Test des 9900K, 9700K et 9600K : overclocking à 5 GHz contre Ryzen

Intro, caractéristiques

Nous avons récemment testé le nouveau flagship d’Intel, le Core i9-9900K, mais il nous fallait aussi tester ses deux petits frères : les Core i7-9700K et Core i5-9600K. Nous en avons profité pour tester les processeurs avec des overclocking d’au moins 5 GHz, et même 5,1 GHz pour le 9700K. Le tout face à tous les processeurs haut de gamme du moment.

Trois processeurs inhabituels

Les Core de neuvième génération change un peu les habitudes d’Intel : le 9900K apporte autant de coeurs que les Ryzen haut de gamme. Le 9700K est le premier Core i7 sans HyperThreading, mais avec 8 coeurs. Et le 9600K est finalement un remplaçant du 8600K. Autre nouveauté, ces processeurs sont désormais équipés de pâte thermique interne de type iridium. Le die est donc soudé à sa capsule IHS, pour un meilleur transfert thermique.

Le Core i5-9600K est le seul à remplacer vraiment un prédécesseur de la génération précédente, le 8600K, mais ses fréquences sont en nette hausse, ce qui ne nous a posé aucun problème de refroidissement, le die soudé aidant. Il faudra un chipset Intel haut de gamme pour l’overclocker, mais ce modèle devrait sans problème se satisfaire d’une carte mère Z370, sans nécessiter particulièrement de cartes en Z390 avec un étage d’alimentation renforcé.

Consommation, overclocking et configuration de test

Consommation

Les mesures de consommation présentent toujours un risque d’erreur, mais tant que les valeurs à partir du connecteur 12 Volts (EPS) de l’alimentation, des sondes de la carte mère dédiées à l’alimentation et du transformateur coïncident, tout va bien. En conséquence, nous étudions exclusivement la consommation directe des processeurs pour éviter les biais susceptibles d’être induits par les cartes mères. Les valeurs issues du contrôleur PWM sont tout à fait fiables sous réserve de les mesurer en moyenne sur quelques minutes.

Précisons que les tests ci-dessus ont été effectués dans notre laboratoire américain : ils ne sont donc pas directement comparables avec ceux des précédents articles car l’environnement n’est pas identique (220 V et 50 Hz en Europe contre 110 V et 60 Hz aux Etats-Unis, différences dans le choix des composants).

Overclocking

Afin de minimiser les contraintes thermiques, nous avons utilisé un Corsair H115i v2 pour tester les derniers nés d’Intel. Ce kit watercooling tout-en-un nous a permis d’atteindre une fréquence de 5,1 GHz sur le 9700K avec une tension Vcore 1,345 Volt et une Load-Line Calibration réglée sur automatique. Le processeur oscillait alors entre 70 et 74°C durant les tests sans AVX, mais il n’a pas été en mesure de tenir un test simulant le repliement des protéines avec instructions AVX, malgré une marge de manœuvre thermique bien réelle. Nous avons donc appliqué avec succès un offset de -3 dans ce cas précis, c’est-à-dire que le 9700K abaissait sa fréquence à 4,8 GHz pour les benchmarks avec AVX tout en se maintenant à 5,1 GHz sur les autres tests. Avec ces réglages, le processeur s’est maintenu dans une plage allant de 88 à 91°C lors d’une session de trois heures sous Prime95.

D’après leurs dernières statistiques en date, seulement 28 % des Core i7-9700K testés par Silicon Lottery peuvent atteindre 5,1 GHz ou plus (précisons qu’ils utilisent un offset de seulement -2 sur les benchmarks AVX et une tension Vcore un peu plus élevée que nous à 1,362 Volt pour faire le tri). Au 28 octobre 2018, Silicon Lottery affirmait également que l’intégralité des Core i7-9700K passés par chez eux pouvaient tenir une fréquence de 4,9 GHz ou mieux. Chacun d’entre nous peut donc s’attendre à des résultats de cet ordre sous réserve d’être tombé sur un processeur correct.

Notre 9600K est monté à 5 GHz avec une tension de 1,36 V et une Load Line Calibration laissée en automatique. Nous n’avons pas utilisé d’offset AVX, et n’avons pas dépassé les 80°C avec notre AiO Corsaur H115i v2, et 64°C sans AVX. Nous aurions pu le monter à 5,2 GHz, mais il fallait alors dépasser nettement la limite de sûreté d’Intel à 1,35 V.

MEG Z390 Godlike

Nous utilisons la MSI MEG Z390 Godlike pour tester l’intégralité des processeurs Intel au sein de cet article. Cette carte mère coûte la bagatelle de 560 €, mais elle a le mérite d’avoir un étage d’alimentation suffisamment bien dimensionné pour supporter un overclocking agressif.

Notons que MSI impose une fréquence BCLK de 100,8 MHz : ce petit 0,8 MHz supplémentaire est certes toujours bon à prendre dans une perspective de courses aux performances, mais dans le cadre d’un usage normal, on parlerait plus volontiers de tricherie. Il en résulte que notre overclocking de 5,1 GHz est en fait à 5,14 GHz pour être précis. Non seulement les fréquences d’origine sont influencées par cet overclocking caché, mais en plus il n’est pas possible d’ajuster le BLCK de manière à supprimer cette tricherie. Nous attendons donc une mise à jour de MSI qui nous permette de régler le BCLK à sa véritable fréquence de référence, à savoir 100 MHz.

La MEG Z390 Godlike constitue le vaisseau amiral des cartes mères MSI en chipset Z390 : outre son tarif qui ne laisse aucun doute sur son positionnement, elle embarque un étage d’alimentation à 18 phases (dont 16 pour le CPU) capable d’exploiter la pleine puissance des derniers processeurs d’Intel, ainsi que quelques accessoires bons à prendre comme une carte riser PCIe pouvant accueillir deux périphériques de stockage M.2 ainsi qu’une carte d’encodage pour le streaming avec entrée HDMI 1.4b.

Configuration de test

VRMark, 3DMark et AotS :Escalation

VRMark, 3DMark

Nous ne sommes pas franchement partisans des tests synthétiques pour mesurer les performances en jeu, mais les benchmarks CPU de 3DMark en DX11 et DX12 apportent un éclairage appréciable sur les ressources disponibles pour les moteurs de jeux.

Limité à huit cœurs physiques, le Core i7-9700K ne parvient pas à suivre le Ryzen 7 2700X sur les benchmarks CPU DX12 et DX11. Même avec l’aide d’un overclocking à 5,1 GHz, le processeur d’Intel est distancé par le Ryzen fonctionnant pourtant à 4,2 GHz.

En observant le test DX12, on peut voir que le Core i7-9700K propose une belle progression par rapport à son prédécesseur (le Core i7-8700K) tout en sachant que le premier ne profite pas de l’Hyper-Threading. En parallèle, on constate que l’implémentation du SMT (simultaneous multi-threading) est plus efficace sur les Ryzen que sur les Core.

VRMark évalue la capacité d’une configuration à gérer un HTC Vive ou un Oculus Rift quand bien même on ne possède aucun de ces deux casques de réalité virtuelle. Le test d’UL benchmarks estime qu’une configuration est bonne pour le service dès lors qu’elle termine à 109 ips ou plus. Nous nous attendions à un bon résultat pour le Core i7-9700K, mais pas au point de surpasser le 9900K overclocké ! On en déduit que ce benchmark fonctionne mieux sur les cœurs physiques plutôt que d’être réparti sur de nombreux cœurs logiques.

Ashes of the Singularity: Escalation

Ashes of the Singularity : Escalation est un titre intense en calcul dont les performances s’échelonnent normalement assez bien au fur et à mesure que le nombre de cœurs augmente. Les 9700K et Ryzen 7 2700X font quasi match nul à fréquence d’origine, le second ayant toutefois un léger avantage en termes de performances au 99ème centile. Comme l’on pouvait s’y attendre, le 9700K se détache après overclocking compte tenu de sa marge de manœuvre bien plus importante dans ce domaine.

Shadow Of War et Project CARS 2

Middle-earth: Shadow Of War

Le titre de Monolith Productions s’appuie plus sur les ressources graphiques que le processeur, d’où un faible nivellement entre les CPU du panel de test alors que nous conduisons pourtant le test en 1080p. Plus l’on monte en définition et plus les performances sont limitées par les ressources graphiques, a fortiori sur les jeux récents. Autrement dit, le retour sur investissement sera meilleur avec une carte graphique haut de gamme qu’un processeur haut de gamme s’il s’agit de jouer.

Project CARS 2

Slightly Mad Studios affirme que Project CARS 2 est optimisé pour tirer parti du multithreading et pourtant, la fréquence influe significativement sur les performances. La supériorité d’Intel en termes d’instructions par cycle est particulièrement visible ici, tandis que l’Hyper-Threading permet au 9900K de surpasser le 9700K s’agissant de performances au 99ème centile et ce malgré un handicap de 100 MHz.

Une fois encore, le Core i7-8700K propose des performances similaires à celles du 9700K.

Civilization VI CPU et GPU, Dawn of War III

Civilization VI CPU

Le test « AI » de Civilization VI mesure les performances des processeurs dans ce jeu de stratégie en tour par tour qui tend à favoriser les performances par cœur.

Les Ryzen sont à la traine en raison de leurs performances par cœur en retrait par rapport aux Coffee Lake d’Intel, c’est-à-dire un débit et une fréquence d’instructions par cycle (IPC) inférieure. Les nouveaux processeurs d’Intel étant des Coffee Lake disposant d’une fréquence plus élevée, il est logique que cet écart se creuse.

Civilization VI GPU

Le Core i-9700K est à nouveau en tête ici : le titre de Firaxis Games préfère nettement les cœurs physiques au multithreading.

Warhammer 40,000: Dawn of War III

Le Ryzen 7 2700X est plus compétitif avec le benchmark de Warhammer 40,000, ce qui s’explique essentiellement par la capacité du titre de Relic Entertainment à bien gérer le threading.

Rappelons que le 9700K a perdu l’Hyper-Threading mais gagné deux cœurs physiques ainsi que des fréquences plus élevées par rapport à son prédécesseur, ce qui lui confère un avantage. Toutefois, l’écart entre 9700K et 8700K devient imperceptible après overclocking.

GTA: V et Hitman

Grand Theft Auto V

Le titre de Rockstar a tendance à favoriser les architectures Intel et de manière plus générale, les processeurs alliant grand nombre de cœurs et fréquences élevées.

Le Core i7-9700K domine assez largement les plus performants des Ryzen, mais vu le penchant du jeu pour les processeurs Intel, cela n’a rien d’étonnant.

Hitman

Notre benchmark de Hitman a été rendu presque inutile à cause d’un patch qui limitait les performances à 90 ips. Fort heureusement, une mise à jour ultérieure a permis de revenir à une situation normale.

Grâce à un overclocking agressif pour atteindre 5,1 GHz, notre 9700K finit en tête du classement. Notons que ce dernier domine également le 9900K lorsque l’un comme l’autre sont à fréquence d’origine.

Le Core i5-9600K constitue lui aussi un excellent choix, sans même prendre son potentiel d’overclocking en compte.

Bureautique

Adobe Creative Cloud

Bien que la suite Adobe inclue quelques benchmarks tirant parti du multithreading, le résultat final est fortement conditionné par les benchmarks peu threadés, lesquels sont représentatifs de la plupart des programmes utilisés sur les PC destinés aux particuliers.

Le Core i7-9700K livre un véritable duel au 9900K sur la suite Creative Cloud, faisant jeu égal avec le vaisseau amiral « grand public » d’Intel en termes de score global. Il parvient même à le dominer de la tête et des épaules avec overclocking. L’association entre la supériorité d’Intel s’agissant des performances par cœur ainsi que la présence de huit cœurs physiques permet d’atteindre des résultats que nous n’aurions pas pu imaginer quelques générations plus tôt.

Navigateur Internet

La suite Krakken évalue les performances JavaScript au travers de plusieurs domaines parmi lesquels audio, infographie et cryptographie. Comme la plupart des charges induites par les navigateurs Internet, ce sont les performances sur un seul thread qui priment avant tout. Ces tests illustrent les compromis qui découlent d’un overclocking identique sur l’ensemble des cœurs, tout particulièrement dans le cas des Ryzen deuxième génération.

Le Core i7-9700K impressionne encore à fréquence d’origine, parvenant presque à égaler le Core i9-9900. Le fer de lance d’Intel parvient tout de même à sortir vainqueur du test Motion Mark, lequel mesure à quel point un processeur est capable de gérer efficacement les ressources graphiques à disposition.

L’overclocking permet d’inverser les rôles : du haut de ses 5,1 GHz, le Core i7-9700K est sans égal.

PCMark 10

Le test de démarrage mesure la vitesse à laquelle les programmes de traitement de texte, GIMP et les navigateurs démarrent, à chaud et à froid. D’autres éléments de la configuration influent sur les résultats, notamment le sous-système de stockage. Les performances sur un cœur étant déterminantes pour la réactivité d’une majorité de programmes, les processeurs d’Intel s’intercalent comme prévu en fonction de leurs fréquences.

Le benchmark de visioconférence mesure les performances des programmes mono et multi-utilisateurs utilisant Windows Media Foundation pour la lecture vidéo et l’encodage dans ce domaine. Il simule également la reconnaissance faciale au cours du test afin de représenter le plus fidèlement possible les performances en conditions réelles. Ce benchmark répondant bien à l’ensemble des ressources disponibles, les Ryzen reviennent vers le sommet du classement. Si le 9700K accuse un léger retard sur le Ryzen 7 2700X à fréquence d’origine, l’overclocking lui permet d’inverser la tendance.

Le benchmark en retouche d’image mesure les performances avec les binaires de Futuremark, lesquels s’appuient sur la librairie ImageMagick. Les tâches de type traitement d’image tendent par ailleurs à être optimisées pour le multithreading, ce qui explique pourquoi les processeurs à huit cœurs d’Intel et AMD mènent la danse. Cela étant dit, le Ryzen 7 2700X profite pleinement du multithreading pour dominer le 9700K, à tel point que le rapport de forces reste identique après overclocking.

Rendu, transcodage et compression

Rendu

Le Ryzen 7 2700X démontre ici l’intérêt de huit cœurs avec multithreading, les programmes de rendu tirant fortement parti du parallélisme. Les Ryzen finissent ainsi en tête sous Cinebench, LuxRender et Blender.

Si le Core i7-9700K ne parvient pas à rivaliser avec les processeurs d’AMD, il propose un léger gain de performances par rapport au 8700K à fréquence d’origine. Nous avons été surpris de voir ce même 8700K dominer le 9700K sous Corona et LuxRender après overclocking.

Les tâches mono-thread, qu’il s’agisse de rendu ou autre, constituent encore un domaine dans lequel les architectures d’Intel brillent.

Transcodage et compression

Lame constitue l’exemple parfait d’une tâche peu threadée et c’est donc sans surprise que l’on retrouve le Core i7-9700K overclocké en tête du classement.

Nos tests de compression et décompression s’appuient directement sur la mémoire système afin d’éliminer les biais pouvant être induits par le périphérique de stockage. Si le Ryzen 7 2700X est déjà compétitif en matière de compression, c’est surtout en décompression qu’il s’illustre.

Y-Cruncher est un programme mono- et multithread qui calcule Pi et constitue un excellent moyen d’évaluer les performances optimisées pour les instructions AVX. Comme évoqué plus tôt, nous avons paramétré un overclocking de 4,8 GHz sur l’ensemble des cœurs en cas d’utilisation de ces instructions. Le 9700K parvient à un meilleur résultat sans overclocking en monothread sur Y-Cruncher et cela n’a rien d’une anomalie : à fréquence d’origine, le plafond Turbo Boost sur un seul cœur est de 4,9 GHz.

Le 9700K surpasse le Ryzen 7 2700X sur le test HandBrake x265, lequel s’appuie largement sur le jeu d’instructions AVX. En parallèle, le 2700X est plus compétitif sur le benchmark X264. Notons que cette fois, le 9700K overclocké fait mieux qu’à fréquence d’origine malgré une limitation à 4,8 GHz sur l’ensemble des cœurs compte tenu des instructions utilisées. Là encore, ce résultat était attendu : sans overclocking, le 9700K plafonne à 4,6 GHz sur l’ensemble de ses cœurs.

Conclusion

Certes, les Core de neuvième génération n’apporte rien de révolutionnaire par rapport à la génération précédente, et le 8700K est encore dans la course dans les jeux. Mais les deux coeurs de plus et une plus grande facilité à les monter à 5 GHz peuvent jouer en leur faveur… A condition d’avoir un bon refroidissement. Les deux coeurs de plus des 9700K et 9900K seront aussi très utiles dans les applications fortement multithreadées.

Performances moyennes et performances/prix

Comme on peut le voir sur les graphiques ci-dessus, les processeurs Intel se placent clairement en première place face à AMD. Le seul problème, c’est que l’écart est trop faible pour justifier leur différence de prix. Toutefois, avec un gros overclocking, on constate que les 9600K à 5 GHz et 8600K à 4,9 GHz se démarquent souvent comme ayant le meilleur rapport performances-prix dans pas mal de situations. Le seul problème c’est qu’il faudra alors ajouter le prix d’un bon dissipateur, et celui de la carte mère sur chipset Z d’Intel, ce qui va augmenter nettement le prix de la plateforme entière… A vous de choisir !