Critique des processeurs Intel Ivy Bridge Quad-Core
La génération précédente gravée en 32nm s'appelle Sandy Bridge et se retrouve encore deans beaucoup d'appareils, mais Intel ne fait pas de pauses. Le principe est simple: la nouvelle série Ivy Bridge est un "tick+" selon Intel - ce qui indique une réduction de la taille en gardant l'architecture, donc plus petit sans changer la disposition des composants (l'année prochaine avec Haswell on gardera la même taille en changeant la disposition des composants).
Nous allons voir les avantages de la technologie de gravure en 22 nm. Nous avons déjà testé la HD 4000 seule avec ses performances dans les jeux. Les dual-core suivront bientôt.
Partie 1: La Technologie
La fabrication
Pendant des années, Intel est resté à la tête de l'industrie. Avec cette génération gravée en 22-nanomètres de nombreuses améliorations sont présentes.
En 2002, a commencé un nouveau type de gravure nommé P1270. Avec de très grosses amélioration au niveau des transistors. Pour la première fois, Intel utilise des transistors Tri-Gate - Une structure tridimensionnelle et se crée à partir du substrat pour créer la porte. Comparé à un transistor à plat (2D), le canal conducteur grossi en fonction de la demande de calcul. Cet effet est amélioré par des "filins" ultra-fins. Intel promet de gros gains de performances avec un voltage bas, ce qui est très utile pour les processeurs mobiles. Selon l'application, il est possible de régler la machine pour consommer le moins ou avoir le plus de puissance.
En plus de ces avantages, les nouveaux transistors consomment très peu, comparable à des isolants sur silicone décaissé (FDSOI). Même si la fabrication coute 10% plus cher à Intel le prix ne varie pas plus de 2 à 3 % sur l'ancienne génération.
Autre chose, la réduction de la taille a aussi son importance. Alors qu'un quad-core basé sur Sandy Bridge possède environ 1.16 milliards de transistors sur une surface de 212 mm2, un Ivy Bridge possède plus de transistors sur une surface de 160 mm2 avec tout de même un total de 1.4 milliards de transistors - soit 60 % de densité en plus avec près de 200% de réduction de la taille dans certains zones de pa puce.
Intel a convertit 3 de ses usines (D1D Oregon, Fab 32 Arizona, Fab 28 Israel) à ce nouveau procédé avec d'autres usines à suivre. A part Ivy Bridge, d'autres produit gravés en 22-nm devraient suivre dans l'année comme Valley View - le prochain Atom. Intel a prévu la gravure en 14-nm pour fin 2013 - mais c'est encore un peu loin. Chaque fois qu'une réduction de la taille apparait, les coûts de production augmentent énormément.
Architecture de la puce
Comme Sandy Bridge, Ivy Bridge possède jusqu'à 4 coeurs sur la puce avec le GPU intégré, 8 Mo de cache de niveau 3, avec d'autres composants intégrés à cette puce (le contrôleur mémoire l'adaptateur vidéo, DMI et autres entrées et sorties). Un bus de 256-bit connecte ces composants. Nous allons tester les processeurs quad-core ("4+2") de cette gamme:
- Procédé de gravure en 22-nanomètre "Tri-Gate"
- 1.4 milliards de transistors
- Taille: 160 mm²
- 32 + 32 Ko de cache de niveau 1 (par coeurs)
- 256 Ko de cache de niveau 2 (par coeurs)
- 8 Mo de cache L3 (partagé entre les coeurs et le GPU)
- Carte graphique HD 4000 (GT2, DirectX 11, 16 EUs)
- Contrôleur mémoire DDR3 (L) jusqu'à 800 MHz (PC3-12800)
- 16 lignes pour PCIe 3.0
- MMX, SSE, (1, 2, 3, 3S, 4.1, 4.2), AVX, AES-NI, Intel 64
- TDP de 35, 45 ou 55 watts
Au delà de ça, un quad-core on trouve un GPU GT1 ("4+1") dans le secteur des ordinateurs de bureau; les dual cores suivront bientôt. Ici, deux versions différentes de la GT1 ("2+1") et la GT2 ("2+2") avec des tailles de puce entre 90 et 120 mm2 attendues.
Unité de calcul
Le processeur Ivy Bridge est basé sur son prédécesseur Sandy Bridge, et donc supporte les fonctions Hyper Threading et Turbo Boost 2.0. donc on vous conseille de jeter 1 oeil sur notre critique de la plate-forme Sandy Bridge pour plus de détails sur les fonctionnalités. on n'y décrit ici les diverses des optimisations en détail, et le résultat est 5% meilleur par IPC.
Donc les instructions MOV où le contenu de la base de registre peut être copié sur 1 autre, sont résolus maintenant beaucoup plus efficacement: le fichier de registre physique (PRF) présenté avec Sandy Bridge, permet tout simplement de stocker 1 référence sur le registre de destination désiré en conjonction avec d'autres changements – ce qui soulage un peu les unités d'exécution.
D'autres modifications ont été réalisés au niveau de l'unité de division ( le débit a été amélioré), les opérations de rotation, les instructions AVX et SSE ont été accéléré avec 6 registre additionnels de division/chargement. Intel a aussi revisité le prefetcher: les données contenues dans le cache sont maintenant adapteées dynamiquement en favorisant les applications qui consomment beaucoup de bande passante ce qui permet d'exploiter le cache réduit plus efficacement, surtout dans le multitâche.
On retrouve de toutes nouvelles instructions supportées par Ivy Bridge. Pour la 1e fois, il y a maintenant 1 générateur de nombres au hasard spécialement intégré (Digital Random Number Generator, DRNG) qui est aussi extrêmement puissant avec 1 vitesse de 2 à 3 Gbit/s. les nouvelles instructions RDRAND ajoute 1 réelle valeur surtout pour les algorithmes de cryptage.
En plus des technologies existantes, comme le NX-bit, et le Supervisor Mode Execution Protection qui est tout nouveau. SMEP est là pour protéger les zones importantes du noyau système contre le malware style sécurise en utilisant des instructions spéciales.
Unité de calcul graphique
Le GPU hautement modifié est beaucoup plus intéressant que les améliorations du CPU.
Une des plus grosse amélioration est probablement le support DirectX 11 et Shader Model 5.0 (Sandy Bridge: DirectX 10.1 / SM 4.1) et aussi supporte OpenGL 3.1 et OpenCL 1.1. il y aussi des shaders programmables, et aussi des modules de tesselation à fonction fixée, qui manquait cruellement dans les GPU Intel précédents. les premiers tests montrent que les performances en filtrage anisotropiques ont été largement améliorées.
Les performances 3D sont beaucoup plus importantes avec Ivy. comme nous l'avons déjà dit, il y a différents versions pour ce GPU, appelé GT1 et GT2. GT2 se retrouve dans le secteur mobile et les ordinateurs de bureau haut de gamme. Le nouveau GPU HD 4000 (GT2) possède maintenant 16 unités d'exécution en contraste avec les 12 de la HD 3000 (HD 2500/GT1: 6 EUs). Chaque EU est maintenant aussi significativement plus rapide.
Les unités améliorées peuvent réaliser 2 opérations MAD par cycle qui ensemble avec un 2e échantillonneur de texture (HD 2500: seulement 1) responsable en grande partie de l'amélioration des performances. Pour soulager le ring bus et la bande passante illimitée de mémoire principale, le GPU intégré possède maintenant 1 cache de niveau 3 dédié. il n'en reste pas moins que les 8 Mo de cache du processeur restent toujours disponibles.
Nous avons examiné les performances de la nouvelle HD 4000 de chez Intel dans 1 article séparé que vous trouverez sur ce lien.
L'agent système
En plus de coeur du processeur, du GPU, éducatif de niveau 3, l'agent système prend aussi 1 part considérable de la surface de la puce.
Le contrôleur mémoire supporte maintenant la mémoire DDR3-1600 (800 MHz I/O) - jusqu'à 1333mhz sur Sandy Bridge. Mais maintenant, elle supporte aussi la mémoire DDR3L-DIMMs avec une tension de seulement 1.35 volts vs 1.5 volts pour la DDR3 classique. La consommation plus basse devrait être d'une importance particulière pour les appareils mobiles tels que les ultrabooks. Le nouveau principe de power gating DDR I/O devrait permettre une plus longue autonomie. Cette fonctionnalité, complètement inclus dans le matériel, peut réduire la consommation de courant jusqu'à 100 milliwatts.
Après un moment de flottement avec la norme PCI Express 3.0 qui démarrait son support sur la plate-forme Sandy Bridge E, le nouveau standard fait parti de Ivy Bridge dès le début. Grâce à vitesse de transfert amélioré qui passe de 5 à 8 GT/s et un encodage plus efficace 128b/130b, la bande passante par lien est doublé pour passer à presque 1 Go/s. Avec 1 total de 16 lignes, qui peuvent eux aussi divisés sur plusieurs slots selon le jeu de puces.
Contrairement à la croyance populaire, le contrôleur de l'écran et le module d'encodage Quick Sync ne font pas partie du GPU, mais font partie effectivement de l'agent système. Alors que le Sandy Bridge ne supportent que de moniteurs avec une résolution maximum de 2560 x 1600 pixels, maintenant il supporte jusqu'à 3 moniteurs avec un résolution 4K resolutions (via HDMI 1.4a ou Displayport 1.1) sont possibles. Le décodage des vidéos de cette résolution est aussi supporté. L'unité d'encodage dédiée: Quick Sync, a été révisé et fonctionne beaucoup plus vite qu'avant. Intel Wireless Display (WiDi) 3.0 est capable de transmettre de la vidéo 1080p à une cadence de 60 fps. Finalement, une note importante pour les fans de home cinéma: la vidéo 24p (23.976 Hz) se lit maintenant parfaitement.
Le jeu de puces
À peu près 2 semaines avant le lancement de Ivy Bridge, Intel à présenté la nouvelle Series 7 de chipsets, qui inclut 5 modèles différents pour le secteur des portables. 6ième version, le QS76, est une version économique en énergie du QM77 pour ultrabooks.
À l'exception du modèle d'entrée de gamme HM75, 4 ports USB 3.0 natifs sont à bord pour la 1e fois par défaut et mèneront très certainement une amélioration significative de la distribution de ce standard de transfert très rapide. Par contre pas d'amélioration du côté du SATA III; aucun des nouveaux chipsets n'offre plus de 2 interfaces. Tous les modèles qui sont apparemment basés sur la même puce son grave avec un vieux procédé de 65-nm avec un TDP entre 3.0 et 4.1 watts.
Sandy Bridge est compatible avec la Series 7 de chipsets tout comme Ivy Bridge les rétro compatible avec la Series 6 de chipsets. Mais ce dernier n'est possible que dans le secteur des ordinateurs de bureau. Le manque de mises à jour firmware et BIOS empêcheront très certainement de pouvoir le faire sur un ordinateur portable.
Consommation d'énergie
Un procédé de fabrication de petits permet d'améliorer l'efficacité de la puce - par contre, alors que les modèles de bureau bénéficient de Ivy Bridge avec un TDP plus bas, presque rien ne change pour la catégorie des ordinateurs portables.
Les processeurs Ivy quad-cores possèdent toujours un TDP de 45 watts, avec Sandy Bridge (et Clarksfield avant cela). Seul le modèle haut de gamme "Extreme Edition" représente un exception avec son TDP de 55 watts jusqu'à maintenant, il y a maintenant un modèle 35 watt disponible pour la 1e fois – le Core i7-3612QM.
L'idée d'adapter le TDP vers le haut ou vers le bas est une idée fondamentalement nouvelle. Cette fonctionnalité, appelée "Configurable TDP", augmente la flexibilité thermale. En augmentant le TDP, en usage stationnaire, par exemple à la maison, au bureau, il sera possible d'avoir le mode turbo maximum, sans compromettre la mobilité plus tard, sur batterie par exemple.
Selon les informations existants, il n'y a que un seul i7-3920XM (55 watts de base, 45 à 65 Watts ajustables) ainsi que les CPU ULV (17 watts de base, 13 à 33 Watts ajustables) sont aussi configurables. Tous les ajustements de TDP sombres réalisés de manière logicielle.
Partie 2: Le test
Le système de test
Comme souvent dans le test de nouveaux processeurs d'Intel, Schenker a été assez gentil pour nous fournir un système de test de cette année. Le tout nouveau Clevo P170EM barebone, disponible chez Schenker sous le nom de XMG P702 PRO, il s'agira de base pour tout les benchmarks que nous allons réaliser. Nous recommandons notre test détaillé de cette machine de guerre conçue pour les joueurs, bien qu'il faille remarquer que cette critique a été réalisée avec une version Sandy Bridge.
Il devrait être possible d'exploiter complètement le potentiel de performance processeur avec 8 Go de RAM et un puissant SSD Intel. La carte graphique installée: la Nvidia GeForce GTX 670M ne devrait pas avoir d'impact sur les benchmarks que nous allons essayer. toutes les mesures que nous avons réalisées ont été faites avec des équipements de test identique et des logiciels qui restent toujours les mêmes entre les tests. Il faut aussi rappeler que nous avons pour ce test des prototypes, dont il est tout à fait possible que les performances diffèrent très légèrement avec le modèle final.
Configuration du test:
- Processeurs Intel Core i7 Ivy Bridge
- Chipset Intel HM77
- 8 Go de RAM DDR3 (1333MHz)
- Nvidia GeForce GTX 670M
- Intel SSD 320 Series (80 Go)
- Écran 17.3" Full-HD LED
- Windows 7 Home Premium 64Bit
Généralités
La convention de dénomination Intel pour Ivy Bridge montre clairement la descendance depuis Sandy Bridge. Selon le modèle et le niveau de Turbo, il est possible d'augmenter la fréquence de 100 à 300 MHz; mais les tailles des caches, les niveaux de TDP et la tarification n'ont pas changé.
Le vrai nouveau dans cette histoire c'est le Core i7-3612QM. Pour la 1e fois on trouve un quad-core à 35W, ce qui permet de l'installer dans des petits portables de 12-14".
Vous pouvez retrouver toutes les spécifications techniques de la nouvelle série quadri-coeur dans notre base de données des CPU.
| Model | Cores | Base Clock | Turbo QC / DC / SC | L3 Cache | TDP | GPU Clock | Price (1000 pcs.) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Core i7-3920XM | 4/8 | 2.9 GHz | 3.6 / 3.7 / 3.8 GHz | 8 MB | 55 W | 650-1300 MHz | $1096 |
| Core i7-3820QM | 4/8 | 2.7 GHz | 3.5 / 3.6 / 3.7 GHz | 8 MB | 45 W | 650-1250 MHz | $568 |
| Core i7-3720QM | 4/8 | 2.6 GHz | 3.4 / 3.5 / 3.6 GHz | 6 MB | 45 W | 650-1250 MHz | $378 |
| Core i7-3615QM | 4/8 | 2.3 GHz | 3.1 / 3.2 / 3.3 GHz | 6 MB | 45 W | 650-1200 MHz | OEM |
| Core i7-3610QM | 4/8 | 2.3 GHz | 3.1 / 3.2 / 3.3 GHz | 6 MB | 45 W | 650-1100 MHz | OEM |
| Core i7-3612QM | 4/8 | 2.1 GHz | 2.8 / 3.0 / 3.1 GHz | 6 MB | 35 W | 650-1100 MHz | OEM |
Benchmarks
Un message avant de jeter un petit coup d'oeil sur les benchmarks: les résultats que nous avons eu avec ces CPUs dépendent beaucoup du mode Turbo qui dépend énormément de la qualité de la ventilation.
En considérant les hautes performances de la génération Sandy Bridge, ce ne sera pas facile pour Ivy Bridge de monter la barre encore plus haut. Ivy bridge est généralement 4 à 10 % plus puissants dans les opérations de mono tâche, ce qui représente une amélioration de près de 3 % par mégahertz.
Par contre on enregistre des résultats plus élevés dans les tests multitâches. Le processus de gravure en vain de nanomètres paye ici enfin car il est possible de prendre l'avantage sur la fréquence maximum du Mode turbo. Pour mettre cela en perspective, le i7-3610QM quad-core-ils d'entrée de gamme qui dépasse le i7-2670QM de 13 %.
Cinebench R11.5
Les résultats de Cinebench R11.5 son très proche de la version précédente; on note en général un amélioration de 12 à 15 %.En comparaison avec le puissant modèle de bureau i7-2700K qui est tout de même à 7.0 points reste quand même derrière le i7-3920XM.
3DMark
3DMark 06 et 3D Mark Vantage montre la même direction que les autres résultats. L'ancient teneur du titre, i7-2960XM, se tient maintenant entre le i7-3720QM et le 3820QM dans les 2 benchmarks. Le Extreme Edition 3920XM se place en tête. Avec 1 différence de performances maximum de 20%, il faudra vraiment regarder si vous avez le besoin d'un modèle vraiment plus puissant que le 3610QM.
x264 HD
WinRAR
WinRAR est connu pour être très gourmand en mémoire, donc notre système de tests avec de la DDR3-1333 n'était pas idéal. Sandy Bridge est à peine plus lent que Ivy ici.
SuperPi
Même si ce n'est pas très significatif pour l'usage pratique, SuperPi 1 populaire chez les overclockeurs et benchmarkeux. Le programme ne charge qu'un seul coeur et est très sensible à cache et de la mémoire rapide.
Le i7-3920XM ne manque que le peu la barrière magique des 10 secondes d'un 1/10 de seconde mais cela devrait aisément être dépassé par des modules de mémoire DDR3-1600 modules.
wPrime
wPrime possède des caractéristiques similaires à SuperPi, mais il exploite les coeurs disponibles. Qu'on ne voit qu'une légère différence avec Sandy Bridge à la même fréquence.
Consommation d'énergie
Bien qu'il n'y ait pas de différence dans les catégories TDP sur le papier, on a jeté 1 coup d'oeil à la consommation énergétique de la plate-forme Ivy Bridge. Pour cela, nous avons directement mesuré à la prise secteur l'ordinateur.
Intel a apparemment augmenté la vitesse du processeur a vide de 800 à 1200 MHz,- on peut s'attendre à un impact sur la dépense d'énergie. Il n'en reste pas moins que l'on peut mesurer sur toute la gamme 2 watts de moins que le vieux i7-2760QM.
Tous les concurrents sont très proches les uns des autres a vide ou en bureautique. Par contre il faut remarquer que les modèles Ivy Bridge exploite leur Turbo plus efficacement. Le i7-2760QM ne monte que à 3.2 GHz sur les 3.5 GHz possible après un usage intense, tout comme le 3610QM (maximum 3.3 GHz). Le i7-3720QM, 3820QM et 3920XM restent toujours derrière leur vitesse maximum théorique d'approximativement 100 MHz.
C'est à peu près la même image que l'on voit à pleine puissance. Sandy Bridge consomme Watts de moins, mais aussi possède une cadence bien moins élevée. Alors que le i7-2760QM baisse de 2.8 à 2.6 GHz dans Cinebench et Prime, le i7-3610QM resté constamment à 3.1 GHz. Les 2 autres modèles de 45 watts sont 100 à 200 MHz plus rapides et le i7-3920XM à 55 watts monte de 100 MHz. Par contre, surtout dans les modèles haut de gamme on note de grosses fluctuations dans la fréquence.
Verdict
Après Sandy Bridge et ses performances gigantesques que l'année dernière, notre verdict concernant Ivy Bridge est un peu plus retenu. Il est tout à fait possible que la génération suivante soit beaucoup plus puissante proportionnellement.
Malgré cette petite déception, peut être sûr de 2 choses: la 1e, c'est il est impossible de passer à côté des processeurs Intel pour un achat d'ordinateur portable haut de gamme. Ivy Bridge est très loin devant les AMD Llano, il restera très certainement plus puissant que Trinity - du moins en termes de performances du processeur. On peut s'attendre à une première mise à jour de la fréquence cet automne. Par contre, si vous possédez déjà un portable Sandy Bridge il n'y aura que très peu de raison de mettre à jour vers Ivy Bridge.
Notre puce favorite de la famille de Ivy Bridge est la Core i7-3610QM. Pour nous c'est vraiment le processeur à 4 coeurs avec le meilleur rapport qualité-prix pour cette génération.
