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Athlon 64 et DDR2, un mariage de raison mais sans passion...

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Écrit par Pascal Thevenier   
Dimanche, 27 Août 2006 20:36
En août 2006, Intel lançait le support LGA775 pour ses processeurs qui profitent depuis du support du PCI-Express mais surtout de la DDR2. Pour les feu Pentium 4, cette mémoire est particulièrement intéressante, notamment grâce à une bande passante élevée garante de bonnes performances pour Netburst. Initialement « un peu lente », la DDR2 a évolué de manière significative en passant de 533 MHz à 800 MHz et les prix ont chuté de manière importante. Performante et économique, la DDR2 est à présent un ou même le nouveau standard de mémoire. Incontournable, elle a conduit AMD à modifier le contrôleur mémoire intégré aux Athlon 64 pour en tirer parti. Mais que peut-on attendre d’un Athlon 64 qui exploite des faibles latences de la DDR quand il est appairé à de la DDR2 dont le principal défaut est justement la latence ?


La DDR2, moteur de l’évolution…

Quand Intel s’est associé à Rambus pour offrir le support de la RDRAM aux derniers Pentium !!!, le géant de Santa Clara préparait déjà le terrain pour le Pentium 4. Conçue pour les hautes et même très hautes fréquences, l’architecture Netburst demande une bande passante énorme pour donner le meilleur d’elle-même. Les accords avec Rambus étaient particulièrement contraignants pour Intel, lui interdisant d’utiliser une nouvelle technologie concurrente à la RDRAM. Ce n’est que lors de l’expiration de ces accords qu’Intel a pu offrir autre chose que l’antique SDRAM ou la peu populaire RDRAM à ses Pentium 4. Si les DDR266 et DDR333 soutenues par VIA pour leurs chipsets destinés aux Athlon XP n’étaient pas les « mémoires idéales » pour les Pentium 4, la DDR400 et surtout le mode Dual Channel inauguré avec les i875 et i865 permettait aux Northwood de donner toute leur puissance…
Toujours en quête de bande passante, Intel passe à la DDR2-533 lors du lancement du support LGA775 et du PCI-Express. L’avantage de la DDR2 sur la DDR est simple. Les cellules de mémoire envoient les données par quatre (Quad Data Rate) dans un buffer qui travaille et le transfert se fait au final vers un bus en DDR (Dual Data Rate). Autrement dit, avec des puces fonctionnant à 200 MHz, les transferts sur le bus mémoire sont équivalents à de la SDRAM à 800 MHz. Ce petit tour de passe-passe permet de doubler la bande passante au détriment de la latence qui augmente. Rien de grave… puisque cette mémoire est destinée au Pentium 4 et qu’elle lui convient très bien !


En deux ans, la DDR2 n’a pas vraiment été sous les feux de la rampe malgré ses nombreuses évolutions et des baisses de prix fréquentes. En effet, tous les fans de performances étaient tournés vers les Athlon 64 qui tirent le meilleur parti de la DDR400. Mais les bonnes choses ont une fin et les producteurs de mémoire se désintéressent à présent de la DDR400 qui a atteint ses limites avec des timings très agressifs (2/2/2/5)… AMD se voit donc forcer la main : pour évoluer, il faut passer à la DDR2.


Un bon couple ?

Est-il utile de rappeler que les Athlon 64 tirent une grande partie de leurs performances de leur contrôleur mémoire embarqué ? En se déplaçant du chipset au cœur même du processeur, AMD a ainsi réduit les temps d’accès à la DDR400. Faire évoluer le contrôleur mémoire vers la DDR2 n’est pas une tâche insurmontable. Il fait par contre remonter à la surface de vieux fantômes.

  • Premier problème : les ratios
    Dans un système classique, c’est le chipset qui se charge des ratios entre le FSB et le bus mémoire. Avec les Athlon 64, c’est le contrôleur intégré qui s’en charge. Malheureusement, AMD n’a pas intégré assez de ratios pour gérer correctement les DDR2 533, 667 et 800 pour toutes les fréquences de ses processeurs. Ces ratios (appliqués à la fréquence du processeur) étant entiers, ils ne permettent pas toujours d’atteindre un bus mémoire de 266, 333 ou 400 MHz. En outre, pour ne pas outrepasser les spécifications de la mémoire, c’est un diviseur plus élevé qui est appliqué si le bus mémoire dépasse 266, 333 ou 400 MHz. Par exemple, pour de la DDR2-800, seul les Athlon 64 à 1600, 2000, 2400 et 2800 MHz sont en mesure de générer le bus à 400 MHz via les rations 4, 5, 6 et 7.


    Au final, de nombreuses combinaisons ne permettent pas d’exploiter pleinement la bande passante offerte par la DDR2. Cependant, il y a lieu de tempérer ! Avec de la DDR2-533 en double canal et dans le cas le plus défavorable (Athlon 64 AM2 à 2200 MHz, 92% de la bande passante utilisable), le taux de transfert sera quand même de 7,7 Go/s, soit bien plus qu’avec 100% de la bande passante offerte par de la DDR400 en double canal (6,4 Go/s). Quand on sait que le mode double canal à présent généralisé n’avait pas apporté grand-chose en terme de performances aux Athlon 64 en socket 939, ce ne sont pas les quelques Go/s de perdus sur des taux de transfert largement au-dessus des besoins de l’Athlon 64 qui ruineront les performances des modèles AM2.

  • Second problème : la latence
    Associés à de la DDR400 aux timings agressifs 2/2/2/5 en mode de commande 1T, les Athlon 64 en socket 939 donnent les meilleures performances possibles. Dans ces conditions, la latence mesurée par Everest avec notre configuration de référence (Athlon 64 X2 4200+) est de 53 ns. Avec de très mauvais timings, tels de 3/4/4/10 (mais toujours en mode 1T), cette latence grimpe à plus de 62 ns. Avec un Athlon 64 X2 4200+ AM2, la latence va de 65,5 ns (DDR2 « 630 » en 5/5/5/12 vu la ratio) à 58,1 ns (DDR2 « 734 » en 5/5/5/12). Si les timings de la DDR2 semblent très élevés, il ne faut pas perdre de vue que ces valeurs sont exprimées en cycles et dépendent donc de la fréquence. Ainsi, il faudrait de la DDR2-800 en 4/4/4/10 pour rivaliser avec de la DDR400 2/2/2/5. Ce genre de mémoire commence à être disponible et certains modules de DDR2 très haut de gamme font même déjà mieux...


    Selon nos tests, il faut au moins de la DDR2-800 en 5/5/5/12 pour rivaliser avec de la banale DDR400 2/3/3/8. Et même la DDR2-800 en 4/4/4/12 ne parvient pas à égaler la DDR-400 2/2/2/5. Compte tenu des nombreuses baisses de tarifs, il est déjà possible de trouver des kits de 2 x 1Go de DDR2-800 en 4/4/4/15 à partir de 200 €, ce qui est comparable à un kit comparable en DDR400 2/2/2/5… Si les performances « en prennent un coup », le portefeuille ne s'en porte pas plus mal.

  • Troisième problème : le support !
    La DDR et la DDR2 sont incompatibles. Pour éviter les erreurs de montages, si les slots ont la même longueur, la DDR2 utilise 240 broches réparties à raison de 128 et 112 de part et d’autre d’une encoche. Pour éviter le montage d’un Athlon 64 équipé d’un contrôleur DDR sur une carte mère prévue pour de la DDR2, AMD a introduit le support AM2. Il comporte 940 broches mais elles ne sont pas disposées comme sur le premier support 940 des Opteron. Exit donc tout tentative d’upgrade en douceur à partir d’un Athlon 64 socket 939 pourtant qualifié de « stable platform » par AMD. Enfin, stable ne veut pas dire évolutif !


    Le nouveau support a par contre un bon côté : il est commun aux Athlon 64 et Sempron. Ces derniers profitent au passage de support de la DDR2 en double canal comme leurs grands frères. Il reste à espérer que le support AM2 profitera d’une certaine pérennité !
    Le support de fixation du système de refroidissement évolue également. Le support AM2 est fixé à la carte mère par 4 vis contre seulement deux pour celui du socket 939. Les ventilateurs qui se fixent uniquement sur les deux crochets centraux sont réutilisables. Par contre, ceux qui se vissent à la carte mère...

    Configuration de test

    Matériel
  • Asus M2N-SLI Deluxe et Asus A8N-SLI Premium
  • AMD Athlon 64 X2 4200+ s939 (2200 MHz) et Athlon 64 X2 4200+ AM2 (2200 MHz)
  • 2 x 512 Mo DDR-400 2226 et 2 x 512 Mo DDR2-800 4/4/4/12
  • NVIDIA GeForce 7900 GT
  • Samsung SpinPoint 160 Go SATA II
  • BenQ FP202W

    Logiciel
  • Windows XP Pro + SP2
  • ForceWare 91.33
  • CPU Mark 99
  • Super Pi
  • Cinebench 9.5
  • ScienceMark 2 MolDyn Windows Media Encoder 9
  • Everest Ultimate Edition
  • Futuremark 3D Mark 2005
  • Futuremark 3D Mark 2006
  • Doom III 1024 x 768 HQ
  • FarCry 1024 x 768 UQ
  • Serious Sam 2 1024 x 768 HQ
  • TrackMania Sunrise 1024 x 768 HQ

    Performances



    Dans l’état actuel des choses, l’Athlon 64 s939 associé à de la DDR400 2/2/2/5 reste la solution la plus performante. Comme le montrent les résultats, il existe des écarts mais peut-on les considérer comme importants ? Les tests principalement axés sur le processeur lui-même montrent que les écarts sont relativement faibles. Entre 203 et 206 secondes pour le test de compression MPEG voire les 198 secondes avec de la DDR400 2/2/2/5, qui verra la différence ? On note dans ces tests que la DDR2-667 4/4/4/12 donne des résultats très proches de la DDR2-800 5/5/5/12. Il vaut donc mieux éviter la DDR2-667 5/5/5/12 et à fortiori, les DDR2 encore plus lentes telles que la 533 et ce, peu importent les timings.



    Dans les tests 3D, la DDR2-800 5/5/5/12 prend un avantage sur la DDR2-667 4/4/4/12, le gain en bande passante étant plus bénéfique aux performances de la carte 3D elle-même qu’au processeur. Pour tirer le maximum d’un Athlon 64 en support AM2, il faudra donc se diriger vers de la DDR2-800 en 4/4/4/12.


    Et le reste ?

    La seule chose qui change dans les Athlon 64 AM2 est le contrôleur mémoire. La température de fonctionnement ne change guère ni la consommation. Nous avons mesuré 0.5 A pour l’Athlon 64 4200+ s939 et curieusement 0.52 A pour l’Athlon 64 4200+ AM2 alors que théoriquement, la DDR2 demande un voltage moindre (1.8v contre 2.6v). Enfin, ce genre d’écart peut s’expliquer par de nombreux facteurs à commencer par les cartes mères elles-mêmes… En pleine charge, la consommation est identique pour les deux configurations : 1.05 A
    Côté overclocking, pas de surprise non plus. Notre Athlon 64 4200+ AM2 atteint une fréquence maximale d’un peu plus de 2750 MHz via un FSB de 251 MHz. Une performance comparable à celle de son cousin en socket 939. D’ailleurs, les « problèmes de ratio » ont tendance à jouer en faveur de la facilité d’overclocking vu que dans la majorité des cas, la mémoire n’est pas utilisée à sa fréquence maximale (généralement moins de 95%). Bref, le changement de contrôleur mémoire ne modifie pas les qualités intrinsèques des Athlon 64 AM2.


    Conclusion

    Le passage à la DDR2 est plus une obligation qu’un choix délibéré. Cette « nouvelle » mémoire s’impose tant en termes de prix que de perspectives d’évolution. AMD ne peut donc y couper et propose à présent toute sa gamme, du Sempron à l’Athlon 64 X2, sur le nouveau support AM2 qui va de paire avec la DDR2. Si cette migration permet à AMD de rester « dans le vent », elle s’accompagne d’une perte de performances d’autant plus marquée que la DDR2 utilisée est asthmatique, entendez par là avec des timings importants et une faible fréquence. D’un point de vue tarifs, les cartes mères et les processeurs AM2 ne sont pas plus chers que leurs homologues en 939. Dans un cas comme dans l’autre, pour extraire la quintessence du processeur, il faut faire appel à la meilleure mémoire. Si les kits de DDR2-800 haut de gamme (4/4/4/10) sont encore plus coûteux que ceux en DDR400 2/2/2/5, à l’avenir, les tarifs devraient basculer en faveur de la DDR2.
    Au final, les seuls intérêts pratiques de la plateforme AM2 sont un socket commun à toute la gamme de processeurs AMD et la prise en charge d’une mémoire en plein essor… En contrepartie, il faudra composer avec un petit recul des performances. A l’heure où les Core 2 Duo pointent le bout de leur nez et s’apprêtent à rafler la couronne des performances, le moment choisi par AMD pour migrer vers la DDR2 ne semble pas des plus judicieux. S’il n’y a absolument aucune raison de migrer d’une configuration socket 939 vers une en AM2, nous conseillons quand même ce dernier support pour toute nouvelle configuration AMD.

    Athlon 64 X2 AM2 & DDR2 : 9/10
    Pour :
    Cartes mères nombreuses et abordables, prix des DDR2 667 et 800, prix des Athlon 64 AM2, rapport prix/performances, un seul support pour toute la gamme.
    Contre : Performances en recul et plus vraiment d'upgrade depuis une ancienne config
  • Mise à jour le Mardi, 10 Novembre 2009 20:23