Let’s get small : Test des nouveaux processeurs Ivy Bridge

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En ce début de semaine, Intel a mis fin à l’embargo sur les informations concernant ses processeurs de dernière génération. Les nouveaux Ivy Bridge constituent une évolution des Sandy Bridge lancés début 2011. Ils utilisent des transistors 3D de 22 nm en remplacement des transistors classiques en 32 nm utilisés jusqu’à présent. Intel ne s’est cependant pas contenté de graver la cuvée 2012 de processeurs Core plus finanement…

Transistors 3D en 22 nm

Les processeurs Intel des familles Ivy Bridge utilisent d’inédits transistors 3D en 22 nm. Jusqu’à présent, les transistors des processeurs étaient plats. La porte qui fermait le passage entre la source et le drain destinée à autoriser ou non le passage du courant n’avait qu’une seule dimension, et la porte ne « fermait jamais assez bien » pour empêcher tout passage du courant. Le « leak », c’est-à-dire les fuites, engendraient toujours une consommation inutile… Dans un transistor 3D, ce n’est plus le cas. La porte a à présent une hauteur qui permet de bien mieux couper le passage du courant entre la source et le drain quand elle est en fermée. Les fuites sont réduites ainsi que la consommation. Les nouveaux transistors sont également plus petits 22 nm contre 32 nm pour la technologie de gravure précédente.

 Transistor 3D 22 nm

Un processeur plus petit

Grâce à ses transistors 3D en 22 nm, un Ivy Bridge n’occupe que 160 mm² alors qu’il se compose de 1,4 milliard de transistors. A titre comparatif, un Sandy Bridge aux caractéristiques similaires (Quad Core avec HD Graphics) compte 1,16 milliard de transistors en 32 nm sur 216 mm². Étant donné que la surface de contact avec le système de refroidissement est réduite de 25%, la température interne maximale à été relevée à 105°C. Par rapport à la génération précédente, il n’y a pas de changements dans les caractéristiques. Les jeux d’instructions MMX, SSE (jusqu’au 4.2), EM64T, VT-x, AES et AVX sont conservés. Les caches sont identiques avec 32 Ko de L1 pour les données et 32 Ko de L1 pour les instructions ainsi que 256 Ko de L2 par cœur et enfin un LLC de 8 Mo.

Ivy Bridge

Quelques optimisations et nouveautés

Outre la technologie de gravure, une des plus grandes nouveautés est le contrôleur PCI-Express 3.0 similaire à celui des Sandy Bridge-E. La norme 3.0 autorise des taux de transfert allant jusqu’à 32 Go/s contre 16 Go/s. L’augmentation de la bande passante passe en partie par une augmentation de transferts (de 5 GT/s à 8 GT/s, soit +60%) ainsi que par un encodage plus performant en 128/130 bits contre 8/10bits. Cet encodage ne demande que 1,6% de la bande passante contre 20% auparavant.

 

 

Différentes optimisations ont été portées dans la gestion de la mémoire avec comme but principal une réduction de la consommation (Power Gating). La technologie PAIR pour Power Aware Interrupt Routing privilégie au choix les performances ou l’économie d’énergie. En mode économie, elle évite de réveiller un core si la charge augmente préférant accroître l’activité d’un des cœurs déjà actifs mais peu sollicité. En mode performances, un cœur sera de préférence activé pour la charge supplémentaire. Afin de réduire la consommation, les tensions sont soigneusement adaptées en fonction de la fréquence de chaque cœur. Les diverses optimisations permettraient ainsi une amélioration de la consommation de 20% pour une charge de travail typique. Enfin, un générateur de nombre aléatoire fait son apparition.

Un iGPU inédit

Si la partie CPU se contente d’évoluer en douceur, le processeur graphique intégré a été fortement amélioré. Il compte à présent jusqu’à 16 unités de calcul contre 12 auparavant. L’HD Graphics 4000 supporte DirectX 11, OpenCL 3.1 et pour la première fois OpenCL. Toujours au chapitre des nouveautés, l’iGPU des Ivy Bridge peut piloter jusqu’à 3 écrans et deux de ses sorties sont optimisées pour les flux vidéos. Enfin le moteur vidéo décode en hardware les flux vidéo AVC/H.264, VC-1 et MPEG-2.

Des performances en hausse

Nous avons testé un Core i7 3770K Ivy Bridge cadencé à 3,5 GHz avec un mode Turbo à 3,9 GHz. Il se montre en moyenne plus 10% plus rapide qu’un Core i7 2600K (3,4/3,8 GHz). Les gains sont donc supérieurs à l’écart de fréquence (moins de 3%). Dans certains cas, le Core i7 3770K arrive même à faire jeu égal avec un Core i7 980X (six cœurs à 3,33 GHz avec Turbo à 3,6 GHz).



L’HD Graphics 4000 offre par contre des performances largement supérieures à celles de l’HD Graphics 3000. Sur notre panel de jeux, les performances en 1366×768 ont plus que doublé. Alors que l’HD Graphics 3000 ne faisait tourner de manière fluide que 2 des 6 jeux en faible qualité, l’HD Graphics les rend tous parfaitement jouables. Deux des titres fonctionnent même dans de bonnes conditions en haute qualité.

Consommation, température et overclocking

Une gravure plus fine s’accompagne généralement de températures et de consommations revues à la baisse. Si la consommation diminue légèrement en charge (4 watts sur la configuration complète) et au repos (12 Watts), les températures mesurées sont en hausse de quelques degrés en raison de la réduction de la surface d’échange. Elles passent ainsi de 28°C à 30°C au repos et de 55°C à 60°C en charge.

Côté overclocking, notre Core i7 3770K Ivy Bridge est passé à 4,7 GHZ sans encombre. L’an dernier, nous n’avions atteint « que » 4,4 GHz avec le Core i7 2600K Sandy Bridge. Les gains de performances sont proportionnels à la montées en fréquence.

Au final

Avec des performances en hausse, une consommation légèrement réduite, des températures un peu plus élevées et des prix similaires, les Ivy Bridge succèdent aux Sandy Bridge sans bouleversement. Si d’aucuns attendaient une baisse importante de la consommation et des températures ainsi qu’une envolée des fréquences, ils sont probablement déçus. La plus grosse évolution, il y a même presque lieu de parler de révolution, provient de la partie graphique dont les performances doublent. Elles sont cependant bien modestes à côté de celles d’une carte graphique dédiée… Dans le cas d’un portable ou d’un ultrabook acer ou asus, cette hausse des performances est la bienvenue.

Il faut attendre le 29 avril pour la commercialisation des Ivy Bridge Quad Core. Les modèles Dual Core arriveront dans les mois prochains.

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