros cache LLC (8 et 6 Mo ?), la protection n’entre jamais en action, ce qui laisse cores CPU et IGP se battre à armes égales pour l’utilisation du cache. La limite serait par contre nécessaire pour les modèles équipés de moins de cache (3 Mo ?).

Architecture

Du côté de l’architecture, l’IGP de Sandy Bridge reprend les grandes lignes de la génération précédente disposant de jusqu'à douze unités d’exécutions de type vec4. On suppose, même si Intel ne l’a pas précisé que le GPU conserve quatre unités de texture et deux unités ROPs. Le support de DirectX est par contre étendu de DX 10 à DX 10.1. Etant donné le niveau de performances visé, supporter les nouveautés matérielles de DirectX 11 n’était pas une priorité, d’autant plus que cette API permet aux composants DX 10/10.1 de profiter malgré tout des avantages de sa nouvelle structure logicielle.

Il est à noter également que si les IGP d’Intel peuvent traiter en hardware les Vertex Shaders, les pilotes du constructeur disposent d’un moteur logiciel pour les traiter sur le CPU. Une possibilité qui est utilisée au cas par cas dans les pilotes par le biais d’une liste préétablie (et désormais cachée ?) par le constructeur.


Quelques changements sont tout de même évoqués en ce qui concerne les unités d’exécution comme nous l’avions rapporté lors de l’IDF en septembre dernier. L’augmentation du nombre de registres gérés, une meilleure gestion des branchements complexes et un support natif d’un plus grand nombre d’instructions.


Un choix important fait par Intel est dans la multiplication des unités fixes partout où cela était possible (partie 3D et vidéo). Un choix qui tranche fortement avec les choix effectués par exemple par AMD sur ses derniers GPUs où les unités fixes tendent à disparaitre. Intel gagne d’abord en efficacité énergétique, les unités fixes ont un meilleur rendement, mais aussi dans sa gestion des pilotes en réduisant l’impact du driver sur le processeur. Notez enfin qu’OpenGL est pris en charge en version 3.1, tout comme OpenCL et DirectCompute 4.1.

HD 2000 et HD 3000

Pour la génération précédente, Clarkdale, Intel utilisait un même GPU (le HD Graphics) cadencé à différentes fréquences selon les modèles (de 533 à 900 MHz). En ce qui concerne la nouvelle génération Sandy Bridge, Intel a effectué un choix différent en proposant deux GPU distincts, le HD 2000 et le HD 3000. Ils se différencient simplement par le nombre d’unités d’execution activées sur le GPU, 6 sur le HD 2000 et 12 sur le HD 3000.

La répartition HD 2000/HD 3000 dans les processeurs est assez particulière. Sur mobile c’est relativement simple puisque le HD 3000 est présent dans tous les processeurs. Seule la fréquence maximale varie en fonction des modèles :

- Core i5 2520M, 2540M, Core i7 2620M, 2720QM, 2820QM, 2920XM : 1300 MHz
- Core i5 2410M, Core i7 2635QM : 1200 MHz
- Core i3 2310M, Core i7 2629M, 2630QM, 2649M : 1100 MHz
- Core i7 2647M : 1000 MHz
- Core i7 2617M : 950 MHz
- Core i7 2537M : 900 MHz

Difficile de déceler une logique nette, même si l’on notera que les trois derniers processeurs de la liste sont des ULV, ce qui justifie la fréquence plus basse de leurs GPU.

Sur desktop on retrouve les HD 3000 uniquement sur les modèles K, dédiés à l’overclocking, tandis que les HD 2000 équipent tous les autres modèles. Un choix pour le moins curieux puisque les cartes mères H67 (qui disposent des sorties vidéo nécessaires à l’utilisation de la partie graphique de Sandy Bridge) ont justement pour limitation de ne pas permettre l’overclocking en changeant les coefficients multiplicateurs Turbo des cœurs. Il est par contre possible de changer le coefficient Turbo du cœur graphique. Intel justifie ce choix en disant vouloir réserver son HD 3000 aux modèles les plus haut de gamme. De notre point de vue cela ne fait pas sens.

Notez enfin que côté fréquences, seuls les Core i7 2600 (classique, S et K) disposent d’un IGP capable d’atteindre 1350 MHz. Les IGP de tous les autres modèles desktop sont cadencés eux à 1100 MHz, sauf pour le Core i5 2500T… cadencé à 1250 MHz ! Intel a résolument pratiqué la segmentation à outrance.

Du côté des plateformes, les cartes mères H67 (tout comme leurs pendant mobiles) gèrent toutes les connectiques standards y compris le DVI, Display Port et HDMI. Dans le cas de ce dernier, la version 1.4 est supportée autorisant la lecture de BluRay 3D. Le DVI n’est lui toujours supporté qu’en mode single channel.