COMPTOIR

• Binning

Chez les bleus : l'architecture poussée à ses limites

Si l'i9-12900KS repousse toujours plus loin les limites des performances côté Intel, ce n'est en tout cas pas par une nouveauté surprenante. Avec la sortie d'Alder Lake et de son prédécesseur l'i9-12900K en novembre dernier, il faut dire que le fondeur de Santa Clara n'avait clairement pas le temps de revoir quoi que ce soit du design interne dans un laps de temps si réduit - sans compter que le duo P-Core / E-Core est loin d'être dépassé sur notre banc de tests. Comprenez donc que la raison d'être de cette version KS n'est que de dépasser d'un pouillème de pourcent son aïeul et, si possible, dépasser le concurrent rouge, histoire de se vanter de performances optimales.

 

Dans ces conditions, la seule réponse est le binning : une étape consistant à sélectionner les meilleures puces selon leur capacité à tenir leurs fréquences sans perte de stabilité sous une enveloppe thermique limitée. Le procédé est étroitement lié aux méthodes de lithographie : la gravure s’effectue en concentrant des rayons lumineux afin d'extruder une partie du silicium et créer les transistors, ce qui donne physiquement de plus ou moins bons résultats selon la qualité de focalisation desdits rayons - un phénomène aléatoire loin d'être négligeable sur des procédés aussi avancé que l'Intel 7. Loin d'être nouveau, le binning plus agressif donnant lieu à des séries limitées a déjà été exploré chez les bleus avec le 9900KS il y a un peu plus de deux ans, mais aussi chez les verts avec les TU104-400A ou encore chez Qualcomm avec le 8cx Gen2.

 

Un Core i9 bien rapide ! [cliquer pour agrandir] [cliquer pour agrandir]

 

Dans notre cas, ce sont 300 MHz de gagnés dans les conditions idéales, soit une augmentation de 5,8 % de la performance brute pour les situations compute-bound, c'est-à-dire dans lesquelles les performances sont freinées par la capacité de calcul du processeur (contrairement aux applications memory-bound dans lesquelles notre cher CPU se tourne les pouces en attendant des données de la RAM). Pour quelles performances en pratique ? Pour le savoir, tournez virtuellement quelques pages !

 

 

• 3D V-CACHE

Chez les rouges : plus de cache, moins de GigaHertz

À l'inverse, AMD a fait le choix d'une innovation technologique surprise : le stacking bicouche. Une décision d'autant plus inattendue que le die inférieur est en tout point identique aux CCD - ceux pour le calcul, de 81 mm²  abritant un CCX et 32 Mio de cache chacun - surplombés d'une extension de 41 mm² lui triplant sa quantité de L3 : le refresh a donc été prévu depuis les débuts de Zen 3, sans que la firme n'en pipe mot. Cependant, entre COVID et difficulté de mise au point par TSMC, ce 5800X3D est le seul survivant d'une gamme avec 3D V-Cache que nous imaginions probablement plus étendue à la base.

 

Un seul CPU 3D... dommage ! [cliquer pour agrandir]

 

Techniquement, le sandwich CCD / cache supplémentaire s'effectue au moyen de la technologie CoWoS (Chip-on-Wafer-on-Substrate) : deux dies entassé dans le même sens, c'est-à-dire metal layers (couches d'interconnexion des transistors) vers le bas suivant l'approche face to back ayant l'avantage de la compatibilité. Tout ce petit monde est interconnecté par une méthode nommée hybrid bonding, autorisant un contact direct cuivre/cuivre à l'interface.

 

Stacker le cache : pas facile ! [cliquer pour agrandir]

 

Entre ces deux die, les contacts n'ont jamais été aussi denses : l'hybrid bonding autorise un bump pitch (écart entre deux points de connexion) de 9 µm, une sacrée avancée par rapport aux micro-bumps de 40-50 µm utilisés notamment dans la HBM. Il faut dire que le L3 stacké est plus proche logiquement du CPU que la VRAM ne l'est des GPU : de quoi requérir une bande passante à toute épreuve et une latence contenue.

Notez que l'interconnexion n'est que la moitié du problème : l'alimentation en forme la seconde. Un die de plus, c'est autant de transistors à gaver de courant, ce qui s'effectue par des trous dans le silicium nommé TSVs (Through Silicon Vias), non détaillés ici.

 

Une vue sympathique de ce 5800X3D [cliquer pour agrandir]

 

Dans la pratique, une telle avancée n'est pas sans compromis : le surplus de silicium - et donc de logique, ce qui signifie davantage de consommation - s'accompagne de difficultés accrues d'évacuation de la chaleur. AMD a donc dû baisser ses fréquences (200 MHz de moins en boost, soit une perte de 4,6 %), ce qui se ressentira sur les applications à faible empreinte mémoire. Pour autant, le passage du cache L3 à 96 Mio devrait sérieusement accélérer celles dont les données ne tenaient auparavant pas complètement dans le cache, le jeu en faisant partie... d'où le marketing annonçant des gains faramineux pour les joueurs. Encore une fois, il vous suffit de sauter quelques pages pour voir notre conclusion à ce sujet !

 

Un dernier mot sur la compatibilité : les rouges ont pris soin de leur socket AM4 en autorisant - enfin - le support bêta de la série 5000 sur les chipsets d'ancienne génération, du X370 au A320. Attention, il faudra par contre que le fabricant de votre mobale ait, de son côté, proposé un BIOS intégrant l'AGESA 1.2.0.6b (abandonnant probablement au passage la compatibilité d'anciens modèles), ce qui n'est pas garanti pour tous les modèles. En particulier, l'entrée de gamme risque fortement de rester limitée, ce qui n'est pas un mal au vu de l'étage d'alimentation de certaines !

 

Un compatibilité étendue ! [cliquer pour agrandir]

 

Voilà pour le tour d'horizon interne des deux protagonistes, rendez-vous à la page suivante pour leurs premiers pas sur notre configuration de test.



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