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Asus EPU et Gigabyte DES : vraies économies ou marketing ?

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Écrit par Pascal Thevenier   
Jeudi, 31 Janvier 2008 17:17
Les temps changent et la tendance actuelle est aux économies d’énergie. Actuellement, deux constructeurs ont lancé des cartes mères conçues dans cette optique. Asus a été le premier, avec son circuit spécialisé EPU et un VRM capable de basculer entre 4 et 8 phases introduit avec certaines cartes mères de la série P5E. Depuis peu de temps, Gigabyte a rejoint son concurrent avec la technologie DES et un VRM multi phases… Les deux constructeurs annoncent des économies d’énergie allant jusqu’à 70 et même 80% ! Accessoirement, en parcourant les sites concurrents, on retrouve des arguments comme des capacités métalliques de qualité pour se démarquer… En pratique, faut-il croire les chiffres annoncés ? Peut-on réellement faire des économies sans contrepartie ? Pour le vérifier, voici le « premier comparatif » où les performances se mesurent en watts !

Un PC qui consomme peu…

Comme beaucoup de passionnés, nous avons plusieurs ordinateurs qui tournent en même temps. Dans le cas précis de notre laboratoire, il s’agit d’un « serveur » qui sert principalement à stocker les pilotes, les applications et benchs, à conserver une copie des articles et des données d’autres ordinateurs, à partager l’imprimante sur le réseau et à saisir les résultats lors des tests. Cette machine fonctionne toute la journée comme la machine principale de travail et même plus en général…

Sur son site, VIA présente une machine économe qui consomme seulement 60 watts. Au fait, pourquoi ne pas contrôler la consommation du « serveur » ? Quelques minutes plus tard, le bilan tombe : 100 watts au repos pour un Pentium Dual Core E2160 sur une Intel BadAxe avec 2 x 512 Mo de DDR2-800 et une GeForce 7900 GT. Un curieux serveur ? Non, un PC de « récupération » ! Après remplacement de la carte mère et de la carte graphique par une P5B-VM (P965G), la consommation tombe à 75 watts. Et en utilisant une mise en veille des deux disques au bout de 3 heures d’inactivité, la consommation descend à 66 watts. A raison de 12 heures par jours 365 jours pas an, l’économie est quand même de l’ordre de 20 € en comptant 0,2 € par kWh (en Belgique et ~0,1 € en France)… Est-ce significatif ? Nous ne sommes pas là pour en débattre mais c’est ce qui a donné naissance à notre intérêt pour les technologies proposées par Asus et Gigabyte.


Du hard et du soft !

Asus et Gigabyte mettent en avant des améliorations significatives de la consommation avec leurs technologies. Mais comment font-ils pour parvenir à de tels résultats ? La recette est la même : un VRM ou Voltage Regulation Module capable d’opérer au moins dans deux modes différents et un logiciel complémentaire comparable à celui des ordinateurs portables.

Exemple simplifié de VRM à 4 phases.Le VRM est un ensemble de composants dont le rôle est de convertir le 12 volts issu de l’alimentation auxiliaire (à 4 ou 8 broches) qui se connecte généralement à la carte mère dans une zone proche du socket. La technique utilisée est le « découpage » de la tension. En ouvrant et en fermant très rapidement un « interrupteur » avec du 12 volts en entrée, on retrouve à la sortie seulement 1 à 1,5 volt. La modulation de la tension se fait en jouant sur la fréquence d’ouverture ou en d’autres mots sur le laps de temps pendant lequel l’interrupteur est fermé. La tension est lissée et stabilisée par des bobines (les « selfs » en anglais) et de capacités (les fameuses capacités haute qualité métalliques). Le principe est identique à celui du bloc d’alimentation… Etant donné les ampérages importants utilisés dans les processeurs, un seul « interrupteur » surchaufferait. Les cartes mères comportent donc plusieurs de ces interrupteurs appelés « phases ». Ils assurent ainsi tour à tour l’alimentation du processeur. Avec un VRM à trois phases, chaque étage travaille un tiers du temps. Les deux autres tiers lui permettent de refroidir. De manière générique, sur un VRM à n phases, chaque étage travaille 1/n du temps.
Le mieux étant l’ennemi du bien, le rendement d’un VRM n’est pas constant étant donné qu’il est lié à la température des composants. Plus ils chauffent, plus les performances se dégradent. Il est donc intéressant d’avoir plus de phases afin qu’elle chauffent moins. Cependant à faible charge, il est préférable d’utiliser moins de phases car l’ampérage n’est pas trop élevé (l’étage chauffe moins) mais surtout parce que chaque étage induit des pertes. L’idéal est donc d’adapter le nombre d’étages actifs à la charge.

De manière logicielle, il est possible de forcer un état du processeur, par exemple le maintenir à la fréquence la plus basse du mode EIST (Enhanced Intel Speedstep Technology ou du PowerNow! d’AMD) ou encore de réduire la tension d’alimentation. En d’autres termes, quand le système n’est pas sollicité, une application résidente et/ou un pilote peut lui demander de passer dans les modes d’économie les plus avancés (C0 à C4 et même visiblement de passer en Super LFM). En outre, au même titre qu’il est possible d’augmenter le FSB de manière logicielle pour overclocker sous Windows, il est aussi simple d’underclocker le processeur de la même manière.


Configuration de test

Afin de couvrir une large plage d’utilisation du VRM, nous avons utilisé un Core 2 Extreme QX9650 pour ainsi être en mesure de charger de un à quatre cores. Pour mieux mettre en évidence la consommation du processeur, nous avons utilisé une petite Radeon X1600. Le reste de l’équipement se compose de 2 Go de DDR2-800 Transcend aXeRAM, un Western Digital SATA de 500 Go, un graveur DVD SATA Pioneer et une alimentation Corsair TX650. Le ventilateur de 120 mm du NH-U12P est alimenté en 5 volts via une prise molex afin d’éviter toute interférence liée au contrôle de sa vitesse. Les consommations sont données pour l’unité centrale complète.


Les cartes

Dans le cadre de cet article, nous ne passons en revue que la partie liée à la consommation. Elles feront l’objet d’un comparatif prochainement…

Asus P5K Pro Deluxe

Les deux blocs à 4 phases et la puces Asus EPU.La carte mère Asus P5K Pro Deluxe fait partie des modèles de dernière génération à base de chipset Intel P35. Ce modèle compact et économique (115 à 120 €) peut se targuer d’embarquer un VRM à 8 phases et une puce EPU comme les modèles haut de gamme de la marque. Cette puce permet de gérer le fonctionnement du VRM entre 4 et 8 phases. Il s’agit visiblement d’un composant spécifique développé par le constructeur car sous l’autocollant EPU, le packaging est « sérigraphié » EPU également. On peut également souligner que les composants sensibles du VRM sont tous surmontés d’un système de refroidissement en cuivre (un radiateur par groupe de 4 phases).

Au niveau logiciel, AI Suite et plus particulièrement AI Gear 3 se charge de la gestion de l’énergie. Comme sur les portables, il propose cinq modes de fonctionnement :
  • Piéton : Le Core 2 Extreme QX9650 (3 GHz) fonctionne à 6 x 299 MHz. Ce mode utilise donc le multiplicateur le plus bas et baisse le FSB de 333 MHz à 299 MHz. La fréquence ne varie jamais et reste à 1800 MHz. La tension est aussi fixée au plus bas.
  • Voiture : Au repos, comme en charge, le FSB est fixé à 299 MHz et seul le multiplicateur passe de 6 à 9 en charge, ce qui fait osciller la fréquence entre 1800 et 2700 MHz toujours avec une tension inférieure au maximum
  • Avion : Ce mode proposé par défaut correspond au fonctionnement normal de la machine : FSB 333 MHz ainsi que tensions standards en charge et au repos.
  • Fusée : Le FSB est poussé à 350 MHz et le Speedstep reste actif mais conduit à 2100 MHz au repos et 3150 MHz en charge. Il s’agit ici d’un overclocking.
  • Auto : Le mode automatique adopte le mode piéton, voiture ou avion selon la charge. D’après nos essais et malgré une demande de calibration, il n’est jamais passé en mode fusée.
  • Les différentes applications de l’AI Suite finissent par peser lourd. Avec le programme AI Suite lui-même qui centralise l’accès à AI Gear 3, AI Nap (une sorte de mise en veille), Q-Fan (pilotage des ventilateurs), AI Booster (overclocking) et Probe II (monitoring), la consommation mémoire atteint quand même 80 Mo. Si l’idée de centraliser est bonne, on regrette toujours les maigres fonctionnalités d’Asus Probe II et ses alarmes aussi farfelues qu’intrusives mais également l’absence de log. Pour un programme qui occupe à lui seul 25 Mo de mémoire, c’est assez lamentable. Outre ces remarques, les applications sont assez conviviales mais pas toujours ergonomiques ou pratiques.




    Gigabyte GA-EP35-DS3P

    Les deux blocs à 3 phases et la puce Intersil.La Gigabyte GA-EP35-DS3P est encore plus récente étant donné qu’elle a été annoncée il y a moins d’un mois. Très récente, son prix public est actuellement de l’ordre de 140 €. Elle dispose d’un VRM à six phases dynamiques. Grâce à une puce Intersil ISL6327, chaque phase de l’étage de puissance peut être activé individuellement. Mais à notre grande surprise, cette puce se retrouve sur de nombreuses cartes mères Gigabyte et notamment la GA-P35C-DS3R rev 1.1 qui a fait figure d’étalon pour ce test. La présence de ce composant est une condition nécessaire mais pas suffisante au pilotage dynamique du VRM. Le lancement de l’utilitaire provoque un message d’erreur. C’est d’ailleurs confirmé par le site de Gigabyte qui stipule que seules certaines cartes mères P35 et X48 en révision 2.1 peuvent profiter de « l’upgrade ». A noter que contrairement à l’Asus P5K Pro Deluxe, seuls la moitié des composants du VRM de la GA-EP35-DS3P sont recouverts d’un radiateur.

    L’utilitaire de Gigabyte s’appelle Dynamic Energy Saver User Interface. Il a été conçu en relation avec Intersil, le constructeur de la puce ISL6327 de gestion du VRM. Une fois lancé, cet utilitaire fait passer la gestion de l’énergie de Windows en « Gestion d’alimentation minimale » et il n’est plus possible de choisir manuellement un autre mode. L’interface est jolie et le programme est franchement léger en comparaison avec AI Suite. Une fois l’utilitaire lancé, il reste à activer le Dynamic Energy Saver… L’économètre affiche alors la consommation du processeur et les précieux watts économisés. L’interface montre également de manière graphique le nombre de phases du VRM en activité avec des petits pistons qui travaillent ou non. Le logiciel permet de choisir trois modes de tension d’alimentation mais aussi d’activer le CPU Throttling. Contrairement à AI Suite qui joue sur les tensions et les fréquences de manière visible, l’utilitaire de Gigabyte ne semble agir que sur les phases actives du VRM et les modes internes du processeur (et très peu sur la tension). En effet, CPU-Z a toujours détecté une fréquence de 2 GHz au repos et 3 GHz en charge.




    Résultats

    Les cartes sans aucun pilote, BIOS par défaut : la GA-P35C-DS3R fait figure de référence. Le Core 2 Extreme QX9650 overclocké à 4 GHz sous 1,4265 volt est présenté à titre indicatif.

    Les deux cartes les plus récentes consomment un peu moins que la carte de référence. Contrairement à toute attente, sans pilote, c’est la P5K Pro qui consomme le moins en idle et sous faible charge (une instance de Prime ou CPU Mark) alors que son VRM travaille en quatre phases contre deux à trois pour l’EP35-DS3P qui prend ensuite l’avantage sous plus forte charge. Avec 4 sessions de Prime, les deux cartes arrivent à la même consommation finale.



    L’installation des logiciels de gestion de l’énergie fait baisser la consommation. Malheureusement pour Gigabyte, la baisse de consommation (2%) se traduit aussi par une baisse notable des performances : 9,8% au score CPU. L’activation du mode Thruttle divise par deux ces performances déjà revues à la baisse. Dès lors, il deveient impossible de réaliser des comparaisons directes avec sa concurrente. L’Asus perd peu en performances surtout dans le mode « Avion » (même pas 1%) alors que la consommation baisse de 4,4%. Il est aussi amusant de noter que le mode « Fusée », qui est un overclocking léger ainsi que l’overclocking à 4 GHz du QX9650 conduisent à un score par watt plus élevé que les modes économique. Mais à 4 GHz, la consommation finale est quand même significativement plus élevée. Il ne faut également pas perdre de vue que le chipset et le circuit graphique consomment également tout comme le disque dur et la mémoire. On peut cependant saluer le mode « Fusée » de la P5K Pro qui donne des performances plus élevées tout en consommant moins que la carte sans l’AI Suite.


    Bilan annuel…

    Au repos, la consommation de la configuration avec la carte de référence est de 81,4 watts. Le meilleur résultat dans ce mode est atteint par la P5K Pro en mode « Piéton » ou « Avion » avec 74,8 watts. A raison de 24 heures par jour et 7 jours par semaine, l’écart annuel est de 57,816 kW. Il reste à multiplier par le prix du kW (de l’ordre de 0,1 € en France et proche de 0,2 € en Belgique) soit entre 6 et 12 € d’économie. Autant le dire clairement, il n’y a pas à couper les cheveux en quatre : au repos, une carte mère en vaut une autre et la baisse de consommation liée au processeur et à un VRM intelligent est bien diluée pour ne pas dire inutile en regard de celle des autres composants (chipset notamment). Il est également très difficile de considérer d’autres usages : un système avec les 4 cœurs chargés à 100% pendant 1 an 24 heures par jour ? Une charge moyenne de 50% 5 jours par semaine ? Chacun peut faire un calcul rapide pour s’approcher de son mode d’utilisation. Quel mode d’économie utiliser notamment sur la P5K Pro ? La réduction des performances liée au logiciel Gigabyte n’est-elle pas perdue en raison d’un plus long temps de fonctionnement en charge pour réaliser une même tâche ? A titre indicatif, entre la P35-DS3R avec deux instances de Prime et l’Asus P5K Pro en mode « Avion », on observe 8,8 watts d’écart, un des plus gros. Sur une année complète, l’écart atteint 77 kW, soit même pas 7 € (15 € Belgique)… Par contre, l’overckocking à 4 GHz a un prix ! Avec une surconsommation horaire qui atteint facilement les 50 watts dès les plus faibles charges, la consommation annuelle peut monter de plus de 350 kW soit… un total de 35 € (70 € Belgique) !


    Mais d’où sortent les gros chiffres ?

    On peut se demander comment Asus et Gigabyte arrivent à annoncer jusqu’à 80% de consommation en moins... Gigabyte précise en petit : jusqu’à 70% d’économie d’énergie sur un QX6850 sous faible charge avec le mode C1E désactivé. Il ne s’agit donc pas d’une baisse de consommation sur la configuration mais sur la consommation du processeur dans un mode où il ne consomme déjà pas grand-chose.


    Asus est beaucoup plus vague pour argumenter l’économie de 80,23%. Un chiffre dont la précision fait un peu sourire. Ici encore, il s’agit de la consommation du processeur uniquement et plus que probablement dans un cas bien précis et pas forcément représentatif.

    Malgré des graphes alléchants, l'économie est en générale largement inférieure à 10 watts sur des valeurs allant de 80 watts au repos à 150 watts en charge soit. Il est donc question de gains de consommation qui représentent entre 5 et 12% de la consommation du totale. Les constructeurs, ou plus exactement leur département marketing, semblent avoir oublié qu'un ordinateur ne se limite pas à son seul processeur ! Nous aurions franchement préféré l'annonce de gains bien réel, puisque tel est le cas, mais aussi réaliste. Bien entendu, économiser jusqu'à 8% sur la consommation totale présente moins bien que sauver jusqu'à 80% de consommation du processeur²...
    ² : dans un mode bien précis


    Conclusion

    Que faut-il penser de ces cartes mères économes en énergie ? Selon nous, il n’y a vraiment aucune raison de payer un surcoût élevé pour ce genre de carte d’autant plus que l’économie réelle (difficile à estimer) est réduite. Cependant, à prix et à fonctionnalités comparables, ce genre d’avantage peut faire pencher la balance. Asus semble particulièrement bien maîtriser la consommation avec sa puce EPU épaulée par l’AI Suite. Les logiciels sont certes un peu lourds mais ils n’induisent pas de perte de performances. Le mode « Avion » tout en offrant une réduction de consommation qui peut aller jusqu’à 6,6 watts n’induit pas de perte de performances. Ce résultat très positif est plus que probablement lié à la puce EPU qui a été développée par Asus même. Enfin, le dernier point fort de l’Asus P5K Pro Deluxe est son prix. Il est difficile de trouver une carte mère avec autant de fonctionnalités à un tarif aussi agressif (moins de 120 €). Second et dernier arrivé sur le marché des cartes économes, Gigabyte semble avoir plus de mal surtout au niveau logiciel où l’utilitaire DES fait reculer plus les performances que la consommation. Compte tenu de la jeunesse – moins d’un mois – des modèles EP de Gigabyte, on peut espérer que des mises à jour du logiciel corrigeront le problème. Gigabtye doit à présent faire aussi bien qu’Asus et au même prix pour être concurrentiel…
    Mise à jour le Jeudi, 12 Juin 2014 09:16