Comparativa processori Intel AMD in ambito desktop

Dal lancio dei processori Intel Core 2 nel lontano 2006 la società di Santa Clara conservò la configurazione basata sull’utilizzo di quattro core addirittura fino al 2017, almeno per quanto riguarda l’offerta destinata al mercato mainstream.

Proprio nel 2017 AMD gettò le basi per una rinnovata sfida alla concorrente presentando i suoi processori Ryzen 1000 basati sull’architettura Zen. La società di Sunnyvale, sotto la guida di Lisa Su nominata presidente e CEO di AMD nel 2014, compì il salto al processo produttivo a 14 nm (i precedenti processori FX Piledriver erano a 32 nm): vedere Intel potrebbe rinominare i processi produttivi dei suoi processori e Nanometro, unità di misura utilizzata per descrivere le CPU: ecco perché.

Già allora AMD adottò un’architettura MCM (multi-chip module; i core possono essere distribuiti in un numero compreso tra uno e otto chip di silicio, noti come chiplet, che comunicano tra di loro utilizzando un sistema noto come Infinity Fabric) raddoppiando il numero massimo di core e thread rispetto alla generazione precedente, aumentando il valore IPC (istruzioni per ciclo) del 52% e arrivando a un eccellente livello in termini di efficienza termica ed energetica.

Dopo il completo fallimento della precedente architettura AMD Bulldozer apparve chiaro che Intel non si aspettava un attacco così ficcante da parte dell’azienda concorrente.
Intel presentò il suo primo processore consumer con sei core fisici e dodici core logici continuando però a investire sul design monolitico (tutti i core del processore sono integrati in un singolo chip di silicio). L’offerta di Intel poteva assicurare performance migliori in single thread ma i Ryzen 1000 di AMD mettevano a disposizione un numero maggiore di core fisici e logici a un prezzo più contenuto.

Con le successive iterazioni dell’architettura Zen, AMD ha confermato le sue mire tanto che sin da metà del 2020 Intel stessa ha dichiarato come il futuro sarebbe stato rappresentato dai design multi-chip: Per Intel adesso i chiplet rappresentano il futuro dei processori.

AMD ha adottato la soluzione CCX (CPU Complex o Core Complex) per descrivere cluster di quattro core fisici affiancati da 8 MB di cache L3 per creare processori con quattro, sei, otto o più core.
Con Zen 2 gli ingegneri di AMD hanno esternalizzato l’unità I/O creando un chiplet o CCD a sua volta basato su due CCX: per un totale di 8 core e 16 MB di L3 per chip di silicio.
La stessa struttura è stata mantenuta nei successivi processori Zen 3 seppur con importanti cambiamenti.

I processori AMD Ryzen sono passati attraverso tre processi costruttivi diversi: 14 nm, 12 nm e 7 nm; Intel ha insistito per tanto tempo sull’ottimizzazione del nodo a 14 nm con modifiche architetturali minori. Con i nuovi Rocket Lake-S ha utilizzato l’architettura Cypress Cove, un adattamento dell’architettura Sunny Cove al processo a 14 nm: Intel presenta i processori Rocket Lake-S di undicesima generazione.

Nell’articolo Miglior processore per notebook: quale scegliere ci siamo concentrati sull’offerta di Intel e AMD destinata ai sistemi portatili.

Posto che le convenzioni utilizzate da Intel per i nomi dei suoi processori sono quelle presentate nell’articolo Sigle processori Intel: che cosa significano, proviamo a tracciare una sorta di comparativa tra i processori Intel e quelli AMD riassumendone le evoluzioni nel corso degli ultimi anni.

1) Gli Skylake di sesta generazione (Intel Core 6000) sono processori che l’azienda di Santa Clara ha presentato nel 2015.
Intel compensò il mancato aumento del numero di core con un IPC più alto e velocità di clock più elevate. Le “controparti” più vicine sono i processori della serie AMD Ryzen 2000, più o meno simili parlando di IPC ma con più core e thread.
Un processore come il Ryzen 7 2700X ha 8 core e 16 thread mentre il Core i7 6700K ha solo quattro core e otto thread; il Ryzen 5 2600 ha prestazioni in single thread simili al Core i5 6600 ma mentre quello di AMD propone sei core e dodici thread, l’Intel Core si ferma a quattro core/thread.

2) Con i suoi Kaby Lake (Core 7000, settima generazione), Intel ha mantenuto IPC e numero di core dei precedenti assicurando comunque ai clienti un piccolo aumento delle prestazioni grazie alle frequenze di clock più elevate. Le prestazioni grezze sono leggermente superiori a quelle offerte dai processori della serie Ryzen 2000 ma le performance sono inferiori in multithreading.
Un prodotto come il Ryzen 7 2700X ha prestazioni in single thread inferiori rispetto al Core i7 7700K ma il primo consta di 8 core e 16 thread mentre il secondo è limitato a 4 core e 8 thread.

3) I Coffee Lake presentati a ottobre 2017 (Core 8000) alzano ulteriormente l’asticella delle frequenze di clock senza però cambiamenti in termini di IPC.
La novità più importante consiste in questo caso del numero massimo di core: i Core i3 hanno quattro core e quattro thread, i Core i5 hanno sei core e sei thread e i Core i7 hanno sei core e dodici thread.
Sul piano delle prestazioni grezze in single thread questi processori si pongono più o meno allo stesso livello degli AMD Ryzen 3000 ma questi ultimi possono sfruttare un potenziale notevole in multithread.

Un Ryzen 5 3600 è equivalente a un Core i7 8700 anche se quest’ultimo si comporta meglio in single thread; i Ryzen 7 3700X, Ryzen 9 3900X e Ryzen 9 3950X, rispettivamente con 8 core e 16 thread, 12 core e 24 thread, 16 core e 36 thread, sono invece di fatto superiori alle controparti di Intel.

4) Con gli Intel Core 9000, alias Coffee Lake Refresh, non si sono registrati cambiamenti in termini di IPC con l’azienda che ha ancora una volta preferito lavorare sull’aumento delle frequenze di clock.

I modelli Core i3 e Core i5 sono rimasti pressoché invariati mentre con i Core i7 si è passati da sei core e dodici thread a otto core e otto thread. Con i Core i9, invece, vengono offerti processori a 8 core e 16 thread.
Le prestazioni in single threaded si pongono leggermente di sopra dei Ryzen 3000 proprio per via delle frequenze di clock più elevate. I processori di AMD possono tuttavia contare su configurazioni multithread superiori raggiungendo 16 core e 32 thread.

Un Core i9 9900K si pone un po’ al di sopra di un Ryzen 7 3800X mentre un Ryzen 5 3600X è superiore al Core i5 9600 grazie ai suoi sei core e dodici thread (il secondo può contare su sei core e sei thread).

5) I Comet Lake segnano la decima generazione dei processori Intel (Core 10000).
Non ci sono cambiamenti in termini di IPC ma Intel ha comunque aumentato le frequenze di lavoro e il numero di core/thread.
I Core i3 sono ad esempio passati a quattro core e otto thread ponendosi in competizione diretta con i Ryzen 3 3000; i Core i5 sono passati a 6 core e 12 thread (sfidando i Ryzen 5 3000); i Core i7 arrivano a 8 core e 16 thread (per contrastare i Ryzen 7 3000) e, infine, i Core i9 poggiano il loro funzionamento su 10 core e 20 thread avvicinandosi alle prestazioni del Ryzen 9 3900X.

6) I Rocket Lake (Intel Core 11000) rappresentano un cambiamento importante per Intel.
Pur non riuscendo a superare le prestazioni degli AMD Ryzen 5000 che si comportano leggermente meglio in single thread e molto meglio in multi-threading il Core i5 11600K è più o meno equivalente al Ryzen 5 5600X mentre il Core i9 11900K è alla pari con il Ryzen 7 5800X.

7) Gli AMD Ryzen 9 non hanno ad oggi rivali diretti di casa Intel perché si tratta di processori in configurazioni fino a 16 core e 32 thread.
Con l’arrivo della serie Comet Lake-S Intel ha lanciato il Core i9 10900K, un chip a 10 core e 20 thread che non è ancora al livello del Ryzen 9 3900X che ha 12 core e 24 thread. Con i Rocket Lake-S non è stato accresciuto il numero massimo di core e thread ridotto rispettivamente a 8 e 16.

8) Per quanto riguarda i processori HEDT (piattaforma High-End Desktop), i processori AMD Threadripper di prima generazione avevano un IPC paragonabile a quello di un Intel Core Extreme basato su architettura Broadwell-E ma rimangono un po’ indietro rispetto agli Skylake-X.
I processori Threadripper di seconda generazione hanno colmato il divario in termini di IPC e grazie al loro numero di core e thread più elevato (18 e 36 per il modello più potente di Intel e 32 e 64 per il modello più potente di AMD) sono complessivamente superiori.
La serie Threadripper 3000 ha alzato nuovamente il valore di IPC e grazie all’aumento del numero massimo di core e thread (64 e 128 rispettivamente) sono diventati i processori più potenti della loro categoria. Al momento non ci sono rivali diretti nel catalogo di Intel.