Test • Intel Core i7

Nehalem : l'arme absolue d'Intel?

L'architecture Core et les processeurs Dual et Quadri coeurs l'utilisant ont profondément modifié le paysage CPU il y a de cela 2 ans. En effet, AMD mangeait son pain blanc avec des Athlon 64 autrement plus efficaces que des Pentium 4 qui n'avaient que leur fréquence comme argument (commercial) à faire valoir, ou presque! Mais le Core 2 fut un adversaire redoutable sans aucune faille notable dans le domaine desktop avec une consommation modérée, un overclocking très sympathique et des performances sans concurrence. Sur le marché des serveurs par contre, l'origine mobile de cette architecture reprenant un vieillissant FSB et un controleur mémoire déporté dans le Northbridge ont laissé un peu de champ à AMD. Nehalem, la nouvelle architecture d'Intel, a été conçue afin de combler ce manque, mais qu'apporte-t'elle à un utilisateur "lambda"?

• Nehalem : une nouvelle architecture

Depuis l'échec cuisant de l'architecture Netburst qui animait les Pentium 4, Intel a revu profondément sa stratégie en termes d'architecture et de procédé de gravure. En effet, plus question de "pondre" une architecture pour une dizaine d'années et souffrant d'un manque d'efficacité face à la génération précédente et se retrancher derrière une supposée supériorité du procédé de gravure pour combler ses manques et prévoir son évolution. Toute nouvelle architecture devra donc être efficace à son lancement quitte à être moins novatrice que Netburst à son époque (pour le résultat pratique que l'on connait) et second point important, elle utilisera un procédé de gravure déjà éprouvé par la précédente génération. Elle disposera ensuite d'un "refresh" employant un procédé de gravure plus fin l'année suivante.

Le passage à un procédé de gravure plus fin s'appelle dans la terminologie Intel un Tick (exemple le Penryn) contre Tock pour la nouvelle architecture (Conroe/Nehalem) :

Aujourd'hui avec Nehalem nous avons donc le droit à un Tock c'est à dire, si vous avez bien suivi, une nouvelle architecture mais utilisant un procédé de gravure maitrisé en l'occurrence le 45nm étrenné par Penryn. Ci-dessous un gros plan d'une superbe galette de silicium (Wafer) sur laquelle sont gravés les dies Nehalem :

Alors qu'est-ce qui différencie Nehalem de son prédécesseur? En pratique alors que Core est une architecture conçue nativement DualCore avec un cache L2 mutualisé (la version Quad n'étant que l'accolement de deux dies au sein d'une même puce mais sans mutualisation), Nehalem est nativement MultiCore (au moins 8 en prévision). Mais surtout cette architecture a été pensée pour être la plus flexible possible. Pour ce faire le CPU est scindé en 2 partie, la partie Core qui comprend les coeurs d'exécution (+ les caches L1 et L2) et la partie Uncore qui peut comprendre le cache L3, les contrôleurs QPI, le contrôleur mémoire et dans le futur pourquoi pas un ou des contrôleurs graphiques intégrés ou PCI Express.

Bref la flexibilité pourra se faire en jouant sur la partie Core (nombre de coeurs) mais aussi sur la partie Uncore en y ajoutant ou retirant les éléments plus ou moins utiles selon la destination du CPU (taille du cache L3 par exemple, contrôleur graphique, etc.). Ci-dessous la description du die par Intel avec le positionnement sur ce dernier des différents éléments.

Nous n'entrerons pas dans les détails de l'architecture mais nous nous contenterons de décrire les évolutions les plus marquantes. Au niveau des coeurs d'exécution, ils sont très similaires à ceux de Core, notons toutefois l'optimisation des nombreuses unités déjà présentes dans Core afin de les rendre encore plus efficaces et le retour de l'HyperThreading qui a pour but d'optimiser l'utilisation de toutes les unités de calcul du CPU. Mais la grosse nouveauté de cette architecture réside bien en l'intégration (AMD l'a fait depuis l'Athlon64 fin 2003) d'un contrôleur mémoire ou IMC triple canal (excusez du peu) afin de faire plus que la concurrence.

En s'attachant un peu plus en détail aux caches, on se rend compte qu'une fois n'est pas coutume, Intel reprend un précepte initié par AMD à savoir l'utilisation d'un cache unifié de niveau 3 à l'instar du Phenom. On retrouve ici aussi 3 niveaux avec un cache L1 (toujours scindé en 32ko pour les instructions et 32 ko pour les données) un cache L2 cette fois sans mutualisation entre les cores et réduit à 256 Ko (par Core) mais avec une latence de 10 cycles contre 15 à celui de Penryn. Quant au cache L3, ce dernier d'une latence d'environ 40 cycles peut atteindre jusqu'à 8Mo selon le CPU.

Comme toujours chez Intel et contrairement à AMD, les caches sont de type inclusif ce qui signifie qu'il existe au sein du cache L3 une copie des caches L1 et L2. Certes cela diminue d'autant la quantité disponible pour d'autres données mais cela entraine généralement une plus grande efficacité générale. CPUZ dans sa version 1.48 permet de lire sans souci les niveaux de cache d'un Core i7 965 :

Penryn avait apporté le jeu d'instruction SSE 4.1 à l'architecture Core, Nehalem intègre lui aussi le jeu d'instruction SSE4, 4.2 précisément avec des optimisations pouvant servir entre autres choses à XML.

Page suivante on continue notre description des nouveautés de l'architecture Nehalem par rapport à Core.

• Nehalem : la suite

Hérité d'une conception des CPU d'un autre âge, le FSB (Front Side Bus) faisait figure de véritable talon d'Achille des Core2. Certes pour l'utilisateur lambda cela ne posait pas le moindre souci, par contre, dans le monde des serveurs où l'on retrouve des configurations multiprocesseurs, c'est une autre affaire. En effet, toutes les communications entre CPU doivent passer par le chipset sans compter que les CPU se répartissent la bande passante mémoire. En bref plus il y a de CPU et moins ils ont de moyens propres pour s'exprimer.

A nouveau Intel s'est inspiré de la voie empruntée par AMD à ce niveau (avec HyperTransport similaire dans le principe), c'est à dire l'utilisation d'une liaison point à point nommée QPI et composée de 2 canaux de 20 bits chacun (16 pour les données et 4 pour les commandes) ce qui conduit à une bande passante cumulée de 25,6 Go/s soit le double de celui d'un FSB1600 (400 QDR).

En outre Intel a la possibilité d'inclure dans la partie Uncore du CPU plusieurs contrôleurs QPI pour adapter le nombre de liaisons à la topologie souhaitée. Ainsi les CPU peuvent communiquer directement entre eux mais aussi avec un IOH (Input Output Hub = HUB d'entrée-sortie) interfaçant le bus PCIE par exemple. Chaque CPU a par ailleurs la possibilité d'adresser la mémoire reliée à un autre CPU au prix certes d'une latence plus élevée mais qui reste inférieure à celle d'un Xeon à base de FSB. Sur l'exemple suivant, on retrouve une topographie à base de 4 liens QPI (en bleu) par CPU :

Avec Nehalem on retrouve le terme Turbo, il n'a par contre plus rien à voir avec son ancêtre. Il s'agit ici de contrôler finement les performances du CPU en fonction d'une valeur de dégagement thermique (TDP) maximale autorisée. En jouant sur le nombre de coeurs actifs selon la charge, on peut ainsi augmenter provisoirement la fréquence et tension de ceux sollicités au dépend des inutilisés.

Ce mécanisme peut être mise en évidence via CPUZ, à gauche on retrouve notre Core i7 965 à sa tension et fréquence de référence soit 3.2Ghz.. Au cours d'une sollicitation (à droite) MonoThread (ici CPUMark) le coefficient multiplicateur passe de 24x à 26x ce qui entraine une augmentation de 260Mhz au prix d'une petite élévation de la tension d'alimentation.

Cette gestion efficace du TDP (à noter que ce dernier est modifiable pour les processeurs de la classe Extreme mais imposé pour les autres) n'est possible que grâce à la mise en place par Intel d'un circuit très performant pour la gestion de l'énergie, le PCU (Power Control Unit). Ce dernier, véritable mini CPU dans le Core i7 sait intervenir sur tous les paramètres influant sur le TDP afin d'optimiser au mieux la performance en fonction des besoins et en gérant des mécanismes d'économie d'énergie particulièrement efficaces pour limiter les gaspillages.

Pour finir sur Nehalem, parlons de sa première déclinaison qui nous intéresse ici à savoir le Core i7. Intel a mis à notre disposition un modèle de la série Extreme le 965. A première vue, le CPU ressemble à un Core 2 reprenant un IHS protégeant le die des montages indélicats et permettant une meilleure diffusion de la chaleur. On note toutefois qu'il est légèrement plus encombrant qu'un Core 2 :

La raison en est toute simple, ce CPU qui est le premier à employer un nouveau socket depuis l'avènement du LGA 775 nécessite du fait de l'intégration du contrôleur mémoire de plus de contacts. Ceci plus les autres besoins conduisent à un total impressionnant de 1366 broches, je vous laisse compter :

L'architecture du CPU rapidement décrite (on pourrait en écrire un roman, pour les amateurs vous retrouverez sur le Net de nombreux articles capables d'assouvir la curiosité des plus passionnés par cette architecture), on retiendra qu'Intel n'invente rien mais reprend à son compte nombres d'innovations qu'AMD avait introduites avec K8 et K10. L'efficacité sera-t-elle plus au rendez-vous? Réponse dans quelques pages... Passons à présent à la plateforme accompagnant cette nouvelle série de CPU.

• Une nouvelle plateforme

Comme souvent à la sortie d'une nouvelle architecture, cette dernière s'accompagne d'une nouvelle plateforme. C'est d'autant plus vrai ici que le contrôleur mémoire a été déplacé du Northbridge vers le CPU. Le MCH (Memory Controller Hub) ne sied donc plus du tout et se retrouve remplacé par un IOH (pour Input Output Hub). Pour faire simple, ce dernier sert de contrôleur PCIE pour le CPU. Suivant fort logiquement la règle de dénomination des Northbridges haut de gamme Intel, ce dernier a été baptisé X58.

Son compagnon par contre conserve le terme d'ICH et pour cause puisqu'il ne s'agit pas d'un inconnu car déjà utilisé sur la plateforme P45 : l'ICH10(R).

En détaillant le schéma de notre plateforme on constate la gestion de 36 lignes PCI Express 2.0 par le X58. Cette gestion est très flexible, autorisant des combinaisons diverses telles que 2 ports 16x, 4 ports 8x ou toute autre configuration n'outrepassant pas les 36 lignes disponibles. Coté ICH c'est du connu avec 6 lignes PCI express (première révision), 12 ports USB 2.0, 6 ports SATA, un contrôleur Lan Gigabit (via l'adjonction d'un PHY pour l'interface physique ethernet) et l'Intel High Definition Audio. La liaison entre IOH et ICH est confiée à un lien DMI offrant 2GB/s.

Pour éprouver cette nouvelle plateforme, Asus nous a procuré une P6T Deluxe Palm OC Edition (ouf!). Résolument tournée vers le très haut de gamme, cette carte mère dispose de tout ce dont on peut rêver ou presque. Notons quelques points remarquables de cette nouvelle génération de cartes mères tels que la présence de 6 slots DDR3 relatifs au contrôleur mémoire triple canal.

La révision actuelle des Core i7 souffre d'une petite limitation à ce niveau, il est indispensable de remplir les premières banques mémoire sous peine de se retrouver avec un joli écran noir au premier boot. Etrangement, ces banques sont situées le plus loin du socket soit les ports rouges sur cette P6T.

CPUZ détecte sans problème notre P6T Deluxe affichant fièrement son couple X58/ICH10R. Niveau bios, nous avons utilisé la dernière version disponible au moment des tests soit la révision 0804. Ce numéro élevé tend à prouver qu'Asus peaufine depuis un certain temps le bios de son dernier bébé et honnêtement cela se voit. Pour une fois, on n'a pas la désagréable impression qu'en tant que premier utilisateur on serve de "bêta" testeur et ce malgré le fait que la carte soit une présérie.

Dévêtue de son système de refroidissement, la P6T Deluxe nous dévoile ses dessous très sexy . L'iCH10R reprend le packaging classique des southbridges Intel quant au X58 il tranche nettement avec les X38/48.

En effet, alors que ces derniers étaient recouverts tel un CPU d'un IHS pour les protéger et aider à la répartition thermique, on retrouve ici un die nu. A priori la disparition du contrôleur mémoire a notablement réduit la complexité de la puce et Intel n'a pas jugé nécessaire de la recouvrir comme cela avait été fait pour les X38/48 :

Un gros plan pour ceux disposant d'une mauvaise vue sur L'ICH10R cette fois : de quoi s'assurer qu'il s'agit bien du modèle agrémentant les cartes P45 depuis quelques mois :

Au niveau du système de refroidissement, Asus a opté comme souvent pour des caloducs reliant entre eux des radiateurs destinés à recouvrir l'étage d'alimentation, le Southbridge et le Northbridge. Concernant le radiateur de ce dernier, Asus a créé un design particulier afin d'optimiser le flux d'air en provenance du ventirad CPU en direction de la carte graphique, ceci étant, cela impose pratiquement l'utilisation d'un modèle de type radbox...

En s'intéressant de plus près au socket, on reste scotché par les 1366 pins. Le système de rétention du CPU est par contre toujours du type LGA ce qui est sécurisant : on n'a plus peur de retrouver le CPU arraché de son socket lorsque l'on essaie de retirer son ventirad collé par la pâte thermique!

Une fois le CPU en place, les différences avec un Core 2 sont très limitées. Notons qu'Asus a prévu 16 phases pour alimenter les Core i7 qui seront montés sur cette P6T Deluxe. On peut également admirer en détail le profil optimisé des ailettes du radiateur recouvrant l'Intel X58.

Niveau fixation du ventirad, on se retrouve avec un système similaire à celui du LGA 775 à l'écartement près. Noctua par exemple, fourni une fixation destinée au NH-U12P et ce gratuitement, saluons le geste. Voyons cela :

Après avoir glissé sous la carte mère la contre-plaque, on fixe cette dernière à l'aide de gros écrous à main qui vont également verrouiller les pièces d'acier sur lesquelles viendront prendre appui les attaches du radiateur. L'opération ne prend que quelques instants et notre NH-U12P est en place et fermement verrouillé.

Voilà pour la description de cette nouvelle plateforme, passons page suivante à la configuration de test.

• La configuration de test

Tester cette nouvelle architecture ne fut pas aisé et si vous vous demandez les raisons d'un article si tardif, vous trouverez la réponse dans la difficulté que nous avons eu à réunir tous les éléments necessaires à un tel dossier. Nous avons tout d'abord obtenu deux Core i7 : Le premier 965 nous a été fourni par Intel alors que le second (920) a été dérobé dans des laboratoires hyper secrets par notre Boboss (NDLR: ne pas lire bogosse, quoique Vendtéruc aurait du souci à se faire !) national au mépris de sa vie et du rouleau à pâtisserie de sa chère et tendre ! Voyons ces derniers en comparaison d'un Core2 Qx9650 :

Il fait tout rikiki le Core2 à coté non? Notez que pour camoufler son larcin Thibaut a poncé l'IHS. Voyons les mêmes de dos, 591 pins de contact en plus, ca se voit !

Nous avons abordé la problématique de la carte mère page précédente (merci Asus), restait en sus des CPU à se procurer un kit mémoire adapté aux nouveaux venus. Le salut est arrivé par Kingston avec le kit HyperX KHX16000D3K3/3GX. Derrière ce nom imprononçable se cache un kit composé de 3 barrettes d'1Go capable d'atteindre en pointe la norme DDR3-2000 en 9/9/9/27 et 1.65v !

De quoi voir venir et rappelons qu'Asus initialement puis Intel semblait préconiser de ne pas dépasser 1.65v pour l'alimentation des barrettes sous peine d'endommager de manière irréversible le CPU à long terme. Depuis, cette information est aujourd'hui démentie par Intel que nous avons fraichement contacté et semble donc n'avoir été qu'une belle rumeur initiant un bon gros buzz qui aura fait parler du nehalem !

Un petit tour du coté de CPUZ pour lire le SPD (Serial Presence Detect) de nos barrettes. La norme JEDEC pour la DDR3-1333 est parfaitement respectée avec 1,5v au prix ceci-dit de timings relativement élevés. On note deux profils XMP utilisant la valeur d'1.65v, un 1066 en 9/4/4/158 pour le moins étrange et le fameux 2000 en 9/9/9/27 :

Voici les configurations complètes qui seront utilisées :

Core i7 965/920 / Core 2 Qx9650/E8600 / AMD Phenom 9950 BE

Asus P6T Deluxe Palm OC (0804) / M3A79T Deluxe (0403) / Gigabyte X48T-DQ6 (F6)

Kingston HyperX DDR3-2000 (3x1Go) / G.Skill DDR2-1066 (2x2Go) / OCZ DDR3-1600 Platinium (2x2Go)

Gainward GeForce GTX260 (700/1400/1100)

Western Digital VelociRaptor 300Go (OS)

Samsung SH-162D

Corsair TX750w

Dell UltraSharp 2407WFP (A03)

Afin d'étoffer notre panel de tests voici tous les CPU qui ont été intégrés/simulés (les modèles intégrant un @ correspondent à des CPU overclockés ne disposant pas d'une telle fréquence commerciale) par ceux à notre disposition :

Core i7 965 => 3.2Ghz (mode turbo on) / Core i7 965 => 3.875 (29x133)

Core i7 920 => 2.66Ghz (mode turbo on) / Core i7 920 @3.8Ghz (20x190)

Core2 QX9770 => 3.2Ghz (8x400) / Core2 Q9xxx @3.8Ghz (9,5x400)

Core2 Q9650 => 3.0Ghz (9x333)

Core2 Q9450 => 2.66Ghz (8x333)

Core2 Q6600 => 2.4Ghz (9x266) / Core2 Q6xxx @3.6Ghz (9x400)

Core2 E8600 => 3.33Ghz (10x333) / Core2 E8xxx @4.3Ghz (10x430)

Core2 E8400 => 3.0Ghz (9x333)

Core2 E8200 => 2.66Ghz (8x333)

Phenom 9950BE => 2.6Ghz (13x200) / Phenom 9xxx @3.2Ghz (16x200)

L'intégration de processeurs overclockés répond à une problématique simple : l'intérêt d'un CPU ne dépend pas uniquement de ses performances aux fréquences commerciales car certains processeurs sont peu intéressants à leur fréquence d'origine mais disposent d'une marge d'overclocking les rendant après coup très intéressants. Nous n'avons pas cherché ici à pousser chaque processeur à ses limites mais nous avons sélectionné des fréquences accessibles à la plupart des processeurs du même type avec un refroidissement par air efficace. Coté mémoire voici les réglages retenus :

DDR3-1333 Triple channel 6/6/6/18 (Core i7-965) /DDR3-1600 Triple channel 8/8/8/24 (Core i7-965)

DDR3-1066 Triple channel 5/5/5/18 (Core i7-920) /DDR3-1520 Triple channel 8/8/8/24 (Core i7-920 OC)

DDR3-1600 Dual Channel 7/7/7/20 (Core2 FSB 400)

DDR3-1333 Dual Channel 6/6/6/18 (Core2 FSB 333)

DDR2-1066 Dual Channel Ganged 5/5/5/15 (Phenom)

Ces réglages correspondent aux modes les plus performants en fonction des limitations des CPU et des kits mémoires. Il ne nous a par exemple pas été possible de valider le mode DDR3-1600 en 7/7/7 triple channel avec le kit Kingston en respectant les 1.65v que nous nous étions fixés suivant ainsi les préconisations de l'époque. Pour ceux s'étonnant de la différence de fréquence mémoire entre le Core i7 920 et le 965, sachez que le denier dispose de nombreux ratios lui permettant de gérer à sa fréquence de base la DDR3 de 800 à plus de 2000Mhz contre uniquement les modes 800 et 1066 au Core i7 920.

Notons aussi que notre Core i7 testé utilise la révision B0 du die contre C0 pour les versions commerciales (et notre i7 965). Nous avons simulé le 920 par le 965 et nous n'avons pas noté d'écart de performances entre les 2 steppings si ce n'est une consommation accrue de la B0 mais aussi une propension à l'overclocking différente comme vous le verrez page suivante.

Les modes Turbo et Hyperthreading des Core i7 ont bien sur été activés faisant partie intégrante des apports de cette nouvelle architecture, nous nous attacherons d'ailleurs à évaluer leur gains spécifiques page 7. Pour la partie logicielle, tous les tests ont été menés sous Vista Ultimate 64 bits disposant des dernières mises à jour logicielles et derniers drivers disponibles pour le matériel de nos configurations. Tous les benchs sont réalisés 3 fois et la moyenne des résultats obtenus est reportée dans les graphiques. Au niveau des tests ludiques 3D, nous utilisons la résolution 1024x768 pour traduire une hiérarchie entre les CPU lorsque ces derniers sont le facteur limitant, mais nous avons également inclu une résolution 1920x1200 détails max. afin de relativiser l'importance du CPU avec des réglages de gamer exigeant. Finissons par la traditionnelle photo souvenir du montage :

Cliquer pour voir la version originale

Première étape dans notre évaluation des Core i7, l'overclocking page suivante.

• Overclocking

L'overclocking de l'Athlon 64 a marqué une rupture dans la méthode pour y parvenir, celui du Core i7 diffère également de celui des précédents processeurs Intel à l'exclusion bien sûr des versions "Extreme". En effet, cette série disposant de coefficients multiplicateurs libres en montée, il suffit dés lors de monter ce dernier pour overclocker en conservant les autres éléments à leurs valeurs nominales hormis la tension d'alimentation du CPU pour stabiliser de hautes fréquences. Nous avons par ce biais réussi à atteindre de manière parfaitement stable avec une tension raisonnable notre Core i7 965 à cette fréquence :

Pour un processeur ne disposant pas de coefficients libres c'est un petit peu plus complexe à cause de la disparition du FSB. On retrouve ce que l'on appelle le Bclk à partir duquel seront générées d'autres fréquences dont celles du QPI, de la mémoire et de l'Uncore. Toute l'astuce consistera donc ici à augmenter le Bclk tout en conservant des valeurs QPI/Uncore et DDR3 compatibles avec une bonne stabilité. Pour cela différents ratios sont accessibles dans le bios de la carte mère afin d'ajuster ces fréquences en fonction du Bclk. N'oublions pas non plus un point élémentaire concernant l'overclocking des Core i7, désactiver impérativement le Turbo et le CPU TM pour limiter l'action du PCU qui réduirait de son propre chef la fréquence pour conserver l'enveloppe thermique maximale du CPU.

Notre Core i7 920 en révision B0 s'est montré très coopératif niveau fréquence puisqu'au premier essai avec une tension tout ce qu'il y a de plus raisonnable, nous avons réussi à atteindre 4Ghz en poussant le Bclk à 200. Par contre étrangement avec ce 920, la P6T Deluxe ne nous a pas permis de régler les ratios Uncore et QPI, tout était géré automatiquement...

D'un point de vue performances mémoire, l'impact est très notable comme on le constate en comparant les résultats obtenus dans ces conditions (la DDR3 atteint 1600Mhz) ...

... à ceux obtenus aux fréquences de base.

Toutefois, notre révision B0 avait tendance à chauffer extrêmement, il n'aura fallu que 5mn d'OCCT 2.0.1 pour dépasser les 90°c. à 4Ghz. En aircooling difficile donc de dépasser avec notre modèle 3.8Ghz ce qui reste pour un processeur cadencé à 2.66Ghz d'origine une très bonne nouvelle! Cette architecture Nehalem ne signe donc pas l'arrêt de l'overclocking large initié par Core comme on a pu l'entendre parfois.

Passons page suivante à l'étude des différents facteurs pouvant influer sur les performances de l'architecture Nehalem.

• Eléments impactant les performances

Nous avons abordé lors de la description de l'architecture les technologies Hyperthreading et Turbo que l'on peut observer via les 2 captures CPUZ suivantes. A gauche 4 threads gérés par coeur alors qu'à droite on passe à 8 threads pour toujours 4 cores. L'hyperthreading émule donc des cores supplémentaires pour maximaliser l'exploitation de toutes les unités de calcul.

Pour le Turbo, la fréquence individuelle des cores peut être poussée en fonction de l'activité globale du CPU en respectant le TDP maximum défini. A gauche, le CPU est cadencé à 3.2Ghz alors que sous une sollicitation d'un ou 2 core la fréquence de ces derniers évolue (3.34Ghz ici).

Voyons à présent les gains à attendre de chaque technologie. L'Hyperthreading pour commencer n'apportera bien sûr des gains que dans les applications multithreadées. On note ainsi un gain compris entre 12% et 5% pour l'encodage vidéo, 9% pour la compression WinRar, 8% dans un rendu 3D simulé par cinebench R10 et enfin 17% lors de CPUQueen qui est un test synthétique nativement multithread. En contrepartie on note une augmentation de la consommation de 7% sous OCCT qui stimule tous les cores, réels comme virtuels.

Au niveau de la fonctionnalité Turbo, on retrouve cette fois des gains un peu partout que cela soit en mono ou multithread. Fort logiquement on retrouve toutefois les plus gros gains pour les applications sollicitant moins de 4 Cores permettant dés lors de gagner en TDP pour overclocker les cores actifs après désactivation des inactifs.

Qu'en est-il à présent de l'influence de la mémoire sur les performances de l'architecture Nehalem? On commence par évaluer l'impact des timings pour une fréquence mémoire donnée, ici DDR3-1333. Les tests synthétiques mémoire marquent un progrès pouvant aller jusqu'à 12% au niveau de la latence entre le réglage le plus agressif et le plus relâché, par contre en applicatif on ne dépasse pas 3%. Si c'est toujours bon à prendre cela ne justifiera par contre en aucun cas le fait de casser sa tirelire pour des barrettes offrant des timings agressifs.

Qu'en est-il cette fois de l'influence de la fréquence mémoire et du nombre de canaux mémoire? Surprise, en dehors de la DDR3-1066 qui gagne a être utilisée en triple channel, pour les fréquences supérieures le triple channel n'apporte rien voir témoigne d'une légère baisse (enfin augmentation car la latence la plus faible est la meilleure) au niveau de la latence.

En pratique nos tests ne tirent pas partie du controleur triple canal, mais il est probable que dans une utilisation plus axée serveur des gains puissent exister. En bref, dans le cadre d'une utilisation desktop et si vous disposez d'un kit de 2 barrettes tenant les fréquences requises avec une tension de 1.65v max. inutile là aussi de casser votre tirelire pour un kit triple channel flambant neuf.

Pour en finir avec l'influence de la mémoire, est-il possible de mixer des tailles de barrettes différentes? Et bien oui! Nous avons avec succès comme en témoignent les captures d'écran suivantes réussi à installer 2 barrettes d'1Go avec une barrette de 2Go mais aussi l'inverse et ce quelle que soit la position des barrettes dans les slots (pour peu de respecter la règle de remplissage des slots comme nous en parlions précédemment).

Par contre et contrairement à ce que laisse croire CPUZ, le tout ne fonctionne plus en Triple Channel mais Dual comme le confirme Everest. Ceci-dit, nous venons de le voir c'est loin d'être un problème!

Poursuivons notre étude des éléments pouvant influencer les performances en particulier l'Uncore. Ce dernier comprend (si vous avez suivi) le cache L3 et le contrôleur mémoire. Par défaut ce dernier est cadencé à deux fois (c'est la valeur minimale possible) la fréquence mémoire soit 2662 dans l'exemple suivant (la DDR3-1333 étant à 1331 réelle lors de nos tests).

En jouant sur les ratios disponibles dans le bios, on arrive à augmenter la fréquence de l'Uncore. Voyons les gains en découlant. La latence L3 profite fort logiquement de cette augmentation de fréquence et l'on peut obtenir un gain proche de 4% pour les applications en tirant partie telles WinRar. Pas forcément exceptionnel mais là aussi toujours bon à prendre pour ceux le désirant.

Finissons par la fréquence QPI. Gagne-t-on à overclocker ce dernier sachant que par défaut il est cadencé à 2.66Ghz (6400MT/s pour Mega Transfer par seconde qui est l'unité utilisée dans le bios de la P6T Dluxe) sur le 965 et 2.13 Ghz (4800MT/s) pour les 920 et 940. Nous avons sélectionné 3 valeurs variant de 5991 à 7988 afin de constater si oui ou non il existait un gain pratique à cet overclocking.

Eh bien non, aucun gain notable (il en est de même pour l'HyperTransport sur A64 dont le QPI se rapproche fortement). On veillera donc lors d'un overclocking passant par l'augmentation du Bclk à rester dans des valeurs stables soit aux alentours de 6400. Il a été nécessaire de pousser la tension QPI VTT et PLL pour stabiliser une valeur supérieure à 7000.

Voilà c'est tout concernant nos trafics tests d'influence, passons aux performances face à la concurrence de notre panel réuni pour l'occasion.

• Everest tests mémoire

Attaquons nos tests par les traditionnels benchs mémoire issus d'Evrest 4.60. Tout d'abord le débit en lecture mémoire. Sans surprise le contrôleur mémoire intégré des Core i7 fait merveille et ridiculise celui des Phenom... Au niveau des Core 2 on est là aussi très loin, les seuls tirant (un peu) leur épingle du jeu sont les CPU utilisant un FSB 1600 (400QDR) ou plus.

On continue nos benchs mémoire en s'attaquant cette fois à l'écriture mémoire. La balade des Core i7 se poursuit, on notera toutefois la supériorité du i7 920 overclocké utilisant de la DDR3-1520 et un Bclk à 190. Derrière, c'est difficile pour les Phenom qui n'arrivent même plus à accrocher le wagon des Core 2 à FSB 333.

Et du coté de la copie mémoire, du nouveau? Euh pas vraiment, les Core i7 laminent tout ce qui existe et s'ils font meilleure prestation face aux Core 2, les Phenom utilisant pourtant un contrôleur mémoire intégré comme celui des Core i7 en sont pourtant fort loin!

On termine les benchs mémoire par la latence. C'est en général le point le plus crucial et l'impact d'un contrôleur mémoire intégré est souvent flagrant. C'est le cas des Core i7 qui marquent un nouveau palier face au contrôleur déporté dans le northbrigde des Core 2. On note toutefois un écart plus important qu'à l'accoutumé entre le 965 et le 920, la fréquence mémoire limitée à 1066 MHz pour ce dernier expliquant une partie de la contre-performance mais pas complètement comme en témoigne la relative contre-performance également de la version overclockée du 920 utilisant pourtant de la DDR3-1520 contre 1333 au 965 (non OC). Les Phenom quant à eux sont très loin des nouveaux venus mais dominent toutefois les débats face aux Core 2.

Que dire pour résumer ces benchs synthétiques mémoire? Et bien que l'intégration du contrôleur mémoire a été réalisée de manière beaucoup plus efficace du coté des Core i7 que des Phenom. Certes c'est un contrôleur triple channel coté Intel mais nous avons démontré que ce dernier n'apporte à priori pas grand chose dans ces tests par rapport au double channel. La fréquence mémoire pourrait aussi être une explication, si c'est en partie vrai, le 920 employant une fréquence mémoire identique aux Phenom ne leur laisse pour autant aucune chance. Passons à présent à des benchs synthétiques mesurant la puissance brute de calcul de nos CPU.

• CPU Queen / CPUMark / Super PI

On débute par CPUQueen, bench multithread s'il en est. Sans surprise les Core i7 et leurs 8 threads simultanés devancent à nouveau nettement les Core 2 Quad et Phenom. En toute logique, multithread oblige, les Core 2 Duo ferment la marche.

Au tour de CPUMark 99. Toujours très apprécié pour mesurer la puissance brute d'un CPU en application non threadée, que va-t-il nous apprendre? Tout d'abord les Core i7 profitent de leur mode turbo pour prendre l'ascendant mais pas seulement comme en témoignent les i7 920 et C2Q9xxx à 3.8Ghz et sans turbo du coté du nouveau venu overclocking oblige. Pour le reste le E8xxx à 4.3Ghz règle tout le monde et les Phenom s'en sortent honorablement au regard de leurs fréquences de fonctionnement.

On finit nos tests d'évaluation de la puissance brute des CPU par Super PI et le calcul d'un million de décimales à PI. Application là aussi monothread, l'architecture en particulier l'efficacité des caches influe largement. A ce petit jeu les Core i7 profitent non seulement (pour les versions commerciales) du turbo mais aussi de leur cache à trois niveaux diablement efficace renvoyant le Phenom à ses études... Les Core2 bien que dépassés ne sont pour autant pas à la rue surtout lorsque la fréquence s'envolent comme sur le E8xxxx overclocké.

Voilà pour nos tests synthétiques, que doit-on en retenir? Et bien une hégémonie indiscutable de la nouvelle architecture d'Intel, à priori l'implémentation de concepts similaires à ceux du Phenom à l'architecture Core pour donner naissance à Nehalem est une pure réussite. Quel dommage qu'AMD n'ait pas réussi une telle intégration car avec l'avance qui était la sienne dans ces concepts, nul doute que l'hégémonie d'Intel sur le marché du microprocesseur eut sérieusement vacillé. Page suivante on passe à des tests plus pratiques.

• Cinebench R10 / WinRar 3.80

Commençons par Cinebench R10 en mode 64 bits qui simule une opération de rendu 3D. La particularité de ce bench est bien sûr de pouvoir choisir un calcul soit mono soit multitâches. En monothread, les modes turbo et les diverses optimisations permettent aux Core i7 d'être plus efficaces que les Core 2. Les Phenom font à fréquence équivalente presque jeu égal avec les Quad 65nm d'Intel, mais sont dépassés par les Yorkfield (45nm).

En multithread, la démonstration des Core i7 est impressionnante bien aidés cette fois par l'hyperthreading qui leur permet d'obtenir des gains supérieurs aux nombres de coeurs réels. Phenom et Core 2 sont dans une situation similaire à la précédente.

Passons cette fois à un test encore plus pratique qui consiste à compresser à l'aide de Winrar 3.80 un fichier Ghost de 600Mo. WinRar est Multithread mais n'utilise pas l'intégralité des coeurs disponibles, toutefois, les Quad dominent à l'exception des Phenom cédant face au E8xxx à 4.3Ghz. L'architecture des Core i7 fait à nouveau merveille reléguant à bonne distance les Core 2 45nm.

On poursuit les tests page suivante en s'attachant à l'encodage audio et vidéo.

• Conversion MP3 / DivX / H264

Pour débuter cette section d'encodage, on attaque par la conversion de 2 fichiers Wav d'une cinquantaine de mégaoctets chacun en MP3 128Kbit/s. Application Monothread, les Core i7 pour la première fois lors de ce test ne tirent pas leur épingle du jeu. Au contraire, le QX9770 devance légèrement le Core i7 965. Après overclocking les nouveaux venus reprennent du poil de la bête via l'augmentation substantielle de leur bande passante mémoire et la réduction des latences égalant ainsi le E8xxx pourtant à 4.3Ghz.

Passons cette fois à la compression vidéo en débutant par la conversion d'un fichier MPEG2 de 150Mo via DivX 6.8.5 et l'encodeur intégré au package. Dans cette application multithread et exploitant les jeux d'instructions SSE4 si disponibles, les Core i7 prennent un léger ascendant sur les Core 2 Quad. Les Phenom ne font toujours pas d'exploits malgré le support du SSE 4.1, quant aux Dual Penryn ils s'en sortent avec les honneurs, le converter n'exploitant visiblement pas beaucoup le surcroît de coeurs disponibles.

On finit l'encodage avec la conversion du même fichier MPEG2 en H264. Là aussi les Core i7 devancent les Core 2 Q9xxxx, un peu plus nettement d'ailleurs. Les Phenom font grise mine et les Core 2 Duo sans bruit réalisent des performances très correctes, le multithreading n'étant à nouveau pas très poussé avec l'application utilisée.

Bien que moins marqué que précédemment, la supériorité des Core i7 ne se dément pas. Les Core2 45nm font plus que se défendre quant aux Phenom ils ne jouent toujours pas dans la même catégorie. Et coté ludique que valent nous nouveaux venus?

• 3DMark Vantage

3DMark Vantage ou la version NextGen du plus célèbre des BenchMarks. Nécessitant impérativement DX10 le score de 3DMark Vantage dépend grandement de la carte graphique mais est aussi impacté par le CPU. Nous avons effectué le test avec les réglages Performance et Extreme, le premier permettant de différencier plus nettement l'influence des CPU, le second correspondant à des conditions de jeu haut de gamme afin de constater si oui ou non l'influence du CPU peut se ressentir à ce niveau.

En mode Performance, les Core i7 reprennent leur domination en reléguant relativement loin les Core2 Quad 45nm. Quant aux Phenom, s'ils tiennent la dragée haute au Dual Intel, ils restent relativement loin des Quadricoeurs. En Extreme et comme on pouvait s'y attendre les différences sont lissées et si l'on retrouve la même hiérarchie c'est uniquement dû à l'intégration du score CPU dans le calcul du score global.

Alors ce fameux score CPU quel est-il? Et bien le voici et conformément à ce que l'on avait noté lors du score 3DMark Vantage Performance, les Core i7 dominent très largement profitant de leur architecture supérieure en particulier avec l'intégration de l'Hyperthreading faisant merveille dans ce bench utilisant beaucoup de parallélisme.

Les Core i7 ne semblent pas avoir la moindre faille, sont-ils toujours aussi doués avec de vrais jeux?

• F.E.A.R. Perseus Mandate / World In Conflict / Crysis Warhead

Premier jeu de notre panel, F.E.A.R. Perseus Mandate représente le jeu typique DX9 de l'année passée. Là encore 2 conditions de tests sont réalisées, la première en résolution 1024x768 et détails moyens afin d'isoler l'influence du CPU. La seconde en 1920x1200 détails très élevés correspondant aux conditions de jeu avec une carte graphique récente et performante associée à un moniteur 24".

En médium les Core i7 continuent leur promenade de santé et s'ils ne creusent pas un fossé face à la génération précédente, ils sont à nouveau devant à fréquence équivalente. Les Phenom sont laminés et finissent bons derniers. En poussant les détails, la limite se transfert au niveau de la carte graphique et hormis le Phenom 9950 tous les CPU sont comparables aux erreurs du bench et arrondis près.

Passons à un jeu plus exigeant et moderne : World In Conflict l'un des plus beaux STR prenant en charge DX10 dans ses détails maximums. Le jeu est patché en version 1.009 et nous reprenons la même méthodologie que F.E.A.R. à savoir un réglage moyen pour différencier les CPU et un réglage de jeu "haut de gamme".

En médium le jeu utilise DX9 et montre à nouveau une supériorité des Core i7. Le Multithread relativement poussé de ce jeu décroche les Dual face aux Quad et la torture continue pour les Phenom, espérons qu'AMD se rattrape prochainement. En very high on passe en DX10 et le lisage opère avec des écart plus ténus toutefois du coté des plus faibles tel le Phenom 9950.

On finit nos benchs pour joueurs avec probablement le plus beau jeu à l'heure actuelle, j'ai nommé Crysis Warhead. Terriblement exigeant pour la carte graphique, permettra-t-il à nos CPU de se départager? On persiste avec l'utilisation de deux réglages, un moyen et basse résolution et le second en haute résolution et détails maximum.

En médium, des écarts existent mais les Core i7 ne distancent pas cette fois les Core2 45nm. Au fond du classement on retrouve les Phenom accompagnés du Q6600 décroché. Avec le réglage maximal, la carte graphique limite tellement qu'aucune différence n'est notable entre les CPU.

Voilà nous sommes arrivés au bout de nos benchs, récapitulons tout cela page suivante avant de conclure.

• Récapitulatif et Consommation

Pour voir un petit peu plus clair dans toutes ces performances, nous avons pondéré chaque score avant de l'exprimer en pourcentage par rapport au niveau de performances du Core2 E8200. Ensuite nous réalisons la moyenne de ces performances pondérées en ludique (comprenant les résultats des 3 jeux et ce en détails haut et bas) et en en compression/encodage/rendu afin que chacun puisse y trouver son compte joueur ou non.

Cela se passe de commentaires ou presque, le Core i7 est une franche réussite qui réussit à surpasser les Core2 Duo pourtant excellents dans tous les domaines ou presque. Une remarque toutefois, en condition de jeu élevé et comme on pouvait s'en douter, difficile de trouver le moindre intérêt à remplacer son Core 2 Dual ou Quad par un Core i7, mieux vaut opter dans ces conditions pour une carte graphique plus performante.

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Avant de conclure, quid de la consommation des nouveaux venus face aux CPU existants? Nous mesurons la consommation de la configuration complète à la prise au repos (bureau Windows) puis en charge CPU extrême via OCCT 2.0.1. Si au regard de l'augmentation des performances, la consommation reste très contenue, il n'en reste pas moins que les Core i7 sont plus voraces que les Core 2 45nm qui étaient exemplaires à ce niveau. On notera tout de même qu'Intel à bûché sur le sujet car le stepping C0 apporte une amélioration par rapport au B0 (non commercialisé). Pour preuve le Core i7 920 à 3.8Ghz (B0) plus vorace que le 965 à 3.87Ghz. (C0). On reste par contre désabusé par le piètre rapport performance/watt des Phenom, vivement le 45nm!

Voilà vous connaissez tout ou presque de Nehalem et de son premier représentant le Core i7, il est donc temps de passer à notre verdict.

• Verdict et Récompenses

A chaque fois que se présente une nouvelle architecture Intel, on a un peu la crainte de revivre le syndrome Netburst soit un concept très impressionnant sur le papier mais ô combien décevant en pratique. Mais à priori Intel a bien appris de cet échec douloureux et l'architecture Nehalem est bien née. En effet, non seulement elle propose dès aujourd'hui des performances supérieures à ses prédécesseurs mais en plus elle est résolument tournée vers l'avenir avec la suppression des faiblesses de Core.

On pense tout de suite au FSB véritable goulet d'étranglement pour les configurations multiCPU mais aussi aux latences induites par le contrôleur mémoire déporté au niveau du NorthBridge. L'adoption des liens QPI et l'introduction d'un contrôleur mémoire interne ont été très bénéfiques pour palier ces lacunes tout comme la création d'un troisiéme niveau de cache unifié pour une gestion optimale du multicoeurs. On est d'ailleurs surpris de constater à quel point AMD avait opté pour des choix technologiques judicieux vu qu'Intel les reprend aujourd'hui pour bonne part à son compte.

Reste que faire des choix et les implémenter efficacement sont deux choses bien différentes et Intel vient de nous en apporter une preuve éclatante. Mais nous ne sommes pas là pour parler du Phenom, l'heure de sa succession approche, mais pour le moment c'est bien Intel qui enfonce le clou avec un Core i7 qui succède aux Core 2 en tant que leader incontesté en termes de performances.

Autres point de satisfaction important, nous avons constaté l'impact mineur voire positif en application desktop de la réduction à 2 canaux du contrôleur mémoire intégré car pour rappel, la future déclinaison "accessible" de Nehalem (Lynnfield) ne disposera que de 2 canaux. Cette "castration" ne devrait donc pas avoir d'effets trop néfastes et c'est d'ailleurs le principal atout de cette architecture : une très grande flexibilité lui permettant de s'adapter aux besoins des marchés visés par une déclinaison intégrant le "juste" nécessaire.

Pour en revenir aux Core i7 testés ce jour, si leurs performances ne déçoivent pas, bien au contraire, il convient de relativiser quant à leur utilité pour les possesseurs de processeurs récents et performants surtout lorsque l'on met dans la balance le prix de la plateforme. Cette dernière certes excellente à l'image du couple X58/ICH10R apporte toutefois un surcout non négligeable à cause de la DDR3 et des cartes mère vendues à un prix innommable. Ajoutez des processeurs loin des prix d'appel et vous comprendrez aisément que cela refroidisse quelques ardeurs d'achat. Certains rétorqueront qu'un core i7 920 rivalise sans soucis avec un QX9770 (ce qui est vrai), mais les séries Extreme ont toujours été affublées d'un piètre ratio performance/prix et l'on peut aisément obtenir les performances d'un QX9770 pour bien moins cher en optant judicieusement pour un bon processeur bien moins onéreux et facilement overclockable.

Bref, celui qui cherche le top sans regarder à la dépense optera c'est sûr pour un Core i7, pour les autres, ils pourront obtenir un haut niveau de performances selon les applications visées pour un prix bien plus raisonnable en se "contentant" d'un Core2 et avec l'avantage d'une consommation plus contenue. Car s'il faut bien trouver un défaut à Nehalem en sus de sa tarification clairement excessive pour le moment, c'est celui d'une consommation plus importante que la génération précédente avec en contrepartie un gain de performances qui ne sera pas toujours exploité par un utilisateur lambda. Au vu de tous ces points, nous avons finalement décidé d'accorder un Puissance-PC d'argent à ces Core i7 qui sont il ne faut pas le nier une franche réussite! Reste à connaitre une dernière inconnue, le niveau de performances de ses concurrents désignés, les Phenom II, avant de conclure au coup de génie ou à l'évolution correcte mais sans plus de l'architecture Core.

Nous remerçions naturellement Intel, Noctua, Asus, Kingston pour avoir rendu ce test possible.