Phenom II : plus rapide avec de la DDR3 ?

Introduction

La perte de la position de leader constitue souvent une bonne motivation pour faire les choses différemment, et si possible mieux, que son concurrent. Chez AMD, cela se matérialise depuis longtemps par des transitions progressives entre les anciennes plateformes et les nouvelles, lors de l’introduction de nouveaux processeurs en nécessitant.

À l’inverse, lorsqu’Intel introduisit son Core i7, il était acquis que le passage à une nouvelle carte mère basée sur le nouveau Socket 1366 serait obligatoire. Avant cela, le LGA 775 avait bien servi l’architecture Core 2, mais constituait déjà un bouleversement par rapport au Socket 478, qui nécessitait lui aussi une nouvelle carte mère. À chaque étape, Intel a modifié le packaging de ses processeurs pour optimiser les limites thermiques et mécaniques. Chaque nouveau Socket a permis de les matérialiser.

L’habitude des changements en douceur

On peut dire ce que l’on veut sur le manque de performances actuel et bien réel des Phenom II face aux Core i7 d’Intel, mais cette façon d’introduire les nouveautés et même une nouvelle architecture est autrement plus douce, au moins en apparence. Nous l’avons reflété dans le tableau récapitulatif ci-dessous, où nous avons omis le Socket 940 et le Socket AM2+. Le premier a eu une durée de vie courte et une portée elle aussi limitée aux acheteurs d’Athlon 64 FX très haut de gamme. Quant au Socket AM2+, il s’agit sans doute du meilleur exemple d’introduction de chipset visant à ne pas frustrer ceux qui avaient investi dans le Socket AM2, puisqu’il est possible d’exploiter un processeur Socket AM2+ sur une vieille carte mère AM2 sans soucis, à part la non-gestion du split power plane (alimentation séparée pour le core et le contrôleur mémoire) et de l’HyperTransport 3.0.

Ce que le tableau ne reflète pas sont les cas où un processeur consommant jusqu’à 140 W pourra être inséré dans un Socket mais sans fonctionner du fait d’une carte mère dotée d’un étage d’alimentation sous-dimensionné (le cas avec les premières cartes mères basées sur l’AMD 780G) ou d’une nouvelle architecture donnant lieu à des processeurs nécessitant de nouvelles tensions (les Conroe d’Intel).

Avec le lancement du Socket AM3, AMD réitère une partie de l’histoire. Les processeurs AM3 intègrent en effet un contrôleur mémoire compatible à la fois avec la DDR2 et la DDR3, ce qui leur permet d’être installés aussi bien dans une carte mère Socket AM2, AM2+ ou les nouvelles AM3. En revanche, les anciens processeurs Socket AM2/AM2+ ne gèrent pas la DDR3 et ne peuvent donc être installés dans ces nouvelles cartes mères. Cela étant dit, il n’y a rien de choquant là-dedans, et il est bien plus courant de mettre à jour sa configuration en introduisant un nouveau processeur sur sa carte mère existante plutôt que de faire l’inverse. Pour être sûrs qu’aucune erreur n’est faite, ces nouveaux processeurs disposent de 938 broches, soit deux de moins que les 940 nécessaires pour une configuration Socket AM2/AM2+.

Une floppée de nouveaux CPU

Allant de pair avec ce lancement de plateforme, AMD introduit 6 processeurs AM3. 5 seront disponibles à la vente partout, alors que le sixième ne sera en théorie destiné qu’aux OEM.

Un peu de gymnastique mentale est nécessaire pour s’en sortir au niveau des dénominations de ces processeurs, AMD introduisant une autre variable avec ses nouveaux modèles : la taille du cache L3. Prenons le Phenom II X3 720 BE pour exemple.

Phenom II : Jusque là, vous devriez arriver à suivre. Si vous ne vous souvenez pas des différences entre les Athlon 64, les Phenom et les Phenom II, nous vous invitons à relire cet article.

X3 : Le nombre suivant le X précise combien de cores sont activés. Pour rappel les X3 utilisent le même die que les quad-cores X4, mais seuls 3 cores sont fonctionnels/activés.

720 : Le premier chiffre détermine la classe principale du processeur. La série 9xx est réservée aux Phenom II nantis de 4 cores actifs et 6 Mo de cache L3. La série 8xx concerne les quad-cores dotés de seulement 4 Mo de cache L3. La série 7xx commence avec les triples cores haut de gamme, dotés de 6 Mo de cache L3. On peut présager que cela laisse la place à une future série 6xx qui concernerait des X3 accompagnés de seulement 4 Mo de cache L3 mais cela ne nous a pas été confirmé.

Les deuxièmes et troisièmes chiffres témoignent de la fréquence. Malheureusement, ils ne semblent pas déterminés par une formule logique. Ainsi le 940 fonctionne à 3 GHz, et les 920 et 720 tous deux à 2.8 GHz. Mais les 910, 810 et 710 sont pour leur part cadencés à 2.6 GHz. Impossible donc d’en déduire qu’une incrémentation de 10 correspond à une fréquence de 100 MHz supérieure. Le 805 tourne d’ailleurs à 2.5 GHz.

Enfin, le suffixe Black Édition actuellement rajouté aux X4 940 et X3 720 permet d’indiquer que le coefficient multiplicateur du processeur est débloqué, autorisant des overclocking plus souples.

Un autre problème de cette nomenclature est qu’elle ne permet pas de distinguer les Phenom II proposés en Socket AM2/AM2+ de ceux en AM3, d’où un risque de confusion. Il est par ailleurs un peu surprenant de voir qu’un utilisateur souhaitant disposer du tout nouveau socket d’AMD et de la DDR3 sera limité à des CPU correspondant au milieu de la gamme Phenom II, les plus rapides étant limités à la désormais vieille interface.

AMD affirme qu’il ne s’attend pas à ce que beaucoup de personnes soient intéressées par l’achat du couple processeur AM3 + carte mère à ce jour, mais est plus attentif à ceux qui veulent acheter ce CPU aujourd’hui pour l’insérer sur leur carte mère AM2/AM2+. Un aveu de faiblesse face à l’intérêt d’une nouvelle plateforme full-AM3 aujourd’hui, mais assez lucide cependant. Un processeur AM3 plus rapide devrait cependant être bientôt lancé.

Tarifs

Bien qu’AMD n’ait pas précisé les prix de tous ses Phenom, il nous a indiqué que le Phenom II X4 810 serait proposé à 175 $ et le X3 720 Black Édition à 145 $ (compter un tout petit peu moins en euros). D’après les discussions que nous avons pu avoir avec les constructeurs de cartes mères, les modèles AM3 seront d’un prix similaire aux précédents AM2/AM2+. L’Asus M4A79 Deluxe, une carte mère AM2+ basée sur le couple AMD 790GX/SB750 est actuellement vendue 180 €, et sa remplaçante directe la M4A79T Deluxe sera disponible au même prix.

À noter également que les Phenom II X4 940 Black Édition et 920 ont déjà vu leur prix baisser depuis leur lancement le mois dernier. Le 940, cadencé à 3 GHz, se trouve dès 220 € et le 920 à 185 €. Un changement qui n’est pas neutre.

Le Socket AM3

Les Phenom II « AM3-ready » sont très similaires aux Phenom II AM2/AM2+.

Chaque core intègre 64 ko de cache L1 pour les données + 64 ko pour les instructions, soit un total de 512 ko par Phenom II X4. Chaque core dispose également de 512 ko de cache L2 soit 2 Mo au total pour un X4 et 1,5 Mo pour un X3. Enfin, suivant le modèle 4 ou 6 Mo de cache L3 partagé viennent compléter le tableau.

Le contrôleur mémoire intégré constitue la réelle différence entre ces processeurs et ceux lancés lors du dernier CES. Il reste en mode 128 bits (64 bits par canal mémoire), mais là où il n’excédait pas 1.8 GHz sur les précédents Phenom II, les nouveaux atteignent 2 GHz. La DDR3 jusqu’à 1333 MHz est donc supportée, en sus de la DDR2 jusqu’à 1066 MHz. Attention en revanche, si vous optez pour de la DDR3 1333 MHz, vous serez limité à une seule barrette par canal, limitant fortement toute évolutivité.

Pour aller de pair avec l’accélération de la fréquence du contrôleur mémoire, l’HyperTransport est également améliorée et voit sa fréquence passer elle aussi de 1.8 GHz à 2 GHz (soit une bande passante théorique de 33,1 Go/s au lieu de 31,5 Go/s).

Le fait que les nouveaux Phenom II AM3, toujours gravés en 45 nm (SOI + DSL), disposent de 758 millions de transistors et d’une surface du die de 258 mm² retire tout doute quand à l’origine commune avec les Phenom II X4 940/920. Le seul souci se trouve au niveau du Socket. Avec leurs 940 broches, il est physiquement impossible d’insérer un processeur AM2/AM2+ dans le nouveau Socket AM3. Officiellement, AMD annonce qu’il introduira rapidement de nouveaux processeurs AM3 plus rapides, mais comme nous sommes assez impatients nous allons effectuer les tests à fréquence équivalente pour mesurer l’évolution des performances et donc celle que l’on peut espérer des prochains processeurs.

Consommation

Le Phenom II a introduit plusieurs améliorations visant à combler le retard d’AMD sur Intel en matière de consommation. Tout d’abord, il gère 4 p-states, au lieu de 2. Au repos, les Phenom II sont du coup cadencés à seulement 800 MHz. La consommation est donc réduite d’autant, comme l’ont montrée nos précédentes mesures.

En même temps, AMD a supprimé la gestion indépendante des p-states entre les différents cores. Quand un core exécutait un thread alors que sa fréquence était réduite de moitié, les performances étaient évidemment dégradées. Désormais avec les Phenom II, tous les cores fonctionnent à la même fréquence. En contre-partie, l’augmentation du nombre d’états d’inactivité possibles se traduit par un meilleur compromis entre performances et consommation.

Le dernier processeur Phenom lancé était le Phenom X4 9950 Black Édition, cadencé à 2.6 GHz. Ce processeur dispose d’un TDP de 140 W, ce qui causa des soucis lorsqu’on s’aperçut que certaines cartes mères d’entrée de gamme étaient incapables de lui fournir suffisamment d’énergie. Le passage au 45 nm a aidé AMD à baisser la consommation du Phenom II, et le X4 940 à 3 GHz dispose en conséquence d’un TDP limité à 125 W. Tous les Phenom II AM3 annoncés aujourd’hui disposent pour leur part d’un TDP de 95 W.

Modifications et overclocking

Notre frustration qu’AMD ne lance pas d’équivalents en AM3 des puissants Phenom II X4 940/920 est grande. Par curiosité, nous avons voulu voir s’il était possible de faire fonctionner un Phenom II X4 940 en AM3. Pour cela, nous avons coupé les deux broches de ce processeur qui l’empêchaient de rentrer dans le Socket AM3 (limité pour rappel à 938 broches). Après tout, le die reste le même, seule l’interface change.

Après avoir coupé ces broches, nous avons effectivement pu insérer notre Phenom II 940 sur notre carte mère Socket AM3. Malheureusement, la carte mère refusa net de démarrer, ce qui confirme qu’une autre limite est implémentée. En l’absence de datasheets détaillés, impossible par ailleurs de savoir à quoi correspondent ces 2 broches supplémentaires.

À titre d’information, nous avons tout de même pu faire de nouveau fonctionner ce Phenom II 940 castré sur une carte mère AM2+ sans soucis apparents.

Overclocking

Vu notre essai infructueux pour rendre le meilleur Phenom II compatible AM3, nous nous sommes rabattu sur le Phenom II X3 720 Black Édition pour l’overclocking, qui devrait en théorie être le plus réceptif à l’overclocking vu qu’il n’est pas aussi complexe que les quad-core et qu’il dissipe moins. Et effectivement, en utilisant l’Asus M4A79T Deluxe, nous avons pu le monter de manière stable à 3.8 GHz, soit 150 MHz de plus que notre X4 940.

Vu son prix de moins de 140 €, il se révèle donc comme un processeur particulièrement docile et enviable pour les overclockeurs qui disposent déjà d’une carte mère à base de 790 et de DDR2. Même le E8500 que nous avons testé ici coûte encore 170 €, et le Phenom II X3 devrait s’avérer plus performant dans toutes les applications optimisées pour générer plus de 2 threads.

Le test

Tests synthétiques

Comme souvent avec les nouvelles plateformes, les valeurs de la bande passante mémoire restent les plus intéressantes au niveau des tests synthétiques. Tous nos processeurs AM2+ utilisent ici les mêmes barrettes DDR2-1066, ce qui n’empêche pas de gros écarts entre en le X3 8750 et le X4 940 (ce dernier dispose d’une bande passante 26 % supérieure). Sans surprise, le contrôleur mémoire triple-channel du Core i7 met tout le monde d’accord, et ce, alors que notre exemplaire de test est limité à la DDR3 1066 MHz (contrairement aux exemplaires commerciaux).

Bien qu’AMD nous ait informés que les cartes mères AM3 actuelles n’étaient pas optimisées à ce jour, c’est difficile à croire vu les chiffres que nous avons obtenus, les processeurs AM3 s’avérant les plus performants des processeurs AMD et disposant encore de 16 % de bande passante supplémentaire (pour le « simple » X4 810 comparativement au X4 940). Et bien que la DDR3 1333 MHz soit la mémoire la plus rapide officiellement supportée, nous avons activé et utilisé sans problème le mode DDR3 1600 MHz proposé dans le bios de la M4A79T Deluxe.

Pour information pour les fans de 3DMark, on constate que le Core i7 920 s’avère à la fois le plus performant sur le score CPU, mais étrangement le plus faible sous le test GPU. Malgré sa quantité de mémoire cache plus faible, le X4 810 et sa DDR3 s’avère ici très légèrement plus performant que le X4 910, limité à la DDR2 et à la même fréquence, mais doté de 2 Mo de L3 supplémentaires.

Quant à PCMark Vantage, il tire naturellement profit de l’architecture du Core i7 et de ses 8 cores logiques, il n’est donc pas surprenant de voir le Core i7 920 rester en tête.

3DSmax, Winrar, Winzip, AVG

Si Intel s’avère sans surprise le plus performant sous 3DSMax 9 via son Core i7 920, le X4 940 ne se trouve cependant pas très loin derrière, suivi des autres quad-cores. Ensuite, il faut rester à trois cores chez AMD pour faire jeu égal avec le dual-core Intel. Mais comme le X3 720 est comme nous l’avons vu moins cher d’environ 35 € que le Core 2 Duo E8500, la comparaison reste cohérente et même en faveur d’AMD.

WinRAR s’avère plus rapide sur le X4 810 que sur le X3 720 BE malgré ses 200 MHz de moins, une preuve de l’optimisation multithreads de WinRAR. Il se révèle d’ailleurs également plus rapide que le X4 910, la bande passante mémoire restant un facteur plus important pour WinRAR que la quantité de cache L3.

WinZip n’exploite en revanche que 2 cores, ce qui explique pourquoi le X3 cadencé à 2.8 GHz s’avère plus rapide que le X4 810 à 2.6 GHz (sans parler du Core 2 Duo plus rapide que tous les processeurs AMD).

Quant à AVG, il affiche une nette différence de performance suivant le nombre de cores logiques du processeur, qui définit directement la hiérarchie ici. Après, les détails comme la fréquence ou la quantité de cache n’influent quasiment pas sur les performances.

Compression audio et vidéo

Les tests de compression audio ou vidéo restent en général un bastion d’Intel. Au niveau de Mainconcept, si l’on met de côté le Core i7 920, les Phenom II X4 se comportent admirablement. Le Phenom X3 720 s’avère pour sa part significativement plus rapide que le X3 8750, mais aussi que le Core 2 Duo E8500 (24 % plus lent).

Sous TMPGEnc 4.2, les résultats en compression DivX sont à peu près équivalents à ceux de Mainconcept, hormis pour le Core 2 Duo E8500 qui parvient ici à battre le plus lent des Phenom X3. En revanche, en Xvid le nouveau Phenom II X3 s’avère plus rapide que la quasi-totalité des quad-cores AMD, et la différence avec le précédent X3 est énorme (31 % plus rapide) ! Dans le même temps, le X4 810 n’est pourtant pas plus performant que le X4 910, le gain lié au passage à l’AM3 devant être annulé par la perte de cache L3. Pourtant, le monitoring de Windows nous indique sur ce test que la compression Xvid n’exploitait que 30 % du Phenom X3 720.

Lame restant non multi-threadé, seule la fréquence importe réellement ici. Du coup le X3 720 se trouve une nouvelle fois dans une position intéressante, même si le Core 2 Duo E8500, plus cher, mais doté de seulement 2 threads, s’avère ici plus rapide que… le Core i7 920 !

iTunes affiche d’ailleurs les mêmes résultats.

Crysis, Far Cry 2

Crysis en haute résolution est évidemment un titre limité par la puissance du GPU, mais pas seulement vu les résultats que nous obtenons. Ainsi si le X3 8750 paraît nettement distancé, même en 2560*1600 le Phenom II X4 810 s’avère 15 % plus performant que le Core i7 920, et parvient au passage à surpasser le X4 940 malgré ses 400 MHz et ses 2 Mo de cache L3.

Moins gourmand, Far Cry 2 affiche des écarts plus faibles. Ici aussi le Core i7 920 déçoit, et c’est ironiquement le Core 2 Duo E8500 qui obtient les meilleures performances. Les écarts entre les différents Phenom X3 sont trop faibles pour être significatifs.

Left 4 Dead, Call of Duty

Un peu plus instructif, Left 4 Dead affiche des résultats proches de Far Cry 2 mais on s’aperçoit lorsque les filtres sont désactivés que les nouveaux CPU AM3 s’avèrent très performants, surtout le X3 720 encore une fois, qui n’est dépassé que par le Phenom II X4 940 BE chez AMD. La fréquence reste globalement reine sous ce jeu.

Call of Duty est multithread, ce qui explique que les X4 restent systématiquement devant les X3 et que le Core 2 Duo E8500 ne soit pas le plus rapide. Le Phenom II X4 940 reste donc le processeur le plus performant ici, comme le veut la logique.

Consommation

Le graphe ci-dessus représente l’évolution de la consommation de l’alimentation lors de l’exécution de PC Mark Vantage sur 6 des 8 processeurs que nous avons testé. Malgré le retrait de deux processeurs, il reste un peu complexe à analyser, mais est intéressant à plus d’un titre. Ce test a été exécuté avec les fonctions d’économie d’énergie des processeurs activés. L’activation du Cool’n’Quiet et de l’EIST affecte en effet les performances et nous considérons que cela doit être pris en compte puisque c’est le plus représentatif d’une utilisation réelle.

Sans même regarder les valeurs de consommation moyennes, on peut voir que le Phenom II X4 810 (en jaune) s’avère le processeur le plus économe au repos avec sa DDR3 et ses 4 Mo de cache. Le Phenom II X4 910 (en noir) utilise bien plus d’énergie ce qui prouve l’intérêt de la nouvelle plateforme et du passage à la DDR3, les 2 Mo de cache supplémentaires ayant une consommation a priori négligeable.

Cumulant une faible consommation moyenne et un temps d’exécution record, le Core 2 Duo E8500 s’avère ici être le processeur consommant le moins pour s’acquitter de la tâche donnée, suivi de près par le nouveau Phenom II X4 810. Bien que le Phenom II X4 910 consomme peu, son mauvais temps d’exécution le place en dernière position. Malgré cela, il faut garder en tête que la plupart du temps votre PC reste au repos, rendant le Core i7 peu attractif, et même le Core 2 Duo comparativement au X4 810.

Conclusion

Au cours de ce test, nous avons utilisé deux nouveaux composants : les nouveaux processeurs Phenom II X3 et X4 d’une part, et l’Asus M4A79T basée sur le nouveau Socket AM3.

Si l’on enlève le Socket AM3, les nouveaux Phenom II servent principalement à mettre à jour et compléter la gamme de processeurs 45 nm d’AMD. Comme ils peuvent s’installer directement dans les cartes mères AM2/AM2+, vous pouvez ignorer le fait qu’ils ne disposent que de 938 broches et être satisfait qu’AMD étoffe son offre avec des processeurs dotés de plus ou moins de cache, de fréquences variées et d’une souplesse d’utilisation remarquable.

Mais il faut également prendre en compte l’interface AM3, dont l’introduction n’est que partielle actuellement. Bien que nous ayons mesuré des gains de performances respectables liés au passage à la DDR3 (jusqu’à 16 % de bande passante mémoire supérieure entre un X4 AM3 à 2.6 GHz et un X4 AM2 à 3 GHz), ils disparaissent très rapidement dans les applications réelles. Cela étant, dans la plupart des cas le Phenom X4 810 (2.6 GHz et 4 Mo de cache L3) s’est avéré très légèrement plus performant que le Phenom II X4 910 (6 Mo de cache). De plus, les résultats de nos tests de consommation montrent que la plateforme AM3 dispose d’un rendement des plus élevé.

Ceci étant dit, l’adoption du Socket AM3 nécessite l’achat d’un des Phenom II introduit aujourd’hui, mais aussi une nouvelle carte mère AM3 comme l’Asus M4A79T. N’oublions pas non plus la DDR3, qui reste significativement plus onéreuse que la DDR2. Sachant que cela ne se traduit par aucun gain significatif en performances, mais seulement au niveau de la consommation, le passage complet à cette plateforme n’a pas de sens aujourd’hui, surtout en l’absence des processeurs Phenom II les plus rapides.

Ce qui est nettement plus pertinent est d’acheter un Phenom II X3 720 Black Édition pour l’installer sur une configuration AM2/AM2+ vieillissante et basée sur de la DDR2. Le temps où les Core dominaient outrageusement les processeurs AMD sous les jeux font en effet partie du passé, et les Phenom X3 ont désormais et pour la première fois un réel intérêt vu leur potentiel d’overclocking.