Unieke 5-core Lakefield-chips: hoe Intel ARM wil aanvallen

Wat krijg je wanneer je vier Atom-chips en een Core-cpu in een blender gooit? Intel Lakefield: het antwoord van de chipbouwer op de ambitie van concurrent ARM om relevant te worden in laptopland. Of Intel op het goede spoor zit, valt af te wachten, maar de cpu luidt in ieder geval een tijdperk van uniekere en creatievere x86-chips in.

Intel introduceert binnenkort 5 core Lakefield-chips in een aantal mobiele toestellen met een vreemde configuratie. Waar dienen de processors net voor en waarom verschijnen ze nu precies? Het antwoord schuilt voor een deel bij ARM.

ARM-cpu’s zijn vandaag in theorie krachtig genoeg om laptops aan te drijven en Intel voelt de bui hangen. De eerste ARM-Windowslaptops waren nog geen succes, maar met de plannen van Apple om de hele line-up op termijn van de x86-architectuur weg te halen, lijkt het slechts een kwestie van tijd alvorens ARM-processors voelbaar marktaandeel beginnen af te snoepen van Intel. Los van de softwarekant van de zaak, waar we hier al verder op ingingen, spreekt er heel wat in het voordeel van de ARM-architectuur. Grootste pluspunt: zuinigheid. Een ARM-chip kan veel flexibeler schakelen tussen een prestatiemodus en een zuinige modus, wat de autonomie van smartphones, tablets en binnenkort dus ook laptops ten goede komt.

Sterk of zuinig, maar niet allebei

Een licht en zuinig toestel dat krachtig genoeg is voor dagelijks werk maar tevens een etmaal zonder stroominjectie kan; klinkt aanlokkelijk. Intel beseft maar al te goed dat het een alternatief moet bieden, wil het relevant blijven in de wereld van de ultramobiele toestellen. De klassieke Core-architectuur heeft daarbij zijn gebreken: Core-chips zijn krachtig en kunnen best zuinig draaien, maar halen niet de efficiëntie van ARM.

Core-chips zijn krachtig en kunnen best zuinig draaien, maar halen niet de efficiëntie van ARM.

Omgekeerd kan Intel zelf ook zuinige x86-cpu’s maken. Die nemen de vorm aan van Pentium, Atom en Celeron, en vind je voornamelijk terug in Chromebooks die inderdaad een lang uithoudingsvermogen hebben. Het probleem is hier dat die cpu’s niet dezelfde prestaties als een Core-chip kunnen leveren.

Big.Little

De ARM-architectuur lost dat probleem al vele jaren op met de Big.Little-configuratie. Nemen we Samsung Exynos 980 als voorbeeld. Dat is een octacore-chip, die is opgebouwd uit twee krachtige 2,2 GHz Cortex A77 kernen en zes 1,8 GHz Cortex A55-kernen. De hele chip kan samen aan één zeel trekken wanneer de werklast zwaar is. De Cortex A77’s nemen zware threads voor hun rekening wanneer die er zijn, maar de Cortex A55’s kunnen net zo goed als enige in actie schieten wanneer een toestel minder veeleisende taken verzet. Big.Little is essentieel voor de fenomenale schaalbaarheid van ARM-cpu’s.

Lakefield BigLittle vergelijking
Big.Little pionierde het concept dat Intel nu ook omarmt.

Intel had hier geen antwoord op, tot nu. Na ongeveer twee jaar wachten, verschijnen eindelijk de eerste Intel Lakefield-cpu’s. De processors zijn tegelijkertijd meer van hetzelfde en totaal vernieuwend. Lakefield is kort samengevat Big.Little voor x86.

Lakefield, of iets met hybride

Intel kiest echter voor een andere naam: ‘Intel Core Processors with Intel Hybrid Technology’. In afwachting van een nieuwe poging van het marketingdepartement uit Santa Clara blijven wij voor de Lakefield-noemer opteren. De eerste twee chips in deze splinternieuwe categorie zijn de Intel Core i5-L16G7 en de Intel Core i3-L13G4. De twee Lakefield-chips zijn gebouwd op Intel Foveros-technologie. Dat is een 3D-stacking-techniek die de fabrikant toelaat meerdere chiplets (zeg maar chipcomponenten) bovenop elkaar te stapelen, om zo tot een compact en flexibel geheel te komen.

Lakefield-processors leven onder de Core-vlag, maar dat lijkt om het eerste zicht misleidend. De twee processors hebben ieders vijf rekenkernen aan boord. Eén daarvan is inderdaad een Core-kern. Die kern neemt de ‘Big’-rol op zich en is gebaseerd op Intels Sunny Cove-architectuur, die oorspronkelijk voor vorig jaar gepland stond. De chiplet rolt van de 10 nm-band: geavanceerder zal je vandaag nergens vinden. Voor de Core i5-L16G7 kan de kern tot 3 GHz aan rekenkracht neerzetten, wat meer dan respectabel is. De Core i3-L13G4 doet het met 2,8 GHz eveneens goed. Sunny Cove vormt de onderste verdieping van de Foveros 3D-configuratie.

Tremont, maar zeg gerust Atom

De vier andere kernen, de equivalenten van ‘Little’ zeg maar, zijn Tremont-cores. De Tremont-kernen zitten boven op het Sunny Cove-verdiep. Tremont is de nieuwste versie van de architectuur achter Atom, Celeron en Pentium. Waar Sunny Cove gebouwd is voor prestaties, is Tremont gebouwd voor zuinigheid. Of Tremont ook gebakken wordt op 10 nm, is niet helemaal duidelijk. De bovengenoemde 3 GHz en 2,8 GHz staan geadverteerd als de boostsnelheid van de totale chips. Basissnelheid is 1,4 GHz en 800 MHz. Het is aannemelijk dat die basissnelheid verwijst naar de prestaties van de Tremont-kernen. Of de kernen in deze configuratie ook richting boostsnelheid kunnen werken, weten we niet. We vermoeden dat zuinigheid wel echt het voornaamste doel is.

De Lakefield-processors zijn gebouwd op maat van Windows 10 en communiceren met het OS zodat threads automatisch op de juiste cores terecht komen. Linux-ondersteuning ontbreekt momenteel. De atypische 5 core-configuratie gecombineerd met het feit dat maar één kern écht krachtig is, maakt dat de verdeling van de werklast essentiëler is dan ooit op deze processors.

Premium-doelpubliek

Intel wil de chips in eerste instantie in stijlvolle nichetoestellen zoals foldables en ultradunne laptops stoppen. Daarom gaat de fabrikant voor een volwaardige ‘system on a chip’-aanpak en krijgt Lakefield nog een derde verdieping met daarop 4 GB tot 8 GB aan LPDDR4-RAM. Het compacte totaalpakket heeft een kleine voetafdruk die OEM’s van premium-toestellen moet aanspreken.

Lees ook: 6 ultrabooks getest: welke moet je hebben?

Intels focus op zuinigheid betekent dat Lakefield een TDP van 7 watt heeft. Om binnen die restricties te blijven, is multithreading niet aanwezig. Vijf kernen dus, met vijf threads, waarvan één krachtige. Intel hoopt eindelijk chips te hebben die de occasionele workloadpiek kunnen slikken en tegelijk een lange batterijduur bieden. Als de chip naar verwachting presteert, hakt de fabrikant in op één van de belangrijkste verkoopargumenten voor ARM.

Vergissing en verwarring

Intel maakt in onze ogen echter een vergissing. Toen het destijds Core m-lanceerde als zuinige Core-processor, claimde het ook Core-prestaties met een lange autonomie. De Core m-chips leverden echter minder goede prestaties dan ‘echte’ core-equivalenten. Die discrepantie werd nog duidelijker met de versmelting van Core m in het Core i3, i5 en i7-gamma. Vandaag herken je de opvolgers van Core m aan de ‘Y’ in hun typenummer. Voor de leek zien de chips er gelijkwaardig uit aan klassieke Core-processors, maar ze kunnen maar heel even om met piekprestaties en zijn dus niet geschikt voor werk dat een klassieke Core i5 wel aan kan. Core m (en nu ‘Y’) is een knappe architectuur, maar omdat ze onder de Core i-vlag leeft zorgt ze voor verwarring en bijgevolg teleurstelling.

lenovo foldable lakefield
Intel mikt met Lakefield op premium toestellen en foldables.

Lakefield is op dezelfde manier een chip die duidelijk een plaats heeft in de cpu-wereld, maar het is belangrijk dat een consument beseft wat hij koopt. Hier gaat Intel wat ons betreft in de mist door ook deze processors een Core i3 en Core i5-naam te geven. Het probleem mag duidelijk zijn: een minder technisch onderlegde aspirant-koper die een Core i5 met vijf rekenkernen en een topsnelheid van 3 GHz vergelijkt met een exemplaar met vier rekenkernen en een kloksnelheid van 3,6 GHz, zal misschien voor de extra kern kiezen omdat dat krachtiger lijkt.

Zeg niet zomaar Core i5

In de praktijk is de Core i5-L16G7 met zijn 7 watt TDP en enkele Sunny Cove-kern niet geschikt om workloads te verwerken die 3 GHz over een langere periode of meerdere threads vragen. De Core i5- 1035G1 daarentegen heeft wel multithreading aan boord en kan in een goed gekoeld chassis hogere kloksnelheden op al zijn uitstekende 10 nm Ice Lake-kernen handhaven. We moeten voorzichtig zijn want we hebben Lakefield uiteraard nog niet onder handen genomen, maar op papier zal de Ice Lake-chip de vloer vegen met de Lakefieldprocessor.

Op papier zal een Ice Lake-chip de vloer vegen met eenLakefieldprocessor.

Dat is een probleem: je kan als fabrikant niet verwachten dat een koper ‘tiende generatie Core i5 5-core’ en ‘tiende generatie Core i5 4-core’ ziet, en dan beseft dat de quadcore krachtiger is dan de pentacore omwille van de verborgen Big.Little-strategie in die chip. Dat is kennis voor de liefhebbers, waarvan Intel toch ook moet beseffen dat ze zonder degelijke merknaam niet zal doorsijpelen naar het grote publiek.

Toekomst

Los van die bedenking is Lakefield een interessante en belangrijke evolutie voor Intel. Deze eerste chips zijn slechts een voorsmaakje. Verwacht in de toekomst een diverser en geavanceerder portfolio. Een octacore-chip met vier Sunny Core-kernen en vier Tremont-kernen klinkt wat ons betreft als een interessant toekomstplan.