Overclocker les processeurs d’entrée de gamme

Introduction

L’overclocking est un ensemble de méthodes visant à rendre des composants plus rapides que ne l’a prévu le fabricant à l’origine. À une époque guère plus qu’un hobby pour les geeks les plus endurcis et les utilisateurs à la recherche de bonnes affaires, l’overclocking est devenu une manière (parfois la seule possible) pour les férus de performances d’obtenir le système dont ils ont réellement besoin ou envie. Au vu des avancées technologiques qu’ont connu ces dernières années la mémoire et les cartes graphiques, le processeur est en effet en train de devenir, dans de nombreux ordinateurs haut de gamme, le second goulot d’étranglement (après le disque dur).

La majorité des overclockeurs utilisent des CPU issus du segment « milieu de gamme », pour la simple et bonne raison que les consommateurs ne peuvent en règle générale pas se permettre d’acheter les meilleurs composants disponibles sur le marché. Il existe cependant deux grands groupes d’overclockeurs : ceux qui désirent plus de performances que le marché ne peut en fournir, et ceux qui désirent plus de performances qu’ils n’ont les moyens de se payer.

Tom’s Hardware n’hésite jamais à tester ni à overclocker les tous derniers composants haut de gamme, mais aujourd’hui, nous allons suivre une approche quelque peu différente et nous concentrer sur des processeurs à la portée de la majorité des bourses : les Phenom II X2 et X4 du côté d’AMD, et les Pentium dual-core et les Core 2 Quad d’entrée de gamme du côté d’Intel.

Réduire les risques

Toutes les machines s’usent avec le temps, plus encore lorsqu’on fait tourner un composant au-delà des spécifications techniques prévues. En électronique, la plus grande source d’usure est un phénomène nommé électromigration, par lequel les électrons en mouvement d’une structure se transfèrent peu à peu dans la structure adjacente sous l’effet d’un courant électrique. Les facteurs les plus susceptibles de causer ce phénomène sont les hausses de température et de tension, mais les limites tolérées varient en fonction du matériau, de la technologie employée pour la production du composant et de la durée de vie attendue de celui-ci.

L’augmentation de la tension permet de faire passer un signal plus fort d’un composant à l’autre, de réduire la perte de signal provoquée par l’overclocking et donc de faire fonctionner les composants à une fréquence plus élevée. Dans cet article, nous testerons la stabilité de tous les composants, vous indiquerons les tensions et températures maximales que nous considérons comme tolérables et tenterons de déterminer la durée de vie que nous pouvons raisonnablement attendre des éléments overclockés.

Le jargon

Beaucoup de novices de l’overclocking quittent notre forum pour ne jamais y remettre les pieds après avoir posé la question « Comment faire pour overclocker mon PC ? » et avoir reçu pour réponse « Augmente la vitesse d’horloge du FSB ou du bus HT ». Une fois que l’on sait de quoi il s’agit, pourtant, les principes sont assez faciles à comprendre. Voici donc pour les bases…

Fréquence

Tout processeur est composé d’une série de transistors (de minuscules interrupteurs électroniques) assemblés en un circuit électrique pulsé. Le nombre de pulsations par secondes (cycles) s’appelle la « fréquence » du circuit en question. Chaque transistor a besoin d’au moins un cycle pour passer de l’état « activé » (1) à l’état « désactivé » (0), générant ainsi les 1 et 0 qui constituent le flux de données.

Les processeurs modernes ont une fréquence de l’ordre du milliard de cycles par seconde (1 milliard de cycle par seconde = 1 gigahertz). Cette plage de fréquence est la même que celle à laquelle fonctionnent les fours à micro-ondes et les téléphones portables. Un fil de longueur relativement faible peut donc constituer une assez bonne antenne radio.Notons toutefois qu’en informatique, il est extrêmement important d’éviter le croisement des communications entre circuits (c’est-à-dire qu’un circuit agisse comme émetteur et un autre comme récepteur).

Les éléments conducteurs des cartes-mère sont bien plus longs que ceux des circuits intégrés (CPU ou GPU) ; pour réduire le bruit, les pertes de signal et la diaphonie, les chemins qui relient les différents processeurs doivent par conséquent fonctionner à des fréquences moins élevées.

Coefficient multiplicateur du processeur

Les besoins en vitesse ayant rapidement dépassé la capacité des divers bus de données, les constructeurs ont mis au point différentes méthodes pour envoyer simultanément plusieurs bits de données par conducteur et par cycle. Parmi celles-ci, on compte surtout le doublement du débit (« double data rate ») utilisé par les barrettes de mémoire et le quadruplement du débit (« quad data rate »), que l’on retrouve dans le Front Side Bus (FSB) d’Intel, l’HyperTransport (HT) d’AMD et, plus récemment, le QuickPath Interconnect (QPI) d’Intel.

Étant donné que les FSB les plus récents d’Intel font appel au quad data rate, leur fréquence d’horloge (qui est une fréquence électrique) représente le quart de la fréquence effective : autrement dit, un FSB-1333 a une fréquence d’horloge réelle de 333 MHz (mégahertz, c’est-à-dire millions de cycles par seconde). Quand on sait que le processeur fait appel à la fréquence d’horloge du FSB et à un coefficient multiplicateur pour déterminer sa vitesse interne, il devient très facile de calculer cette dernière : si la fréquence du FSB est de 333 MHz et le coefficient multiplicateur de 10x, la fréquence du processeur est, en toute logique, de 3 333 MHz, soit 3,33 GHz.

Le bus HyperTransport d’AMD, de son côté, possède une fréquence d’horloge de 200 MHz et un débit de données (le « data rate » précité) cinq ou dix fois supérieur, ce qui nous donne 1 000 ou 2 000 transferts par seconde. Mais comme l’HyperTransport autorise la communication simultanée dans les deux sens, AMD a choisi de les dénommer HT 2000 (fréquence d’horloge : 200 MHz, fréquence de données : 1 000 MHz) et HT 4000 (fréquence d’horloge : 200 MHz, fréquence de données : 2 000 MHz). En ce qui concerne l’overclocking, le seul élément à retenir est toutefois que le HT 2000 et le HT4000 ont tous deux une fréquence d’horloge de 200 MHz et que, par conséquent, un coefficient multiplicateur de 10x donne au processeur une fréquence d’horloge de 2 000 MHz, soit 2 GHz.

Nous ne parlerons pas de l’Intel QPI aujourd’hui, mais il est bon de savoir que son fonctionnement est semblable à celui de l’HyperTransport d’AMD, même si sa fréquence d’horloge est moindre (133 MHz).

Tension

Les overclockeurs parlent fréquemment de paramètres du BIOS nommés VCore (tension du cœur du processeur, en volts) et VDIMM (tension de la mémoire) ainsi que de la tension de divers éléments comme le contrôleur de mémoire ou les chemins de données. Nous aborderons certains d’entre eux en détails au cours de cet article.

Matériel

La baisse continuelle des prix de la mémoire DDR3 permet à celle-ci de remplacer la DDR2 dans les configurations de milieu de gamme axées sur les performances. Qui plus est, la DDR2 arrive petit à petit en fin de vie dans les ordinateurs de bureau. Pour ces deux raisons, nous avons décidé de réaliser nos tests sur deux cartes-mères à base de DDR3 (une pour les processeurs AMD, une autre pour les processeurs Intel).

Côté AMD, nous avons opté pour la MSI 790FX GD70, une carte-mère de très grande qualité qui devrait nous offrir d’excellents résultats lors de nos tests d’overclocking sur socket AM3. En sélectionnant une carte-mère qui s’est distinguée lors de nos tests, nous espérons placer la barre assez haut et servir d’objectif aux possesseurs de matériel moins onéreux.

Nous avons limité notre budget à 125 € pour les processeurs dual-core et 250 € pour les quad-core. AMD nous a envoyé un Phenom II X4 955 Black Edition et Phenom II X2 550 Black Edition. Les processeurs Black Edition se distinguent des Athlon et des autres Phenom par leur capacité à accepter une hausse du multiplicateur, ce qui permet d’effectuer des overclocking à la fréquence d’horloge de référence du bus HyperTransport (200 MHz).

Côté Intel, nous avons demandé à MSI de nous envoyer sa meilleure carte-mère à chipset P45 afin de maintenir l’équilibre entre les deux marques de processeurs ; le fabricant a eu l’amabilité de nous faire parvenir sa P45 Diamond.

Plus onéreuse que son équivalent AMD, cette carte-mère a également la particularité d’offrir moins d’emplacements pour carte graphique, mais MSI compense par l’ajout de fonctions supplémentaires comme une carte son PCIe et un chipset recouvert d’un kit waterblock avec adaptateur cuivré.

Nous n’avons jamais dit que nous devions dépenser tout notre budget processeur : pour ce test, nous avons donc opté pour des processeurs économiques : le Pentium E5200 dual-core, un CPU disponible pour environ 60 € au coefficient multiplicateur élevé et réputé pour ses capacités en matière d’overclocking, et le Core 2 Quad Q8200, dont le prix (environ 140 €) est raisonnable.

Intel ne commercialise aucun processeur quad-core de bureau gravé en 45 nm dont le FSB affiche une fréquence inférieure à 1333 MHz (4 x 333 MHz) et tout modèle plus puissant que le Q8200 ne nous offre qu’un coefficient multiplicateur légèrement plus élevé (par paliers de 0,5x) alors que les prix sont bien plus élevés. Tout comme AMD avec ses Black Edition, Intel propose des processeurs Extreme Edition dont le coefficient multiplicateur peut être modifié à la hausse, mais la politique tarifaire du fondeur de Santa Clara est telle que nous avons d’emblée éliminé ces modèles haut de gamme de ce test, qui rappelons-le est orienté « budget ».

Refroidissement

Un processeur bien refroidi s’overclocke mieux et survit plus longtemps, mais il n’est guère aisé de trouver à bon prix un système de refroidissement au format 120 mm capable de convenir à la fois aux processeurs Intel et AMD. Le fabricant Rosewill nous a agréablement surpris en nous fournissant un ventilateur Intel, le Fort 120, comportant également une fixation de type AMD, alors que la compatibilité avec les sockets AM2+/AM3 n’est pas mentionnée sur la boîte. Attendez-vous à un test de cet appareil dans les mois à venir !

Ici, certains overclockeurs pointilleux nous ferons sans doute remarquer que, étant donné que nous utilisons des cartes-mères haut de gamme, nous devrions également opter pour un système de refroidissement haut de gamme… Nous devons toutefois souligner que, s’il est très probablement possible de trouver des cartes-mères moins onéreuses que celles présentées mais néanmoins capables de répliquer à peu de chose près nos résultats, on ne peut pas en dire autant des solutions de refroidissement liquide, qui sont toujours nettement plus chères que les systèmes de refroidissement par air. Notre objectif est ici de proposer un objectif à la fois réaliste et optimiste pour les overclockeurs dont les poches ne sont pas sans fond.

Un autre élément pour lequel nous n’avons hésité à mettre le prix (outre les cartes-mères) est la pâte thermique. Le ventilateur Fort 120 que nous avons sélectionné n’étant pas livré avec suffisamment de pâte pour plusieurs usages, nous avons fait appel à celle que nous employons habituellement, la Zalman ZM-STG1.

Nous l’utilisons dans la plupart de nos tests pour sa facilité d’application, sa prise rapide et ses bonnes performances thermiques. À notre demande, la firme nous en a fourni suffisamment d’échantillons.

La pâte thermique sert à combler les petits espaces entre le processeur et le dissipateur et, ce faisant, à fournir une plus grande surface de contact. De nombreux vétérans de l’assemblage d’ordinateurs trouvent qu’une couche trop épaisse empêche un bon contact entre les deux éléments, indiquant que la thermoconductivité de la pâte thermique est inférieure à celle de la surface en aluminium ou en cuivre qu’elle recouvre, mais les pâtes modernes sont pour la plupart suffisamment fluides pour que la pression du dissipateur évacue tout surplus. Le vrai problème provient plutôt du fait que, si vous mettez trop de pâte thermique, celle-ci risque de déborder sur la carte-mère, et sa conductivité électrique, bien que faible, peut suffire à engendrer des problèmes de tension ou de signaux.

Matériel commun aux deux plateformes

Bien que processeurs et cartes-mères soient bien souvent indissociables, les autres composants (alimentation, RAM, disques durs, …) sont identiques quelle que soit la plateforme choisie.

L’alimentation RS850-EMBA de Cooler Master est bien plus puissante que nécessaire pour ce test, mais comme elle se trouvait déjà sur le banc d’essai… D’un rendement validé à plus de 80 %, elle a en outre l’avantage de permettre des comparaisons réalistes entre la consommation de base et la consommation overclockée de chaque processeur.

En ce qui concerne la mémoire, nous n’avions aucunement besoin de trois barrettes, les processeurs testés ne prenant en charge que le double channel. La DDR3-2000 de Kingston est donc venue à point : un peu comme l’alimentation, nous l’avions sous la main, mais elle offre en outre l’avantage de présenter des latences faibles à toutes les vitesses, d’être commercialisée à l’unité, d’être peu gourmande en énergie et de ne jamais constituer un facteur limitant pour les processeurs. Juste pour info, sachez que nous prévoyons un comparatif des kits double channel de milieu de gamme dans les mois à venir.

Dernier élément, le disque dur : nous avons une fois de plus opté pour l’aspect pratique avec le VelociRaport de Western Digital, dont le débit supérieur à la moyenne autorise des temps de chargement réduits sans avoir d’influence sur le score de la plupart de nos benchmarks utilisés pour ce test. Une chose est sûre, il aura aucune incidence sur les tests d’overclocking.

AMD Phenom II X2 550 : overclocking

Nous suivons d’assez près le monde de l’overclocking et, depuis le lancement du core Deneb en hiver dernier, nous avons trouvé plusieurs overclockeurs qui utilisent le processeur 45 nm d’AMD à des tensions comprises entre 1,50 et 1,56 volts. Une telle tension est bien supérieure à celle employée sur les modèles Intel, mais pour des raisons de sécurité, nous avons décidé de ne pas pousser la configuration au-delà de 1,50 volt (à quelques millivolts près) à pleine charge, et ce, afin de tenter de ne pas dépasser les 1,55 volts en pointe.

AMD édite un logiciel d’overclocking nommé AMD OverDrive Utility, qui permet de modifier les paramètres les plus importants directement sous Windows. Bien que celui-ci puisse s’avérer utile pour déterminer les limites fonctionnelles du processeur, la plupart des utilisateurs préféreront rendre ces modifications semi-permanentes via le BIOS.

En matière d’overclocking, la méthode traditionnelle consiste à augmenter la vitesse d’horloge par paliers et à vérifier la stabilité du système à chaque étape, jusqu’à ce que ce dernier ne réponde plus de manière satisfaisante. On accroît alors la tension pour retrouver un système stable, et on recommence à augmenter la vitesse d’horloge jusqu’à ce qu’on atteigne une limite thermique (le processeur devient trop chaud) ou une vitesse plafond (où l’augmentation de la tension n’aide plus). Une simple recherche démontre que la plupart des exemplaires du Phenom II X2 550 sont parfaitement capables de supporter des tensions supérieures à la limite que nous nous sommes fixées. Pour cette raison, nous sommes directement passés à la tension cible et avons tenté de déterminer la vitesse maximale à laquelle le système pouvait y fonctionner de manière stable. Les captures d’écran suivantes montrent les résultats de nos efforts dans le BIOS. Voyons comment nous y sommes arrivés.

AMD atteint la fréquence d’horloge de base du X2 500, à savoir 3,10 GHz, en multipliant la fréquence du bus HT, 200 MHz, par un coefficient de 15,5x. Le BIOS de la carte-mère MSI désigne la fréquence du bus HT par « CPU FSB frequency », ce qui est techniquement inexact, AMD insistant bien sur le fait que l’HyperTransport n’est pas un FSB. Étant donné que le processeur dont nous disposons est un Black Edition, la majeure partie de nos tentatives d’overclocking consistera à augmenter le coefficient multiplicateur (pour rappel, 15,5x au départ).

Dans le BIOS MSI, « CPU VDD Voltage » désigne la tension de base à laquelle le processeur est censé être détecté, tandis que le paramètre « CPU Voltage » sert à régler plus finement la tension en charge. Nous avons commencé avec le paramètre « CPU VDD Voltage » réglé sur 1,50 volt et la tension de la mémoire (« DRAM Voltage ») réglée sur le 1,65 volt recommandé par le fabricant. Nous avons alors fait passer le coefficient multiplicateur du processeur (« Adjust CPU Ratio » dans notre BIOS) à 16x.

Nous utilisons Prime95 pour le test de stabilité. Notons que la version v25.8 build 4 (pour Windows 64 bits) permet de tester simultanément tous les cores du processeur, ce qui est particulièrement pratique.Le menu de l’application propose différents types de tests ; l’option « Small FFTs » met bien la pression sur le processeur sans trop pousser la mémoire.

Après environ 20 minutes à ce régime, nous avons redémarré l’ordinateur, fait passer le multiplicateur à 16,5x, retesté le système sous Prime95, et ainsi de suite jusqu’à ce que l’ordinateur finisse par nous lâcher à 18,5x. Le programme de détection CPU-Z nous a alors indiqué que la tension du core tombait à 1,48 volt ; nous sommes donc retournés dans le BIOS et avons augmenté la valeur du paramètre « CPU Voltage » de 0,020 volt (1,520 volt) pour compenser.

Après un redémarrage, le coefficient 18,5x s’est révélé stable sous Prime95. Nous avons donc poursuivi notre expérience par paliers de 0,5x jusqu’à ce que le système plante à nouveau, à 21x.

Puisque nous avions déjà atteint notre tension cible, nous avons ramené le coefficient (paramètre « Adjust CPU Ratio » du BIOS) à 20,5x et avons laissé tourner le test de stabilité plus longtemps. Nous avons assisté à un nouveau crash après trois quarts d’heure ; même chose avec un coefficient multiplicateur de 20x.

Augmentation de la fréquence du bus HT

Une fois le paramètre « Adjust CPU Ratio » ramené à 19,5x, le système fait tourner Prime95 de manière stable des heures durant. Sachant que nous pouvions atteindre 19,5 x 200 mais pas 20 x 200, nous avons alors commencé à accroître la fréquence d’horloge du bus HyperTransport (le « 200 » en question). Via le paramètre « Adjust CPU FSB Frequency (MHz) » du BIOS, nous avons obtenu un système stable durant un test d’une heure à 202 MHz. Le passage à 204 MHz a fait planter le système en 45 minutes environ, et le retour à 203 MHz ne nous accordé qu’un quart d’heure de stabilité supplémentaire sous Prime95. Nous sommes donc repassés à 202 MHz.

Bien que le logiciel AMD OverDrive Utility autorise certains réglages d’overclocking, nous l’avons essentiellement utilisé comme moniteur de température durant les tests. Notons que la tension affichée par cette application correspond au paramètre « CPU VDD Voltage » du BIOS MSI, et non au « CPU Voltage ».

Remarque à l’intention des possesseurs de processeur non « Black Edition » : pour overclocker un processeur AMD qui n’autorise pas l’augmentation du multiplicateur, il est nécessaire d’augmenter la fréquence de bus HT de manière bien plus importante. La hausse de débit finira par noyer le lien HT interne du processeur, mais l’utilisation du paramètre « Adjust CPU-NB Ratio » du BIOS pour réduire le multiplicateur de données peut dans une certaine mesure pallier à ce problème. En règle générale lorsqu’on overclocke un processeur AMD verrouillé, il est conseillé de conserver le « data rate » du lien HyperTransport (qui se trouve sous les paramètres réglables dans le BIOS MSI) dans une fourchette de 5 % par rapport à sa valeur de base.

Mémoire

Bien qu’il ne s’agisse pas ici d’un guide d’overclocking de la mémoire, nous avons tout de même voulu optimiser les performances de nos barrettes. Notre mémoire Kingston est de la DDR3-2000, mais en pratique, la fréquence d’horloge externe de la DRAM disponible sur un système AMD est égale à un maximum de 4 fois la fréquence du bus HT. Avec une horloge HT cadencée à 202 MHz, on obtient donc une fréquence externe de 808 MHz (4 x 202) pour la DRAM, et donc une fréquence de données de 1 616 MHz en raison du double channel (voir « FSB/DRAM Ratio » sur la première capture d’écran du BIOS, ci-dessus).

Comme indiqué précédemment, nous avions réglé le paramètre « DRAM Voltage » (voir deuxième capture d’écran ci-dessus) sur la valeur recommandée par le fabricant, à savoir 1,65 volt, mais il est bien souvent possible d’accroître la stabilité en augmentant la tension du contrôleur mémoire (c’est-à-dire le paramètre « CPU DDR-PHY Voltage » sur la même capture d’écran). Sachant que notre DRAM était quoi qu’il arrive limitée à 1 616 MHz, nous avons utilisé ce surcroît de stabilité pour réduire les latences et le délai d’attente entre opérations.

Partant des timings CL-tRCD-tRP-tRAS de base, soit 8-8-8-20, nous avons suivi la même procédure que pour l’overclocking du processeur et avons réduit chaque paramètre jusqu’à obtention des valeurs stables minimales. Pour les tests de stabilité mémoire, nous avons fait appel au CD bootable de Memtest86+ v1.70.

Phenom II X2 550 : performances et consommation

L’augmentation de la vitesse d’horloge que nous avons obtenue, 27 %, ne surprendra pas le overclockeurs un tant soit peu expérimentés, mais il faut savoir que le Phenom II X2 550 démarre à une fréquence de base 3,10 GHz, ce qui n’est déjà pas mal. Bien que ce pourcentage n’ait pas grand-chose de remarquable, la fréquence de 3,94 GHz obtenue au final est relativement impressionnante pour un processeur AMD. Mais en pratique, par quelle augmentation des performances cette hausse de fréquence se traduit-elle ?

SiSoft Sandra

Les performances en arithmétique ont augmenté de 25 % et celles des extensions multimédia de 26 %. La légère différence entre la hausse de fréquence et l’accroissement des performances est très probablement due au fait que nous avons pratiquement laissé le bus HT à sa fréquence d’usine, comme nous l’avons indiqué à la page précédente.

Nos efforts pour réduire les latences de la mémoire ne nous ont offert qu’une minuscule hausse de 8 % des performances lors du test mémoire.

Consommation

La consommation moyenne du système affiche une hausse de 33 %, principalement due à l’augmentation de la tension du processeur.

Efficacité énergétique

Avec une augmentation des performances de 26 % et une hausse de 33 % de la consommation, on obtient une baisse de l’efficacité énergétique d’environ 5 %. Les overclockeurs désireux d’accroître celle-ci pourront diminuer la tension du core : l’overclocking à tension d’usine, bien que n’offrant souvent que des gains de performances limités, permet en général de bénéficier d’une meilleure efficacité.

AMD Phenom II X4 955 : overclocking

Suivant la même procédure que pour l’overclocking du Phenom II X2 550, nous avons réglé la tension du core de notre Phenom II X4 955 Black Edition (un processeur quad-core) sur 1,50 volt, celle de la mémoire sur 1,65 volt et celle du contrôleur mémoire sur 1,45 volt. Malheureusement, dès l’instant où nous avons commencé à accroître le coefficient multiplicateur du processeur (via le paramètre « Adjust CPU Ratio » du BIOS), nous nous sommes rendus compte qu’à de telles tensions, le ventilateur ne parvenait absolument pas à gérer quatre cores à pleine charge.

Nos tests de stabilité sur quatre threads en 64 bits sous Prime95 indiquent que le système plante dès que la température du core atteint les 59 °C (selon le logiciel AMD OverDrive Utility). Nous savions qu’une tension de 1,50 volt serait pratiquement idéale pour nos test si seulement le ventilateur parvenait à suivre. Donc, plutôt que de démarrer à la tension d’usine (1,328 volt) et de monter, nous avons utilisé la méthode inverse : partir de 1,50 volt et descendre jusqu’à ce que le core n’atteigne plus la température critique.

À 1,48 volt, le CPU atteint les 59 °C au coefficient multiplicateur 18x ; à cette température, Prime95 génère une erreur sur un thread (soit un core). Une tension de 1,46 volt nous permet de monter jusqu’à 19x avant de rencontrer la même erreur (à la même température). À 1,45 volts et 19x, par contre, le programme plante avant d’atteindre le 59 °C, ce qui indique qu’une tension plus élevée est nécessaire pour fonctionner correctement à cette vitesse.

Mais les réglages ci-dessus ne constituaient qu’une première étape : les tensions précitées étaient en effet obtenues à l’aide du paramètre « CPU VDD Voltage » du BIOS et l’erreur de sous-tension était en fait due à une fluctuation de la tension à plein charge. En faisant grimper la valeur du paramètre « CPU Voltage » à 1,480 volt, nous avons en pratique permis au système de fonctionner à 1,456 volt, à pleine charge et à une température maximale d’environ 55 °C.

Augmentation de la fréquence du bus HT

Stable à 19 x 200, la fréquence du processeur pouvait encore être augmentée via l’horloge du bus HT, désignée par le paramètre « Adjust CPU FSB Frequency » (voir première capture d’écran du BIOS, ci-dessus). Nous avons procédé par paliers de 2 MHz : le système s’est avéré stable à 202 MHz mais s’est crashé au bout de 40 minutes à 204 MHz. Finalement, une valeur de 203 MHz nous a permis de fonctionner à pleine charge, sans erreur et durant plusieurs heures, et donc d’obtenir une fréquence d’horloge finale de 3,85 GHz.

À cette vitesse, la température maximale que nous avons enregistrée a été de 56,5 °C, ce qui n’est quand même pas trop éloigné des 59 °C qu’il fallait à tout prix éviter. Il est important de noter que la température a bien moins d’incidence sur la stabilité à plus faible fréquence, ce qui signifie que les systèmes incapables d’atteindre cette température pourtant relativement modérée seront limités dans leurs possibilité d’overclocking.

Mémoire

En DDR3-1624, nos barrettes de mémoire ont supporté les même latences minimum que celles affichées par la DDR3-1616 du Phenom II X2 550.

Phenom II X4 955 : performances et consommation

Les 21 % d’overclocking du X4 955 ne risquent pas d’impressionner grand-monde, mais sa fréquence finale de 3,86 GHz reste néanmoins bien supérieure à la moyenne pour un Phenom II refroidi par air. On ne peut que saluer les performances du ventilateur Fort 120 de Rosewill.

SiSoft Sandra

Sandra affiche une hausse de 19 % des performances en arithmétique et de 20 % en multimédia.

Côté mémoire, par contre, c’est une légère déception : malgré les importantes optimisations apportées aux timings et au data rate, les performances n’ont grimpé que d’1 %. Apparemment, le X4 955 possède une meilleure bande passante que le X2, mais moins de marge de progression.

Consommation

La consommation a augmenté de 31 %, essentiellement en raison de la hausse de tension nécessaire pour atteindre la nouvelle fréquence d’horloge. En ce qui concerne

Efficacité énergétique

Augmentation moyenne des performances de 20 % et hausse de consommation de 31 % : le Phenom II X4 overclocké est 8 % moins efficace qu’un modèle non modifié. Une fois de plus, il serait probablement possible d’augmenter l’efficacité énergétique du système (plutôt que de la réduire) en overclockant le processeur à la tension d’usine (ou à peu près), mais l’augmentation de vitesse serait alors bien moindre.

Intel Pentium E5200 : overclocking

Comme celle d’AMD, le process 45 nm employé par Intel a des limites de tension bien connues qui affectent la majorité de ses processeurs. Pour les modèles basés sur l’architecture Core 2, on considère généralement une tension de 1,45 volt comme étant le maximum supportable dans la durée : nous avons déjà vu des ordinateurs de bureau overclockés à 1,45 volt perdre progressivement la majeure partie de leurs capacités sur une période de 3 mois. Les Core 2 s’overclockent bien et supportent en fait des tensions bien plus élevées à court terme, mais le refroidissement et la durée de vie posent problème.

Étant donné que nous préférons que nos configurations overclockées durent au moins plusieurs mois (voire, croisons les doigts, qu’ils nous donnent 1 à 3 ans de bons et loyaux services), nous avons opté pour une tension cible de 1,40 volt à pleine charge et 1,43 volt en pointe hors charge. Étant donné que nous connaissions la tension à l’avance, nous n’avons pas eu à passer par la procédure habituelle, qui consiste normalement à augmenter la tension par étapes jusqu’à atteindre une fréquence qui rend l’ordinateur instable.

La capture d’écran ci-dessous illustre nos paramètres finaux : notons pour les utilisateurs de la carte-mère P45 Diamond que le réglage mémoire que nous avons utilisé nécessite le déplacement d’un cavalier. Plus d’infos sur cette même page.

Mis à part pour les modèles Extreme Edition, Intel n’autorise pas la modification à la hausse du coefficient multiplicateur du processeur. Le Pentium E5200 possédant un multiplicateur plafonnant à 12,5x et un FSB dont la fréquence d’horloge est réglée sur 200 MHz (FSB-800 grâce à la technologie QDR), la seule manière de dépasser les 2,50 GHz est donc de toucher au FSB. Sachant que ce processeur doit au moins pouvoir atteindre les 3,60 GHz avec un refroidissement par air, nous avons donc réglé le FSB sur la valeur standard suivante, à savoir 266 MHz (FSB-1066). L’ordinateur a démarré normalement et a passé avec succès un test de 40 minutes sous Prime95 v25.8 build 4. CPU-Z a toutefois indiqué une chute de tension à 1,38 volt en charge, raison pour laquelle nous avons fait passer le paramètre « CPU Voltage (V) » du BIOS (voir deuxième capture d’écran ci-dessus) à une valeur de 1,4132 volts, ce qui nous a donné des valeurs réelles de 1,424 volt au repos et 1,408 volt à pleine charge.

La MSI P45 Diamond prend en charge la plupart des fréquences possibles pour le FSB, mais nous savions que le chipset serait bien plus stable si nous nous confinions aux valeurs standard préconisées par Intel. Notre tentative suivante, le FSB-1333 (horloge cadencée à 333 MHz), ne nous permettait pas de démarrer correctement : nous obtenions soit un écran noir, soit une réinitialisation après le POST. C’est lorsque nous sommes repassés à 320 MHz et que nous avons remarqué que cette fréquence fonctionnait « la plupart du temps » que nous nous sommes rendus compte que notre problème de mémoire était causé par le tristement célèbre problème de bootstrap d’Intel

La P45 Diamond ne possède pas de paramètre « bootstrap » dans le BIOS, mais permet de régler la vitesse de bus détectée à l’aide de deux cavaliers. D’après le manuel, déplacer ces deux cavaliers de la position 1-2 à la position 2-3 doit permettre de détecter un processeur au FSB cadencé à 200 MHz comme étant cadencé à 333 MHz.Nous avons donc suivi ces instructions et, de fait, avons ainsi réglé le problème de rapport mémoire/FSB et de stabilité au démarrage.

Cependant, si le système démarrait bien à 333 MHz, le test de stabilité n’était pas concluant ; pour conserver la valeur standard de 333 MHz, nous avons donc dû faire repasser le coefficient multiplicateur à 12x.

La fréquence de 12 x 333 MHz s’est révélée stable lors d’un test d’une heure sous Prime95.Même chose pour 338 MHz. Fort de notre succès, nous avons donc continué à augmenter progressivement la fréquence du FSB et à vérifier la stabilité du système, jusqu’à ce que nous nous rendions compte que la fréquence maximale en conditions stable était 4,1 GHz, soit 12 x 342 MHz.

Mémoire

Étant parvenus à overclocker le processeur de 64 %, un résultat particulièrement appréciable, nous nous sommes mis à la chasse aux performances mémoire, toujours en restant à la tension de 1,65 volt recommandée par le fabricant. Malheureusement, Intel limite le coefficient multiplicateur de la DRAM à 2 x la fréquence du FSB, ce qui signifie que notre mémoire ne dépassera jamais les 684 MHz (342 x 2), soit un débit équivalent à DDR3-1368.

Nous avons alors tenté de trouver les latences les plus faibles afin de réduire le temps de réponse ; pour ce faire, nous avons utilisé l’outil de test Memtest86+ v1.70 de la même manière que nous avions utilisé Prime95 pour les tests processeur. Comme le contrôleur mémoire faire partie du northbridge, nous avons fait quelques essais avec le paramètre « MCH Voltage » du BIOS (voir deuxième capture d’écran ci-dessus) jusqu’à ce que nous nous rendions compte que toute valeur supérieure à 1,352 volt n’apportait aucune amélioration.

Pentium E5200 : performances et consommation

SiSoft Sandra

Notre overclocking de 64 % nous a permis d’obtenir une hausse des performances de 63 % en arithmétique et de 64 % en multimédia sous SiSoft Sandra.

L’optimisation des paramètres de la mémoire a quant à elle généré une augmentation de 77 % de la bande passante par rapport aux valeurs par défaut.

Consommation

À 1,40 volt, notre Pentium E5200 overclocké nécessite en moyenne 34 % d’énergie en plus.

Efficacité énergétique

Augmentation moyenne des performances de 64 %, hausse moyenne de la consommation de 34 % : le Pentium E5200 overclocké est 22 % plus efficace que son homologue non modifié !

Intel Core 2 Quad Q8200 : overclocking

Processeur plutôt axé « entrée de gamme », le Core 2 Quad Q8200 est en fait composé de deux cores de Pentium E5200 juxtaposés dont Intel a diminué la fréquence d’horloge et augmenté la fréquence du FSB, ce qui signifie que le coefficient multiplicateur est plus faible (7x). Notons qu’une fois encore, celui-ci ne peut pas être augmenté.

En règle générale, Intel utilise un FSB plus faible sur ses processeurs d’entrée de gamme ; nous ignorons donc pourquoi la firme a choisi un FSB-1333 pour son modèle quad-core le moins cher. Nous savons par contre que, d’ordinaire, les overclockeurs choisissent justement les processeurs à bas prix pour leur multiplicateur élevé et leur fréquence de bus plus faible. Le choix du FSB-1333 pour la série Q8000 a donc constitué un sérieux obstacle à son adoption par les amateurs d’overclocking. Toutefois, après avoir jeté un coup d’œil à la série Q9000 et surtout à ses tarifs, nous avons décidé de tout mettre en œuvre pour tirer le maximum du Q8200 et de considérer son faible coefficient multiplicateur comme un défi…

Il semble malheureusement que le Q8200 soit incapable de grimper bien au-delà de ses 2,33 GHz initiaux, et ce, quelle que soit la tension appliquée à ses cores : nous sommes à peine parvenus à l’overclocker à 2,5 GHz, que nous conservions la tension d’usine (1,3625 volt) ou que nous la poussions à 1,45 volt. Apparemment, le problème est que le FSB-1333 constitue à peu près la limite atteignable par ces cores si l’on conserver la tension de base du FSB.

Les processeurs comme le Q8200, constitués de deux dies juxtaposés, font appel au FSB à la fois pour la communication entre le processeur et le chipset et la communication entre dies. Par conséquent, tout réglage de la fréquence du FSB au-delà de 354 MHz (ce qui donne au processeur une fréquence d’horloge de 2,5 GHz) nécessite une augmentation de la valeur du paramètre « VTT FSB Voltage » illustré sur la deuxième capture d’écran ci-dessous.

Nos tests ont démontré que la tension du FSB était tout aussi limitée que celle du core : 1,45 volt en pointe et « un peu moins » en charge à longue durée. Comme pour le core du E5200, nous avons opté pour une tension cible de 1,40 volt dans le FSB du Q8200. Une fois celle-ci atteinte, nous sommes parvenus à faire passer la fréquence du FSB à 384 MHz, mais les 15 % de gains en fréquence valent à peine les efforts dépensés et le risque encouru.

Nous aurions vraiment aimé atteindre une valeur « standard » de 400 MHz pour le FSB (soit FSB-1600), mais cela aurait nécessité de régler le paramètre « VTT FSB Voltage » sur une valeur bien plus élevée que ce que nous pourrions recommander. Après avoir examiné de plus près les overclockings de Q8200 réalisés par d’autres équipes, nous nous sommes rendus compte que les seuls à avoir obtenu des résultats satisfaisants avaient en réalité utilisé des modèles Q8200S, bien plus optimisés.

Sachant qu’un overclocking aussi faible que celui que nous avions effectué ne pouvait pas nécessiter une tension de 1,40 volt, nous avons alors commencé à réduire celle-ci. Tout en laissant le « VTT FSB Voltage » à 1,40 volt afin de conserver un FSB stable à 384 MHz, nous sommes parvenus à réduire le « CPU Voltage » à 1,30 volt. Toute valeur inférieure entraîne un crash sous Prime95 v25.8 build 4.

Mémoire

La fréquence d’horloge du chipset ne pouvant jamais dépasser deux fois celle du FSB, la vitesse maximale de la mémoire était logiquement de 768 MHz (2 x 384), soit DDR3-1536. Comme pour le Pentium E5200, nous avons testé la stabilité du système à l’aide de Memtest86+ v1.70 en diminuant progressivement les latences, jusqu’à obtenir des valeurs stables de 6-6-5-16.

Core 2 Quad Q8200 : performances et consommation

La fréquence d’usine du FSB du Q8200 est tellement proche de la limite tolérable par le processeur que cet overclocking est le plus décevant que nous ayons effectué depuis celui du Cyrix MII de National Semiconductor. Le gain de 15 % fait toutefois figure de prouesse, tant les efforts que nous avons du fournir pour atteindre les 2,69 GHz nous ont paru énormes.

SiSoft Sandra

Sandra affiche des performances en hausse de 14 et 15 % respectivement pour l’arithmétique et le multimédia.

Les 19 % de bande passante mémoire gagnés sont plus satisfaisants, mais moins intéressants dans le cadre d’un article dédié à l’overclocking des processeurs.

Consommation

La diminution de la tension du core ne compense pas l’augmentation de celle du FSB : la surconsommation est d’autant plus notable que les gains de performances sont médiocres.

Efficacité énergétique

Un Core 2 Quad Q8200 overclocké est 9 % moins efficace qu’un modèle de base.

Recommandations

Pour overclocker au maximum un processeur auquel on n’est pas habitué, il faut généralement accroître la fréquence d’horloge et la tension séparément et par paliers jusqu’au moment où la hausse de tension n’apporte plus aucune augmentation de la vitesse d’horloge. Malheureusement, cette méthode peut réduire considérablement la durée de vie du composant ; d’un autre côté, si nous nous étions contentés de respecter la vieille règle selon laquelle il vaut mieux éviter d’augmenter la tension de plus de 10 %, nous ne serions jamais parvenus à découvrir le vrai potentiel des produits testés aujourd’hui.

Dans le cadre de cet article, nous avons mis à l’épreuve quatre processeurs commercialisés depuis suffisamment longtemps pour que les tensions maximales tolérables et la durée de vie en résultant soient bien connues.

La meilleure surprise nous a été offerte par l’Intel Pentium E5200, que nous sommes parvenus à overclocker de 64 % en optant pour une tension légèrement inférieure au « maximum recommandé à long terme ». Au vu de l’historique de l’architecture de ce processeur, il est en outre probable qu’il survive à ce rythme durant plusieurs années. Nous recommandions spécifiquement ce processeur pour son exceptionnel rapport overclocking/prix.

À l’autre extrémité, la plus grosse déception nous est venue du Core 2 Quad Q8200, un processeur pourtant composé de deux dies de Pentium E5200. Comme on le voit, le problème du coefficient multiplicateur verrouillé devient critique dès lors que le FSB-1333 est, comme c’est le cas ici, incapable d’atteindre le FSB-1600 et qu’Intel ne propose plus de FSB-800. Si vous désirez obtenir un overclocking plus satisfaisant avec cette puce, nous ne pouvons que vous recommander d’opter pour sa version faible consommation, le Q8200S.

En réalité, toute personne désireuse d’overclocker convenablement un processeur quad-core ferait nettement mieux de se tourner vers le Phenom II X4 955 Black Edition ou le Core i7 920. Le multiplicateur déverrouillé du Black Edition permet d’éviter tout mal de tête du à la fréquence du bus HT, tandis que la tolérance du Core i7 920 à l’augmentation de sa fréquence de base rend à peu près caduque toute modification du coefficient multiplicateur. Aujourd’hui toutefois, si le X4 955 Black Edition a su faire ses preuves en montant jusqu’à 3,86 GHz, le prix du Core i7 920 ne nous a pas permis de l’inclure dans notre test. Pas de chance pour Intel donc : les performances décevantes de la série Q8000 et l’exclusion du i7 920 faute de tarif abordable permettent à AMD de remporter la palme de l’overclocking sur quad-core à bas prix avec son Phenom II X4 955 Black Edition.