Guide : Overclocker l’AMD A8-3870K

Introduction

Le moment est bien choisi pour réévaluer l’AMD A8-3870K, le plus puissant des APU Llano de la firme, dont le coefficient multiplicateur est débloqué ; en effet, celui-ci est aujourd’hui disponible dans le commerce aux environs de 100 €, la mémoire à 2000+ MT/s est meilleur marché que jamais et les dernières révisions des pilotes Catalyst apportent des hausses de performances censées être assez conséquentes. Bref, toutes les conditions semblent réunies pour que ce processeur puisse briller en société, d’autant plus que nous attendons toujours l’arrivée des APU Trinity pour ordinateurs de bureau.

Ce n’est pas la première fois que nous consacrons un article à l’overclocking des Llano, mais cette fois-ci, nous désirons pousser le contrôleur mémoire de l’architecture encore plus loin.Il s’agit en effet d’un composant auquel le sous-système graphique de l’APU fait énormément appel.Nous sommes curieux de voir s’il est possible de faire en sorte qu’un A8-3870K fasse jeu égal avec une carte graphique d’entrée de gamme.S’agit-il d’un objectif trop ambitieux ou l’APU a-t-il ce qu’il faut pour se mesurer à une Radeon HD 6670 DDR3 (carte que nous considérons comme le minimum vital pour les joueurs à l’heure actuelle) ?

Pour être bien sûr de faire les choses correctement, nous avons pris contact avec Sami Mäkinen, overclockeur de renom et détenteur de plusieurs titres dans le domaine (il travaille depuis pour AMD), et lui avons demandé comment tirer le maximum de performances du Llano.

Don Woligroski : Bonjour Sami, ravi de te rencontrer. Allons directement au vif du sujet : pour commencer, pourrais-tu donner à nos lecteurs quelques conseils pour bien choisir leur carte-mère s’ils désirent overclocker un A8-3870K ?

Sami Mäkinen : Bonjour Don, ravi de te rencontrer par voie virtuelle. Les composants essentiels d’une carte-mère sont l’étage d’alimentation et le sous-système mémoire. J’ai obtenu de bons résultats avec l’Asus F1A75-M Pro. Si je me souviens bien, l’étage d’alimentation du northbridge et du GPU a un peu plus de capacité que la plupart des modèles de la concurrence. Avoir une bonne capacité à faire monter le GPU en fréquence, c’est essentiel pour le jeu.

Don Woligroski : J’ai lu ton article sur l’overclocking des APU et il semble que l’overclocking mémoire sur Llano soit l’une de tes priorités.

Sami Mäkinen : Les overclockeurs ont poussé l’overclocking mémoire très loin sur cette plateforme. Si je ne m’abuse, le record du monde en la matière a d’ailleurs été décroché sur Llano. Il s’agit effectivement d’une priorité pour les performances, surtout quand on commence à overclocker le GPU.

Don Woligroski : Par quoi vaut-il mieux commencer pour overclocker le Llano ? La mémoire ? Le GPU ? Les cores du CPU ?

Sami Mäkinen : La mémoire, c’est assez compliqué, et cela prend un peu plus de temps pour trouver les bons paramètres tout en maintenant la stabilité du système. Pour le Llano, je commence donc généralement par le GPU, sans toucher aux autres éléments de l’architecture. La fréquence du GPU dépend directement de la fréquence de référence, donc le menu du BIOS vous propose une série de diviseurs qui correspondent aux fréquences disponibles. J’essaie d’abord de trouver les limites du GPU, dans un premier temps avec la tension par défaut, puis en augmentant peu à peu cette dernière.

Don Woligroski : Quelle est la tension idéale pour overclocker le GPU de l’A8-3870K ?

Sami Mäkinen : Avec du refroidissement par air, l’idéal est probablement de 1,2 ou 1,3 V pour le northbridge, qui régule la tension du GPU. Il me semble que la valeur par défaut est de 1,1 V, donc il est conseillé de commencer à cette valeur et de l’augmenter par paliers de 5 millivolts pour éviter tout problème. À un moment donné, vous allez tomber sur une valeur qui cesse d’accroître la stabilité du système et qui risque même de la diminuer. Vous pouvez éventuellement essayer des tensions plus élevées pour voir si elles donnent des résultats probants, mais au-delà de 1,4 V, vous risquez fortement de mettre en péril la santé à long terme de l’APU, surtout avec le ventirad par défaut.

Don Woligroski : Après le GPU, à quoi passes-tu ?

Sami Mäkinen : Le CPU s’overclocke rapidement et il est toujours bon de connaître les limites de chaque sous-système ; c’est donc par lui que je continue. On a déjà atteint entre 3,5 et 4,0 GHz sur les cores du CPU, alors que la fréquence de référence de l’A8-3870K est de 3 GHz ; il devrait donc être assez facile de voir jusqu’où vous pouvez aller. Une fois que c’est fait, il faut remettre les cores à la fréquence par défaut (voire plus bas) avant de passer au réglage de la mémoire.

On entre alors dans un domaine totalement différent, qui varie en fonction des barrettes de mémoire utilisées, de leur capacité (2 ou 4 Go) et du nombre de faces qu’elles ont (une ou deux).

En plus des barrettes, il faut également faire attention à la fréquence de référence : pour dépasser 1866 MT/s, il faut l’augmenter. Avant de le faire, il faut toutefois savoir deux ou trois choses. Tout d’abord, les fréquences des APU Llano sont toutes plus ou moins liées. Si vous augmentez la fréquence de référence, vous overclockez donc à peu près tout. Malheureusement, cela inclut également le bus PCI Express, le SATA et l’USB, ce qui complique les affaires. D’après notre expérience, si votre disque dur fonctionne en mode AHCI ou RAID, on atteint la limite assez rapidement, à savoir entre 105 et 110 MHz. En mode IDE, par contre, on peut généralement monter jusqu’à 133 MHz sans problème. C’est cette petite astuce qui nous permet de faire grimper la fréquence de référence, et par conséquent celle de la mémoire. Évidemment, pour atteindre la fréquence maximale, il faut toujours des barrettes haut de gamme, capables de dépasser les 2 GT/s.

Il faut également tenir compte des sorties vidéo lorsqu’on modifie la fréquence de référence : les sorties VGA sont en effet liées à celle-ci et on risque de les perdre si on l’augmente trop. Il est donc recommandé de passer par les sorties DVI ou HDMI (ce qui n’est généralement plus un problème de nos jours).

Bref, pour atteindre la fréquence la plus élevée possible, il faut un disque dur fonctionnant en mode IDE et utiliser la sortie DVI ou HDMI. Il devrait alors être facile d’atteindre les 133 MHz ; il suffit ensuite d’augmenter la fréquence par palier et de voir jusqu’où votre configuration peut monter.

Don Woligroski : Tu dis que l’overclocking de la mémoire est plus compliqué. Que recommandes-tu pour obtenir les meilleures performances dans ce domaine ?

Sami Mäkinen : En termes de performances, le mieux est d’utiliser des barrettes double-face. Les barrettes simple face posent un peu moins de problème au contrôleur, mais leurs performances sont moins élevées car l’entrelacement est moins efficace. Personnellement, j’utiliserais deux barrettes double face de 2 Go (4 Go au total, donc). C’est probablement la configuration qui posera le moins de problèmes au contrôleur et cela devrait suffire pour la plupart des applications actuelles.

Pour régler la mémoire, le mieux est de laisser la plupart des paramètres sur « Auto » dans le BIOS puis de régler certains paramètres en fonction des spécifications techniques des barrettes choisies. Il est possible que vous parveniez à modifier certains timings de manière à obtenir quelque chose comme 50 MHz supplémentaire, mais en règle générale, la plupart des paramètres mémoire fonctionnent bien sur « Auto ». Concernant les tensions, la plupart des barrettes à 1,5 V actuelles supportent assez bien une montée jusqu’à 1,6 ou 1,65 V.

Lorsque vous savez jusqu’où peuvent monter le GPU, le CPU, la fréquence de référence et la mémoire, il reste encore à trouver la combinaison idéale. Si votre objectif est d’améliorer les performances en 3D, il vaut mieux se concentrer sur les fréquences du GPU et de la mémoire, en laissant le CPU à sa fréquence de base, voire plus bas, si possible en diminuant sa tension. Le but est d’équilibrer les pressions appliquées sur la carte-mère : en réduisant légèrement la consommation du CPU, vous devriez parvenir à pousser le GPU un peu plus loin.

Nous remercions Sami pour ses conseils sur l’overclocking du Llano. Voyons maintenant ce que nous pouvons en faire.

Notre overclocking

Nous aimerions pouvoir pousser l’AMD A8-3870K dans ses derniers retranchements, mais il serait ridicule d’investir dans un système de refroidissement par eau et dans des barrettes de mémoire ultra haut de gamme alors que notre configuration ne tourne qu’autour d’un APU à 100 €. Nous nous devons de monter une machine orientée « overclocking bon marché » ; voici donc les composants que nous avons sélectionnés :

Comme on peut le voir ci-dessus, notre budget est tout à fait raisonnable. Le Cooler Master Hyper TX3 est un ventirad peu onéreux mais considérablement plus efficace que celui qu’AMD fournit de série avec l’A8-3870K. Les barrettes de mémoire Corsair Vengeance sont prévues pour atteindre les 2000 MT/s, ont une bonne réputation en matière d’overclocking (d’après hwbot.com) et, à 40 € environ, ne feront pas de trou dans notre portefeuille. Enfin, l’Asus F1A75-V Pro a une excellente réputation concernant l’overclocking des APU Llano.

Les autres composants sont tout aussi essentiels ; nous utilisons une alimentation de 500 watts et un boîtier assurant une bonne circulation de l’air.

Overclocking

Sami Mäkinen nous a suggéré de commencer par overclocker le GPU, puis le CPU, ensuite la fréquence de référence et enfin la mémoire.

Avant de commencer à mettre la pression sur les composants, nous vérifions toutefois que les paramètres du BIOS sont bien configurés comme nous le voulions. Voici les paramètres d’alimentation de la carte-mère Asus F1A75-V Pro tels que nous les avons réglés :

Nous sommes maintenant près à voir jusqu’où nous pouvons pousser le GPU. En réglant manuellement la tension du northbridge sur 1,3 V, nous parvenons à faire monter le GPU à 960 MHz sans perte de stabilité. Un résultat encourageant, sachant que la valeur par défaut est de 600 MHz.

Vient ensuite la portion CPU. Bien que nous ayons réussi à faire booter Windows à 3,8 GHz, il nous a fallu redescendre à 3,6 GHz / 1,5 V pour conserver la stabilité du système sous Prime95. Par rapport aux 3,0 GHz de départ, ce n’est pas une hausse formidable (+20 %), mais cela reste tout de même appréciable.

Les limites des portions GPU et CPU établies, il est maintenant temps de voir à quel niveau nous pouvons faire grimper la fréquence de référence. Avec le contrôleur SATA réglé en mode IDE et en utilisant la sortie DVI, nous sommes parvenus à monter jusqu’à 132 MHz (la valeur par défaut est de 100 MHz).

Jusqu’à présent, nous n’avons pas encore touché à la mémoire. Nous tentons simplement de déterminer les limites de la fréquence de référence, qui affecte le GPU, le CPU et la mémoire. Pour atteindre la fréquence de référence la plus élevée possible, il faut donc baisser les coefficients multiplicateurs de ces trois composants et augmenter quelque peu les timings de la mémoire via le BIOS. L’Asus F1A75-V Pro indique correctement la fréquence de la mémoire et du CPU, quelle que soit la fréquence de référence, mais pour celle du GPU, elle fait comme si cette fréquence de référence était bloquée à 100 MHz. Pour éviter tout ennui, il est donc conseillé de laisser la fréquence du GPU sur sa valeur par défaut, 600 MHz, pendant que l’on teste l’overclocking de la mémoire.

Nous sommes enfin prêts pour commencer ce dernier. C’est ici que l’augmentation de la fréquence de référence se montre utile. Officiellement, l’architecture Llano ne prend en charge que la mémoire à 933 MHz (1866 MT/s) maximum ; pour dépasser cette valeur, il faut donc pousser la fréquence de référence. Il est donc indispensable de connaître à l’avance les limites de votre kit de barrettes mémoire ; vous pouvez alors régler manuellement ses timings via le BIOS. CPU-Z peut se montrer utile :

La fréquence stable maximale que nous ayons pu atteindre pour la mémoire est de 1092 MHz (2184 MT/s) à 1,6 V ; pour ce faire, nous avons réglé la fréquence de référence sur 117 MHz et les timings sur 10-10-10-27 2T.

Une fois la fréquence de référence calée à 117 MHz et de celle de la mémoire à 1092 MHz, il nous a suffit de régler celles du GPU et du CPU afin d’atteindre les limites précédemment déterminées. Pour le CPU, un coefficient multiplicateur de 15,5x nous a permis d’atteindre une fréquence de 3627 MHz (15,5 x 117 MHz). Côté GPU, l’opération a été moins évidente, car les données affichées dans BIOS de la carte-mère Asus ne tiennent pas compte de l’adaptation de la fréquence de référence. Un simple essai nous a toutefois permis de vérifier que le paramètre « 800 MHz » (8 x 100 MHz) correspondait bien à une fréquence réelle de 936 MHz (8 x 117 MHz).

GPU-Z détecte correctement la fréquence de notre GPU, mais celui-ci n’indique que le coefficient multiplicateur de la mémoire. Peu importe ; au final, nos résultats sont les suivants : 3627 MHz pour le CPU, 936 MHz pour le GPU et 1092 MHz (2184 MT/s) pour la mémoire, le tout à l’aide d’une fréquence de référence de 117 MHz.

Avant de passer aux benchmarks, nous tenons à signaler à quel point il est important d’utiliser un ventirad de meilleure qualité que celui fourni de base par AMD. Celui-ci est passable sans overclocking, mais il se montre totalement dépassé lorsque les tensions, et donc le dégagement thermique, de l’A8-3870K augmentent : la température ne tarde pas à atteindre 70 °C, point auquel l’APU passe en mode « throttle » et réduit automatiquement ses fréquences. Le Cooler Master Hyper TX3 s’en sort considérablement mieux et permet d’éviter ce problème.

Configuration et protocole de test

Afin de bien montrer les écarts entre les différentes configurations, nous avons dans un premier temps effectués nos tests aux fréquences de référence avec les timings mémoire réglés sur 8-8-8-24 2T (les mêmes paramètres que pour notre article de février). Nous avons ensuite overclocké le kit de mémoire Corsair Vengeance à 933 MHz (la fréquence maximale officiellement supportée par l’architecture Llano) avec les timings réglés sur 9-9-9-24 1T, sans modifier les fréquences du CPU et du GPU.

Nous vous montrons également un overclocking mémoire à 933 MHz avec modification des coefficients multiplicateurs du CPU et du GPU, mais pas de la fréquence de référence ; cela nous donne 3,6 GHz pour les cores et 960 MHz pour le moteur graphique.

Et pour terminer, nous avons procédé à notre overclocking le plus poussé, avec la fréquence de référence réglée sur 117 MHz, les cores CPU sur 3627 MHz, le GPU sur 936 MHz et la mémoire sur 1092 MHz (2184 MT/s) avec les timings calés à 10-10-10-27 2T.

Ce qui nous intéresse est de comparer cet overclocking à une Radeon HD 6670 DDR3 ; pour la toute dernière étape, nous avons donc installé cette carte graphique dans notre machine overclockée et désactivé le moteur graphique intégré à l’APU.

Tests synthétiques

3DMark 11

L’effet de notre overclocking GPU est évident sous 3DMark 11, au point que l’A8-3870K fait mieux que la carte graphique dédiée dans ce benchmark, du moins avec les préréglages Entry et Performance. La Radeon HD 6670 dépasse toutefois l’APU en mode Extreme, bien que qu’une résolution de 1920 x 1080 soit probablement un peu trop ambitieuse pour ces deux moteurs graphiques en situation réelle.

Bien que pour cet overclocking, nous nous soyons avant tout concentrés sur le moteur graphique, SiSoftware Sandra nous permet de vérifier dans quelle mesure l’overclocking de la mémoire et des cores affecte les performances.

SiSoftware Sandra

Les performances en arithmétique dépendent essentiellement de l’overclocking des quatre cores CPU.

Même observation pour le benchmark multimédia.

Et l’évolution de la bande passante mémoire correspond à nos attentes. Voyons maintenant ce que tout cela donne en situation réelle.

The Elder Scrolls V: Skyrim

À sa sortie, Skyrim était à peu près injouable avec un petit processeur, mais les développeurs ont depuis lors résolu le problème à l’aide d’une série de mises à jour.

Nos résultats démontrent l’intérêt qu’il peut y avoir à augmenter le débit de la mémoire ; l’overclocking des cores et du moteur graphique apporte également un gain de performances appréciable. Bien que la différence entre 933 et 1073 MHz soit assez peu marquée, elle nous permet de nous approcher un peu plus encore des performances de la Radeon HD 6670 DDR3.

Nous sommes très impressionnés par la faiblesse de l’écart entre l’APU overclocké (ligne noire) et la Radeon HD 6670 DDR3 (ligne bleue).

Battlefield 3

Les performances de Battlefield 3, c’est bien connu, dépendent énormément de celles du moteur graphique, raison pour laquelle nous nous attendons à ce que l’overclocking du GPU et de la mémoire aient un impact conséquent sur ce titre. Malheureusement, ce jeu est trop exigeant pour fonctionner en 1920 x 1080 sur l’A8-3870K ; nous n’avons donc pas d’autre choix que de redescendre en 1280 x 720.

Il semble que Battlefield 3 fasse la part belle à la bande passante de la mémoire : il y des écarts significatifs entre les performances à 800, 933 et 1092 MHz. Une fois encore, la carte graphique dédiée bat l’APU overclocké, mais la différence est assez minime.

Le graphique ci-dessus, qui montre l’évolution du framerate dans le temps, illustre les résultats observés au cours de tout le benchmark. Nous notons avec intérêt que le fer de lance de la gamme AMD Llano ne parvient à se maintenir à 30 images/s que lorsqu’il est overclocké.

DiRT 3

DiRT 3 est très représentatif de l’ensemble des jeux de simulation. L’AMD A8-3870K arrive à le faire tourner en 1920 x 1080 avec le MSAA 2x pour autant que l’on règle les détails sur « Faibles ».

Le framerate de DiRT 3 dépend lui aussi énormément de la bande passante mémoire disponible. Malheureusement, même overclocké, l’A8-3870K se place nettement en retrait par rapport à la Radeon HD 6670 DDR3.

La seule différence intéressante entre ce test et le précédent réside dans l’ajout de l’anti-aliasing, un effet qui dépend très clairement de la bande passante mémoire. Il est probable que l’architecture mémoire partagée de l’APU ne convienne tout simplement pas autant à ce type de tâches qu’une carte graphique dédiée.

L’écart entre carte graphique et moteur graphique intégré est encore plus marqué lorsqu’on examine l’évolution du framerate dans le temps.

StarCraft II

StarCraft II est notoirement dépendant des performances du CPU ; voyons donc comment s’en sort l’A8-3870K en 1920 x 1080 avec les détails réglés sur « Moyens ».

Les performances de l’APU phare d’AMD font montre d’une très belle courbe d’évolution avec l’overclocking et il apparaît clairement que les fréquences de la mémoire, du CPU et du GPU font chacune la différence. Une fois de plus, l’A8-3870K se hisse presque au niveau de la Radeon HD 6670 DDR3.

Notre graphique dans le temps montre bien que les performances sont presque identiques lorsque la mémoire est laissée à 800 ou poussée à 933 MHz sont pratiquement identiques, si ce n’est à la fin du benchmark, où le nombre d’unités contrôlées par l’IA diminue.

Consommation et température

Consommation

Il est évident que l’AMD A8-3870K est efficace aux tensions et fréquences par défaut : la machine toute entière ne consomme jamais plus de 150 W, même lorsque le CPU et le GPU sont à pleine charge.

L’overclocking change la donne, certes, mais peu importe son type : que l’on modifie les coefficients multiplicateurs uniquement ou que l’on pousse la fréquence de référence, la consommation reste à peu près identique. Seule exception : lorsque le système doit faire face à un CPU et un GPU à pleine charge ; la consommation grimpe alors à 252 watts. À titre de comparaison, la Radeon HD 6670 DDR3 sur la machine overclockée semble moins gourmande.

Température

Jetons maintenant un coup d’œil aux températures obtenues avec le Cooler Master Hyper TX3 :

L’overclocking a une influence considérable sur les températures mesurées. Comme nous l’avons signalé précédemment, il est important de choisir un ventirad de bonne qualité si l’on veut éviter de dépasser les 70 °C et de forcer l’APU à réduire ses fréquences.

Conclusion

A 65 €, le Radeon HD 6670 DDR3 offre un excellent rapport performances/prix pour les joueurs à petit budget. Elle permet de jouer à la plupart des jeux en 1920 x 1080 avec les détails réduits, et aux titres les plus exigeants en 1680 x 1050 ou 1280 x 720.

Ceci étant dit, nous avons été agréablement surpris de voir à quel point un AMD A8-3870K overclocké pouvait se mesurer à cette carte graphique d’entrée de gamme. Pour à peine 45 € de plus que celle-ci, on dispose d’un processeur quad-core et d’un IGP capable de prouesses assez impressionnantes, pour autant que l’on dispose de mémoire suffisamment rapide. La bonne nouvelle est que la RAM à 2000+ MT/s n’a jamais été aussi bon marché.

Nous avons testé cinq exemplaires différents de l’A8-3870K, tous disponibles dans le commerce, pour générer nos résultats ; force est de constater que ceux-ci se sont montrés très homogènes. Les cinq processeurs sont parvenus à grimper au moins jusqu’à 900 MHz côté GPU et 3,5 GHz côté cores CPU. Nos meilleures puces sont montées jusqu’à 960MHz et 3,7 GHz respectivement ; les variations sont donc minimes. Il semble donc raisonnable d’attendre de la plupart des A8-3870K disponibles aujourd’hui un potentiel d’overclocking similaire à celui que nous avons montré dans cet article, à condition d’investir dans un ventirad de bonne facture.

Quid de la concurrence ? Un Intel Pentium G630 (60 €) couplé à la Radeon HD 6670 DDR3 (65 €), avec de la RAM légèrement meilleur marché et une carte-mère low-cost devrait donner des performances légèrement supérieures dans les titres que nous avons testés. Rien de bien surprenant, l’A8-3870K ne parvenant pas tout-à-fait à se hisser au niveau de la Radeon dans cet article. Le Pentium devrait quant à lui se montrer plus rapide dans les applications monothreadée et consommer globalement moins. De fait, nous avons procédé à quelques tests sur notre nouvelle machine overclockée et les avons comparés à ceux de notre article de février : l’ordinateur à base de Pentium non overclocké, avec la Radeon, est effectivement légèrement plus rapide que notre configuration Llano la plus overclockée.

Par contre, les quatre cores de l’A8-3870K obtiennent de bien meilleurs résultats dans de nombreuses applications multithreadées, en particulier dans le domaine de l’encodage multimédia.

Au final, l’AMD A8-3870K s’avère plus alléchant que jamais, notamment grâce au prix extrêmement faible en ce moment de la mémoire rapide. Nous avons réussi à jouer en toute fluidité à trois titres sur quatre, et ce, en 1920 x 1080. Nous avons été contraints de ramener Battlefield 3 en 1280 x 720, mais cela reste une résolution acceptable sur bon nombre de téléviseurs haute définition.