Intel Core Ultra processoren voorzien dunne laptops in 2024 van AI - en de nodige naamsverwarring

Eerder schreven we al uitgebreid over de vernieuwingen in de Meteor Lake processors voor laptops. Vandaag kondigt Intel de eerste processoren daadwerkelijk aan. Deze zullen verschijnen onder de nieuwe Core Ultra-naam, waarover we ook al eerder berichtten. Voorop staan de kersverse Intel 4-architectuur en een herindeling van verschillende kernen en werkgroepen. Daarin mocht de eerste neurale processor (NPU) uiteraard niet ontbreken, want ja: ook Intel wil flink inzetten op AI. We zetten de eerste Ultra-chips en hun nieuwigheden uiteen.

Even over die nieuwe namen: Intel Core Ultra, hoe zit dat?

Voordat we induiken op de materie, moeten we het even hebben over die naamgeving. Zoals geschreven hebben we Op TechFi.nl hebben we de nieuwe naamgeving al eerder uit de doeken gedaan. Met de komst van Meteor Lake gooit Intel de naamgeving van zijn processors flink om. Los van alle technische details zal dat even wennen worden, voor zowel de kenner als zeker ook de leek die voor het (digitale) winkelschap staat.

Met de komst van deze laptop processors chips schrapt Intel de expliciete verwijzing naar de generatie. Het spreekt dus niet meer van een “14e generatie” Core-processoren. Ook in de type-aanduidingen zijn verwijzingen naar generaties geschrapt. Daarnaast vervalt de hele ‘Core-i’-aanduiding. We spreken nu over bijvoorbeeld een ‘Intel Core Ultra 7 165H’. Daarmee vervallen de laatste handvatten die er nog waren in de naam om te begrijpen met wat voor processor je van doen hebt. Voor de gemiddelde consument maakt deze naamsverandering het er sowieso niet makkelijker op. Ook voor ons vergt het een aanpassing: ons vaste referentiekader van Intel gaat de komende tijd een uitdaging worden.

Daar komt bij dat deze generatie - die Intel dus bij voorkeur niet meer zo noemt - twee typen laptopprocessors bevat. Naast de Core Ultra, onderwerp van dit artikel, komt er ook nog een 'gewone' Core i-serie. Deze 'Raptor Lake Refresh' is meer vergelijkbaar met de al beschikbare 14e generatie desktopprocessors, zeker qua naam. Je zal komend jaar dus ook nog '14e generatie Core i9-14900H' processors (bijvoorbeeld) aantreffen. 

Intel Core Ultra, voor het eerst op Intel 4

Hoe dan ook: Intel trapt de eerste Core Ultra-processoren af met vier hoogvliegende H-chips die maximaal 115 watt mogen verstoken, vergezeld door vier iets lager gepositioneerde U-chips met een verbruikslimiet van 57 watt. Laatstgenoemde beschikken over minder rekenkernen dan de H-serie, en zijn ook voorzien van een minder geavanceerde - lees: snelle - ingebouwde videokaart. Alle Ultra-chips hebben de vernieuwde processorstructuur, zijn modulair opgebouwd met de Foveros-technologie en zijn (althans de daadwerkelijke rekenkernen) gebakken op het kersverse Intel 4-procedé.

Voor Intel zijn dit de eerste chips die gemaakt zijn met extreme ultraviolet-lithografie (EUV) op 7 nm, grotendeels afkomstig uit de Ierse ‘fabs’ op lithografiemachines van het Veldhovense ASML. Die kleinere node voor halfgeleiders maakt hogere prestaties-per-watt mogelijk, met grofweg een 20 procent verbetering vergeleken met het voorgaande 10 nm-procedé (Intel 7). Die prestatiebonus is eigenlijk in lijn met wat jaren geleden ook zagen. De wet van Moore is nog altijd alive and kicking, zo claimt Intel weer trots.

In het eerste kwartaal van 2024 volgt Intel nog met een eerste ‘Ultra 9’-model (evenals op maximaal 115 watt) en twee net ietwat anders ingestoken U-varianten met een nog lager maximumverbruik van 30 watt. Wat is er, los van stroomlimieten en geclaimde prestaties, verder anders aan de nieuwe Ultra-processoren?

Efficiënte(re) indeling op tiles

Belangrijkste vanuit het oogpunt van Intel is ongetwijfelde de nieuwe opbouw van de processors. Waren voorgaande Intel-chips al gedeeltelijk modulair opgebouwd, met Core Ultra zet Intel een grote volgende stap. Die modulariteit heeft twee voordelen. In de eerste plaats maakt het voor Intel eenvoudig om nieuwe varianten te maken. Daarnaast kunnen afzonderlijke delen van de chip op verschillende procedé's worden gemaakt, wat de kosten uiteindelijk kan drukken. De chips bestaan uit 'tiles' oftewel tegels, die op een basislaag liggen die alle delen met elkaar verbindt.

Hiervan is de Compute Tile de daadwerkelijke rekenmachine. De eerste Ultra-chips toppen af op maximale 16 afzonderlijke rekenkernen en 22 threads. Daarbij zet Intel de hybride architectuur van recente generaties voort met afzonderlijke P(erformance)- en (E)ffiency-kernen. Daar komen bij Core Ultra voor het eerst nog twee aparte low-powered E-kernen (LP E) bij. Die zijn bestemd voor nóg minder dringende berekeningen en achtergrondtaken. Ze maken het mogelijk om de Compute Tile geheel uit te schakelen wanneer daar geen behoefte aan is, wat voor een lager verbruik (en dus een langere accuduur) moet zorgen.

Opvallend is dat de eerste Core Ultra chips maximaal 6 P-kernen hebben, die elk twee threads (taken) kunnen afhandelen. Daarnaast hebben alle nu aangekondigde modellen 8 E-kernen en eveneens steevast 2 LP E-kernen. Er zijn drie H-serie varianten met 6 P-kernen en 8 E-kernen, en maar liefst 6 U-serie varianten met 2 P-kernen en 8 E-kernen. Daarnaast zijn er twee H-serie modellen met 4 P-kernen en wederom 8 E-kernen. De verschillen tussen de modellen zitten vooral in de kloksnelheden van zowel de cpu- als gpu-delen.

Verantwoordelijk voor het toewijzen van taken aan de Compute Tile is de Intel Thread Director. Die is onderdeel van de centraal gelegen SoC (system-on-chip) Tile. Deze verdeelt rekenwerk dynamisch verdeeld onder de afzonderlijke kernclusters. Daarbij kunnen de maximaal 22 threads ook samenwerken aan dezelfde taak, indien nodig. Afhankelijk van  de workload worden taken voortdurend fluïde ingedeeld. Dat moet leiden tot een beter (mobiel) rendement. Over concreet verbeterde accuprestaties kan Intel geen uitspraak doen, waarschijnlijk moet het accuverbruik van laptops met Core Ultra weer een flinke verbetering doormaken.

Opvallend aan deze generatie is dat de kloksnelheden van de P-kernen stagneren en in sommige gevallen ook lager uitvallen dan bij voorgaande generaties. Intel meent dat, globaal genomen, de prestaties-per-watt en multithreaded-prestaties hoger liggen, maar Intel bewandelt met Core Ultra toch een ander pad dan het de afgelopen jaren deed. Daarbij werd vooral ingezet op steeds hogere kloksnelheden. Rendement krijgt deze generatie meer voorrang. Mogelijk zal dat gebruikers die ruwe single-threaded prestaties zoeken minder aanspreken, maar die blijft Intel dus nog even bedienen met een voortzetting van de 'oude' architectuur.

Intel Arc Graphics doet zijn intrede in de processor

Naast de Compute Tile bevat Meteor Lake een Graphics Tile, bestemd voor grafisch rekenwerk. In het geval van de H-processoren is dat een geïntegreerde Xe LPG-videokaart met 8 Xe-kernen, die Intel voorziet van het Arc-label. De vernieuwde iGPU belooft tot tweemaal de prestaties per watt ten opzichte van die van de Intel Core i7-1370P. Intel XeSS-upscaling moet nog meer beelden per seconde met goede beeldkwaliteit mogelijk maken, maar dat is misschien een vertekende vergelijking.

De nog naamloze Intel Arc-GPU zal er niet direct toe leiden dat gamers geen dedicated videokaart meer nodig hebben, maar de beloofde prestaties zijn niet mis. Een potje Call of Duty in 1080p moet met behulp van XeSS bijvoorbeeld net de 60 frames per seconde aantikken op medium-instellingen. Voor een casual spelletje belooft dit kaliber ‘inbak-Arc’ veel goeds voor de grafische prestaties van Intel. In de praktijk zal veel afhangen van driver-optimalisaties en samenwerking met game-ontwikkelaars. Intel stelt in elk geval dat de videokaarten in Core Ultra profiteren van al het werk dat het afgelopen anderhalf jaar is verricht voor de aparte Arc modellen. 

De Arc-graphics zijn vooralsnog exclusief voor de H-lijn van Intels Core Ultra-processoren. De zuiniger U-modellen hebben ook een Graphics Tile, maar die is gebaseerd op de oudere ‘Intel Graphics’ met maximaal 4 Xe-kernen. Deze iGPU presteert vanzelfsprekend een stuk minder efficiënt in games. Ook heeft deze geen ondersteuning voor DirectX 12 Ultimate, algoritmische DP4a-instructies en AV1-opnames. Al die zaken zijn met de chips mét Arc wél mogelijk.

Voordeel van Intels nieuwe chipopbouw is dat ook de Graphics Tile in veel gevallen geheel uitgeschakeld kan worden. Dit onderdeel is hoofdzakelijk bestemd voor 3D-rekenwerk en gameprestaties. Zaken als video-encodering en beelduitvoer worden afgehandeld worden door het I/O-component van de chip. Zo is de Graphics Tile niet benodigd om een beetje Netflix of YouTube te kijken. Dat kan de chip zelfs voor een deel op de LP E-kernen. Ook dit moet het rendement en daarmee de zuinigheid ten goede komen, al zal testen moeten uitwijzen hoe dat in de praktijk uitvalt.

Intel gaat mee op AI met een eigen NPU

Misschien wel de belangrijkste Tile voor Intel is die met de eerste, eigen geïntegreerde NPU, kort voor neural processing unit. Deze neurale rekeneenheid bestaat uit twee stuks van Intels eigen Compute Engine Gen3. Die moet volgens Intel een efficiënte acceleratie van AI-toepassingen bieden. Dat willen we uiteraard geloven, maar het probleem is: Intel draagt zelf geen AI-functionaliteiten aan. Het is aan de software-ontwikkelaars om de neurale rekenkernen daadwerkelijk (lokaal) te benutten.

Voor de beeldvorming: de meeste AI-toepassingen (buiten games en algoritmische upscaling) worden momenteel vooral in de cloud uitgevoerd. Intel stelt dat de Ultra-processoren het mogelijk moeten maken om bijvoorbeeld generatieve beeldbewerking en AI-assistenten lokaal te draaien. Op dit moment kan het nog maar weinig concrete voorbeelden aanwijzen. Intel zegt vooral: we bieden onze NPU met liefde voor allerlei AI-toepassingen aan, maar het zijn de software-ontwikkelaars die onze handvaten daadwerkelijk aan moeten grijpen.

Daarvoor werkt het wel heel intensief samen met die ontwikkelaars. Intel praat actief mee in (open-source) consortia over kunstmatige intelligentie. Het betekent dat Intel de NPU compatibel maakt met bijvoorbeeld Stable Diffusion, OpenVINO en WindowsML. Toch blijven de daadwerkelijk unieke toepassingen die nu in het verschiet liggen nog wat ongewis.

Een partner als Acer biedt op de nieuwe Swift Go 14 bijvoorbeeld algoritmische ruisonderdrukking en automatische ‘kijk-in-de-camera’-foefjes aan. Dat zijn AI-toepassingen, maar geen nieuwe. Ook op eerdere laptopgeneraties troffen we die al aan. Het zijn (deels) nuttige functies, maar geen reden om direct over te stappen op een gloednieuwe Intel-processor.

Toch is het vooral AI wat de klok slaat op de nieuwe Intel Core Ultra-processoren. Naast de op zichzelf staande low-power NPU kunnen ook de Graphics Tile en Compute Tile bijspringen op AI-taken. Denk daarbij aan de algoritmische upscaling van games met XeSS of dringendere neurale berekeningen, waarvoor ook ‘gewoon’ de krachtigere P-kernen ingezet kunnen worden.

Om het toch enigszins absoluut te maken: in het geval van de Intel Core Ultra 7 165H spreken we van (met CPU, GPU en NPU bij elkaar opgeteld) tot ongeveer 35 TOPS aan neurale rekenkracht. Dat is ruim het dubbele van wat AMD claimt te klokken met  de NPU van de nieuwe Ryzen 8040-reeks.

In hoeverre Intel de AI-claims waar gaat maken en welke processor straks de beste AI-ervaring biedt is een kwestie van afwachten. De proof in die pudding laat zeer waarschijnlijk nog op zich wachten totdat beide processoren (en lokale AI-functies) wat langer in omloop zijn. Intel zet AI voor nu vooral neer als future-proof speerpunt: die AI-toepassingen gaan er komen. De NPU toont aan dat Intel die trend in ieder geval niet aan zich voorbij wil laten gaan.

Opmerkelijke I/O-overwegingen

Last but not least: de I/O oftewel input-output van de nieuwe Intel Core Ultra-processoren. Ook hiervoor is een aparte tile aanwezig, die de verbindingen naar buiten regelt. Zowel met apparatuur in de laptop als met bijvoorbeeld WiFi en Bluetooth. Deze biedt grotendeels wat je mag verwachten: nieuwe standaarden en hogere snelheden. Toch zien we ook wat aparte bochten.

Wat betreft draadloze mogelijkheden liggen compatibiliteit met WiFi 7/6E (inclusief Intel Killer-netwerkoptimalisatie) en Bluetooth 5.4/5.3 (LE) voor de hand, maar op het gebied van fysieke connectie zijn de keuzes toch minder voorspelbaar te noemen. De Core Ultra chips komen met ondersteuning voor maar liefst 4 Thunderbolt 4-verbindingen van 40 Gbit/s elk. Daarnaast is de verdeling aan usb-connectiviteit apart te noemen. Namelijk 10 stuks USB 2 en slechts 2 aansluitingen voor USB 3. USB4 - afgeleid van Thunderbolt 3 - staat geheel niet op het menu. Dat is op zich begrijpelijk, maar grote workstations of gaming laptops met veel snelle usb-poorten hoef je denkelijk niet te verwachten op deze basis. Aan de andere kant is Core Ultra daarvoor ook niet bedoeld: thin & light is het devies bij deze chips.

Thunderbolt 5 zal hoe dan ook een aparte chip vereisen, die intern moet worden verbonden via pci-express. Kijken we naar die verbindingen, dan valt de beperkte hoeveelheid hoeveelheid pic-e-banen op, zeker voor verbinding met aparte videokaarten. De eerste Intel Core Ultra-chips hebben daarvoor 8 PCIe 5.0-lanes, terwijl bijvoorbeeld de mobiele RTX 40-gpu’s 16 pci-e 4.0 lanes kunnen bedienen. In de meeste gevallen zal de x8-bandbreedte alsnog voldoen, maar het lijkt een potentiële bottleneck voor geplande laptops met een Core Ultra en (bijvoorbeeld) een RTX 4090.

Voor opslagmedia biedt Core Ultra drie afzonderlijke pci-e 4.0 verbindingen met elk vier lanes. Voor pci-e 5.0 opslag lijkt er vooralsnog geen ondersteuning, wat gezien de geringe voordelen, hoge warmteontwikkeling en dito prijs niet verbaast. Zeker voor de ultradunne laptops waarin Core Ultra vooral zal belanden, is dit een begrijpelijke afweging.

Beschikbaarheid Intel Core Ultra

De eerste laptops met Intel Core Ultra-processoren zijn met ingang van vandaag te verkrijgen, zoals de genoemde Acer Swift Go 14. Deze lijkt uiterlijk identiek te zijn aan de eerder op TechFi besproken varianten. Hoe de prestaties in de praktijk verschillen, hopen we spoedig in kaart te kunnen brengen.

Een eerste uitbreiding van het Ultra-aanbod staat gepland voor het eerste kwartaal van 2024, met daarin ook een eerste ‘Ultra 9’-model. De verwachting is dat tijdens CES 2024 daar veel van zullen worden aangekondigd. Lees hier verder over de eerste aangekondigde laptops met Core Ultra processor.