Intel Core di 13a generazione Raptor Lake: le novità delle CPU che sfidano i Ryzen 7000

Dopo aver introdotto lo scorso anno la prima architettura ibrida x86, Intel rilancia con la nuova generazione di CPU Core di 13a generazione, nome in codice "Raptor Lake". I nuovi processori desktop, appartenenti alla serie "S" della gamma Core, si possono installare nelle motherboard della serie 600 previo aggiornamento del BIOS, ma sul mercato arriveranno anche le schede madri con chipset della serie 700, a partire dallo Z790.

La gamma prevede CPU con un Processor Base Power (PBP) di 35, 65 e 125 Watt, ma per questo debutto vedremo solo i modelli più spinti, seguiti nei prossimi mesi dalle soluzioni di fascia media e bassa. Inoltre, Raptor Lake arriverà anche in ambito mobile all'interno delle serie U, P, H e HX con differenti livelli di consumo e prestazioni.

Raptor Lake, i passi avanti rispetto ad Alder Lake

Nel suo approccio a Raptor Lake, Intel ha lavorato su tre direttrici per migliorare le prestazioni delle CPU rispetto alla 12a generazione Alder Lake: aumento della frequenza di clock massima dei P-core, raddoppio del numero degli E-core e un quantitativo di cache L2 per core (P-core) e cluster (E-core) superiore rispetto ad Alder Lake.

Secondo l'azienda statunitense, in questo modo è riuscita ad aumentare le performance fino al 15% in single-thread e fino al 41% in multi-thread, confrontando i rispettivi top di gamma delle due generazioni. In questi dati gioca un ruolo fondamentale l'aumento della frequenza del clock, oltre ai core per quanto concerne l'ambito multi-thread.

Ci sono anche altri aspetti di cui tenere conto, il primo dei quali è il processo produttivo. La tecnologia Intel 7 è stato aggiornata e si avvale della terza generazione dei transistor SuperFin con una maggiore mobilità del canale. Il processo migliora a tal punto che un ingegnere, come ha confidato Daniel Rogers (Sr Director, Mobile Product Marketing), l'ha ribattezzato "Intel 7 Ultra", tanto che la società avrebbe potuto chiamarlo Intel 6.

Raptor Lake integra inoltre un P-core rinnovato, ribattezzato Raptor Cove, caratterizzato da speed path migliorati e ha messo a punto un algoritmo di prefetching dinamico L2P che migliora la gestione dei contenuti nella cache L2 in base al carico di lavoro.

Tanto la cache L2 quanto quella L3 introducono una nuova policy dinamica chiamata INI (inclusive / non inclusive). "Inclusive" significa che i dati della cache L2 sono tutti all'interno della L3 per ottimizzare le prestazioni single-thread, mentre nel caso "Non Inclusive" solo alcuni dati selezionati della L2 vengono copiati nella L3 per ottimizzare le prestazioni multi-thread.

Usando i dati telemetrici e algoritmi di machine learning, la cache L3 di Raptor Lake è in grado di regolare dinamicamente la "cache policy", massimizzando le prestazioni della cache per tutti i carichi.

Per quanto riguarda gli E-core di Raptor Lake, Rogers dichiara che hanno raggiunto IPC e frequenza simili ai core delle CPU Skylake a 14 nm (da cui hanno origine i core Gracemont), ma con consumi considerevolmente inferiori. Un miglioramento del prefetch permette inoltre prestazioni del 7% migliori con carichi multi-core.

Inoltre, c'è anche l'ambito software, che non va tralasciato perché bisogna tenere in considerazione che ci troviamo di fronte alla seconda generazione dell'architettura ibrida di Intel e quindi con grande potenziale di sviluppo: il Thread Director è stato migliorato con tecniche di machine learning. Inoltre, l'ultima versione di Windows 11, nota come 22H2 o 2022 Update, è stata ottimizzata per gestire in modo più efficace i servizi in background. Intel ha anticipato l'arrivo sulle CPU mobile di una nuova tecnica di core parking chiamata Dynamic Tuning Tecnology.

A questo si aggiunge un rinnovato controller di memoria in grado di supportare di base le memorie DDR5-5600 (Alder Lake si ferma a DDR5-4800), oltre alle solite DDR4-3200. Per l'esattezza, il controller di Raptor Lake supporta memorie DDR5 a 5600 MT/s in configurazione 1 DPC (1 DIMM per canale) oppure a 4400 MT/s in 2 DPC (due DIMM per canale), un progresso rispetto ai valori di 4800 e 4000 MT/s di Alder Lake.

Non ci sono invece novità per le SKU con la grafica integrata, la GPU rimane la HD Graphics 770, seppur capace di salire maggiormente di clock.

I modelli al debutto: Core i9-13900K al vertice

I nuovi Core di 13a generazione arrivano inizialmente sul mercato nei modelli Core i9-13900K, Core i7-13700K e Core i5-13600K. A queste soluzioni con moltiplicatore sbloccato si aggiungono le relative varianti KF, prive cioè di iGPU abilitata.

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Per quanto concerne il top di gamma, il raddoppio degli E-core fa sì che il Core i9-13900K metta a disposizione ben 24 core e 32 thread, grazie a 8 P-core con Hyper-Threading e 16 E-core. Il 12900K, con 8 P-core e 8 E-core, si ferma invece a 16 core e 24 thread.

L'architettura Raptor Lake prevede un incremento della cache L2 rispetto ai Core 12000. Per quanto concerne i P-core, si sale da 1,25 a 2 MB, mentre nel caso dei cluster di E-core (4 core ciascuno) si arriva a toccare i 4 MB contro i 2 MB precedenti. Ne consegue che nella migliore implementazione si può contare su 32 MB di cache L2 contro i 14 MB del 12900K. La cache L3 massima, invece, sale a 36 MB rispetto ai 30 MB precedenti per effetto dei due cluster di E-core in più (3 MB ciascuno).

Passando alla frequenza, i P-core del Core i9-13900K sono impostati a un base clock di 3 GHz, ma grazie ai vari algoritmi Turbo Boost (e ammesso e non concesso che il raffreddamento e l'alimentazione lo consentano) si possono spingere fino a 5,8 GHz. Gli E-core, invece, saranno accompagnati da un base clock di 2,2 GHz e un Turbo Boost di 4,3 GHz.

Il 12900K, lo ricordiamo, vede i P-core con un base clock di 3,2 GHz ma può accelerare fino a 5,2 GHz. Gli E-core, invece, operano a 2,4 GHz (base) e si spingono fino a 3,9 GHz (boost). Le nuove vette di frequenza toccate dal Core i9-13900K, unitamente ai core in più, hanno imposto a Intel di aumentare il Maximum Turbo Power (MTP) a 253W rispetto ai 241W del 12900K. Secondo Intel, la nuova CPU è decisamente più efficiente della precedente, ed è in grado di offrire prestazioni simili al predecessore con consumi pari a un quarto (25%).

Il Core i9-13900K ha un die che copre un'area di 23,8 x 10,8 mm e di conseguenza un'area di 257 mm2. Il predecessore 12900K misura 20,4 x 10,2 mm, ed è più piccolo di quasi 50 mm2 con un valore di 208 mm2. Rocket Lake, il die dei Core 11000, era ancora più grande con 24 x 11,7 mm e un'area di 280 mm2. Va tuttavia ricordato che il Core i9-11900K era prodotto con un processo a 14 nm altamente ottimizzato, mentre Intel si avvale di una tecnologia produttiva ben più avanzata per Alder Lake e Raptor Lake

Il Core i7-13700K è il secondo processore di punta della serie e rispetto al precedente 12700K mette a disposizione 4 core e 4 thread in più, salendo a 16 core e 24 thread in totale rispetto ai precedenti 12 core e 20 thread. Per effetto di tali modifiche, il Core i7-13700K integra 30 MB di cache L3 e 24 MB di cache L2. Il clock dei P-core su questo modello è indicato in 3,4 GHz di base per raggiungere, con il Turbo Boost massimo e nelle migliori condizioni operative, un clock fino a 5,4 GHz. Quello degli E-core, invece, è di base 2,5 GHz mentre in boost tocca 4,2 GHz.

Il Core i7-12700K, per confronto, parte da 3,6 GHz e si spinge fino a 5 GHz nel caso dei P-core, mentre nel caso degli E-core i clock sono rispettivamente 2,7 / 3,8 GHz. Interessante (in negativo) il valore del Maximum Turbo Power, che passa dai 190W del 12700K ai 253W del Core i7-13700K.

Proseguiamo la disamina con il Core i5-13600K, processore con 14 core (6 P-core e 8 E-core) e 20 thread, a cui si affiancano 24 MB di cache L3 e 20 MB di cache L2. Il Core i5-12600K ha lo stesso numero di P-core ma 4 E-core in meno, oltre ovviamente a meno cache L2 e L3. I P-core su questo modello sono impostati di base a 3,5 GHz e possono spingersi fino a un massimo di 5,1 GHz, mentre gli E-core operano di base a 2,6 GHz e arrivano a 3,9 GHz in Turbo Boost. Nel caso del 12600K, il clock dei P-core è 3,7 / 4,9 GHz, mentre gli E-core operano a 2,8 / 3,6 GHz. Il Maximum Turbo Power sale dai 150W del 12600K ai 181W del 13600K.

Osservando i numeri, si può notare come Intel abbia ridotto di 200 MHz il base clock di P-core ed E-core, ma abbia sparato alto in termini di Turbo Boost, allargando le maglie del TDP.

Dulcis in fundo, possiamo anticipare che ci sarà un Core i9-13900KS, anche se Intel non lo ha ufficializzato o chiamato con questo nome: la società ha parlato di un chip capace di toccare i 6 GHz come massima frequenza di boost. Arriverà "all'inizio del 2023".

Prestazioni, le previsioni di Intel

Come noto a chi ci segue, nelle scorse ore sono state pubblicate le recensioni dei Ryzen 7000 (qui la nostra), ma Intel non li aveva a disposizione e quindi i confronti diffusi vedono protagonisti i nuovi Core 13000 contro la serie precedente e i Ryzen 5000 di AMD.

Come abbiamo accennato, Intel dichiara miglioramenti prestazionali fino al 15% in single-thread e fino al 41% in multi-thread, ma come si declinano questi valori nei diversi ambiti? Nel gaming, ad esempio, Intel indica per il Core i9-13900K prestazioni fino al 24% superiori al 12900K.

Nella batteria di test mostrata si va dal 6% in WoW Shadowlands al +58% in Marvel's Spider-Man Remastered rispetto al 5950X di AMD. Si può notare, invece, come il passo avanti rispetto al Ryzen 7 5800X3D non sia così pronunciato: il processore AMD con 3D V-Cache, nella nostra recensione, si è dimostrato un vero "top" nei giochi. Intel, in un altro grafico, sottolinea la costanza del frame rate rispetto al processore top di gamma AMD della generazione precedente.

Quanto alle prestazioni nella creazione di contenuti, il raddoppio degli E-core sembra portare benefici ancora più marcati: nei test diffusi si parla di un progresso dal 30% fino a quasi il 70% rispetto all'ex top di gamma di AMD.

Chipset Z790, cosa cambia rispetto allo Z690?

Rispetto allo Z690, Intel ha deciso di ridurre le linee PCIe 3.0 da un massimo di 16 a 8, per incrementare le linee PCIe 4.0 da un massimo di 12 a 20. A queste linee se ne aggiungono 4 dalla CPU, un numero che rimane invariato.

Stessa cosa per il PCIe 5.0, gestito dalle CPU con un massimo di 16 linee divisibili in configurazione x8-x8 per supportare gli SSD M.2 PCIe 5.0 di nuova generazione. Intel, infine, porta il supporto alle USB 3.2 Gen 2x2 (20 Gbps) da un massimo di quattro a cinque porte.

Disponibilità Core 13000 e motherboard Z790

I processori Intel Core di 13a generazione della serie K e le motherboard basate su chipset Intel Z790 saranno disponibili a partire dal 20 ottobre in tutto il mondo. Per questo lancio Intel ha assicurato un'ampia disponibilità di CPU, superiore persino al debutto di Alder Lake l'anno passato.