Core 2 Duo E8500 : plus petit, plus puissant

Introduction

Bien que ses processeurs Conroe gravés en 65 nm dominent encore leurs concurrents, Intel a récemment lancé une nouvelle génération de puces, encore plus performante : la famille Core 2 Duo Penryn. Penryn se décline en modèles quad-core, dual-core, pour PC de bureau, pour PC portable etc. Elle apporte de nouveaux jeux d’instructions, des fréquences plus hautes, un cache plus rapide et une consommation revue à la baisse, améliorations dont nous avions déjà pu apprécier l’efficacité en octobre dernier lors de notre test du Core 2 Extreme QX9650, vitrine technologique quadri cœur vendue près de 1 000 € !

Heureusement, les innovations de l’architecture Penryn tentent d’être disponibles depuis peu sur des CPU nettement plus abordables, les Wolfdale. Les Wolfdale sont des processeurs double coeur, et donc les successeurs directs des Conroe. La gamme comporte trois modèles : les Core 2 Duo E8200, E8400 et E8500 cadencés respectivement à 2.66, 3.0 et 3.16 Ghz. Qu’apportent-ils en pratique par rapport aux anciens Conroe ? C’est que nous allons voir ici.

Penryn, en Core mieux

Des transistors plus petits, plus performants

Le core Wolfdale se dinstingue du Conroe notamment par un cache de niveau 2 50 % plus grand, 6 Mo contre 4 Mo. Cependant, grâce à l’affinement de la gravure des circuits, la surface du processeur est nettement réduite par rapport au core Conroe : 107mm² contre 143mm². Ce qui veut dire qu’un processeur Wolfdale gravé en 45nm équipé de 6 Mo de cache n’occupe que 74% de l’espace utilisé par un processeur Conroe doté de 4 Mo de cache et gravé en 65nm sur le même substrat de silicium.

Alors que le die s’est aminci, le nombre de transistors a augmenté de 40%, passant ainsi de 291 à 410 millions. Le cache L2 revu à la hausse est sans aucun doute à l’origine de cette augmentation, puisqu’il occupe à lui seul largement plus de 40% du nombre total de transistors.

Grâce au diélectrique high-k à base de Hafnium les transistors sont, selon Intel, 20% plus rapides et nécessitent 30% d’énergie en moins. Cela se traduit en pratique par des fréquences plus élevées, et un TDP inférieur. Intel annonce un TDP de 65W pour les 3 versions (de 2.66 à 3.16 GHz), et nous avons relevé des valeurs de consommation plus basses. Bref, pour le géant de Santa Clara, la transition du 65 nm au 45 nm n’a eu que des avantages. Même d’un point de vue de la fabrication, le changement s’est fait en douceur puisque deux tiers des outils et équipements techniques ont pu être réutilisés.

Une architecture renouvelée

Au-delà du changement de procédé de gravure, les Penryn apportent de nombreuses nouveautés architecturales, parmi lesquelles on compte un diviseur Radix 16x, un support amélioré de la virtualisation et une unité de shuffle sur 128-bits. Le fondeur a également ajouté un nouveau jeu d’instructions nommé SSE4. SSE signifie « Streaming SIMD Extensions », SIMD est l’acronyme de « single instruction, multiple data ». On dénombre 47 nouvelles instructions processeur, toutes ayant pour but d’accélérer la création et le traitement de contenus numériques comme les images, vidéos ou le son. Là où le SSE4 ne s’exprime que s’il est supporté au niveau logiciel, l’ensemble des autres modifications ainsi que l’augmentation de la taille du cache L2 impactent directement les performances dans tous nos tests.

Une gestion de l’énergie plus fine

On en oublierait presque la dernière nouveauté du core Penryn : le « Deep power down state », qui est une autre extension des « C-states » permettant au processeur de réduire encore plus sa consommation. Le « Deep power down state » permet de physiquement désactiver le cache de niveau 2, ainsi que les cores non sollicités. Dès que l’utilisation d’un core redevient nécessaire, le système rétablit l’architecture dans son état précédent. Malheureusement, cette fonction a été réservée aux seuls processeurs Core 2 Penryn mobiles, les core Wolfdale desktop n’en profitent donc pas. Cette limitation paraît curieuse vu le positionnement d’Intel sur le créneau de la performance par Watt. Reconnaissons néanmoins que, puisque le passage dans chaque état de veille a lui même un coût énergétique, il n’y a pas forcément d’intérêt à les utiliser sur les PC de bureau, classiquement plus sollicités que les portables.

Les derniers CPU mobiles d’Intel bénéficient d’une autre fonction exclusive : le DAT (Dynamic Acceleration Technology). Absente des versions desktop de la série E8000, cette fonction permet d’augmenter la fréquence d’un core lorsque l’autre est au repos (dans l’état C3 au moins). C’est tout particulièrement bénéfique pour les applications mono-thread dont la performance est liée à la fréquence du seul cœur sur lequel elle s’exécutent.

Terminons cette discussion sur les aspects énergétiques en notant que l’accroissement de la fréquence du bus processeur a un effet sur la fréquence minimale du CPU au repos : comme 6 est toujours le coefficient multiplicateur le plus faible utilisé, la fréquence au repos n’est plus 1600MHz comme c’était le cas avec les processeurs FSB1066, mais 2000MHz (333MHz x6). Pour mémoire, il en allait de même avec les Core 2 Duo E6X50.

La famille Core 2 Duo E8000

La famille Wolfdale compte aujourd’hui trois membres : le E8200 à 2.66 GHz, le E8400 à 3.0 GHz et enfin le E8500 qui domine avec ses 3.16 Ghz. Si vous êtes observateur, vous aurez noté le retour des demi-coefficients, les 3.16 GHz étant atteints avec une base de 333MHz multipliée par 9,5, ainsi que l’absence provisoire du E8300 : ce modèle complèterait la gamme et utiliserait un coefficient 8.5x pour atteindre 2.83 GHz. Intel et ses partenaires attendent très probablement d’écouler les Core 2 Duo E6x50 avant de lancer celui qui sera le meilleur rapport-qualité prix des E8000.

Les trois modèles intègrent les dernières technologies du fondeur, parmi lesquelles le support des OS 64-bits (permettant de gérer plus de 4 Go de RAM), l’« Enhanced speedstep », le XD bit, ainsi que les optimisations pour la virtualisation VT. Tous trois ont un cache L2 de 6 Mo. Il existera sans doute également d’autres versions dotées de seulement 3 Mo de cache L2, puisque ces processeurs sont déjà commercialisés pour les PC portables. Ces Core 2 Duo E5000, se positionnant ainsi entre les séries E4000 et E6000 pourvues de 2 et 4Mo, sont attendus pour avril.

On ne trouve pas encore de dual-core « Extreme Edition », le QX9650 étant le seul représentant de cette gamme très onéreuse. Intel a commercialisé bon nombre de ces processeurs pour les passionnés d’overclocking : ils ont pour particularité d’avoir un coefficient multiplicateur débloqué, d’où un overclocking « à la carte » permettant ainsi de faire tourner un CPU de 3.16 GHz à 3.33, 3.5 ou encore 3.6 GHz en ajustant tout simplement le coefficient de 9.5x à 10x, 10.5x, 11x voire plus.

Matériels et Méthodes

Plateforme de test

• Plateforme AMD AM2 : Asus M2N32-SLI Deluxe, Rev.1.03G, chipset Nvidia nForce 5 BIOS : 1001 (03/13/2007)
• Plateforme Intel S775 (Intel P35) : Gigabyte P35C-DS3R, Rev. 1.0, , BIOS : F2o (05/11/2007)
• Plateforme Intel S775 (Intel X38) : Gigabyte X38-DQ6, Rev. 1.0, BIOS : F7 (01/02/2007)
• Plateforme Intel S775 (Intel P965) : Asus P5B Deluxe/WiFi-AP, Rev. 1.03, BIOS : 1101 (04/04/2007)
• RAM : 2x 1Go A-Data DDR2-1066+ Vitesta Extreme Edition
• DVD-ROM : Samsung SH-D163A , SATA150
• Carte graphique : Foxconn Nvidia GeForce 8800 GTX
• Carte son : Creative Labs Sound Blaster X-Fi XtremeGamer
• Alimentation : Zalman, ATX 2.01, 510 Watt

• Système d’exploitation : Windows Vista Enterprise Version 6.0 (Build 6000)
• DirectX 10 : intégré à Vista
• DirectX 9 : version avril 2007
• Forceware 158.18 32 bits WHQL
• nForce Driver 15.00 WHQL
• Pilote Intel version 8.8.1.1.1010 (21/11/2006)

Nous avons utilisé de la DDR2-800 pour nos tests, afin d’inclure les résultats dans nos comparatifs processeurs, là où la DDR3 aurait généré un petit gain de performances. Si vous avez lu notre dernier article consacré aux DDR3-1333, vous devez vous souvenir que ce gain est infime et pourtant pas anodin niveau budget.

Par ailleurs, notez que les Phenom testés l’ont été sans patch TLB, et offrent donc ici leurs performances maximales. Sauf surprise, les Phenom B3 ne devraient pas être plus rapides.

Tests et paramètres

• Warhammer Mark of Chaos Version : 1.006.000 Résolution : 1280×1024 Qualité vidéo : par défaut Multiple CPU/Core Démo : THG Timedemo (1 minute)
• Quake 4 Version : 1.3 Final Résolution : 1280×1024 Qualité vidéo : par défaut Multicœur désactivé Qualité d’image : Medium Test I : THG Timedemo Test II : playnettimedemo id_demo001
• Serious Sam 2 Version : 2.070 Résolution : 1024×768 HDR : désactivé Rendu : Direct3D Filtrage : aucun Anti-Aliasing : aucun Test : Greendale
• Supreme Commander Version : 3.220 Résolution : 1024×768 Qualité vidéo : par défaut Vsync = désactivée Test : jeu pendant 60 secondes avec trois adversaires gérés par l’ordinateur
• iTunes 7.2 Version : 7.1.1.5 CD audio “Terminator II SE”, 53 min MP3 Haute Qualité (160 kbps)
• Lame MP3 Version 3.98 Beta 3 (05-22-2007) CD audio “Terminator II SE”, 53 min WAV en MP3 160 kbps
• DivX 6.6.1 Version : 6.6.1
  – Menu principal – Profil : Home Theater (720 x 576) 1-pass, 780 kbps
  – Menu du codec – Mode d’encodage : Qualité basse Enhanced multithreading
• Mainconcept H.264 Encoder Version : 2.0 MPEG2 en MPEG2 (H.264) MainConcept H.264/AVC Codec 24 sec HDTV 1920×1080 (MPEG2) Audio : MPEG Layer 2 (48 kHz, 2 Channel, 16 Bit) Stream : Transport Codec : H.264 Mode : NTSC (29,97 FPS) Profile : Haut
• WinRAR Version 3.70 BETA 8 Compression = Meilleure Dictionnaire = 4096 ko Test : THG-Workload
• Autodesk 3D Studio Max 9 Version : 9.0 Rendu scène Dragon Rendu HTDV 1920×1080
• Maxon Cinema 4D Release 10 Version : 10.008 Scène de rendu “Water drop at a Rose” Résolution : 1280 x 1024 – 8 bit (50 images)
• Adobe Photoshop CS 3 Version : 10.0×20070321 Filtrage d’une image TIFF de 96 MB TIFF Test : Test Tom’s Hardware V1.0.0.4 (Programmé par Tom’s Hardware avec Delphi 2006) Filtres : Crosshatch, Glass, Sumi-e, Accentuation, Traits coudés, Traits épais
• Deep Fritz 10 Version : Nov 16 2006
• SiSoftware Sandra XI SP1c Version 2007.5.11.40

Tests synthétiques : ALU et FPU

Les tests Sandra montrent qu’il n’y aucune amélioration sur les calculs entiers : logique, puisque Intel n’a pas apporté de modification sur les unités ALU. Au contraire, les tests en nombre à virgule flottante montrent un gain de 15 % environ, cohérent avec les optimisations apportées sur les FPU de Penryn.

Tests synthétiques : mémoire

Rien de nouveau sous le soleil : la bande passante mémoire des CPU Intel est définie par la fréquence de leur bus. Tous les Wolfdale ainsi que les Conroe à bus 333 MHz sont donc sur un pied d’égalité. Ce test met aussi en exergue le relatif handicap du Phenom.

Jeux : Quake 4, Serious Sam 2

Sous Quake 4, les Wolfdale s’avèrent environ 7 % plus rapides que les Conroe. Ne parlons même pas de la différence avec les Athlon X2 30 % plus lents à fréquence égale.

Sous Serious Sam 2, les choses sont un peu moins claires, du fait d’une curieuse contre-performance du Core 2 E6850, moins rapide que le E6750. Mais cela ne suffit pas à cacher l’excellence des Wolfdale, qui accaparent les premières places du podium. Notez que Serious Sam 2 ne profite absolument pas de la présence de quatre coeurs au lieu de 2.

Jeux : Supreme Commander, Warhammer

Supreme Commander est comme d’habitude très gourmand, et très à l’aise avec les CPU Quad-Core. Le Q6850 était 17,3 % plus rapide que le E6850, et cet écart s’agrandit encore avec le passage à l’architecture Penryn : le QX9650 est 21 % plus rapide que le E8500.

Supreme Commander et Warhammer sont aussi deux des rares jeux à ne pas mettre en valeur les Wolfdale : ils ne sont que 1 à 2 % plus performants que les Conroe à fréquence égale.

Audio : iTunes, Lame

iTunes ne profite aucunement de la présence de quatre coeurs. Et il ne tire pas non plus parti du plus gros cache ou bien des optimisations architecturelles des Wolfdale. Les nouveaux Core ne brillent pas non plus sous Lame, même s’ils se montrent 3 % plus efficaces que les Conroe.

Vidéo : DivX, Mainconcept

Les applications d’encodage vidéo sont les plus susceptibles de bénéficier des nouvelles instructions SSE4 et autres optimisations des FPU des processeurs Penryn. Mais sans optimisation spécifique, les gains sont mesurés. Ainsi, sous DivX 6, les Core 2 E8000 sont environ 6 à 8 % plus rapides que les Core 2 E6000. Les mêmes écarts (4 à 5 %) se retrouvent sous Mainconcept. Cela revient en fait, grosso modo, à gagner un cran dans la gamme.

On constate en outre que l’écart en faveur des Wolfdale se creuse à mesure que la fréquence augmente, signe que la nouvelle architecture ne demande qu’à s’exprimer.

Rendu 3D : 3DSMax, Cinema 4D

Traditionnellement insensible au cache, 3DS Max apprécie en revanche notablement les optimisations du coeur Wolfdale. Il est 6 % à 9 % plus rapide que le Conroe. De même, Wolfdale brille sous Cinema 4D (+5 % environ).

Applications (Clone DVD 2, Deep Fritz)

Clone DVD 2 est une surprise, puisque c’est la seule application de notre panel où le Wolfdale s’avère plus lent que le Conroe. L’écart est heureusement faible, de l’ordre de 2 à 3 %, mais reste curieux.

La situation s’inverse sous Deep Fritz, où les nouveaux venus se montrent plus véloces. L’écart est toutefois, là encore, très faible : +1 % à 2,33 GHz et +3,5 % à 3,0 GHz.

Applications (Photoshop CS3, Winrar)

Notre benchmark sous Photoshop CS3 ne montre aucune amélioration. WinRAR par contre donne l’avantage au Wolfdale. Cet avantage est cependant très fluctuant avec la fréquence : 0,2 % à 3 GHz, 7,8% à 2,66 GHz !

Overclocking, Consommation

Les 5 GHz en ligne de mire

Nos tentatives d’overclocking, qui seront détaillées dans un deuxième article, nous ont permis de dépasser facilement les 4 GHz sans que nous ayons pu déterminer si les limites venaient du bus système ou du core lui-même. Nous restons un peu sur notre faim puisque les résultats du Wolfdale ne sont pas exceptionnels par rapport aux Conroe de dernière génération. Nos lecteurs ayant participé au concours d’overclocking qui a eu lieu dans nos locaux avaient d’ailleurs constaté le même phénomène avec leur E8500. Les overclockers exigeants auront donc intérêt à attendre encore un peu, qu’Intel peaufine son 45 nm et libère le potentiel de ses Wolfdale. Mais tous ceux qui se satisfont de 4 GHz pourront se ruer sans attendre sur les derniers CPU Intel.

A quand un bonus écologique ?

D’après nos relevés de température, les E8000 chauffent incroyablement peu : tout en se montrant plus performants de quelques pourcents dans la majorité de nos tests, les ventilateurs CPU se sont parfois même arrêtés quand nos plateformes Wolfdale étaient au repos. En clair, un simple radiateur suffit à dissiper la chaleur d’un Core 2 Wolfdale au repos. A 3.16GHz, les températures étaient encore une fois très basses. Il y a au moins 6 °C à 8 °C d’écart en faveur du Core 2 Wolfdale gravé en 45nm par rapport au Core 2 Conroe en 65nm !

Il est probable que si l’état « Deep power down » des processeurs mobiles avait été implémenté dans ce processeur de bureau, il aurait consommé moins que le chipset. Et même si ce genre de progrès passe inaperçu aux yeux de l’utilisateur moyen, il nous a bien plus séduit que les légères hausses de performance, dans la mesure où un ordinateur équipé d’un Core 2 Wolfdale sera non seulement plus écologique, mais contribuera aussi à réduire les nuisances sonores.

Conclusion

Les Core 2 Duo Conroe dominaient déjà de la tête et des épaules les processeurs AMD, les Core 2 Wolfdale n’ont donc aucun mal à s’imposer à leur tour. Leurs optimisations portent d’ailleurs leurs fruits : ils sont légèrement plus performants que leurs prédécesseurs sous tous nos benchmarks, à de très rares exceptions près. Et cette avance ne fera que s’accroître à mesure que les logiciels seront optimisés pour tirer parti des nouvelles instructions SSE4. Les quad-core Intel, et même les Phenom sont certes intouchables dans les quelques applications qui savent les exploiter, mais globalement, ils sont dépassés par un dual-core dont la fréquence sera supérieure, à prix égal.

Si vous êtes en train de réfléchir à vous monter une nouvelle machine, il n’y a donc pas de doute : c’est un Wolfdale qu’il vous faut ! Nous vous recommandons alors le E8400. Le E8500 est cadencé à peine plus rapidement : les 160 MHz qui les séparent seront compensés par un overclocking à la portée de n’importe quelle carte mère. Côté prix, le E8500 est au même tarif que le E6850 malgré ses 166 MHz de plus, de même pour le E8400 par rapport au E6750 avec 233 MHz. Quand au E8200, c’est un gain de 333 MHz qu’il offre par rapport au E6550 !

Si vous possédez déjà une machine Core 2 Duo et hésitez à évoluer vers un Wolfdale, la réponse est par contre moins certaine. La différence de performances ne justifie clairement pas la dépense nécessaire. Mais les Wolfdale peuvent aussi se montrer intéressants de par leur consommation énergétique réduite et leur échauffement moindre. Les 6 °C ou 8 °C que nous avons pu gagner seront très bénéfiques à un PCHC par exemple.

Enfin, si vous êtes féru d’overclocking, vous craquerez sans doute pour un Wolfdale. Grâce au passage au 45 nm, les derniers processeurs Intel ont encore plus de potentiel que leurs aînés. Nous avons d’ailleurs décidé de consacrer un article à l’exploration de ce potentiel, et de la consommation résultante, afin de vous montrer ce que vous pourrez réellement obtenir.

Seul soucis : la disponibilité catastrophique de ce processeur depuis son introduction, et qui devrait se poursuivre pendant au moins quelques semaines. Celle-ci cause en effet hausse de prix chez les revendeurs et impossibilité de l’acquérir dans de nombreux cas. Pourtant, officiellement ces processeurs sont exempts du bug découvert par Intel sur ses Penryn Quad-cores, qui eux-aussi devraient connaître de grosses indisponibilités. Un signe pas très rassurant de la part du constructeur qui ne manque jamais une occasion de s’enorgueillir de ses capacité de production en 45 nm…