Test • Intel Core 2 Extreme QX9770 - Le comptoir du hardware

QX9770 :45nm, 3.2GHz et FSB1600

Depuis le lancement de l'architecture Core en juillet 2006, Intel a décliné cette dernière sur toutes ses gammes de CPU étouffant petit à petit AMD dont l'architecture K8 à bout de souffle ne peut rivaliser. Ce dernier va tenter toutefois de sortir la tête de l'eau avec l'annonce du Phenom et de sa nouvelle nouvelle architecture K10. Intel ne semble pour autant pas désireux de relâcher son étreinte car seulement 3 semaines après l'annonce du Core2 QX9650 (intégrant 2 puces dual core 45nm) et le jour même de l'annonce du Phenom, Intel sort de son chapeau un QX9770 encore plus rapide. De quoi gâcher la journée d'AMD et s'affirmer encore un peu plus comme seul maitre des performances ?

• Une légère évolution de l'architecture

S'il est un fait indéniable, c'est bien que le Core2 a su faire oublier sans le moindre regret les Pentium 4 (et D) basés sur l'architecture NetBurst. En effet, les dernières évolutions de cette architecture n'ont su contenir leur dégagement thermique limitant ainsi leur montée en fréquence, pierre angulaire de l'approche Netburst causant ainsi sa perte.

Intel est alors revenu à une approche bien moins novatrice car issue de P6, l'architecture étrennée par les Pentium Pro... Bien sûr, cette dernière avait déjà bien évolué en passant aux PII puis aux ultimes PIII, mais également par la suite avec l'adoption de cette architecture pour les CPU mobiles c'est à dire les Pentium M. C'est en se basant sur tous ces acquis et ceux (favorables) de "l'expérience" Netburst qu'est né Core au travers de sa première révision destinée aux ordinateurs de bureau, à savoir les Core2 Duo intégrant la puce Conroe.

Bien née c'est sûr vue la domination sans partage des CPU l'employant! Pour autant Intel ne s'endort pas sur ses lauriers et propose depuis 3 semaines avec le lancement du Core2 QX9650, une évolution de l'architecture au travers de la révision Penryn, une puce DualCore à l'instar de Conroe. De fait, Intel ne propose toujours pas de Quad Core natif mais issu de l'association de 2 puces Dual Core. Reste qu'à l'heure actuelle et sauf exception cela ne constitue en rien un handicap.

Die Yorkfield (2 Penryn)

Le premier point à noter concernant le passage de passage de Conroe à Penryn est l'évolution de la finesse de gravure de 65nm à 45nm. Cela permet de créer des puces plus petites, consommant moins à nombre de transistors égal. Cela permet aussi de réduire les coûts car l'on peut faire tenir plus de puce sur un Wafer (galette de silicium sur laquelle sont gravées les puces).

Wafer Penryn 45nm

Intel a donc profité de l'avantage induit par le changement de gravure pour augmenter de 50% la mémoire cache de second niveau accompagnant chaque coeur. On obtient donc 6mo pour Penryn (410 millions de transistors) et un maximum de 12mo de cache L2 dans le Yorkfield (nom de code de la puce composée de 2 Penryn dans un même packaging et que l'on retrouve dans les processeurs Quad-Core haut de gamme).

Le coeur d'exécution a lui aussi subi quelques retouches avec l'amélioration de l'unité chargée de la division par rapport à Conroe et surtout l'intégration de nouvelles instructions SSE4. Ces dernières permettent d'espérer des gains substantiels dans le domaine de l'encodage vidéo principalement. Reste que comme toujours, sans logiciel exploitant ces instructions elles n'ont pour l'heure que peu d'intérêt mais cela pourrait changer à l'avenir.

Voila pour décrire très rapidement les principaux apports de ce Penryn, voyons maintenant son représentant qui nous intéresse aujourd'hui à savoir le Core2 Extreme QX9770.

• Le Core2 Extreme QX9770

Comme son nom l'indique, ce CPU fait partie de la gamme Extreme qui est destinée aux "Power Users" fortunés. En effet à 999$ le ticket d'entrée, (1399$ annoncés pour le QX9770) cette gamme est tout sauf accessible. Pour ce prix vous avez un coefficient multiplicateur totalement libre utile pour l'overclocking, les fréquences commerciales les plus élevées et c'est à peu prés tout... Cher payé d'autant qu'on peut généralement via overclocking atteindre (voire dépasser allégrement) le même niveau de performance avec un CPU beaucoup moins onéreux. Mais bon, la majorité des utilisateurs n'overclocke pas et tant qu'Intel trouve des acheteurs pour ce type de processeur pourquoi s'en priver?

Voyons physiquement le processeur qu'Intel nous a fait parvenir:

C'est un processeur ES confidential qui n'est pas destiné à être commercialisé et qui constitue généralement les préséries des CPU Intel. En dehors du marquage, difficile de lui trouver le moindre changement physique par rapport à n'importe quel Core2, le heat spreader protégeant le die du CPU des montages indélicats et des regards curieux.

A que cela ne tienne, CPUZ va nous éclairer un peu plus sur le coeur de ce CPU. Le nom de code est bien Yorkfield composé de 2 Penryn. On retrouve donc 4 coeurs d'exécution, les 12mo (2x6) de cache L2 et la présence des fameuses instructions SSE4. La technologie 45nm permet une tension d'alimentation moindre du CPU, ici 1,1v au repos avec SpeedStep (abaissement de la tension au repos) et C1E (passage au coeff. 6 en IDLE) actifs pour une fréquence abaissée à 2,4ghz au lieu des 3,2ghz du processeur en charge.

On constate tout de même par rapport aux précédents Core2, y compris le tout récent QX9650, un FSB qui passe à 400mhz (1600 QuadPumped) au lieu des traditionnels 266 et 333. Un tel FSB se traduit au niveau du nom CPU par un suffixe en "70" contre "50" pour le FSB 333.

Sollicitons notre CPU pour voir la réaction. La tension d'alimentation remonte à 1,27v et la fréquence atteint 3,2ghz, à savoir le plus haut niveau de fréquence pour un processeur Core2 officiel. On ne peut s'empêcher de penser qu'Intel pouvait franchir ce palier depuis fort longtemps, seulement l'absence de concurrence en haut de gamme ne les a certainement pas poussé à abattre leurs cartes plus tôt!

Passons à présent à la mise en oeuvre pratique du test.

• Configuration

Intel préconise l'association de son dernier CPU avec une plateforme à base de chipset X48 et DDR3, néanmoins son fonctionnement ne pose pas de problème sur X38 ou P35 couplés à de la DDR2. Certes, lorsque l'on est capable de dépenser autant dans un CPU, on est souvent en capacité de lui associer une coûteuse plateforme X48 + DDR3. Néanmoins de futurs processeurs bien plus accessibles intégreront le coeur Penryn en 2008. Dès lors il est intéressant de voir leur comportement couplé à de la DDR2 bien plus intéressante d'un point de vue tarifaire.

Voyons donc cela en installant notre QX9770 au sein de l'Asus Maximus Formula SE que nous avons précédemment testée. Le processeur que nous a confié Intel ne disposant pas de système de refroidissement, ce dernier sera donc assuré par un waterblock Alphacool NexXxos X2 Highflow qui devrait nous permettre un overclocking intéressant... Voici le montage effectué, nous détaillerons la configuration complète en page suivante.

Le bios de la Maximus a été mis à jour avec la version 0702 béta et c'est avec un peu de fébrilité que l'on presse sur le bouton de mise en marche lorsque l'on teste un CPU pas encore annoncé... Finalement pour rien, la carte le reconnaissant sans problème hormis pour la fréquence affichée (et non ce n'est pas la fréquence réelle je n'ai pas encore réussi à approcher suffisamment le zéro absolu pour atteindre cette fréquence ).

Un petit tour dans le bios pour les divers réglages, tout en auto au niveau des réglages CPU pour commencer, on jouera néanmoins plus tard avec les différents coeff. et FSB pour atteindre des fréquences de folie ou simuler de futurs CPU à venir.

Voyons le protocole qui sera utilisé lors de ce test.

• Protocole de test

Commençons tout d'abord par la configuration matérielle. Hormis le QX9770 et la Maximus Formula SE, nous utiliserons 4Go de PC6400 ainsi qu'une GeForce 8800GTX. Le détail plus complet ci-dessous:

D'un point vue software, c'est Windows Vista Ultimate 64bit qui a été retenu. Ce dernier dispose des toutes dernières mises à jour en ligne sur Windows Update au moment du test, tout comme DirectX. Les derniers drivers Intel pour le chipset et NVIDIA pour la 8800GTX ont également été utilisés.

Pour finir, voyons les processeurs simulés. En effet le coefficient étant totalement libre sur le QX9770, cela nous a permis de simuler un QX9650 annoncé 3 semaines plus tôt, mais aussi un futur Q9450 qui sera lancé en 2008 accompagné d'un Q9550. Ce dernier n'a pu être émulé car nécessitant un coefficient 8,5 impossible à réaliser ici.

Enfin un Q6600 dans sa révision G0 a été utilisé en guise de référence car il s'agit du QuadCore le plus vendu à l'heure actuelle. Qui plus est, il peut sans trop de difficulté atteindre la fréquence du QX9770. Nous verrons ainsi ce que donnera la confrontation à 3,2ghz et FSB équivalents pour en déduire les gains issus du passage à Penryn. Voici donc notre panel de CPU:

Pour en finir avec la configuration, la fréquence mémoire retenue pour tous les CPU est 400mhz. (DDR2-800) Par contre il est important de noter que la façon d'y parvenir varie légèrement. Ainsi sur un CPU à FSB 400 (QX9770 et Q6600 OC) la mémoire est synchrone (ratio 1:1) alors que ceux à FSB 333 utilisent un ratio FSB:RAM de 5:6 pour atteindre les 400mhz. Enfin l'unique CPU à FSB 266 (Q6600) utilise un ratio 2:3.

Toujours niveau réglage mémoire, une dernière subtilité: le Strap 333 est utilisé pour tous les CPU hormis le Q6600 (non OC) qui doit passer en strap 266 pour obtenir le ratio 2:3, lui donnant un petit avantage théorique à ce niveau.

Voilà, à présent que tout est exposé passons aux différents tests en commençant par la consommation de nos protagonistes.

• Consommation

Pour mesurer la consommation de nos différents protagonistes, nous allons mesurer la consommation totale du PC à la prise de courant durant une séance d'OCCT. Il ne sera donc pas possible de déterminer la consommation réelle des CPU, mais bien leur impact sur la consommation globale en intégrant le fait que si la mémoire est effectivement à fréquence équivalente, le northbridge est plus sollicité à 400 qu'à 333 ou 266. Donc, le différentiel de consommation entre des CPU employant des FSB différents n'est pas intégralement le fait du CPU mais aussi un peu du chipset.

Derniers points à noter avant de passer aux mesures: premièrement si dans le cas des CPU utilisant leur fréquence native le speedstep abaissant la tension est activable, ce n'est pas le cas lors d'overclocking, la consommation en IDLE sera de fait plus élevée (c'est pour cela que nous n'avons pas réalisé de mesures en IDLE).

Deuxièmement, lorsque l'on joue avec le FSB sur les Asus modernes, il convient de ne pas laisser le Vcore en auto, ce dernier variant avec l'évolution du FSB. Ainsi les QX9650 et Q9450 emploient ici un Vcore fixé à 1,2v contre 1,27v en auto pour le QX9770.

Ouf, c'est fini, les résultats maintenant :

On gagne ici près de 20W en passant du Q6600 OC (FSB identique, Vcore standard d'un Kentsfield soit 1,325v) au QX9770. Le gain est donc loin d'être négligeable malgré l'augmentation du nombre de transistors du nouveau venu.

Pour autant, il est clairement inférieur à ceux constatés par nos confrères, difficile d'en expliquer la raison. Peut être est-ce dû à notre appareil de mesure ou le fait que la Maximus semble survolter le Vcore du QX9770 en auto... Quoi qu'il en soit et même si nous étudierons cela plus profondément à l'avenir, (le temps imparti pour ce test ne nous le permettant pas avant publication) l'essentiel est là, un Yorkfield consomme moins qu'un Kentsfield c'est indéniable.

Passons à présent aux tests applicatifs en commençant par la traditionnelle série de benchs synthétiques

• CPUMark / Everest CPU Queen

Attaquons par le vénérable CPUMark qui bien qu'ancien est toujours révélateur de la puissance du CPU en monothread.

Un léger gain de 2,5% pour le nouveau venu face à un Q6600 à fréquence identique. Face au précédent fleuron Intel à savoir le QX9650, le gain atteint 7% soit à peine plus que l'augmentation de fréquence CPU. Le FSB 400 apporte donc quelque peu. Passons à Everest à présent avec le test CPU Queen pour la puissance brute multithread du processeur:

Parité entre les 2 révisons cette fois avec moins d'un % d'écart à la faveur toutefois de "l'ancêtre" Kentsfield (reproductible). Chez les nouveaux venus, 6,5% d'avance pour le QX9770 sur le QX9650 soit la différence de fréquence séparant les 2 CPU. Le FSB ne semble donc pas affecter les résultats de ce test. Continuons avec Everest et les performances mémoire.

• Everest Latence et BP mémoire

Regardons dans un premier temps les latences mémoires exprimée en ns:

A fréquence égale, le Core Penryn est légèrement moins véloce que son prédécesseur. Ceci dit l'écart est pour ainsi dire insignifiant. Voyons cette fois le débit en lecture mémoire en mo/s:

A nouveau un très léger avantage pour le Kentsfield qui fait mieux que se défendre sous Everest! Est-ce toujours le cas dans des tests plus pratiques?

• Cinebench10 / Divx6.7

On débute par la dernière version de Cinebench à savoir la R10 en version 64 bit. Comme on compare des Quad Core ici c'est le test multi CPU qui est utilisé:

Cette fois le Penryn fait parler ses transistors supplémentaires, en particulier ceux dédiés au surplus de cache L2 à priori, avec un gain de plus de 8% sur le Q6600 OC. Face au QX9650 qui se permet avec 200mhz de moins et un FSB moindre de devancer lui aussi le Q6600 OC le gain est de l'ordre de 7,5% soit un poil plus que l'augmentation de fréquence pure. Passons à l'encodage DivX d'une vidéo .avi de 59mo en utilisant la dernière version officielle 6.7. Les résultats sont exprimés en secondes:

Si l'on emploie le converter intégré au bundle, on obtient grosso modo 5% de mieux coté Penryn. C'est toujours bon à prendre, mais si on exploite le codec au travers de VirtualDub en activant le SSE4 Experimental, on arrive alors à des gains de plus de 30% à fréquence égale! Tous les Penryn sont alors plus rapides que le C2Q 6600 OC... Au tour du célébrissime 3Dmark d'éprouver nos protagonistes.

• 3DMark06

Mais que serait un test sans 3Dmark?

Egalité entre les 2 générations, le gain est réduit à moins de 3% pour le Q9770 face au Q9650 l'impact de la carte graphique étant tout de même le plus important dans le test global. Voyons le score CPU du même 3DMark06.

Avantage au core Penryn avec près de 3%. Le QX9650 se retrouve dépassé de 6% à nouveau conforme à l'évolution de la fréquence entre les 2 CPU. Passons aux tests ludiques via 2 jeux DX10 et 2 autres DX9.

• Crysis / World in Conflict

Le nouveau venu est-il joueur? Voilà la question à laquelle nous allons tenter de répondre en commençant par le jeu qui a déchainé toute les passions depuis de nombreux mois avant sa sortie, à savoir Crysis en version finale 1.0. Comme le jeu est méchamment gourmand pour les pauvres cartes graphiques, on utilisera la version DX10 mais limitée aux réglages élevés, sans filtre et en 1024x768.

Pauvre pauvre 8800GTX! Quelle torture pour une carte qui depuis plus d'un an permettait de jouer tout à fond avec filtres jusqu'en 1920x1200. A présent ce temps est révolu et même dans les conditions du test on sent le jeu vraiment GPU limited. Toutefois le Penryn semble prendre l'ascendant.

Voyons un jeu autre jeu DX10 qui devrait ou non confirmer cette tendance à savoir World in Conflict en version 1.002. Les réglages sont poussés au max mais la résolution limitée encore une fois au 1024 sans filtres pour amoindrir l'impact de la carte graphique.

Effectivement les Penryn sont plus joueurs que le Q6600 OC avec un avantage net du QX9770 et une égalité du QX9650 malgré son déficit de 200mhz en fréquence. Passons à des jeux DX9 moins gourmands pour confirmer la tendance:

• FEAR Perseus Mandate / Half-Life2 Lost Coast

Stand alone du célèbre FEAR, Perseus Mandate emploie le même moteur que ce dernier. On conserve le 1024 sans filtres et réglages max pour le reste dans le jeu:

Si un petit doute pouvait encore subsister lors des 2 premiers tests, lorsque la limitation GPU s'estompe davantage cela confirme la supériorité de ce nouveau core avec les applications ludiques. Ceci dit l'écart n'est encore que de 5%. Le QX9650 égale à nouveau le Q6600 OC... Terminons notre panel ludique avec Half-Life2 Lost Coast et des réglages similaires aux précédents jeux:

La c'est une démonstration du Penryn qui semble grandement apprécier le Source Engine. Un gain de 10% pour le QX9770 face au Q6600 OC qui se fait même dépasser cette fois par le QX9650! Finissons nos tests avec l'outil de mesure préféré des overclockeurs à savoir Super PI.

• SuperPI / Overclocking

On utilisera ici la version 1.5 moddée XS pour afficher davantage de précision au niveau du temps de réalisation.

Voilà qui va faire plaisir aux fans de records, le coeur Penryn est une vraie bête à SuperPI creusant ainsi le plus grand écart (hors SSE4) de ce panel de test face au Q6600 OC.

Nos tests à présent achevés, une petite séance d'overclocking pour le plaisir! Voyons si ce QX9770 en a dans le ventre. Ayant à faire à un processeur Extreme Edition, le coefficient étant libre en montée c'est relativement facile de pousser la fréquence même avec de la RAM classique.

Voyons ce que donne à une tension de 1,4v notre QX9770:

Si c'est pas joli 4,4ghz, non? C'est d'ailleurs amusant de voir une architecture qui n'est pas taillée pour les fréquences extrêmes atteindre des valeurs à rendre envieux nombre de P4 même watercoolés... 4,8ghz ne boote pas avec cette tension, et comme il faut savoir rester raisonnable surtout lorsque le temps vous manque, nous nous sommes arrêtés ici pour la fréquence max. et avons cherché le FSB max.

Il faut bien avouer que si pour un CPU Extreme Edition cela n'a pas beaucoup d'importance pour monter en fréquence, il en va bien différemment avec les modèles plus accessibles qui ne peuvent monter leur coefficient. Pas d'autre salut que le FSB, sachant que la plupart des Quad Kentsfield ont un FSB Wall (limite) compris entre 470 et 490 mhz.

Ceci étant, ce QX9770 est basé sur le Yorkfield et dispose d'un FSB de 400mhz en standard. On est donc en droit de formuler de bons espoirs quant à son FSB max. Et bien je vais être cruel de suite, ce dernier n'a pas pu booter au delà de 465mhz quelques soient les réglages des vCore, vFSB, etc. ce qui est plutôt décevant. Force est de reconnaitre que le FSB 400 natif n'est donc pas gage de FSB record pour un Quad, tout du moins sur cet exemplaire, l'overclocking restant une loterie. Cela contraint toutefois les amateurs d'OC tentés par un Yorkfield de veiller à choisir un CPU disposant d'un coeff. suffisamment élevé sous peine de désillusions éventuelles (même mon Q6600 par forcément folichon à ce niveau fait mieux).

Pour se consoler, évaluons toutefois le niveau de performance atteint à 4,4ghz.

• Performances après Overclocking

Attaquons par CPUMark avec un score de 631 soit un gain de 37% par rapport à la fréquence d'origine correspondant aux pouillèmes près à l'augmentation de fréquence.

Puisque nous sommes dans les benchs synthétiques voyons SuperPI à cette fréquence. 4s de gagnées sur ce bench, no comment et ce sans optimisation particulière ou augmentation de la fréquence mémoire dont SuperPI est également friand.

Au tour du score CPU de 3DMark06 à 4,4ghz: 30% de gain ce qui est plutôt notable mais légèrement inférieur au gain de fréquence.

Pour finir notre petit tour d'horizon à 4,4ghz, voyons Cinebench R10. 31% de mieux au test multiCPU là encore très correct.

Avant de conclure, voyons les gains apportés par l'évolution de l'architecture Core par rapport à celle disponible depuis l'année dernière.

• Kentsfield vs Yorkfield

Pour y voir un peu plus clair au niveau des gains issus de l'évolution Penryn (Yorkfield en Quad ici), voici bench par bench la comparaison des 2 CPU disposant d'une fréquence et d'un FSB identique. (QX9770 et Q6600 OC)

On constate bien vite que ces derniers sont variables et fonction du type d'application. Ainsi les jeux (hors limitation GPU) et SuperPI laissent apparaitre des gains pouvant aller jusqu'à 15%. Lorsque les instructions SSE4 sont utilisées, le gain est plus conséquent avec pour DivX 6.7 une pointe à 33%. A contrario on peut trouver de très légères pertes en particulier au niveau des performances mémoire. Cela reste toutefois fort limité et si l'on réalise une moyenne pondérée des gains sur notre panel (loin d'être représentatif de l'utilisation de monsieur tout le monde ceci dit) on obtient 6,4% en faveur du Yorkfield. Nul doute que l'évolution est correcte pour l'heure, sans être exceptionnelle pour autant.

• Conclusion

Nous voici donc arrivé au terme de cet article qui nous a permis de découvrir un processeur qui ne devrait être commercialisé qu'au premier trimestre 2008 accompagné de son chipset compagnon X48. Pourquoi Intel en parle dès maintenant alors? La réponse est certainement à chercher du côté de la concurrence avec l'annonce ce jour du fameux Phenom attendu par de nombreux passionnés.

Intel est coutumier du fait, on se rappelle par exemple du Pentium4 EE 3.2ghz annoncé en même temps que l'Athlon64 pour tenter de voler la vedette à AMD. Mais l'époque était bien différente et si intrinsèquement l'architecture K8 était clairement supérieure sur les applications de l'époque à Netburst, ce n'est pas le cas aujourd'hui et le Phenom (K10) bien que comblant une partie (seulement ...) de son déficit d'efficacité à fréquence équivalente, ne peut prétendre rivaliser actuellement avec les Core2 Quad. (surtout à 3ghz et plus)

Car il faut bien avouer que cette révision Penryn impressionne, pas tant par son gain mhz pour mhz (quoique SSE4 peut réellement changer la donne dans certaines applications) mais justement par sa capacité à monter en fréquence. 3.2ghz parait réellement très conservateur, le tout avec une consommation raisonnable pour ne rien gâcher... Ainsi Intel en a encore "sous le pied" ce qui est d'autant plus problématique pour AMD qui peine à atteindre 2,4ghz.

Ceci dit, d'ici 2008 et la disponibilité des C2Q accessibles équipés du coeur Penryn, AMD pourrait très bien améliorer sa maitrise du procédé de fabrication des Phenom et revenir dans la course aux performances haut de gamme. (il faut bien être optimiste même si c'est peu probable) En attendant, nul doute que son angle d'attaque sera le coup du ticket d'entrée d'une plateforme Quad Core.

Pour en revenir au QX9770, le passage de son FSB à 400mhz ne révolutionne pas les performances, le gain face au QX9650 étant souvent proche du différentiel de fréquence. Lorsque les plateformes X48 seront disponibles, il sera intéressant de faire le point pour voir si couplé à de la DDR3-1600, le gain est plus important. L'architecture Core appréciant les ratios entiers (1:1, 1:2) entre FSB et RAM (latences optimales).

Plus que le processeur Extreme Edition qui ne comporte pas beaucoup d'intérêt pour le commun des mortels, nous jugerons la déclinaison Penryn qui apporte un gain limité mais présent dans les applications actuelles (principalement via son augmentation de cache L2) et des espoirs importants dans les applications d'encodage via l'adoption de SSE4. La consommation en baisse et la toujours déconcertante facilité à monter en fréquence laisse de bons espoirs pour les overclockeurs. Seul le FSB max des Quad Core peut éventuellement paraitre limité. Ainsi nous attribuons une PuissancePC d'argent à cette révision de Core qui est un succès qui ne se dément pas jour après jour depuis son lancement il y a 16mois!

Un grand merci à Intel pour cet exemplaire de test.