Již koncem loňského roku vzniklo několik recenzí, které se výkonu, spotřebě a celkovému vlivu malých jader na chování procesoru věnovalo. Energetickou efektivitu jader si můžeme snadno ilustrovat na výsledcích recenze Core i9-12900K webu TechPowerUp. Nejprve se podívejme na výsledek v CineBench R23, který vyjadřuje, kolik energie je potřeba ke zpracování úlohy (tzn. méně je lépe):

CineBench spuštěný pouze na malých jádrech spotřebuje na dokončení 12,8 kJ, na velkých jádrech ovšem pouze 10,5 kJ a na všech (tedy v tovární konfiguraci procesoru) 10,2 kJ. Důvodem, proč na všech jádrech bude efektivita o chlup lepší než jen na velkých, je zjevně fakt, že velká jádra byla samostatně testována s vypnutým HT, který by ve vícejádrovém testu energetickou efektivitu zlepšil. Každopádně vidíme, že energetická efektivita samostatných malých jader je o 18-20 % horší než u velkých jader (bez HT) nebo celého procesoru.

Nemůže jít v případě CineBench o anomálii? Zběžné ověření můžeme provést srovnáním celkových výkonnostních výsledků a spotřeby:

Pokud si vydělíme průměrný výkon spotřebou, vychází nám energetická efektivita vyjádřená v procentech výkonu na watt (čím více výkonu na watt, tím lépe, takže čím vyšší číslo, tím lepší. Malá jádra zde dosahují hodnoty 0,81, velká 0,98. Tedy o 21 % vyšší energetické efektivity než malá.

Proč tedy Intel používá malá „efektivní“ jádra, když energetickou efektivitu procesoru snižují? Důvodem zjevně není energetická efektivita, ale výrobní náklady. Je potřeba si uvědomit, že (1) u monolitických čipů nestoupají výrobní náklady s plochou lineárně, ale exponenciálně. A dále (2), že velká jádra Intelu jsou skutečně velká:

Velké jádro Alder Lake (Golden Cove) dosahuje včetně své L2 cache na procesu Intel 7 plochy 7,46 mm², přičemž jádro Zen 3 včetně L2 cache dosahuje na procesu TSMC 7 nm plochy 4,11 mm². S ohledem na fakt, že AMD k tomu ještě každých osm jader vyrábí na samostatném čipletu, takže nedosahuje velkých monolitů, je pozice Intelu zřejmá. Mohl by vyrobit monolit s 16 velkými jádry, který by byl o něco energeticky efektivnější než hybridní řešení, který by byl o něco výkonnější než hybridní řešení, ale zároveň by byl podstatně dražší na výrobu. Jinými slovy při rozměrech velkých jader Intelu a při použití monolitického konceptu by u takového řešení zbýval Intelu menší prostor pro marže. Efektivita malých jader tedy není energetická, ale ekonomická.

Podívejme se na vícejádrové skóre z CineBench: Malá jádra dosahují výkonu 10366 bodů. Celý procesor 27780 bodů. Odečteme-li výkon malých jader, zbývá nám na velká 17414 bodů. Srovnejme si to s plochou těchto jader:

Čtyři velká jádra Golden Cove včetně své L2 cache zabírají 29,84 mm² plochy (7,46 mm² každé). Čtyři malá jádra Gracemont včetně své L2 cache zabírají cca 8,28 mm². Tedy čtyři malá jádra stojí skoro stejně křemíku jako jedno velké. Přesně by se na plochu jednoho velkého jádra vešlo 3,6 malých jader.

Pokud započteme výkon, vychází nám, že každý milimetr čtvereční malého jádra generuje zhruba 626 bodů CineBench a každý milimetr čtvereční velkého jádra generuje zhruba 292 bodů CineBench. I kdybychom plochu malých jader ze snímku odečetli s 10% nepřesností nebo klidně s 20% nepřesností, nic to nezmění na výsledku, podle kterého je efektivita na plochu odlišná v násobcích. Malá jádra Intelu dokáží ze stejného množství křemíku dostat v ideálním případě >2× více výkonu než velká jádra.

Orientační výkon v CineBench R23 na milimetr čtvereční procesorového jádra vč. L2 cache (více je lépe)

Intel tedy malými jádry dohání nižší efektivitu velkých jader co do poměru výkon na plochu oproti konkurenci. Ta dosahuje 422 bodů na mm² jádra Zen 3 a 635 bodů na mm² jádra Zen 4 (v tomto případě nejde o výsledek z finálního verze procesoru, která se může mírně lišit).