L’Ion de NVIDIA libère l’Atom

Introduction

Avec le lancement de la Geforce 9400, NVIDIA a fait grand bruit. Il faut dire que ce chipset correspond parfaitement à ce que le marché attendait :

• il est compatible avec les processeurs Intel, ceux qui offrent, n’en déplaise aux fidèles d’AMD, les meilleures performances et la consommation la plus faible actuellement
• il intègre un circuit graphique moderne aussi puissant qu’une Geforce d’entrée de gamme, et sachant décoder des vidéos HD
• il maintient pourtant une consommation contenue, et un encombrement réduit

Le 9400, et sa déclinaison mobile 9400M, en offre donc beaucoup plus que les chipsets mobiles Intel, notamment au niveau des performances graphiques, que ce soit pour des PC de bureau d’entrée de gamme, polyvalents, “home cinema”, ou bien pour des PC portables. Apple ne s’y est d’ailleurs pas trompé et a osé abandonner totalement les chipsets intégrés Intel sur sa gamme de portables phares, les MacBook.

Mais au-delà des PC de bureau ou portables classiques, c’est le marché des netbooks et des nettops, très porteur en cette période économique difficile, que vise NVIDIA. Pour attaquer ce marché, le caméléon a ainsi mis au point sa plateforme “Ion”. Dévoilée il y a quelques semaines, Ion se présente sous la forme d’un boitier refermant en son sein une carte mère pico-ITX, sur laquelle on trouve : un chipset NVIDIA 9400M et un incontournable processeur Intel Atom.

Atom + 9400M, est-ce là le meilleur compromis entre performances suffisantes, polyvalence et basse consommation ? La plateforme classique d’Intel est-elle vraiment dépassée ? Pour le savoir nous avons testé la toute première plateforme Ion de référence arrivée en France, et l’avons opposée à la première carte Intel Atom : la D945GCLF. Ready ? Fight !

Alors, qu’est-ce qu’Ion a là-dedans ?

C’est avec une certaine avidité que nous avons sorti notre plateforme Ion de test de son carton. Car l’objet a de quoi séduire. Habitués au format “Mac mini”, nous fûmes réellement surpris par une si grande compacité. Et vous êtes sûrs que tout rentre là dedans ?   

Pour en avoir le cœur net, nous avons bien sûr dégainé notre tournevis et dévoilé les entrailles de la bête. D’abord, une trappe, qui protège le disque dur un Seagate Momentus 7200.2 de 200 Go. L’entrée principale se fait par l’autre côté du micro boîtier. On fait coulisser le capot supérieur et voilà : la carte mère se dévoile à nos yeux. 

L’ion est en réalité composé de deux PCB, empilés dans le boitier. Le premier est la carte mère à proprement parler. Elle porte à sa surface le processeur Atom, à côté du chipset. Le tout est recouvert d’un mince radiateur en aluminium possédant en son centre un ventilateur de 40 x 10 mm. On peut déjà dire vu la taille de cet ensemble de refroidissement que la dissipation thermique de l’ensemble sera minime.

En plus du processeur et du chipset, cette carte mère est dotée des ports d’extension nécessaire à en faire un PC autonome : un port SATA, un port Ethernet Gigabit, un port DVI Dual-Link, un port USB 2.0, et même un port HDMI. La RAM ? Elle se loge au dos de cette carte mère : il s’agit d’un slot au format SO-DIMM. Et pour l’occasion, NVIDIA y a installé de la DDR3. Cette mémoire toujours plus onéreuse que la DDR2 est tout à fait adaptée ici : grâce à sa plus haute fréquence, elle garantit une plus large bande passante vers le CPU et surtout le chipset et son coeur graphique intégré (la mémoire centrale fait ici office de mémoire vidéo), et elle se montrera également plus économe en Watt, ce qui pour une plateforme à vocation “basse consommation” est tout à fait à propos.

On trouve sur cette carte mère un dernier port, dont le physique nous est inconnu. C’est ce port qui permet à la carte mère de communiquer avec sa carte fille, à l’étage du dessous. Malgré un format physique propriétaire, ce port est sans doute du PCI-Express 1x, voire 4x. Il doit en effet fournir assez de bande passante pour toutes les connexions possibles sur la carte fille, et elles sont nombreuses ! Jugez plutôt : un SATA interne (utilisé par le disque dur interne), 2 eSATA, 6 USB, l’audio analogique 8 canaux, et numérique optique. Ce port fournit également l’alimentation à la carte mère. Celle-ci n’est donc pas entièrement autonome.

Au final notre microPC Ion est donc doté de rien moins que :

• 2 ports SATA internes
• 2 eSATA
• 7 ports USB 2.0
• 6 jacks audio analogiques
• 1 prise audio S/PDIF
• une prise DVI Dual Link
• une prise VGA
• une prise HDMI
• un port Ethernet Gigabit

Une telle connectique fait très plaisir à voir sur un PC aussi petit ! Espérons que les éventuels nettop qui reprendront la plateforme Ion conserveront cet avantage décisif du design de référence.

Et chez Intel ?

Afin d’évaluer l’intérêt d’associer un chipset comme le 9400M à un processeur aussi… hum… “mobile” que l’Atom, nous l’avons comparé à la seule plateforme concurrente du marché : celle d’Intel de référence. Pour ce faire nous avons donc ressorti de la naphtaline notre carte mère D945GCLF.

Cette carte mère est également compacte, puisqu’au format mini-ITX. À côté de l’Ion, elle prend toutefois des allures de géante. Sa conception est beaucoup plus classique : pas de carte fille reliée en PCI-Express, ici tout tient sur le même PCB. Et qu’est-ce que “tout” ? Un processeur Atom 230 (le même), un chipset Intel 945GC, le southbridge ICH7 et quelques ports et slots d’extension.

Une des différences intéressantes est le système de refroidissement : un minuscule radiateur passif sur le CPU, mais un grand radiateur muni d’un ventilateur sur le chipset. Voilà un premier signe que quelque chose ne va pas au niveau chipset, mais nous y reviendrons.

À côté de ces trois puces principales, on trouve un classique slot DIMM pour des barrettes de DDR2 standard (maximum de 2 Go), mais aussi, deux ports SATA internes, un port IDE, un port PCI, un port parallèle et un port série (hé oui !), un port VGA, deux ports PS/2, 3 jacks audio analogiques, un port Ethernet 100 Mbps, et 4 USB 2.0. Il y a également des connecteurs sur la carte pour récupérer 2 ports USB supplémentaires.

La carte Intel de référence ne démérite donc pas, mais, sa connectique trahit son âge : à la place de l’eSATA et du HDMI, on se contente de VGA et de série !

Geforce 9400M contre 945GC

Une différence de trois ans d’âge

Nous vous avons déjà décrit en grand détail les caractéristiques du chipset Geforce 9400/9300 lors de notre test (cf. GeForce 9300 : enfin un vrai chipset intégré pour plateforme Intel ?). Le Geforce 9400M en est une copie quasi identique. On retrouve donc le coeur de Geforce 9, doté de 16 Stream Processors. La plus grande différence que l’on pourra trouver entre le 9400 de bureau et sa déclinaison mobile est simplement la fréquence de fonctionnement du core et des shaders: 580 MHz /1400 MHz pour le 9400, et 450 MHz/1100 MHz pour le 9400M.

A part ce ralentissement nécessaire à contenir la consommation, les fonctionnalités que nous avions appréciées sur le 9400 son toujours là : une interface mémoire DDR2-800 ou DDR3-1333, la compatibilité avec tous les processeurs Intel en FSB 1066 maximum (il n’y a pas encore de CPU Intel mobiles dotés d’un FSB supérieur), la gestion des interfaces vidéo DVI double lien, HDMI ou DisplayPort, du Gigabit Ethernet, un codec audio HD Azalia, un maximum de 12 ports USB 2.0, de ports SATA 3 Gbps. Niveau PCI-Express, le Geforce mobile gère un slot 16x, quatre slots 1x et cinq slots PCI. Le Geforce est gravé en 65 nm, et mesure un total de 1225 mm² (35 x 35 mm). NVIDIA lui reconnait un TDP de 12 W.

Le chipset 945GC, lui, fait partie de la ta très grande famille des chipsets Intel “Lakeport”. Très grande, car elle ne comporte rien moins que 7 membres. Si l’on compte en plus leurs cousins “mobiles” de la famille Calistoga, ce sont en tout 13 chipsets Intel 94xyz. Les différences entre chaque variation finissent donc par être ténues. Sachez simplement que le 945GC est le chipset vendu par Intel en association avec ses processeurs Atom de bureau (230 et 330). Pour les Atom mobiles des netbook (N270) par contre, Intel impose d’utiliser son chipset 945GSE.

Le Geforce : plus petit, plus performant

Ces chipsets sont loin d’être de première jeunesse. Les premiers représentants de la famille Lakeport sont en effet apparus sur le marché au printemps 2005 (début 2006 pour les Calistoga). Une des conséquences de cet âge avancé est que le 945GC est gravé avec une finesse de seulement 90 nm. Par ailleurs, le 945 GC n’est pas un chipset monopuce, comme le Geforce 9400M. Le northbridge 82945GC doit être accompagné d’un southbridge 82801GB, aussi connu sous le nom d’ICH7.

Les conséquences de tout cela sont doubles : d’une part l’encombrement de l’ensemble 945GC + ICH7 est important. Le northbridge mesure 34 x 34 mm, et le southbridge 31 x 31 mm. Comptez quelques millimètres carrés supplémentaires d’espace incompressible entre les deux puces, et vous obtenez une surface occupée sur le PCB plus de deux fois plus importante que dans le cas du Geforce 9400.

D’autre part, la consommation totale est élevée. Selon Intel, le TDP du 945GC est de 22,2 W, quant à la plateforme Atom 230 + 945GC + ICH7 elle possède un TDP de 29,5 W. Rappelons que le Geforce 9400M se targue d’un TDP de 12 W seulement. L’Atom consommant à lui seul 4 W, Ion monte à 16 W au total, soit presque deux fois moins que la plateforme Intel.

Terminons enfin par aborder le domaine des performances. Le coeur graphique intégré au 945GC est le bien connu GMA950. Compatible DirectX 9 et Shader Model 2.0, cette puce est cadencée à 400 MHz, possède 4 pixels shaders , 1 vertex shader et 4 ROP. Hé oui, cela date de l’ère pré-DirectX 10 et shaders unifiés. Elle utilise une partie de la mémoire vive comme mémoire vidéo. Sur la carte D945GCLF, la présence d’un seul port DIMM réduit la bande passante à environ 5 Go/s. Par comparaison, le Geforce 9400M couplée à de la DDR3-1066 bénéficie d’une marge de 8,3 Go/s

Théoriquement, le Geforce 9400M part donc avec un avantage énorme sur son seul concurrent actuel. Mais cette avance sur le papier se retranscrira-t-elle en pratique ? Une telle débauche de puissance graphique pour un CPU aussi faible que l’Atom, n’est-ce pas donner de la confiture à des cochons ? Et en dehors des graphismes, le chipset Nvidia est-il bon ?

Configurations de test

Nos deux systèmes de test étaient configurés comme indiqué dans le tableau ci-dessous.

Les benchmarks : 3DMark, PCMark

Nous reportons ici le score global obtenus aux benchmarks 3DMark 01, 03, 06 et PCMark 05, exécutés avec leur paramètres par défaut.

Les différents 3DMark mettent bien en valeur la puissance graphique supérieure du Geforce 9400M. Sous 3DMark03, la plateforme ion se permet ainsi d’être plus de 4,6 fois plus rapide que la plateforme Intel de base, et sous 3DMark 06, le gain est carrément de 774 % ! Moralité, plus la charge de calcul graphique est élevée, plus la Geforce se montre utile. Notre crainte initiale est aussi invalidée : même la faible puissance de l’Atom permet à la Geforce de s’exprimer.

PCMark teste la plateforme d’une manière beaucoup plus globale : rentre en jeu les performances du disque dur, de la mémoire. Là encore, et malgré un disque dur identique, Ion écrase le 945. Quand on regarde le détail des tests individuels de PCMark 05, on voit cependant que l’Ion ne doit sa victoire qu’aux tests 3D, le reste des applications étant aussi rapide sur la plateforme Intel. L’avantage de l’Ion au score final est d’ailleurs beaucoup plus faible qu’aux 3DMark (35 %).

Les jeux : SPORE, Call of Duty

Spore

Le choix des jeux pouvant être testés sur les deux plateformes est assez restreint, de par la puissance très limitée de celles-ci. Pas question de lancer Crysis par exemple. Nous nous sommes rabattus sur un jeu « casual », représentatif du genre de jeu que les acheteurs de netbook ou nettop pourraient lancer, et par ailleurs pris comme exemple par Nvidia pour vanter les mérites de sa puce : SPORE.

Première leçon, l’Atom est vraiment très juste . Même lorsqu’on baisse la résolution et le niveau de détail, on accroche difficilement les 25 fps de moyenne. Cette limitation par le CPU est également révélée par le fait que, pour un même niveau de richesse graphique, augmenter la résolution ne change quasiment rien.

Deuxième leçon, le Geforce 9400M est le seul à permettre d’atteindre des framerates jouables, et ce, jusqu’en détail bas 1280 x 1024. Pour un jeu comme SPORE, 25 images par seconde sont largement suffisantes.

Dernier constat, par rapport à la plateforme Intel, l’Ion affiche un gain moyen de 73 % en 800 x 600, 160 % en 1024 x 768 et 145 % en 1280 x 1024. De tels écarts montrent une chose : même un simple Atom est suffisamment puissant pour être limité par le GPU intégré du chipset 945GC.

CoD

Deuxième jeu à être mis en avant par Nvidia sur l’Ion : Call of Duty 4, ou CoD4 pour les habitués. Notre carte mère 945GC a obstinément refusé de lancer CoD4, malgré nos essais et réinstallations répétés. Bizarrement, alors que nous attendions une erreur due à une incompatibilité de la carte graphique, c’est la carte son de notre carte mère qui semblait poser problème… même lorsqu’on la désactivait via le BIOS. Quoiqu’il en soit, nous ne pouvons que constater les prédictions de Nvidia se sont vérifiées : CoD4 ne démarre pas sur une carte mère Intel 945GC/Atom.

Sur Ion, CoD4 se lance, pas de problème. Mais les framerate atteints ne sont pas glorieux. Au niveau graphique le plus bas disponible dans le jeu (soit 640 x 480, tous curseurs de détails ramenés au minimum), Ion n’atteint pas le seuil salutaire des 25 fps. On n’est heureusement pas très loin, et pour un joueur non exigeant, comme celui qui envisage de jouer sur un nettop ou un netbook, cela pourra être suffisant. Il pourra même se risquer à passer en 800 x 600 ou à activer l’AA 2x, sans perdre trop en fluidité. Le rêve !

Transfert USB, Ethernet

Transferts via USB

Il n’y a pas que les jeux dans la vie. Une des fonctionnalités essentielles d’un chipset aujourd’hui, surtout sur un netbook où l‘espace de stockage est compté, c’est la gestion de l’USB. Nous avons donc mesuré les performances en lecture et en écriture de chacune de nos plateformes, en transférant un gros fichier (3,15 Go) d’un disque SATA interne (différent de celui sur lequel était installé l’OS) à un disque USB externe.

Le verdict est sans appel : le 9400M se montre largement plus véloce que le vieillissant ICH7, surtout sur les opérations d’écriture. Ion assure un débit quasiment identique entre lecture et écriture (respectivement 28,5 Mo/s et 27,7 Mo/s), alors que l’ICH7 accuse le coup : de 27,2 Mo/s en lecture, il tombe à 22,3 Mo/s en écriture.

Transferts en Ethernet

Ion ayant aussi pour ambition le secteur des nettops, il nous a semblé intéressant de tester ses performances en transfert de fichiers via le réseau Ethernet. Nous avons rencontré un problème avec cette interface : impossible d’initier un transfert en mode Gigabit. Nous avons donc dû nous rabattre sur le 100 Mbps, ce qui est bien sûr dommage en 2009. NVIDIA s’est voulu rassurant et invoque l’immaturité de notre plateforme de test et de ses pilotes, encore à l’état de prototypes. Accordons leur le bénéfice du doute, mais ce sera un point à surveiller sur les exemplaires de série.

En 100 Mbps du coup, pas beaucoup de surprise : le débit s’établit presque au maximum de l’interface, à 11 Mo/s environ. Le 945GC parvient à faire jeu égal et même un peu mieux.

Lecture vidéo HD / Blu-ray

Un des arguments phares de NVIDIA pour promouvoir Ion est la lecture de films HD. Nous avons bien sûr voulu vérifier ce qu’il en était. Exceptionnellement, nous n’allons pas inclure de graphiques sur cette page, ils seraient superflus. Car la situation est très simple : oui on peut lire sans souci, ni saccades, un Blu-ray sur une plateforme Ion. Sur notre scène fétiche de Casino Royale (la scène 13, qui affiche un débit moyen d’environ 30 Mbit/s), l’occupation CPU par PowerDVD 8 était en moyenne de 66,7 %. Même avec la prise en charge des opérations de décodage du format H.264 par le Geforce, le processeur Atom est donc presque à sa limite.

Le chipset 945GC ne prenant pas en charge les calculs de décompression, la lecture d’un Blu-ray est tout simplement impossible sur la plateforme Intel. Ce qui ne veut pas dire toutefois que la HD est inaccessible : il est parfaitement possible de visionner des vidéos HD, sur cette carte mère. Il suffit de se limiter à des fichiers plus légers : 720p et pas 1080p. Nous avons ainsi pu visualiser sans encombres des bandes annonces de films affichant des débits d’environ 10 Mbit/s. Soulignons également que le logiciel de lecture a son importance : un même fichier peut être lu de manière fluide par Power DVD de Cyberlink, ou bien saccader violemment avec Quicktime d’Apple. Quand la puissance vient à manquer, les manques d’optimisations se dévoilent cruellement.

Consommation : c’est mieux, mais…

L’un des points critiques dans la bataille entre 9400M et 945GC est la consommation globale de la plateforme. C’est malheureusement un point qu’il nous a été difficile de mesurer pour le moment. La plateforme Ion de référence et la carte mère D945GCLF emploient en effet deux alimentations très différentes. Sur Ion, une « brique » externe convertit le courant secteur 220 V alternatif en 12 V continu, 12 V qui est ensuite redécoupé par l’étage d’alimentation de la carte mère en plusieurs lignes : 3,3 V, 5 V et 12 V. Comme nous mesurons la puissance consommée à la prise secteur, il nous faut connaître le rendement de la brique et celui de l’étage intégré à la carte mère.

Nvidia n’a pu nous fournir aucune information, et nous ne disposions pas du matériel nécessaire aux mesures au moment du test. Heureusement, la brique utilisée par NVIDIA a été testée par nos confrères de SilentPCReview. Plus exactement, ils avaient mesuré avec soin le rendement de cette brique avec un convertisseur 12 V continu -> 12 V, 5 V, 3,3 V continu. Leurs chiffres sont donc une bonne estimation du rendement du couple employé dans le Ion. Les valeurs de consommation que nous rapportons ci-dessous ont donc été calculées à partir des résultats du test de SPCR. Insistons donc sur le fait qu’elles sont sujettes à caution, de nombreuses sources de variations existantes. Elles représentent néanmoins la meilleure estimation que nous ayons pu faire aujourd’hui.

De l’autre côté, la carte mère Intel D945GCLF emploie une traditionnelle alimentation ATX AC/DC. Nous avons employé une alimentation de faible puissance, afin de conserver un bon rendement aux très faibles charges. Notre choix s’est porté sur un bloc FSP/Sparklepower SPI220LE, que nous avions déjà employé dans nos précédents tests de l’Atom. Là encore, cette alimentation a été testée par SPCR, selon le même protocole que les éléments précédents. Il nous a donc semblé cohérent d’utiliser à nouveau leurs chiffres : ainsi on évite l’effet d’une erreur systématique.

 

Au final, compte tenu des suppositions que nous avons faites, la plateforme Ion s’avère nettement plus économique que la plateforme Intel basique. Nous lui estimons un avantage de 19 à 35 % selon que le PC est au repos ou en charge. Ces résultats vont dans le sens que laissaient présager les TDP théoriques communiqués par les fabricants, mais sont tout de même un peu surprenants. Le Geforce 9400M a un TDP de 12 W seulement, contre 25,5 W pour l’ensemble 945GC + ICH7. On s’attendait donc à une différence bien plus forte.

Afin de conclure avec certitude combien l’Ion est plus économe que la plateforme Intel nous devrons donc recommencer nos tests dans des conditions plus facilement comparables. Cela ne devrait pas tarder : NVIDIA nous a annoncé que des cartes mères Ion au format micro ATX ou mini-ITX seront bientôt disponibles. Rendez-vous donc dans quelques semaines. Quoiqu’il en soit, nous pouvons tout de même affirmer que l’Ion est une plateforme nettement plus efficace d’un point de vue énergétique que la plateforme Atom classique.

ConclusIon

Craquante, c’est le mot qui convient le mieux pour décrire note sentiment vis-à-vis de la plateforme Ion concoctée par NVIDIA. Le fabricant au caméléon est parvenu à mettre au point le complément idéal à l’excellent processeur Intel Atom. Le mélange des deux forme ainsi une machine extrêmement compacte, très bon marché, et d’une polyvalence impressionnante. Pensez que dans le volume d’un paquet de cigarettes, on a un PC complet (à l’exception de l’alimentation externe) capable d’assurer une vaste majorité des tâches que l’on demande aujourd’hui à nos machines : surf et bureautique bien sûr, mais aussi jeu occasionnel, même avec des titres récents et exigeants, et lecture de vidéos haute définition !

De ce point de vue, Ion n’est pas très loin d’incarner le PCHC idéal, celui qui pourrait enfin prendre place au cœur de tous les salons, sans les défigurer par son encombrement, et sans gêner les occupants par son niveau sonore. Et encore n’avons nous pu juger ici qu’une plateforme de référence, brute de décoffrage, n’ayant fait l’objet d’aucun effort de design particulier. On imagine facilement ce qu’un fabricant inspiré pourrait tirer de ces composants de base. A ce titre, les rumeurs qui sont parvenues à nos oreilles selon lesquelles Apple envisagerait d’utiliser Ion comme base de ses prochains Mac mini ou Apple TV sont très intéressantes. Espérons que de nombreux autres constructeurs suivent le même chemin de réflexion, et lancent des machines innovantes.

Espérons. Prions même, peut-être. Car l’avenir d’Ion n’est pas aussi rose que nous venons de le décrire. Pas à cause de défauts techniques, mais à cause de la position de NVIDIA face à Intel. En lançant Ion, le caméléon jette en effet un gros pavé dans la belle mare que le géant bleu s’était creusé cette année. La vague des netbook en 2008 fut plutôt un raz de marée, qui a garni les poches d’Intel, fournisseur exclusif de leurs composants. Et, crise économique aidant, 2009 s’annonce aussi bonne pour les netbooks, et les nettops. Intel n’a donc aucune envie de laisser un autre lui voler une part de ce gros gâteau. Selon certaines rumeurs – démenties par Intel mais persistantes – Intel essaierait de verrouiller le marché, en refusant de vendre ses processeurs Atom indépendamment des chipsets 945GC (ou GSE). Pour chaque machine Ion assemblée, les fabricants devraient donc payer pour un chipset Intel qu’ils n’utiliseraient pas. Cette dépense supplémentaire pourrait être suffisante pour dissuader les constructeurs de tenter l’aventure Ion, surtout dans un marché comme celui des netbook, où chaque dollar compte.

Et ce n’est pas tout, Intel va également renouveler sa plateforme Atom de base : exit le si mauvais chipset 945, il serait remplacé par un GN40, dérivé du G45. Gravure en 45 nm synonyme de très basse consommation, fonction de décodage vidéo HD, meilleures performances 3D… ce nouveau venu pourrait couper les herbes sur lesquelles reposent les pieds de la plateforme Ion aujourd’hui.

Alors ? Alors il est temps pour nous de ranger notre boule de crystal. Seul l’avenir nous dira si l’Ion sera le meilleur ami de l’Atom.