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Sandy Bridge : la pratique !

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Écrit par Pascal Thevenier   
Mercredi, 05 Janvier 2011 00:03

La nouvelle architecture Sandy Bridge comprend une amélioration du Turbo Boost et les processeurs embarquent à présent un composant Intel HD Graphics. Outre l’absence de la technologie HyperThreading, les Core i5 ont un cache de dernier niveau de 6 Mo au lieu des 8 Mo des Core i7. Au niveau de la consommation, la gravure en 32 nm devrait montrer que la montée en puissance n’est pas forcément synonyme d’augmentation de la consommation. Après une approche théorique de l’architecture Sandy Bridge, il est temps de se pencher sur la pratique et de voir ce que les nouveaux Core i7 2600K et Core i5 2500K ont dans le ventre. Nous avons utilisé relativement peu de benchs mais ils ont été choisis pour mettre en évidence le mieux possible ce que nous avons à vérifier.




Les cartes mères

Nous avons reçu d’Intel deux cartes mères. La DH67BL est au format µATX et repose sur un H67 qui permet de modifier le multiplicateur de l’Intel HD Graphics intégré. En contrepartie, elle ne permet pas d’overclocker le processeur. Il s’agit d’une limitation du composant H67… La DP67BG (Burrage) est une carte mère haut de gamme ATX basée sur le P67. Elle permet d’overclocker les processeurs des séries « K » en jouant sur le multiplicateur ainsi que le DMICLK. Ce dernier ne peut cependant pas s’éloigner des 100 MHz de référence… A partir de 107 MHz, notre système était totalement instable. L’overclocking passe donc par une simple augmentation du multiplicateur. Si la DH67BL (Bearup Lake) ne nous intéresse pas vraiment notamment en raison d’un BIOS très limité, elle permet cependant de tester la partie graphique des Sandy Bridge, ce qui n’est pas le cas de la DP67BG qui n’a pas de sortie vidéo. Inversement, la DP67BG est faite pour l’overclocking. Elle dispose d’un BIOS assez complet. On apprécie également l’affichage des codes du POST ainsi que 8 leds qui s’illuminent au fur et à mesure de l’initialisation des composants : processeur, mémoire, vga, opt rom, USB, HDD, OS start et WD Fire/B2B. Comme toujours, la tête de mort peut être illuminée et clignoter au gré des accès disque…


DP67BG (Burrage)

 


DH67BL (Bearup Lake)


Les « chipsets » P67 et H67 souffrent de deux critiques : 2 ports SATA 6 Gbps et pas de support natif de l’USB 3.0. Certes, peu de SSD sont capables d’exploiter l’interface SATA 6 Gbps et aucun disque dur n’en tire réellement parti mais cette limitation à 2 ports est regrettable. Enfin, mieux vaut 2 ports SATA 6 Gbps qu’aucun… Aucun, c’est justement ce qui concerne l’USB 3.0. Nos cartes sont bien équipées de ports USB 3.0 mais leur support passe par une puce Nec de 10 x 10 mm dont il serait pratique de pouvoir se passer. Enfin, le P67 dispose de l’« Intel Extreme Tuning Support », c’est-à-dire des possibilités d’overclocking par le BIOS mais aussi depuis Windows via un logiciel Intel qui reprend tous les réglages du BIOS (dans le cas de la DP67BG).



Montage

Il n’y a pas grand chose à signaler à propos du montage d’une configuration Sandy Bridge. On peut une fois de plus rappeler que le support LGA1155 est totalement incompatible avec le LGA1156. Bonne nouvelle cependant au niveau du support des systèmes de refroidissement, l’entraxe n’a pas changé. Il est donc possible d’utiliser n’importe quel radiateur ou waterblock prévu pour un support LGA1156.

Les Sandy Bridge ont un contrôleur mémoire double canal. Les cartes mères sont donc équipées de 4 banques de mémoire à utiliser par paire, exactement comme pour la génération précédente en LGA1156.


Configuration de test

Matériel

  • Intel DP55KG, Intel DP67BG et Intel DH67BL
  • Core i7 870, Core i7 2600K et Core i5 2500K
  • Corsair XMS3-1600 Dominator @ 1333 MHz CL9 2 x 2 Go
  • NVIDIA GeForce GTX 570
  • Intel Postville 80 Go et Western Digital Caviar 640 Go
  • Dell 2407WFP
  • Noctua NU-U12P
  • Lian Li PC-8N

Logiciel

  • Windows 7 64 bits SP1 bêta
  • NVIDIA 263.09
  • CPU Mark et FPU Mark
  • Fritz Chess Benchmark
  • Mainconcept Reference
  • 7-Zip
  • 3D Mark Vantage
  • 3D Mark 06
  • Street Fighter IV Demo/bench
  • Resident Evil 5 Demo/bench
  • Battle Forge
  • H.A.W.X.
  • Crysis


Intel HD Graphics 3000

Plus que les performances globales, ce sont les prestations du circuit graphique qui nous ont intrigués en premier surtout que nous avons récemment testé un portable (Acer Timeline X 4820TG) équipé d’un Core i3-330M et d’une Mobility Radeon HD 5650 1 Go… L’Intel HD Graphics 3000 peut-il rivaliser avec une puce graphique de cette catégorie ? Etant donné que nous avions utilisé Resident Evil 5, un jeu DirectX 10 pas des plus gourmands, pour évaluer la Radeon du portable, nous l’avons repris d’emblée en HD 1366x768 en qualité maximale (AA 4x, Blur, textures, ombres et qualité globale au maximum).

Dans ces conditions, l’Intel HD Graphics 3000 atteint un score de 17,3 fps. C’est bien peu car notre portable Acer Timeline X 4820TG atteint 35,5 fps soit le double grâce à sa Radeon Mobility HD 5650 ! Les performances du circuit Intel correspondent grosso modo à celles de la Mobility Radeon HD 5650 en mode économie d’énergie. Dans ce mode, elle est comparable à une Mobility Radeon HD 5430 et arrive à afficher 15,9 fps dans ce test. Il faut désactiver l’antialiasing et le filtre Blur ainsi que passer les textures en mode moyen pour arriver à 37 fps...

Nous avons ensuite utilisé H.A.W.X. (DirectX 10) premier du nom en résolution HD. Le score varie de 13 fps en qualité maximale à 67 fps en qualité minimale. A titre comparatif, notre portable Timeline X 4820TG affiche respectivement 25 fps et 108 fps avec la Mobility Radeon HD 5650 en mode performances et 11 fps et 62 fps en mode économie d’énergie.

Nous avons enfin utilisé Street Fighter IV, un des jeux les plus légers de nos protocoles de tests. L’Intel HD Graphics 3000 n’est pas capable de rendre le jeu fluide en qualité maximale en 1366x768 où il obtient moins de 20 fps. Il faut désactiver l’anitaliasing et le filtrage anisotrope mais toutes les autres options peuvent rester au maximum pour arriver à une moyenne de 29 fps. Une fois encore, la Radeon HD 5650 en mode économie d’énergie obtient un score comparable avec 35 fps mais il grimpe à 76 fps en mode performances. Dans les mêmes conditions, l’Intel HD Graphics du Core i3-330M arrive à 11 fps.

Compte tenu des prestations obtenues sur des jeux réclamant une puissance de traitement relativement moyenne, la nouvelle solution graphique d’Intel n’est guère brillante. L’Intel HD Graphics 3000 du Core i7 2600K arrive au niveau d’une Mobility Radeon HD 5650 en mode économie d’énergie (où elle correspond plus ou moins à une Radeon HD 5430) associée à un malheureux Core i3-330M… Certes, elle fait mieux que la puce graphique intégrée au Core i3-330M mais il faut souligner que dans le portable, les fréquences de l’IGP sont bien moins élevées. On peut éventuellement se consoler en pensant que l’IGP d’un processeur de bureau arrive au niveau d’une puce graphique mobile d’entrée de gamme. Maigre consolation ! Bref, on assiste à une course d’escargots où le nouvel escargot est plus rapide que l’ancien…


Les gains du Turbo

Nous avons réalisé ces tests avec le Core i7 2600K. Les gains apportés par le Turbo atteignent 9 à 10% dans les meilleurs cas de figure. Le gain obtenu par le Turbo est d’autant plus grand que le test ou le bench est court et utilise peu de ressources (par exemple un seul core). C’est le cas des bons vieux CPU et FPU Mark ou encore de Fritz Chess Benchmark réglé sur 1 thread qui n’exploitent qu’un seul core… Inversement, quand la mesure dure plus longtemps, l’effet « HUGS » résultant de la montée rapide et plus importante en fréquence est perdu. Ainsi, lors de transcodages vidéo, le gain tombe à 3%. Avec 7Z, le gain durant le test intégré n’est plus que de 2%. La moyenne sur nos tests est de 5%.



L’HyperThreading patauge parfois…

Nous avons aussi utilisé Fritz Chess Benchmark qui simule des coups aux échecs en utilisant de 1 à 8 threads. Les résultats sont très curieux lors de l’utilisation de 6 et 7 threads. Ce comportement était déjà observable sous Windows XP; le scheduler de l’OS était alors en cause. Il n’arrivait pas à distinguer les cores logiques des cores physiques. Visiblement, le problème se présente encore sous Windows 7. Le défaut ayant été corrigé par Microsoft, on peut conclure que certaines applications utilisent leur propre distribution des ressources. A noter que le comportement de Fritz Chess Benchmark n’est pas isolé. Des jeux et des applications voient leurs performances reculer sur des processeurs équipés de l’HyperThreading.



Tous à 2,8 GHz !

Nous avons cadencé les Core i7 870, Core i7 2600K et Core i5 2500K à 2,8 GHz afin de comparer les performances à fréquence identique. Le Core i7 870 sert de référence. Quand l’HyperThreading n’intervient pas, les Core i5 et i7 ont les mêmes performances. La taille du LLC n’ayant pas un impact énorme de manière générale surtout que le Core i5 2500K conserve quand même 6 Mo de cache de dernier niveau (contre 8 Mo pour le Core i7 2600K). Dans Fritz, Cinebench R11.5, Reference, 7Z ainsi que dans les scores CPU de 3D Mark Vantage et 2006, le Core i7 2600K prend un avantage assez net. Avec 7Z où le dictionnaire est fixé à 64 Mo pour une utilisation de plus de 3 Go de RAM, le cache plus grand du Core i7 2600K joue probablement un rôle dans les 36% d’avance pris sur le Core i5 2500K. En mono thread, les performances sont franchement comparables. Quoi qu’il en soit, sur la moyenne des essais, le Core i7 2600K à 2,80 GHz se montre 15% plus rapide que le Core i5 2500K à 2,80 GHz. L’écart est principalement lié à la présence de l’HyperThreading et anecdotiquement à la différence de cache.


Les gains sont exprimés par rapport au Core i7 870 de référence.

 


Les gains du Core i7 2600K sur le Core i5 2500K.


Par rapport au Core i7 870 à 2,80 GHz, le Core i7 2600K cadencé également à 2,80 GHz se montre de 0 à 22% plus rapide avec une moyenne de 8% sur nos tests. Ces gains à fréquence égale sont sympathiques et il ne faut pas oublier qu’en fonctionnement normal (sans Turbo), le Core i7 2600K (3,40 GHz) affiche 466 MHz de plus que le Core i7 870 (2,93 GHz).


En conditions normales

Nous avons comparé les performances aux fréquences d'origine avec le Turbo Boost actif. Les Sandy Bridge profitent de leurs fréquences supérieures et quand l’HyperThreading n’est pas utilisé, le Core i5 2500K devance le Core i7 870. Il se paie même le luxe de faire mieux dans Reference alors qu’il ne gère que 4 threads. En moyenne sur notre panel de tests, le Core i7 2600K est 20% plus rapide que le Core i7 870. Bien qu’il soit peu orthodoxe de faire une comparaison des écarts de performances moyens entre le Core i5 2500K et le Core i7 870, nous l’avons quand même fait. Au final, l’écart de performance n’est que de 1% alors que de nombreux tests tirent parti de l’HyperThreading.


Les gains sont exprimés par rapport au Core i7 870 de référence.

 


Les gains du Core i7 2600K sur le Core i5 2500K



Les jeux

Evaluer les performances d’un processeur dans les jeux fait toujours couler beaucoup d’encre. Sous quelles conditions tester ? En 800x600 détails au minimum afin de ne pas être limité par la carte graphique ? Mais qui joue dans ces conditions ? Personne ! Réaliser les tests en 1920x1200 avec tout au maximum et une bonne grosse carte graphique est nettement plus réaliste mais ne permet généralement pas de différencier des écarts de puissance relativement faibles entre processeurs. Enfin, pour corser encore le débat, tous les jeux ne sont pas égaux au niveau des ressources : certains sont plus sensibles à la puissance processeur que d’autres. Tant qu’à trancher, à titre personnel, je préfère savoir si les jeux tourneront mieux « tout au max » avec ma carte graphique de course que découvrir qu’en 1024x768, le Core i7 2600K est x% plus rapide que le Core i7 870. En d’autres mots, autant savoir si la puissance supplémentaire offerte par un Core i7 2600K sera utile ou non en conditions réelles de jeu.


Les écarts de performances sont assez faibles en 1920x1200 avec toutes les options poussées au maximum mais le Core i5 2500K fait mieux de quelques pourcents que le Core i7 870. Le Core i7 2600K donne le même niveau de performances que le Core i5 2500K à part dans Street Fighter IV dans lequel il prend un peu d’avance. Sans surprise, avec une résolution si élevée, les filtres et les réglages aux maximum, le processeur a peu d’influence.


Consommtion

Avec seulement 34 watts au repos pour une configuration complète sans carte graphique et 120 watts en charge sous Prime, le Core i5 2500K est d’une sobriété impressionnante. Associé à une GeForce GTX 570, la consommation passe à 75 watts au repos et 140 watts sous prime, ce qui tranche avec les 102 et 204 watts du Core i7 870 dans les mêmes conditions. Le Core i7 2600K consomme aussi 75 watts au repos mais atteint 147 watts en charge.


Les températures des Sandy Bridge (ici le Core i7 2600K) sont étonnamment faibles sous Prime avec ~55°C par core avec un radiateur de type NH-U12 et un 120 mm à 1000 rpm. Au repos, les températures sont de l’ordre de 30°C. Il n’y a donc aucune crainte à avoir concernant d’éventuelles nuisances pour le refroidissement.



Overclocking

Simple comme bonjour ! Il suffit d’augmenter les valeurs des cores en mode Turbo. Il est aisé d’atteindre 4400 MHz mais il faut un peu pousser la tension (~1,3 volt). Au repos, le processeur revient à 1600 MHz comme s’il n’était pas overclocké. Etant donné qu’il n’est pas possible de jouer sur la fréquence du bus système, il n’y a rien de plus à dire à ce sujet. Ah, si ! Un overclocking de presque 30% sur un processeur déjà cadencé à 3,4 GHz est vraiment exceptionnel. A 4400 MHz, le score CPU Mark passe à 679 contre 523 à 3400 MHz.



Conclusion

Les Sandy Bridge s’illustrent à plus d’un titre. A fréquence égale, le Core i7 2600K se montre jusqu’à 22% plus rapide que le Core i7 870, ce qui atteste de l’efficacité des améliorations de l’architecture. Etant donné que les Sandy Bridge affichent des fréquences revues à la hausse avec 3,4 GHz pour le Core i7 2600K et 3,3 GHz pour le Core i5 2500K, les performances sont de premier plan. Pour ne rien gâcher, la consommation est en baisse au repos comme en charge. Grâce au 32 nm des Sandy Bridge, Intel améliore encore la performance par watt. Quand on sait que le Core i7 2600K sera proposé à un prix comparable au Core i7 875K, le succès est assuré étant donné que le rapport prix/performances augmente encore. Ces bonnes nouvelles font presque oublier qu’il n’y a pas d’upgrade possible à partir d’un LGA116 (pourtant pas bien âgé), que l’Intel HD Graphics reste un IGP très limité en 3D , qu’il n’y a que 2 ports 6 Gbps, que le support du SATA 3.0 n’est pas natif et que l’overclocking se résume à augmenter le multiplicateur. Enfin, compte tenu de la facilité avec laquelle le Core i7 2600K atteint 4,4 GHz, personne ne se plaindra de la simplicité de la procédure d’autant plus que les performances suivent et pas les nuisances. Le Core i7 2600K remplace donc brillamment le Core i7 875K et le Core i7 2500K s’imposera certainement dans la catégorie « un cran inférieure ». Il n’y a plus de raison d’acheter une configuration LGA1156…

Il reste certains aspects de l’architecture que nous n’avons pas encore examinés comme le circuit de transcodage hardware annoncé par Intel ainsi que les instructions AVX pour lesquelles il n’existe pas encore de bench…

Mise à jour le Mardi, 22 Février 2011 15:46