Core i7-3970X Extreme : plus fort qu’un Xeon octo-core ?

Introduction

Intel dévoile aujourd’hui son nouveau fer de lance, le Core i7-3970X, un Sandy Bridge-E qui vient remplacer le Core i7-3960X, lancé il y a un an presque jour pour jour (voir notre dernier comparatif de 87 processeurs). Prévu pour le même socket (LGA 2011), il est proposé au même prix : 1000 €.

Une différence de taille saute toutefois immédiatement aux yeux : alors que le Core i7-3960X affichait un TDP de 130 watts, celui de son remplaçant grimpe à 150 watts.

Dans toute l’histoire de l’informatique, il n’y a jamais eu qu’un seul autre processeur pour ordinateurs de bureau assorti d’un tel plafond thermique : l’Intel Core 2 Extreme QX9775, lancé en 2008 et prévu pour les cartes-mères bi-CPU de type « Skulltrail » (LGA 771). La plate-forme était destinée aux professionnels de la création de contenu multimédia.

Le Core i7-3970X, quant à lui, n’est prévu que pour fonctionner au sein d’une configuration mono-processeur. Comment expliquer un tel TDP ? Par une hausse de fréquence, tout simplement : alors que le 3960X était cadencé à 3,3 GHz (3,9 GHz avec Turbo Boost dans les applications monothreadées, lorsque la marge thermique l’autorise), le 3970X, lui, démarre à 3,5 GHz et peut grimper jusqu’à 4 GHz via le Turbo Boost.

Sur la plupart des autres plans, les deux processeurs semblent identiques : tous deux dotés de six cores actifs et de l’Hyper-Threading, ce qui leur permet de gérer 12 threads simultanés, il sont gravés en 32 nm et équipés de 15 Mo de cache L3. Naturellement, étant donné qu’il s’agit de modèles Extreme Edition, ils possèdent tous les deux un coefficient multiplicateur déverrouillé.

Le plafond thermique du Core i7-3970X lui permet-il de battre des records d’overclocking ? Pas particulièrement. Le Core i7-3960X que nous avions testé il y a un an se montrait stable à 4,6 GHz et six cores actifs ; le 3970X d’aujourd’hui atteint sans difficulté les 4,7 GHz avec le même système de refroidissement liquide en circuit fermé.

Il est évidemment possible d’obtenir des fréquences plus élevées en optant pour des tensions plus agressives (nous nous efforcions de rester sous 1,4 V), mais la dissipation thermique devient alors un souci. Le Core i7-3970X doit effet demeurer sous la barre des 91°C pour éviter que le circuit de restriction automatique des fréquences ne s’enclenche, ce qui devient de plus en plus difficile au fur et à mesure que les tensions augmentent.

Le système de refroidissement revêt donc une importance primordiale. Intel indique que son RTS2011AC, un système de refroidissement par air vendu 15-20 €, ne permet de rafraîchir correctement le Core i7-3970X, mais le RTS2011LC (watercooling) que nous avons utilisé pour nos tests, gère les processeurs 150 watts. En ce qui concerne les systèmes tiers, les fabricants n’indiquent malheureusement que rarement les performances thermiques de leurs produits ; il convient donc de vérifier soigneusement la compatibilité de ceux-ci avec le nouveau monstre d’Intel. Le fondeur livrant ses processeurs pour socket LGA 2011 sans ventirad, il vous faudra donc débourser 50 à 100 € de plus pour obtenir quelque chose de valable.

La concurrence

La concurrence ? Quelle concurrence ? En termes de puissance brute, le Core i7-3960X, lancé il y a un an, n’a déjà aucun adversaire à sa mesure… Le processeur le plus rapide de la gamme AMD, le FX-8350, équivaut à peine à un Intel Ivy Bridge de milieu de gamme. Pour un ordinateur destiné au jeu « haut de gamme », le meilleur choix est un Core i7-3770K. Par contre, pour les applications multithreadées professionnelles ou une configuration de gamer à plusieurs cartes graphiques, les Core i7 Sandy Bridge-E restent encore ce qui se trouve de mieux sur le marché.

Bien entendu, nous allons inclure dans notre comparatif tous les processeurs haut de gamme habituels, et notamment les Core i7-3960X et 3930K, mais pour l’occasion, nous avons trouvé intéressant de voir ce que valait le 3970X face à l’autre processeur 150 watts de la gamme actuelle d’Intel : le Xeon E5-2687W.

Équipé de huit cores physiques et de 20 Mo de cache L3 partagé, le Xeon représente tout ce que pourrait être la gamme Sandy Bridge-E si Intel ne décidait pas d’en désactiver certaines portions. En effet, sur ce processeur pour serveur, toutes les ressources physiques du die sont activées, ce qui signifie toutefois que le fondeur doit se montrer plus prudent en termes de fréquences : cadencé à 3,1 GHz, le E5-2687W est ainsi plus lent que le Core i7 dans les applications mono-thread. Il ne fait toutefois aucun doute que, dans certains cas, les deux cores supplémentaires viennent à point nommé. Qui plus est, dans les benchmarks monothreadés, le Xeon voit sa fréquence grimper à 3,8 GHz grâce au Turbo Boost.

La comparaison est bien évidemment loin d’être équitable : le Xeon étant conçu pour fonctionner sur une carte-mère à deux sockets, Intel en demande un prix considérablement plus élevé : environ 1900 €, soit près de deux fois celui du nouveau Core i7 Extreme. Ce qui, sachant que le Xeon a un coefficient multiplicateur verrouillé et que l’on ne peut donc pas l’overclocker, peut sembler un brin exagéré.

Configuration de test et benchmarks

Nous sommes passés à la carte-mère Gigabyte X79S-UP5-WiFi pour les benchmarks portant sur les processeurs LGA 2011. Armée du chipset Intel C606, celle-ci prend en effet en charge les Intel Xeon E5, ce qui n’est pas le cas de toutes les cartes-mères du marché. Si vous avez l’intention de tester les Xeon, nous vous conseillons donc vivement de vérifier que la vôtre est équipée d’un BIOS ou UEFI capable de reconnaître les processeurs « business » de la firme de Santa Clara.

PCMark 7

Score global

La fréquence du Core i7-3970X lui permet d’obtenir dans PCMark 7 un score global très similaire à celui du Core i7-3770K. D’expérience, nous savons toutefois que bon nombre de composants de ce benchmark synthétique ne sont conçus que pour les processeurs quad-core, ce qui signifie que les ressources supplémentaires dont dispose le Sandy Bridge-E ne sont pas utilisées pleinement ; cela confère donc un avantage (indu ?) à l’Ivy Bridge.

Le Xeon ne s’en sort pas tout à fait aussi bien en raison de sa fréquence moins élevée, limitée à 3,8 GHz en Turbo Boost : ses huit cores manifestement sous-utilisés, il se voit relégué en quatrième place.

Bureautique

Les variables précitées sont encore plus exacerbées dans le test « bureautique » de PCMark, qui fait la part belle aux Ivy Bridge (qui trustent le top 3), suivis de cinq Sandy Bridge. Les quatre processeurs AMD ferment la marché, bien incapables qu’ils sont d’obtenir les performances par cycle nécessaire pour faire concurrence aux puces Intel.

Créativité

Le test « créativité » de PCMark semble enfin récompenser le multithreading, où le Core i7-3970X termine en première place. Pourquoi cet honneur ne revient-il pas au Xeon et à ses huit cores ? Il semble que la fréquence plus élevée des hexacores leur donne l’avantage sur l’octocore professionnel, cadencé de manière moins agressive.

Divertissement

Même chose pour le test « divertissement », où le Core i7-3970X et le 3960X dépassent le Xeon E5-2687W.

Calculs

3DMark 11

Suite professionnelle

Notre GeForce GTX 680 donne sa pleine puissance avec l’Intel Xeon E5, mais les trois Sandy Bridge-E ne sont pas bien loin derrière. Les Ivy Bridge arrivant en cinquième et sixième position offrent toutefois un rapport performances/prix bien plus séduisant, surtout dans une configuration à une seule carte graphique.

Graphismes

Comme on le remarque à l’évidence sur le graphique ci-dessus, dans une tâche de travail purement orientée « graphismes », peu importe le processeur choisi. Le Core i7-3970X termine en avant-dernière position, mais les résultats sont tous si proches les uns des autres qu’ils en perdent toute signification.

Physique (score)

Le test de physique est nettement plus intéressant, dans la mesure où il totalement orienté « CPU » et utilise pleinement tous les cores disponibles. Rien d’étonnant donc que le Xeon prenne la tête du classement, suivi des trois Core i7 Sandy Bridge-E.

Physique (images/s)

Score combiné

Sandra 2013

Arithmétique CPU

Multimédia

Bande passante mémoire

La bande passante mémoire et les performances en chiffrement/déchiffrement AES sont étroitement liées, car la vitesse à laquelle processeur peut traiter les instructions est limitée par le sous-système mémoire ; il est donc tout à fait normal que les configurations LGA 2011, avec leur architecture à quatre canaux de mémoire, dominent ce test.

Cryptographie

Arithmétique .NET

Les performances sous .NET sont très importantes depuis la sortie de Windows 8 et la disponibilité de son store d’applications Metro (pardon, « Modern UI »).

Multimédia .NET

Latence du cache

Création de contenu

3ds Max 2012

3ds Max est une application parfaitement multithreadée, ce qui confère au Xeon un avantage tout à fait quantifiable. Le Core i7-3970X s’en sort toutefois très bien ; il devance son prédécesseur de quelques secondes.

Blender

Les écarts ne sont pas aussi marqués sous Blender : le Core i7-3970X, le Core i7-3960X et le Xeon E5-2687W terminent dans un mouchoir de poche.

Cinebench

Cinebench nous permet, au choix, de déterminer les performances en mode mono-core ou d’utiliser pleinement tous les cores de chaque processeur. Sans grande surprise, les processeurs Ivy Bridge affichent globalement les meilleures performances dans le premier cas. En mode multithreadé, cependant, le nombre de cores et les fréquences font toute la différence et les Sandy Bridge-E prennent la tête du classement, mené par l’Intel Xeon E5-2687W.

SolidWorks 2010

Comme 3ds Max, SolidWorks PhotoView 360 fait pleinement appel aux capacités du Xeon et récompense les performances de ses huit cores par une première place. Le nouveau Core i7-3970X affiche une fréquence plus élevée, mais ses deux cores de moins le relèguent à la seconde place.

Adobe CS 6

PhotoShop CS6

Les filtres multithreadés de Photoshop se nourrissent des huit cores du Xeon E5-2687W, qui termine ce test deux fois plus rapidement que l’Intel Core i5-3570K. Le Core i7-3970X, quant à lui, arrive en deuxième place, mais dix bonnes secondes derrière le Xeon et à peine une seconde devant le 3960X.

PhotoShop CS6 (OpenCL)

Notre deuxième test sous Photoshop, qui utilise OpenCL, fait appel à la GeForce GTX 680 de notre configuration pour accélérer le traitement des images.

Les performances du processeur demeure toutefois vitales, raison pour laquelle on constate encore entre nos différents concurrents des écarts similaires à ceux observés dans les autres benchmarks.Le Xeon termine en première place, suivi du Core i7-3970X, du 3960X et du 3930K. Le reste du classement est rempli par les autres quad-core Intel et quad-modules AMD.

Premiere Pro CS6

Le schéma est assez semblable sous Premiere Pro, où le Xeon octocore se démarque mais où les hexacores LGA 2011 et leurs fréquences accrues ne sont pas vraiment en reste. Ici, les Intel Ivy Bridge et les AMD ne font pas vraiment le poids (bien qu’ils restent excellents pour leur prix).

After Effects CS6

Comme nous l’avons déjà remarqué à plusieurs reprises, After Effects est plus sensible aux performances du sous-système mémoire qu’au nombre de cores ou qu’à la fréquence : nous en voulons pour preuve les quatre misérables secondes qui départagent les six premiers finalistes de notre benchmark. Entre le plus rapide et le plus lent de tous les processeurs Intel testés aujourd’hui, on ne note même que huit secondes d’écart.

Bureautique

ABBYY FineReader

C’est la toute première fois qu’une configuration à un seul processeur terminer notre test sous ABBYY FineReader 10 en moins d’une minute. Ce logiciel utilise tous les cores disponibles, ce qui permet au Xeon E5-2687W de plier bagage alors que le simili-octocore d’AMD n’en est encore qu’à la moitié du travail.

L’Intel Core i7-3970X finit quelques secondes après le Xeon, mais à peine trois secondes devant le 3930K, qui pour rappel coûte moins de 580 €.

Adobe Acrobat X Pro

Transformer une présentation PowerPoint en PDF est une tâche éminemment monothreadée, ce qui explique que les Ivy Bridge, dont les performances par cycle sont particulièrement optimisées, occupent le haut du classement. Ce n’est que grâce au Turbo Core que le Core i7-3970X accélère à 4 GHz et termine en troisième place, devant le Core i7-3470, limité à 3,6 GHz.

Visual Studio 2010

À l’inverse, Visual Studio 2010 gère très bien le multithreading. Il s’agit également de l’un des tests les plus longs de notre batterie : sur un Phenom II X4 980, par exemple, il faut presque 40 minutes pour compiler Google Chrome.

Si vous avez la chance de posséder un Xeon E5-2687W, par contre, l’opération ne prend plus que 14 minutes. Avec un Core i7-3970X, il vous faudra patienter quelques minutes de plus, mais les performances chute dès que l’on passe aux quad-core sur socket LGA 1155.

Fritz

La dernière version du programme d’échecs allemand Fritz fait bon usage de l’Intel Xeon E5, qui calcule plus de deux fois plus de kilonodes par seconde que l’AMD FX-8150.

Compression

WinZip 17

Avec la version 17 de WinZip, Corel nous offre enfin une application aux performances dignes du 21^e siècle. Pour la première fois dans son histoire, le logiciel de compression est à même d’utiliser tous les cores disponibles du processeur. Mieux, il gère également OpenCL afin d’accélérer la compression des fichiers de plus de 8 Mo. Certes, le 1,35 Go de notre benchmark ne contient que très peu de fichiers de cette taille, ce qui signifie que cette option ne change pas grand-chose chez nous, mais sa présence reste des plus appréciables.

Comme pour confirmer le virage à 180 degrés opéré par l’éditeur, la tête du classement est ici occupée par le Xeon, preuve que WinZip est bien à même d’exploiter ses huit cores. Le Core i7-3970X termine en deuxième place, talonné de près par son prédécesseur, le 3960X.

WinRAR (x64)

Nous nous sommes peut-être montrés un peu trop critiques vis-à-vis de WinRAR dernièrement, car il semble bien, finalement, que ce logiciel de compression parvienne à exploiter correctement les processeurs possédant plus de quatre cores. De fait, l’Intel Xeon E5 finit en première position, suivi des trois Core i7 Sandy Bridge-E.

7-Zip (x64)

Même constat sous 7-Zip. Les huit cores du Xeon E5 semblent bien faire la différence, de même que les six cores du 3970X, qui permettent à ce dernier de se démarquer du Core i7-3770K, dont les performances par cycle sont pourtant plus élevées.

Nous restons de grands fans du rapport performances/prix du Core i7-3570K, mais dans ce cas précis, il met près d’une minute de plus que le 3970X pour compresser notre dossier de 1,35 Go.

Encodage audio/vidéo

MainConcept

Les temps changent et notre test sous MainConcept ne semble plus aussi exigeant que par le passé : la plupart de nos concurrents le finissent en moins d’une minute. Il n’en demeure pas moins que les écarts restent clairement visibles et que le classement soit avant tout fonction du nombre de cores disponibles : le Xeon termine en première place, suivi du Core i7-3970X, du 3960X et du 3930K.

HandBrake

Même chose sous HandBrake, où le principal facteur de différenciation entre les processeurs est leur nombre de cores.

Lame

Si la majeure partie de notre batterie de tests est multithreadée, ce n’est pas le cas de Lame, qui n’utilise qu’un seul core à la fois (même s’il est bien entendu possible de lancer plusieurs conversions en parallèle).

Dans un tel cas de figure, tout est histoire de fréquence et de performances par cycle, raison pour laquelle le Core i7-3770K finit en tête de classement. Le Turbo Boost permet toutefois au Core i7-3970X de ravir la seconde place au Core i5-3570K.

L’écart le plus marquant est toutefois celui que l’on constate entre la plus lente des puces Intel (le Xeon, dans ce cas précis) et la plus rapide des AMD…

iTunes

Le scénario n’est guère différent sous iTunes, à qui nous demandons de convertir un fichier WAV en AAC, une opération totalement monothreadée. Les performances par cycle des Ivy Bridge, couplées à leurs fréquences agressives en Turbo Core, permettent aux Core i7-3770K et i5-3570K d’occuper la première et la deuxième place. Les 4 GHz en Turbo Core du Core i7-3970X lui suffisent toutefois pour voler la troisième place au Core i5-3470.

Battlefield 3

1680 x 1050

1920 x 1080

2560 x 1600

La campagne solo de Battlefield 3 est décidément bien dépendante de la carte graphique : les écarts entre les processeurs sont trop insignifiants pour nous permettre de tirer la moindre conclusion, même dans une résolution aussi faible que 1680 x 1050.

The Elder Scrolls V: Skyrim

1680 x 1050

1920 x 1080

2560 x 1600

Skyrim, à l’inverse, affiche une sensibilité plus marquée aux performances du processeur. Les quatre Sandy Bridge-E/EP prennent la tête en 1680 x 1050, ce qui suggère que le titre de Bethesda fait la part belle au duo fréquence/cache L3.

Comme pour toute tâche faisant appel à un composant tiers (en l’occurrence la carte graphique), la montée en résolution aplanit rapidement les différences de framerate entre nos concurrents. En 2560 x 1600, les Ivy Bridge reprennent la tête du classement, les Sandy Bridge s’agglomèrent au milieu et les AMD ferment la marché. Notons toutefois à la décharge de ces derniers que l’écart est inférieur à 10 images/s en moyenne.

World Of Warcraft: Mists Of Pandaria

1680 x 1050

1920 x 1080

2560 x 1600

World of Warcraft: Mists of Pandaria est lui aussi sensible aux performances du processeur, et récompense apparemment les produits Intel pour leur architecture multicore, leur grand cache, et leurs fréquences Turbo Core agressives, alors que les puces AMD se retrouvent rapidement à la traîne en 1680 x 1050 et 1920 x 1080. Ce n’est vraiment qu’en 2560 x 1600 avec le MSAA réglé sur 8x et les détails sur Ultra que les FX Bulldozer et Piledriver parviennent à concurrencer les Core et le Xeon.

Consommation et efficacité énergétique

Évolution de la consommation

Nous enregistrons en temps réel la consommation de nos configurations tout au long des benchmarks, ce qui nous donne une bonne idée du comportement énergétique de chaque processeur.

Commençons par le Core i7-3970X (la ligne verte) : sans grande surprise au vu de son TDP annoncé (150 watts), celui-ci affiche une consommation presque systématiquement supérieure à celle des autres processeurs de ce comparatif.

Curieusement, le Xeon E5, dont le TDP est identique, consomme considérablement moins que le nouveau Core i7 ; le processeur pour serveurs d’Intel pousse même le bouchon jusqu’à se montrer plus économe que le FX-8350 !

Le Core i7-3960X, à peine plus lent que le 3970X, est nettement moins gourmand. Et bien entendu, le Core i7-3770K est un modèle de retenue comparé à tous les autres.

Consommation moyenne

Les chiffres de consommation moyenne confirment nos pires soupçons : le Core i7-3970X est gourmand, très gourmand. Le Xeon E5, à l’inverse, consomme en moyenne moins que le Core i7-3960X, dont le TDP est pourtant inférieur de 20 watts.

Pour calculer l’efficacité énergétique d’un processeur, il nous faut toutefois connaître deux choses : les chiffres de consommation ci-dessus, d’une part, et une idée des performances globales, d’autre part.

Durée des tests

Et pour se faire une idée des performances, le plus simple est sans doute de voir combien de temps il faut à chaque processeur pour terminer notre batterie de tests.

Il semble à cet égard que les octocores dominent le classement, bien que les Core i7-3970X et 3960X ne soient pas bien loin derrière. Le Core i7-3770K est nettement moins gourmand que ses camarades, mais il prend aussi 10 minutes de plus que le 3970X pour mener à bien sa tâche.

Concernant l’AMD FX-8350, malgré ses performances en retrait il faut garder en tête son prix de 200 €.

Énergie totale consommée

Au final, sans surprise, l’Intel Core i7-3770K, un processeur au TDP de 77 watts, est le plus efficace de ce comparatif. Il est nettement plus intéressant de constater que le Xeon, pourtant annoncé à 150 watts, parvient à combiner des performances exceptionnelles à une consommation nettement inférieure à nos attentes pour terminer en seconde place du classement.

Le Core i7-3970X, quant à lui, ne creuse pas suffisamment l’écart avec le 3960X en termes de performances pour compenser sa consommation nettement plus élevée ; il termine donc en quatrième position, derrière ce dernier.

L’AMD FX-8350, enfin, ne semble pas jouer dans la cour des grands, ses performances modestes et sa consommation exagérée ne donnant pas lui une image très économe.

Conclusion

Rien n’obligeait Intel à lancer le Core i7-3970X ; le 3960X était déjà le processeur pour configuration mono-socket le plus rapide du marché. Toutefois, au cours de l’année qui s’est écoulée depuis la présentation du Sandy Bridge-E, le fondeur a également lancé son architecture Ivy Bridge. Affichant des performances par cycle revues à la hausse, celle-ci a mis les acheteurs face à un choix cornélien : faire des économies en optant pour un quad-core Ivy Bridge ou se faire plaisir en choisissant une architecture un rien plus âgée mais offrant plus de cores et une connectivité PCI Express plus développée ?

Avec le Core i7-3970X, Intel offre aux power users fortunés une raison supplémentaire de préférer les Sandy Bridge-E. Les 200 MHz supplémentaires viennent en effet à point nommé dans les applications telles que Photoshop, Premier Pro, 3ds Max, Visual Studio ou Maxon Cinema 4D. Et les 100 MHz de plus en Turbo Boost accélèrent iTunes, PowerPoint et Lame.

Le revers de la médaille est toutefois bien présent : si Intel propose, comme toujours, son fer de lance pour desktop à 1000 €, il vous faudra cette fois faire particulièrement attention au système de refroidissement. Avec son TDP de 150 watts, le Core i7-3970X est en effet totalement ingérable pour les ventirads LGA 2011 classiques ; le fondeur recommande d’opter pour son système watercooling en circuit fermé, ce qui ajoute plus de 80 € à une facture déjà particulièrement salée.

Et ce n’est pas tout : nos tests montrent clairement que les gains de performances apportés par ce nouveau processeur ne suffisent pas à contrebalancer la hausse de sa consommation. Par conséquent, les performances par watt de celui-ci sont moins élevées que celles de son prédécesseur ; certes, ce point n’a en pratique que peu d’importance dans la mesure où un processeur de ce type est généralement destiné au monde professionnel, où le gain de temps compense les pertes financières dues à la consommation, mais tout de même : cela fait un peu tache.

D’autant plus que pour les professionnels, il y a l’Intel Xeon E5-2687W. Alors oui, c’est un processeur à 1900 €, et il est lui aussi annoncé avec un TDP de 150 watts. Mais si votre première priorité est de faire tourner un logiciel multithreadé aussi rapidement que possible, ce monstre à huit cores armé de 20 Mo de cache est indéniablement ce qui se fait de mieux sur le marché, et ce, pour une facture énergétique nettement moindre que celle de n’importe lequel de ses concurrents.