Intel Met le Jour Au Penryn.

1. Introduction
Il existe deux attitudes que vous pouvez adopter lorsque vous dominez techniquement un marché caractérisé par un duopole. La première consiste à gérer son avance et en profiter pour augmenter ses marges et redorer son blason. C’est celle qu’a adopté AMD du temps de l’Athlon 64 et du Pentium 4 Prescott/Pentium D, et qui s’explique sans doute du fait que le fondeur reste un petit poucet face à Intel, ne disposant par des moyens de production, de la taille et du marketing nécessaire pour changer cette situation. Blessé dans son orgueil, le géant de Santa Clara avait cependant juré de rendre la monnaie de sa pièce à son rival, ce qu’il fit en juillet 2006 avec les Core 2 Duo. Affichant de très bonnes performances pour une dissipation largement en baisse, le constructeur repris alors le flambeau des performances, et un peu plus tardivement celui du rapport performances/prix, y compris en entrée de gamme avec le lancement du fameux Core 2 E4300 et une baisse de prix qui finit par arriver.
Aujourd’hui, l’hégémonie d’Intel est complète, notamment avec la démocratisation des quad-cores, ces derniers étant disponibles pour 230 €. AMD de son côté n’est toujours pas capable de proposer un processeur à 4 cœurs, et ce 1 an après Intel. L’explication vient d’une part du retard qu’accuse le fondeur du côté de la finesse de gravure (ce paramètre restant plus que jamais le plus important), ne parvenant toujours pas à produire l’ensemble de ses processeurs en 65 nm alors qu’Intel s’apprête à inonder le marché avec son 45 nm. D’autre part, les difficultés de la montée en fréquence de sa nouvelle architecture K10 l’a pour l’instant contraint à la réserver au marché des serveurs, et cela fait bientôt un an et demi qu’il doit faire illusion en tirant sur la ficelle Athlon X2. Intel a restauré son image, ses parts de marché et son bénéfice qui dépasse à lui seul le chiffre d’affaire d’AMD. Malgré cela, le constructeur a tenu a faire en sorte de vendre dans quelques jours son dernier processeur, le Penryn, avant même que nous ayons pu mettre la main sur un Phenom. Un pilonnage bien réel ?

2. Le Penryn : 45 nm et intérêts
Fidèle à sa nouvelle stratégie, le Penryn ne correspond pas au lancement d’une toute nouvelle architecture (à l’inverse du Core 2 Duo), mais en une légère amélioration de celle-ci, ayant comme caractéristique principale d’amener le saut en finesse de gravure.
Le Penryn introduit donc le 45 nm chez Intel, qui constitue une évolution majeure et a pour rappel nécessité une évolution importante du transistor, le but étant toujours de le rendre plus rapide et de diminuer au mieux les vilains courants de fuite. Le 45 nm a ainsi nécessité la recherche d’un nouvel isolant entre la grille et le reste du transistor, afin de limiter les fuites de celle-ci vers le signal source-drain. Devenu trop fin et donc pas assez isolant, le dioxyde de silicium précédemment utilisé se voit remplacé par un diélectrique dit high-k (à forte constante diélectrique, c’est-à-dire laissant passer le champ électrique) à base d’Hafnium, permettant une meilleure isolation. En outre, l’électrode de grille évolue, passant du polysilicium à un métal (non précisé), permettant l’obtention d’un champ plus élevé.
Fidèle à sa nouvelle stratégie, le Penryn ne correspond pas au lancement d’une toute nouvelle architecture (à l’inverse du Core 2 Duo), mais en une légère amélioration de celle-ci, ayant comme caractéristique principale d’amener le saut en finesse de gravure.

Le modèle 'Tick-Tock' d’Intel, le Penryn représentant un Tick
Le Penryn introduit donc le 45 nm chez Intel, qui constitue une évolution majeure et a pour rappel nécessité une évolution importante du transistor, le but étant toujours de le rendre plus rapide et de diminuer au mieux les vilains courants de fuite. Le 45 nm a ainsi nécessité la recherche d’un nouvel isolant entre la grille et le reste du transistor, afin de limiter les fuites de celle-ci vers le signal source-drain. Devenu trop fin et donc pas assez isolant, le dioxyde de silicium précédemment utilisé se voit remplacé par un diélectrique dit high-k (à forte constante diélectrique, c’est-à-dire laissant passer le champ électrique) à base d’Hafnium, permettant une meilleure isolation. En outre, l’électrode de grille évolue, passant du polysilicium à un métal (non précisé), permettant l’obtention d’un champ plus élevé.

Les deux innovations introduites par le 45 nm : di-électrique high-k et grille métallique Les gains obtenus grâce à ces innovations


Au final, ces deux innovations permettent au choix de diviser les courants de fuite par 5 (au niveau source-drain) et 10 (au niveau de la grille), ou d’augmenter le courant dynamique de 20 % sans augmenter les courants de fuite (par rapport au 65 nm), ce qui conduit Intel à annoncer un transistor 20 % plus rapide. Elles sont par ailleurs décrites par Gordon Moore lui-même comme la plus importante évolution des transistors depuis 50 ans ! Le 45 nm est en production depuis plusieurs mois dans deux usines, D1D (Oregon) et FAB32 (Arizona).

Cette "simple" évolution dans la finesse de gravure permet au Penryn de moins consommer, de pouvoir être cadencé plus rapidement à dissipation équivalente, de diminuer son coût de production tout en augmentant la taille de la mémoire cache. Ce qui est le cas, avec une mémoire cache L2 qui passe de 2 x 4 Mo à 2 x 6 Mo. Le Penryn en version quad-core reste en effet un assemblage de deux dies, les communications entre chaque die devant toujours passer par le FSB ce qui est problématique en théorie mais négligeable en pratique avec les applications PC actuelles (mêmes découpées en multiples threads). L’associativité de ce cache est cependant logiquement modifiée, puisqu’elle passe de 16 voies à 24 voies. Ce qui signifie grosso modo que la mémoire est divisée en 24 zones équivalentes (de 512 Ko donc, cela ne change pas). Ce nombre de zone est relativement faible vu la taille colossale de ce cache L2 (le K10 dispose d’une associativité à 16 voies, mais avec un cache L2 de 2 Mo !), qui reste donc optimisé de manière à pouvoir contenir beaucoup de données continues, mais relativement peu de parties de la mémoire centrale.

3. Un cache plus gros et aussi rapide ?
Le cache L2 est donc plus gros, mais est-il toujours aussi rapide ? Vu le passif d’Intel (on pense notamment aux Pentium 4 600 qui voyaient leur cache L2 passer de 1 Mo à 2 Mo par rapport aux Pentium 4 500, mais avec une débit 9 % plus faible), il fallait le vérifier. Pour ce faire, observons la bande passante mesurée en utilisant de 1 Ko à 8 Mo de données :

Dans les deux cas, on observe trois paliers : le débit maximum est obtenu lorsque les données sont suffisamment petites pour être contenues dans le cache L1 (jusqu’à 32 Ko par die), avant de baisser lors du passage au cache L2 (4 Mo pour le Conroe, 6 Mo pour le Penryn donc), avant de rebaisser lorsqu’il est nécessaire d’aller chercher les données en RAM.
Bien que la lecture en cache L2 soit très légèrement plus rapide avec le Penryn, la différence est insignifiante. En revanche, on remarque que l’écriture est plus chaotique, avec au-delà de 1 Mo une nette baisse, que l’on retrouve d’ailleurs au niveau de la copie (mais à 512 Ko donc). Un phénomène beaucoup moins marqué avec le Conroe, mais au final la différence reste négligeable, ce que confirme les débits mesurés par ScienceMark.
A partir de 64 octets de données, le cache L2 du Penryn serait d’un cycle plus lent que celui du Conroe, soit jusqu’à 9 % plus lent. Pourtant, cet écart ne semble pas significatif en pratique.
A noter enfin que les prefetchers permettant de masquer la latence d’accès à la RAM semblent avoir été améliorés : nous avons mesuré un gain de 2,7 % en bande passante mémoire avec de la DDR3-800 MHz !

4. Le Penryn : une nouvelle architecture ?
Jusque là, le Penryn pourrait donc être qualifié de simple die-shrink. Ce n’est toutefois pas le cas puisque 3 évolutions font leur apparition.

SSE amélioré

Un nouveau jeu de 47 instructions fait son apparition, le SSE4, renommé SSE4.1 afin d’éviter la confusion avec les prochains jeux d’instructions AMD. Contrairement à ce que certains ont crus, les 16 nouvelles instructions introduites par le Core 2 Duo ne constituaient en effet pas une partie du SSE4, mais le SSSE3 (Digital Media Boost). Comme toujours, ces instructions ne montreront leur efficacité que dans les mois qui suivent et dans les applications multimédia optimisées pour ce jeu d’instruction, dont la base installée restera faible pour un moment. DivX 6.6.1 et TMPGenc sont en train de le supporter, et Sony Vegas, Mainconcept H.264 Encoder et Pinnacle Studio Plus devraient être optimisés pour ce jeu dès début 2008.

Autre amélioration, les instructions combinant les données entre des registres (shuffle) sont accélérées. On parle du passage d’une temps d’exécution de 2 cycles (Contact alignement, qword shifts, unpack integer notamment) voir 3-4 cycles pour certaines (Shuffle byte, insert, pack) à 1 cycle, pour un doublement des performances en moyenne. Les applications tirant parti des SSE précédents devraient donc être un peu plus rapides à fréquence égale sur le Penryn que sur l’actuel Conroe (Core 2), mais nous n’avons pas réussit à isoler avec certitude ce gain du suivant.

Divisions et virtualisation

Face au retournement de situation dont va faire preuve AMD avec le K10 sur les divisions (la latence devient variable en fonction de la taille des opérandes), Intel a également fait évoluer ses unités de calcul dédiées à la division : on passe du Radix-2,4 au Radix-16, ce qui signifie un doublement du nombre de bits traités par cycle, soit un doublement des performances en division. Ne cherchez pas plus loin le gain que nous allons observer dans les jeux…

Vu les performances avancées par Intel, on constate cependant que le calcul de la racine carrée (square root) a également fait l’objet d’optimisations, inconnues mais visiblement efficaces puisque l’opération est 3 fois rapide à fréquence égale.

Par ailleurs des améliorations non précisées ont été apportées à la gestion matérielle de la virtualisation : la transition entre les différentes machines virtuelles est accélérée de 25 % à 75 % en moyenne (sans nécessiter de prise en charge logicielle spéciale).

Mise en veille et overclocking automatique

Les avancées dans la quête de la plus faible consommation au repos devrait constituer une force du choix d’Intel de décliner une même architecture commune pour les 3 marchés (serveur, PC, portables). Ce n’est malheureusement pas le cas : nous avons pu vérifier que les Penryn en version desktop ne supporteront aucune des 2 fonctionnalités suivantes, malgré le flou laissé par Intel. Dommage vu la pression de plus en plus forte sur la baisse de la consommation au repos des PC classiques.

5. Le QX9650 : très haut de gamme
Singularité de ce lancement, le Penryn qui sera officiellement lancé le 12 novembre ne sera que la version Extreme Edition, qui comme son nom l’indique aura un prix traditionnellement indécent. Pour tout le reste de la gamme, soit le vrai lancement de cette architecture, il faudra attendre janvier 2008. Qu’à cela ne tienne le QX9650 que nous avons pu nous procurer reste intéressant à analyser, notamment afin de déterminer la compétitivité des prochains Phenom dès leur lancement, et accessoirement afin de mesurer le gain de performance par rapport aux précédents Core 2 Quad. Une analyse facilitée par le fait qu’Intel a fait preuve de la plus grande réserve côté fréquence : le QX9650 reprend celle des actuels QX6850 et E6850, soit 3 GHz. Rappelons qu’il y a 3 ans, nous testions le Pentium 570, cadencé à 3.8 GHz.
Evidemment, l’architecture, les performances et la consommation n’avaient pas grand-chose à voir. Mais il reste regrettable de voir à quel point la course au cores et au rapport performances/watts a provoqué un recul des fréquences, qui non seulement sont plus faibles qu’il y a 3 ans donc, mais en plus ne sont quasiment plus augmentées d’une architecture à l’autre. Mais nous sommes mauvaises langues : Intel a d’ores et déjà prévu un nouveau Penryn Extreme Edition pour le premier trimestre 2008, encore bien plus chère que l’actuel, mais doté d’une fréquence orgasmique de… 3.2 GHz !

6. Le test
Le Penryn reste similaire aux Core 2 de l’extérieur Le Penryn vu par CPU-Z


Pour ce test, une légère distinction a du être effectuée. Toutes les performances du duel QX9650 VS QX6850 (page suivante) ont été obtenues sur la même plateforme, à savoir la carte mère Asus P5K3 Deluxe accompagnée de 2 barrettes de DDR3 cadencées à 800 MHz, avec des réglages identiques. En dépit de ce fait, les performances obtenues avec cette plateforme sont très légèrement inférieures (entre -1,5 % et +0,5 %) à celles obtenues précédemment avec le QX6850, qui avait été testé sur la Gigabyte GA-P35C-DS3R avec de la DDR2, du fait de latences plus élevées (cette carte mère n’étant malheureusement plus disponible pour ce test). Ne disposant plus de l’ensemble des processeurs testés dans les pages d’après par ailleurs, cela signifie donc que le QX9650 y sera très légèrement désavantagé comparé au QX6850.

Asus P5K3 Deluxe (Core 2 QX9650)
Gigabyte GA-P35C-DS3R (Core 2 FSB 1333)
Intel D975XBX (Core 2, Pentium)
MSI K9N SLI Platinum (Athlon 64 X2)
AOpen i975Xa-YDG (Merom)
Kingston 2 x 512 Mo configurés en DDR-3 800 6-6-6-15-21 (QX9650 uniquement)
Crucial 2 x 512 Mo configurés en DDR-2 800 4-4-4-12-20
GeForce 7800 GTX (ForceWare 84.43)
WD Raptor 74 Go
Tagan U15 Easycon 530 W
Windows XP Pro
7. Penryn QX9650 VS Conroe QX6850
Avant de situer ce nouveau processeur Extreme Edition parmi la plupart des processeurs actuellement ou précédemment disponibles, nous avons bien sûr voulu le confronter directement et de manière plus exhaustive à son concurrent direct, le Core 2 Extreme QX6850 (sur une plateforme et avec des réglages identiques). Plus que l’écart de performance entre l’ancien et le nouveau Extreme Edition, leur fréquence identique va en effet nous permettre de déterminer quels gains attendre du reste de la gamme Penryn qui sera lancé en janvier, par rapport aux Core 2 6x50 (FSB1333) actuels.

En pratique, le gain est donc variable. A notre surprise, DivX Encoder 6.7, pourtant sensé tirer partie du SSE4 et donc montrer un gros gain, a été à peine plus rapide pour comprimer notre vidéo avec le Penryn. Les plus gros gains sont pourtant à l’actif d’applications de compression multimédia, à ceci près que ni LA Win ni Mainconcept H.264 ne tirent actuellement profit du nouveau jeu d’instruction. Les divisions deux fois plus rapides et le SSE Shuffle expliquent donc à eux seuls ces gains significatifs. Déception en revanche sous Winrar qui ne montre pas de gain particulièrement significatif, malgré l’augmentation de 50 % du cache L2. Sous les jeux (testés avec les détails maximum), les résultats sont eux aussi très variables, avec un gain nul sur FEAR mais significatif avec Oblivion.

Au final, le gain moyen sur toutes ces applications atteint donc 4,4 %.

8. 3DSMax
Voyons maintenant les performances du QX9650 face au reste du monde.



9. Winrar

Les 12 Mo de cache permettent au Penryn de franchir un nouveau palier sous Winrar, avec encore 5 % de temps de compression gagné. Et dire qu’Intel ne dispose pas encore de contrôleur mémoire intégré dans ses processeurs… jusqu’où ira le Nehalem sur ce graphe ?

10. Conclusion
Légère amélioration des précédents Core 2 "Conroe", le Penryn permet avant tout à Intel d’introduire sa finesse de gravure de 45 nm, qui introduit des innovations majeures sur le transistor. A côté de cela, cette nouvelle architecture est caractérisée par le passage de 2 x 4 Mo à 2 x 6 Mo de cache L2, l’introduction des 47 instructions constituant le SSE4, l’amélioration du SSE Shuffle, le doublement des performances en division, l’amélioration des performances en virtualisation et enfin un accès un peu plus rapide à la RAM.

Au final, le gain moyen atteint 4,4 %, à fréquence égale. Ce qui reste une déception au vu du coût en transistors engendré par cette nouvelle architecture (+41 % pour rappel !). Le rendement performances/transistors est donc largement en baisse, du fait d’une augmentation significative d’un cache L2 déjà très important, et qui n’apporte pas grand-chose. Bien sûr, cela s’explique clairement par le fait qu’Intel n’ayant pas voulu modifier en profondeur son architecture d’une part, et son quota de transistors ayant beaucoup augmenté du fait du passage au 45 nm d’autre part, l’augmentation du cache restait le seul facteur sur lequel jouer. Un facteur intéressant d’un point de vue marketing, mais pas vraiment en pratique donc, et nous aurions en fait préféré qu’Intel se passe de cette augmentation mais en profite pour baisser significativement le coût de ses processeurs, du même ordre que la réduction du coût de fabrication qui en a découlé. Car au tarif habituel des Extreme Edition, le QX9650 n’est pas plus recommandable que ses prédécesseurs : autant économiser 50 % de la note en optant pour un système bi-processeur basé sur deux E6850, un processeur dual-core lui aussi cadencé à 3 GHz, mais vendu a un prix bien plus attractif de 245 €.

Autre soucis : la fréquence de ce processeur qui ne fait qu’égaler celle du précédent QX6850, alors que de toute évidence Intel disposait de la marge nécessaire pour lancer ce Penryn QX9650 à 3.33 GHz voir 3.66 GHz, y compris au niveau de la consommation avec son TDP surestimé. La baisse est en effet très intéressante avec 57 W gagnés sur la consommation totale de la configuration, et un nouveau palier franchi dans la quête des performances/watt.

Reste maintenant à attendre janvier pour le vrai lancement de la gamme Penryn, afin de voir si les modèles proposés disposeront d’un rapport performances/prix significativement plus intéressant que les modèles actuels (ce qui n’est pas le cas du QX9650), et que les Phenom. Tout ceci est bien sûr la faute à AMD qui est largement dépassé du côté des performances et de la course aux cores. Une situation qui pourrait maintenant très rapidement évoluer.


Intel Core 2 Extreme QX9650
En lui-même, le QX9650 est finalement assez peu intéressant face au QX6850 : seule la baisse de consommation et l’augmentation de la marge d’overclocking sont significatifs. Les performances sont en effet à peine à la hausse, du fait d’une fréquence inchangée et de gains somme toute modérés. On attend mieux d’un Extreme Edition…

Les PLus:
Processeur le plus performant actuellement
Consommation en large baisse
Marge d’overclocking
Compatibilité avec les chipsets actuels

Les Moins:
Gain faible par rapport au QX6850
Tarif d’un Extreme Edition
Pourquoi ne pas supporter l’IDA et le Deep Power Down ?

C'est super..mais en résumé sa serais beaucoup mieu^^

Je l'ai mis xD je te jure j'ai mit le principale mais bon il en a tellement a dire sur se nouveau joujou ^^

Pourrai tu mettre la sources
Car je ne veux pas de probleme de copyright