Test : overclocking de tous les Ryzen 5 et 7 sous azote liquide

Introduction

Les processeurs Ryzen offrent un rapport prix/performance très intéressant, mais lorsque l’on regarde leur fréquence de fonctionnement, certains pourront être frustrés : difficile de dépasser les 4 GHz ! Heureusement, comme l’overclocking extrême n’a pas de secret pour nous, nous avons la solution. Et c’est parti pour une tournée générale d’azote liquide !

Nous vous proposons donc un petit voyage au cœur des températures cryogéniques pour voir comment se comportent tous nos petits Ryzen une fois à -196°C. Nous en profiteront pour en déduire un échelonnement (scaling) des fréquences en fonction de la température, des tensions, et du nombre de coeur. Sans oublier quelques manipulations extrême, comme le ponçage du processeur…

Si malgré tout vous avez des questions, n’hésitez pas à nous les poser en commentaire. Dans la suite du test nous parlerons souvent d’XOC, cela signifie eXtreme OverClocking ou overclocking extrême en français.

Configuration de test

Comme nous n’aimons pas choisir, et grâce à la générosité d’AMD, nous avons testé chacun des processeurs de la famille Ryzen. Nous avons donc sur le banc de test :

• 2 Ryzen 7 1800X
• 1 Ryzen 7 1700X
• 3 Ryzen 7 1700
• 1 Ryzen 5 1600X
• 1 Ryzen 5 1600
• 1 Ryzen 5 1500X
• 1 Ryzen 5 1400

Les processeurs utilisés pour ce test sont différents des modèles utilisés pour notre précédent article d’overclocking sous air et eau. Les résultats seront donc différents. Pour torturer ces CPU, nous nous sommes entourés de ce qui se fait de mieux.

La carte mère retenue pour notre test n’est autre que l’ASUS CROSSHAIR VI HERO. Elle est armée pour l’overclocking extrême et dispose de nombreux atouts. Il ne lui manque presque rien, sauf un double BIOS. Une absence d’autant plus dommageable que les nouveaux BIOS pullulent pour AMD.

La carte mère de la série ROG sera équipée de deux barrettes de G.SKILL FLARE X. Ces modules sont développés spécialement pour Ryzen. Elles sont aussi équipées de puces Samsung B-die particulièrement douées pour l’overclocking.

Sans oublier notre alimentation Cooler Master MasterWatt Maker 1200 pour encaisser la charge !

Préparation de la carte mère

Points de mesure

Commençons en douceur avec une petite modification de la carte mère. Des points de mesures sont disponibles sur son PCB. Malheureusement, ils ne sont pas pourvus de connecteurs. L’utilisateur doit alors tenir les touches du multimètre lors de la mesure. En temps normal, ça ne pose pas trop de problèmes pour des tests en air, mais pour l’overclocking extrême, les tensions doivent être surveillées plus régulièrement et nous n’avons pas toujours les mains libres. Nous ajoutons du coup de quoi brancher notre voltmètre plus facilement.

LN2 mode

Il y a des préparations plus faciles que d’autres. Ici nous avons simplement déplacé le cavalier du « ln2 mode » afin de l’activer. Une fois actif, la carte mère démarre automatiquement avec des tensions d’alimentation plus élevées. Cela permet d’apporter un meilleur support des conditions extrêmes que nous lui réservons. Certains profils cachés du BIOS vont également être déverrouillés.

Note : Il n’est pas conseillé de faire cette manipulation pour un usage à température ambiante : suite à l’activation du mode LN2 la PLL va passer de 1,8 V à 2,1 V. Si vous avez lu notre précédent article, nous avions mis en lumière que passer la PLL de 1,8 à 1,9 V entraînait une augmentation de la température du processeur de 8°C. Évitons donc le passage à 2,1 V !

Isolation

Sous azote liquide, pour éviter que la glace qui se forme sur le matériel ne fasse perler des gouttes d’eau sur les circuits électriques, il faut soigneusement protéger les composants. Il existe de nombreuses façons d’isoler le matériel, nous vous les avions présentés lors de notre test d’overclocking du 7700K.

Pour commencer, nous retirons le dissipateur des étages d’alimentation. Cette étape n’est pas obligatoire et dépend grandement des habitudes de l’overclockeur qui prépare le matériel. Pour notre part, considérant que le dissipateur n’est pas utile en XOC, nous préférons le retirer. Cela facilite la suite de l’isolation, et retire surtout une masse très importante de métal qui a tendance à catalyser la formation de condensation. Si il y a bien un endroit où il ne faut pas de condensation c’est au niveau des VRM !

Une fois la carte mise à nue, nous lui confectionnons un « bouclier » en tissu absorbant. Cette couche de protection doit être aussi ajustée que possible pour empêcher l’eau et la condensation d’atteindre le PCB. 

Les slots RAM qui ne sont pas utilisés sont remplis de tissu, et les espaces entre les slots, les condensateurs, les bobines… subissent le même traitement. Pour finir, une plaque de néoprène entoure le socket.  Cet ensemble constitue le dernier rempart de protection, mais il faut espérer que l’eau sera arrêtée bien avant.

Si elle est bien réalisée, cette ultime protection est suffisante et n’endommage pas le matériel. Elle peut donc être retirée facilement. Une fois le godet en place, nous utilisons un grand nombre de feuilles absorbantes. Le godet sera entouré de néoprène puis de tissu, et chaque partie exposée de la carte mère sera recouverte de plusieurs couches de tissu.

Préparation de la RAM

Lors des premières séances d’XOC nous n’avions pas préparé la mémoire et avions juste mis en place les modules avec leurs dissipateurs d’origine. Cette stratégie ne s’est pas révélée payante, puisque nous avons du arrêter nos tests à plusieurs reprises car le matériel ne voulait plus démarrer. Même si nous n’en avons pas la certitude, nous pensons que l’humidité au niveau de la barrette mémoire la plus proche du godet est responsable de ces plantages.

Après avoir séché le matériel, tout fonctionnait à nouveau. Ce phénomène s’étant reproduit à plusieurs reprises, nous avons alors décidé de retirer le dissipateur. Cette opération est toujours délicate, en effet certains dissipateurs sont tellement bien attachés aux puces mémoires que celles-ci s’arrachent de la barrette lorsque nous essayons de démonter le dissipateur. Pour faciliter l’opération, nous chauffons le dissipateur. Malgré cela il a fallu lourdement insister pour parvenir à nos fins !

Avant de masquer les puces, nous en profitons pour vérifier que nos barrettes sont bien équipées de puces mémoire de type B-die. Pour rappel ces puces sont fabriquées par Samsung et sont, sans conteste, les plus adaptées à l’overclocking.

Note : Le type d’IC est indiqué sur la puce, juste au dessus du trait rouge que nous avons ajouté, « 5WB ». En cas de puce E-die nous aurions eu un 5WE et 5WD pour les D-die. Pour les autres marques l’identification est différente.

Pour protéger notre barrette nous avons choisi de la recouvrir d’un morceau de ruban adhésif. Étant imperméable, l’eau ne devrait plus pouvoir venir jouer les trouble-fête. N’ayez crainte, l’absence de dissipateur ne sera pas un problème, même à 1,6 V, les puces resterons fraîches.

Les petits composants en bas de la barrette sont trop proches du slot pour être recouverts. De plus ils sont noyés dans les couches de tissu absorbant et sont donc moins exposés.

Même sans les dissipateurs qui attiraient la condensation, la RAM n’en reste pas moins très humide, comme on peut le voir sur la photo ci-dessous, prise en fin de séance. On y voit de belles gouttes d’eau sur la face la moins exposée de la barrette. Malgré tout, notre préparation semble porter ses fruits : plus aucune coupure du système !

Note : il aurait pu être plus simple de noyer la RAM dans du tissu absorbant afin de limiter la formation d’eau, mais les modules seraient alors devenus très froids, le froid se propageant dans le PCB de la carte mère. Comme les puces de type B-die n’aiment pas les températures négatives, elles auraient alors cessé de fonctionner à haute fréquence. Un mal pour un bien, tout n’est pas toujours simple en XOC.

1800X : premier test de scaling sous azote

Par chance, nous avons choisi du premier coup notre meilleur 1800X pour nos essais de scaling.

R7 1800X : fréquence en fonction de la température, à 1,5 V

Dans cette partie vous allez voir le comportement du processeur à différentes températures alors que la tension d’alimentation sera fixée à 1,5 V. Cette tension semble déjà très élevée pour un test à température ambiante, et nous ne souhaitions pas endommager le processeur pour un graphique. D’un autre côté, une fois à -196°C, une tension de 1,5 V, c’est peu… Nous avons donc retenu cette valeur comme le meilleur compromis entre risque à température ambiante et performance en XOC.

A température ambiante, c’est-à-dire 20°C, le processeur peut passer CineBench R15 à 4175 MHz. Une fréquence élevée pour Ryzen mais qui n’est pas à prendre à la légère. Évitez de faire de même chez vous, le silicium n’aime pas les grosses tensions d’alimentation « à chaud ».

Avec 20°C de moins, soit 0°C, la fréquence progresse de 100 MHz. Nous avons donc une amélioration d’environ 5 MHz/°C.

Nous continuons à faire descendre la température en versant d’avantage d’azote liquide dans le godet et arrivons à -50°C. Le gain en fréquence est maintenant de 250 MHz. Nous avons toujours la même progression de 5 MHz/°C.

La  barre des -100°C est maintenant atteinte et nous avons 200 MHz de mieux. La courbe s’aplatit indiquant que la progression ralentit légèrement (4 MHz/°C).

A nouveau 50°C de moins et seulement 175 MHz de mieux à -150°C. La progression est de 3,5 MHz/°C.

Dernière étape, le full pot. A -196°C, avec 46°C de moins la fréquence passe la barre des 5 GHz et se stabilise à 5025 MHz (2,7 MHz/°C).

Note : full pot signifie que le godet d’azote liquide est plein. Ce terme est employé pour indiquer que nous sommes à la température minimum permise par l’azote liquide à savoir -196°C. Pour aller plus bas, il faudra passer à l’helium liquide, -269 °C.

Au final, uniquement grâce à la réduction de la température, le processeur est capable de passer CineBench R15 à 850 MHz de plus. Lorsqu’on vous dit que les processeurs aiment le froid et que c’est la chaleur qui les endommage, en voici la preuve !

R7 1800X : fréquence en fonction de la tension d’alimentation, à -196°C

Dans cette partie vous allez voir le comportement du processeur à différentes tensions d’alimentation alors qu’il est refroidit à -196°C.  Seule la tension change, tous les autres paramètres restent identiques.

A 1,5 V nous retrouvons la fréquence que nous avions obtenue précédemment. Logique puisque tout est réglé de façon similaire. Profitons-en pour remarquer que ce processeur est très bon. En effet, certains modèles que nous allons voir plus tard n’atteindront pas cette fréquence, même avec plus de 1,8 V.

Avec 0,1 V de plus la fréquence progresse de 100 MHz. Un gain intéressant, mais pas exceptionnel. Pour rappel en air nous avions observé le même gain en passant de 1,3 à 1,4 V, alors que le passage de 1 à 1,1 V permettait une progression bien supérieure, de 250 MHz. Avant d’effectuer cet essai, nous aurions pensé que l’augmentation des tensions aurait un effet amplifié grâce à la température plus basse, mais ce n’est visiblement pas le cas.

Constat identique en augmentant le Vcore à 1,7 V (+100 MHz).

Au palier suivant, les choses se gâtent et l’évolution est plus lente avec +75 MHz pour 1,8 V. La fréquence est remarquable, 5300 MHz. Une tel fréquence n’est pas chose courante sur Ryzen.

Nous arrêterons notre courbe à 1,85 V car au-delà, la fréquence ne progresse plus et les valeurs commencent à devenir dangereuses pour notre cobaye.

Note : L’évolution que nous venons de vous présenter ne peut être généralisée, aussi bien pour les températures que pour les tensions d’alimentation. Certains modèles progresseront moins sous froid, d’autres ne voudrons pas plus de 1,75 V, ou continueront de monter en fréquence avec plus de 1,9 V. Ce processeur étant plutôt bon nous pouvons dire qu’il s’agit ici d’un scénario plutôt idéal, même s’il est toujours possible de trouver mieux.

Ponçage du CPU

Alors que nous réalisions nos tests, nous avons constaté que le processeur était au dessus de la moyenne. Nous avons alors essayé de décrocher les records sur processeur à 8 cœurs, Intel et AMD confondus. Le combat était acharné, nous étions pris entre deux feux. D’un côté, les très bons résultats obtenus par les overclockeurs pour la sortie de Ryzen; il n’est pas difficile d’imaginer qu’ils ont eu accès à une quantité importante de processeurs. Et de l’autre, les scores des i7-5960X qui, même si ils sont d’une génération plus ancienne, compensent leurs retards grâce à des fréquences dépassant les 6 GHz sous azote liquide.

Nous avons alors choisi de concentrer nos efforts sur deux benchmarks, Cinebench R15 et GPUPI. Dans les deux cas, nous avons réussi à obtenir la seconde place, devant les i7-5960X à quasiment 6200 MHz dans le cas de GPUPI.

Poncer pour gagner du MHz

A ce moment là notre fréquence la plus élevée sur GPUPI était de 5390 MHz alors que le leader, Der8auer, était à 5440 MHz. La première place, bien que proche, semblait hors de portée. N’ayant pas de meilleurs processeurs à disposition, nous avons donc décidé de poncer notre 1800X.

Lors de nos tests, nous avons constaté un gain de 2,7 MHz/°C à -196°C. Si le ponçage nous permet de gagner 15°C, ce qui n’est pas impossible au regard des tensions très élevées que nous utilisons, nous devrions atteindre 5430 MHz. En consacrant un peu de temps au benchmark, les 10 MHz manquant pourront être compensés.

Nous commençons alors notre travail, mais celui-ci va s’avérer plus long que prévu… Dès les premières minutes, les défauts de géométrie apparaissent. Un processeur plat devrait être « usé » sur toute la surface de façon homogène, hors nous attaquons uniquement les bords de l’IHS.

Deux possibilités : soit le processeur n’est effectivement pas plat, soit nous ponçons de travers. Pour lever le doute, nous avons utilisé une lame de cutter neuve et l’avons posé sur le processeur.  Plus de place aux doutes, la lame touche uniquement les bords et nous voyons clairement un filet de lumière au centre, preuve qu’un espace est présent.

Nous reprenons alors notre travail de ponçage. La toile émeri, que l’on pourrait comparer à du papier de verre destiné à poncer les pièces métalliques, est attachée sur une vitre pour garantir la planéité.  Nous commençons avec un grain grossier pour retirer rapidement, si l’on peut dire, la matière située sur les côtés.

Voici l’évolution après plus d’une heure. Le revêtement en nickel est retiré, laissant apparaître le cuivre sur les côtés. Au fur et à mesure que nous retirons le surplus, la zone de travail s’agrandit. Pour finir, la quasi-totalité de l’IHS laisse apparaître le cuivre. Deux petites taches subsistent, mais le défaut est alors suffisamment petit pour être ignoré.  Le processeur ne sera pas poli d’avantage, l’important est d’avoir une surface plane. Les rayure fines n’ont pas d’impact.

C’est alors que nous avons repris nos essais sous azote liquide, confiant dans notre travail et dans nos estimations.

Réglages du BIOS

De nouveaux BIOS permettant de modifier les timings RAM, jusque là « masqués », sont désormais disponibles. Trop tard. Ayant une seule puce BIOS sur la carte mère, et étant déjà très avancés dans nos tests lors de la sortie de ces BIOS, nous avons choisi de continuer sur la version 0083 pour garder un protocole de test fiable.

Si certains utilisateurs semblent trouver une amélioration avec le BIOS 1201, cella ne semble pas être le cas pour tout le monde. Comme toujours cela dépendra de votre couple IMC-Mémoire.

Les options ayant déjà été expliquées dans notre précédent dossier, nous ne reviendrons pas dessus. Voici toutefois un exemple de tension pour l’overclocking extrême.

• CPU Core Voltage : à 1,5 V sur notre exemple. Il peut être monté à 1,8 voir 1,9 V sans soucis lorsque le godet est à -196°C. Lors de nos premiers tests, nous commencions à 1,5 V dans le BIOS et montions plus haut depuis le système d’exploitation. Mais avec un peu d’expérience, nous avons déterminé qu’il était plus simple, et non dommageable, de démarrer directement à la valeur souhaitée.
• VDDSOC : Comme en air, évitez de dépasser 1,25 V. Vous pouvez par exemple mettre 1,2 V, chercher la fréquence maximum de votre RAM, et ensuite essayer de baisser à 1,18 ou 1,15 V pour trouver le minimum nécessaire.
• DRAM : Sur nos barrettes mémoire, 1,6 V était suffisant pour 3200 MHz en 12-12-12. Le plus important étant la qualité du contrôleur mémoire du processeur, mais là, à part changer de CPU, il n’y a pas de miracle !
• 1.8V PLL : Nous n’avons pas trouvé de gain à monter cette PLL. Le mode LN2 la règle à 2,1 V, mais vous pouvez sans problème rester à 1,8 V.
• 1.05V SB : 1,3 V semble ne pas poser de problème, toutefois nous n’avons pas constaté de gain par ce paramètre.

Le cas du LLC

Dans le sous-menu External Digi+ Power Control vous trouverez le Load-line Calibration. Nous avons essayé plusieurs modes proposés sur cette CROSSHAIR VI HERO et avons reporté les valeurs lues à l’aide de notre voltmètre.  La tension du processeur était réglée à 1,8 V dans le BIOS, et les valeurs suivantes sont données lorsque le processeur est en charge :

• LLC 2 : 1,78 V
• LLC 3 : 1,83 V
• LLC 4 : 1,85 V

Lors de notre test en air, nous avions été surpris de voir que même le plus petit niveau était déjà trop élevé. Une fois sous azote liquide, avec des tensions plus élevées, les niveaux 1 et 2 ne suffisent plus. Attention tout de même de ne pas tomber dans l’excès, les niveaux 4 et 5  étant trop violents. Nous conseillons donc le LLC 3 pour des tensions proches de 1,8 V.

AM4_PCRATIO : une fréquence pour chaque coeur !

Derrière ce nom se cache un petit utilitaire permettant d’overclocker un cœur, ou un CCX à une fréquence différente des autres. Si vous ne voyez pas l’intérêt de la chose, nous allons vous expliquer un peu plus en détail. Ce logiciel est disponible dans le pack logiciel overclocking d’Asus.

Lorsque l’on overclocke un processeur, tous les cœurs sont à la même fréquence, et cela est très bien pour les utilisateurs classiques. En revanche, lorsque l’on vise des records sur des benchmarks qui n’utilisent pas tous les cœurs, il arrive que nous soyons freinés par les cœurs les plus mauvais (qui montent moins haut en fréquence).

Prenons un exemple sur un processeur qui dispose de 4 cœurs. Nous voyons que certains d’entre eux sont capables de tenir 4 GHz alors que d’autres pourraient aller à 4,2 ou 4,4 GHz. Sans l’utilisation d’outils spéciaux, l’utilisateur fera planter son ordinateur dès qu’il demandera une fréquence de plus de 4 GHz puisque certains coeurs ne sont pas capables d’aller au delà de cette fréquence. Cette situation est assez frustrante, les meilleurs cœurs sont bridés par les plus mauvais.

Version CCX

La version CCX de l’utilitaire permet de changer la fréquence de tous les cœurs d’un CCX, alors que tous ceux de l’autre CCX seront automatiquement réglés sur une fréquence très basse.


Voici un exemple de trois processeurs, le A, le B et le C. La valeur en bleu indique toujours la fréquence maximum que sont capable de tenir les cœurs.

• A : Dans cet exemple, que vous désactiviez des cœurs depuis le bios ou depuis AM4_PCRATIO vous ne gagnerez pas grand-chose puisque tous les cœurs sont identiques.
• B : Ici le cœur 0 est le meilleur, vous pouvez choisir d’activer celui-ci uniquement depuis le BIOS, tous les autres seront alors coupés. De plus, avec moins de cœurs actifs, le processeur chauffera moins et vous pourrez sans doute overclocker encore d’avantage. Une autre méthode serait d’utiliser AM4_PCRATIO avec le focus sur le cœur 0. Le résultat serait sensiblement identique mais vous auriez d’autres cœurs actifs pour, par exemple, faire tourner Windows sur une partie à 2 GHz, et laisser le benchmark seul maitre du cœur le plus rapide.
• C : Ici, le cœur le plus rapide est le dernier, il n’est donc pas possible de ne conserver que celui-ci depuis le BIOS. Dans ce cas, AM4_PCRATIO est votre meilleure chance d’améliorer votre score.

Chaque processeur étant différent, difficile de quantifier le gain de cette manipulation. Dans le pire des cas, si vous avez passé du temps à essayer tous les cœurs un à un pour connaitre leurs limites, et que vous avez un processeur du type A, vous avez juste perdu 2 heures, dommage.  En revanche, si vous avez un processeur type B ou C, le gain peut être très grand, les écarts sont parfois de plusieurs centaines de MHz. Lorsque l’on sait qu’une compétition d’overclocking se gagne sur 10-20 MHz, ceci est loin d’être anecdotique.


Avec un peu d’expérience, trouver la limite de chaque cœur peut être rapide. Il suffit d’overclocker chaque cœur les uns après les autres, et de monter la fréquence jusqu’à ce qu’il plante. Comme nous devons exécuter le benchmark de nombreuses fois, nous conseillons de choisir un test rapide, 10 à 15 secondes par exemple.

Pour nos tests nous avons procédé comme suit.

• Nous commençons par chercher la limite du cœur 0, nous mettons donc “le focus” sur le cœur 0 grâce à AM4_PCRATIO et exécutons GPUPI. Tous les autres coeurs sont alors au ralenti. 
• Si le benchmark passe, nous notons la fréquence du cœur et augmentons sa fréquence. Nous répétons l’opération jusqu’à ce que le PC plante. A ce moment nous connaissons la fréquence maximum du cœur 0. Par exemple le test est passé à 4000 MHz, 4025 MHz, 4050 MHz mais a échoué à 4075 MHz. Nous retenons donc que le cœur 0 est “stable” à 4050 MHz.
• Nous redémarrons le PC et passons “le focus” sur le cœur 1. 4000 MHz ok, 4025 MHz plantage. Le coeur 1 est donc moins bon et ne sera pas utilisé.
• Il suffit de répéter l’opération afin de connaitre les cœurs forts et les faibles.

OC : Ryzen 7 1800X

Ayant plusieurs Ryzen 7 1800X, nous leur avons attribué des numéros. Notre processeur fraîchement poncé est le numéro 1.

R7 1800X n°1 : 5411 MHz

La température descend, les fréquences montent, mais l’optimisme est de courte durée, le processeur n’est pas stable à 5420 MHz, et tout juste à 5400. Avec un peu de travail, et en affinant les réglages, nous parviendrons à passer GPUPI à 5411 MHz, réduisant l’écart qui était de 3 secondes à seulement 0,9 seconde.

La machine étant lancée, nous en avons profité pour sortir un très beau 2430 points sur CineBench R15 à 5323 MHz. Là encore nous ne parviendrons pas à aller chercher la première place. Le processeur est bon, mais malgré nos efforts il en manque un peu.

Avant de passer aux autres modèles, nous pouvons constater que l’IMC du processeur est assez moyen. Une fois sous froid impossible de passer les 3000 MHz à la RAM. En air cela était pourtant plutôt facile. Ne pouvant pas monter la fréquence nous avons alors serré les timings en 11-11-11-26 et avons utilisé une ref_clock de 139 MHz pour booster un peu notre score.

R7 1800X n°2 : 5200 MHz, RAM à en DDR4-3310

Ce processeur est un peu moins bon que le n°1. Nous n’avons donc pas poussé les tests très longtemps, tout au plus deux heures sans compter le temps de montage, le temps de séchage… Nous avons réussi à passer CineBench à un peu plus de 5200 MHz. L’IMC de ce processeur est par contre très bon, il permet de passer SuperPi 32M avec une fréquence mémoire de 1655 MHz.
 

OC : Ryzen 7 1700X et 1700

R7 1700X : 5310 MHz

Sur le 1700X, la méthode d’overclocking ne change pas, mais les cœurs de notre modèle ne sont pas excellents. Ils ne sont pas mauvais pour autant mais rien de foudroyant.

Pour nous amuser, nous avons essayé de prendre les records sur ce modèle. Nous sommes parvenus à avoir la première place sur tous les benchmarks que nous avons lancés, sauf sur SuperPi 32M. Il faut dire que ce dernier demande beaucoup de travail afin d’être optimisé. Malheureusement nous n’avons pas le temps de passer des dizaines d’heures sur chaque test, vu le nombre de benchmarks et le nombre de processeurs qu’il nous restent à essayer.

Voilà donc un processeur moyen, mais facile à bencher, dans la lignée de nos deux 1800X.

A noter que les scores que nous avons obtenus sur Wprime 32M sont systématiquement très mauvais sur tous nos processeurs 8 cœurs. Nous ne connaissons pas l’origine du problème. De nombreux utilisateurs obtiennent, comme nous, des temps de 4 à 5 secondes alors que d’autres sont à moins de 3 secondes et frôlent mêmes les 2 secondes. Si des écarts ne sont pas anormaux d’un système à un autre, ceux-ci sont généralement de quelques pourcents, mais ne devrait pas être de 100%.

Un mystère de plus à résoudre. Comme piste de recherche, nous avons constaté que l’initialisation des threads était très lente, et que chaque cœur passait après le précédent alors qu’ils devraient, en tout logique, tous se lancer en même temps. Un problème de scheduler, de pilote manquant ? Mystère.

R7 1700 : 5150 MHz et de gros bugs

Alors que nous testions le Ryzen 7 1700 n°1, notre ami Niuulh testait le n°3 que je lui avais prêté pour une compétition. Si vous connaissez l’expression « cadeau empoisonné », elle prend ici tout son sens.

Alors que les tests débutaient en air, nous nous sommes très vite heurtés à un problème. Dès les premières minutes d’overclocking le processeur était bloqué à 1550 MHz. Étrange lorsque l’on sait que la fréquence sans overclocking est plus haute que cela.

Pourtant, dans le BIOS les réglages ne sont pas différents de nos essais sur 1800X et 1700X. Les valeurs indiquées dans le logiciel d’ASUS sont conformes à ce que nous avons mis dans le BIOS, mais le processeur reste figé à 1550 MHz.

Après un passage sur une carte mère MSI X370 XPOWER GAMING TITANIUM le constat est le même. Nous avons donc deux processeurs, à 600 km l’un de l’autre, frappé par les mêmes symptômes. Les carte mère ne semblent pas responsables, les systèmes d’exploitation sont différents, les overclockeurs sont différents. Pas de doute, le problème vient donc du processeur.

Après plusieurs heures passées à tenter de solutionner le problème en jouant avec tous les paramètres du BIOS, les seules solutions étaient de ne pas modifier la tension d’alimentation dans le BIOS, d’utiliser le mode OFFSET ou de monter la ref_clock.  Quoiqu’il en soit cela n’était pas « normal », et cela ne faisait que commencer.

Une fois sous froid, le problème s’aggrave, dès que la température est inférieure à -20°C, le processeur se bloque à 1550 MHz et nous ne trouverons AUCUNE solution.

Nos deux processeurs étant touchés de façon identique, nous venons donc à la conclusion que les Ryzen 7 1700 ne peuvent être utilisés sous froid… Nous sommes donc condamnés à démarrer l’ordinateur à -20°C et à baisser la température à -196°C une fois sous OS. Dès que le système plante, soit toutes les 4 à 5 minutes, il nous faut alors remonter le godet à -20°C pour redémarrer. Une consommation de temps, d’azote et de gaz tout simplement énorme, et notre plaisir disparaît complètement !

Voyant que des amis roumain et indonésien étaient parvenus à utiliser un 1700 sous froid, je leur pose donc la question, « mais comment avez-vous fait ? » La réponse ne s’est pas fait attendre, ils n’avaient RIEN fait.

Nous décidons donc de tester le dernier 1700, et là surprise, aucun bug, ni en air, ni sous azote liquide. Notre hypothèse venait de tomber à l’eau. En comparant les batchs des processeurs, nous nous apercevons que les deux processeurs à problèmes ont la même date de fabrication alors que l’autre est plus vieux. Un bug à la fabrication ? Pour l’instant nous n’avons pas la réponse.

Au niveau des fréquences maximum, nos trois exemplaires ont réussi à passer CineBench R15 entre 5050 et 5150 MHz.

OC : Ryzen 5 1600X et 1600

Pour rappel, nous disposons de deux processeurs dotés de 6 cœurs et de deux autres avec 4 cœurs. Qui sera le plus à l’aise en OC ? Les paris sont ouverts !

R5 1600X : 5250 MHz

Lors de nos tests en air, le 1600X ne nous avaient pas facilité la tâche, des bugs bridant la fréquence étant survenus. Une fois sous froid, nous nous attendions donc à plusieurs problèmes. Mais finalement, si ce processeur n’a pas de dysfonctionnement sous froid, il n’en est pas moins très pénible à démarrer.

La seule chose dont nous sommes à peu près sûrs, c’est que nous ne pouvons pas prévoir ce qui va se passer. Le comportement de ces processeurs est beaucoup trop changeant d’un processeur à l’autre, même à modèle identique.

En 2 heures sous azote liquide nous ne sommes parvenus que deux fois à atteindre le système d’exploitation. Deux fois en deux heures, un bien maigre rendement qui explique l’absence de score. Nous nous sommes donc accrochés, avons lutté pour lancer les tests jusqu’à trouver la limite de notre processeur et aussitôt fait, nous avons coupé la configuration et poussé un « ouf » de soulagement !

Avec 1,7 V nous atteignons déjà 5,1 GHz, et même 5250 MHz une fois à 1,85 V. Les cœurs sont donc plutôt bons, loin de l’alien de Der8auer qui dépasse les 5,4 GHz, mais assez bons pour être la deuxième plus haute fréquence sur R5. Pour des raisons évidentes, notre santé mentale étant en jeu, nous n’avons pas cherché à taquiner l’IMC du processeur.

En fin de session, lors du démontage du godet, le processeur est resté attaché à celui-ci. Ce n’est pas la première fois que cela arrivait, le socket ne semble pas retenir le processeur assez solidement ou la pâte thermique fait trop “ventouse”. Heureusement, rien n’a été endommagé, mais cela reste dangereux pour les broches.

R5 1600 : 5075 MHz

Contrairement au CPU 6 cœurs que nous avons testé avant lui, le 1600 n’a pas de bug. Que ce soit en air ou sous LN2 le comportement est normal. Ce processeur aime les grosses tensions d’alimentations et progresse jusqu’à 1,92 V, cela étant dis, il n’est pas très bon et plafonne à 5075 MHz. Côté IMC rien de transcendant, nous sommes parvenus à un timide 3000 MHz c12 en bout de course, mais comptez plutôt 2800 pour les benchmarks sollicitant la RAM.

Cela ne veut bien sûr pas dire que tout les 1600 seront ainsi, mais nous pensions qu’avec moins de cœurs la fréquence maximale serait peut être plus élevée, moins de cœurs signifie TDP plus faible à fréquence équivalente, mais cela ne semble pas se vérifier pour le moment.

OC : Ryzen 5 1500X et 1400

R5 1500X : 5030 MHz

Nous ne ferons pas durer le suspens plus longtemps, plus les CPU défilent et plus les fréquences baissent. Les choses avaient pourtant bien commencé avec un 1800X qui dépassait les 5,3 GHz. Sur ce 1500X la barre des 5 GHz est tout juste franchie et CineBench passe à 5030 MHz pour 1,85 V.

Aucun score sous azote n’ayant été soumis sur HWBOT, nous en avons profité pour remplir un peu le classement avec 13 premières places. Pour être honnête, il n’y a pas de gloire à prendre un record lorsque les personnes sont sous watercooling, mais cela donnera un peu de challenge pour les prochains overclockeurs !

R5 1400 : 5000 MHz

Et nous voici arrivés au dernier de nos dix processeurs. Celui-ci sera le plus mauvais. Et en plus, il n’aime pas les hautes tensions et s’arrête de progresser dès 1,8 V. Dans ces conditions les 5000 MHz ont été la limite pour CineBench R15. Une déception de plus sur les petits Ryzen, mais c’est totalement logique connaissant la manière donc ces processeurs sont sélectionnés en sortie d’usine par AMD : les meilleurs seront des 1800X, avec tous les coeurs activés et de plus hautes fréquences.

Petit réconfort, l’IMC n’est pas mauvais et passer 3100 MHz en cas12 est plutôt simple. Le processeur n’a pas de bug, il accepte les -196°C sans sourciller. Le test aurait donc pu être très sympa… avec 300 MHz de plus !

Comme pour le 1500X, nous avons profité de l’absence de score sous azote pour placer les nôtres. Ceci aurait également pu être fait sur les autres modèles, mais le temps nous aura manqué.

Overclocking : Air contre azote

Avant de nous quitter, nous vous proposons une dernière analyse, nous avons cherché à voir si il y avait une corrélation forte entre la fréquence maximum d’un processeur sous azote liquide et ce dont il est capable en air. L’intérêt est très grand : de quoi gagner un temps précieux et une quantité d’azote énorme. Il suffirait alors de présélectionner les meilleurs processeurs en air et de ne tester que les meilleurs sous azote.

Nous avons donc repris nos dix Ryzen et regardé la fréquence maximale de ceux-ci avec 1,35 V. Le tableau ci-dessous nous permettra de confronter les résultats en ambiant et ceux sous azote liquide.

• En haut de tableau, les 1800X dominent aussi bien en air que sous azote liquide. Il semblerait qu’un processeur capable de passer CineBench R15 à 4 GHz en air ouvre les portes du 5,2 GHz+ une fois sous froid. La différence entre le n°1 et le n°2 est toutefois beaucoup plus marquée sous azote liquide qu’à température ambiante.
• Le 1700X tend à renforcer notre constatation, il échoue de peu devant la barre des 4 GHz et également devant celle des 5,2 GHz.
• Avec les 1700 la constatation est la même, le meilleur en air et également le meilleur sous froid, mais un élément important fait son apparition, la facilité d’utilisation. En gras sont notés les processeurs qui nous ont donné du fil à retordre. Chose assez intéressante, les processeurs pénibles sous froid étaient également pénibles en air. 
• En regardant maintenant les Ryzen 5, nous pourrions dire qu’un processeur stable à 3,9 GHz sera capable de bencher à environ 5,1 GHz. Ces chiffres ne sont évidemment pas toujours exact, mais cela donne une tendance. Tendance qui semble se vérifier à l’exception du R5 1400 qui devrait atteindre une fréquence plus élevée sous froid, et cela aurait été le cas s’il n’avait pas cessé de progresser avant 1,8 V.

Conclusion

Si, dans la vie, tout n’est pas blanc ou noir, on pourrait dire que ces Ryzen eux le sont, du moins pour l’overlcocking extrême. D’un côté, vous avez des processeurs qui acceptent les températures cryogéniques et les tensions très élevées sans sourciller, qui peuvent redémarrer à -196°C sans même que vous vous en rendiez compte… en d’autres mots, le rêve de tout overclockeur extrême.

Mais certains Ryzen sont très pénibles, pour ne pas dire cauchemardesques. Devoir passer de -196°C à -20°C à chaque redémarrage n’est pas une partie de plaisir, et la consommation d’azote, de gaz, ainsi que la formation de glace qui découle des variations de températures risque de ne pas vous amuser.

Sélection méthodique d’AMD

Pour les personnes ayant un budget conséquent, ou ayant l’habitude de trier les processeurs, cela ne sera pas bien gênant : les puces les plus pénibles seront écartées. Pour les utilisateurs débutants ou ayant un seul processeur, cela pourra s’avérer problématique.

Assez étrangement, alors que nous nous attendions à ce que les processeurs avec moins de cœurs s’overclockent mieux, c’est tout le contraire qui s’est produit. Avec seulement 10 processeurs, difficile de faire des statistiques fiables, mais d’après nos tests, les Ryzen 5 n’ont pas réussi à égaler la fréquence de nos Ryzen 7. Cela vient très certainement de la méthode de sélection d’AMD : les puces les moins bonnes ont leurs coeurs désactivés et leurs fréquences réduites. Les meilleures puces deviennent des 1800X, avec plus de marge en OC et XOC.

Toujours d’après les mêmes tests, les deux meilleurs processeurs sous azote liquide sont donc les deux 1800X. Lors de notre test en air, un Ryzen 7 1700 était parvenu à faire jeu égal avec le 1800X. Sous froid, et avec des processeurs différents, cela n’a pas été le cas.

Des processeurs ultra-solides

Pour finir sur un point positif, il nous parait important de souligner que malgré les dizaines d’heures de test sous azote liquide, avec des tensions élevées, des températures cryogéniques, des montages/démontages en série, de l’eau sur la configuration… aucun matériel n’a été endommagé. Ryzen semble donc très solide et, pour peu que nous tombions sur le bon processeur, Ryzen est très plaisant à overclocker !