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En ce second trimestre 2003, Intel se montre très actif ! Après la sortie des Pentium 2,40C GHz, 2,60C GHz, 2,80C GHz et 3,00C GHz utilisant un FSB de 200MHz et des chipsets adaptés i875P et i865PE, le fondeur continue sur sa lancée. En 1989, le 386 DX33 culminait à 33MHz. Quatorze ans plus tard, le Pentum 4 3,20GHz voit le jour et la fréquence des processeurs Intel est quasiment multipliée par 100. Sans remonter aussi loin dans le temps, le Pentium 4 Northwood qui peut être considéré comme le ”vrai Pentium” le Willamette étant plus un brouillon qu’autre chose, a débuté sa carrière à 1,6GHz soit la demi fréquence du dernier-né de la ligné. Pour ce test du Pentium 4 3,20GHz, nous avons décidé de brosser un panorama de l’évolution de l’architecture NetBurst tant décriée à ses débuts…

Débuts difficiles

A sa sortie, l’architecture NetBurst a été la cible de toutes les critiques possibles et imaginables. Il est vrai que les faibles performances liées aux premiers Willamettes y prêtaient particulièrement bien le flanc ! Toutefois, lors de notre test du Pentium 4 1,4GHz nous avions salué la décision d’Intel de partir d’une feuille blanche pour sa nouvelle architecture largement orientée vers les hautes fréquences. Cependant, les faibles fréquences des premiers processeurs ainsi que leur petit cache L2 offraient des performances bien ténues en regard de ce que permettaient les spécifications, mais Intel misait sur l’avenir…

F = YY x ZZZ MHz

Depuis belle lurette, le processeur fonctionne à une fréquence supérieure au reste de la machine. La fréquence finale du processeur est définie par un multiplicateur appliqué au FSB. Il suffit donc en théorie de prendre un gros multiplicateur et un gros FSB pour avoir un processeur ”qui tue”. En pratique, il existe des limitations. Ainsi les technologies de gravure limitent la fréquence finale. Le .13µ actuel utilisé par le Pentium 4 permet aujourd’hui d’atteindre 3,5GHz avec un refroidissement à air soit +50% de plus que les premiers processeurs utilisant cette technologie. La seconde limitation qui touche le FSB est en relation assez directe avec la mémoire. En effet, il n’est pas toujours possible de sélectionner un FSB très élevé dès le départ. Ce dernier est intimement lié au bus mémoire via le chipset. Il n’est absolument pas cohérent d’employer un FSB de 200MHz avec de la mémoire limitée à 100MHz. Cette dernière imposerait sa cadence et le FSB à 200MHz ne servirait donc à rien. Seule l’évolution des mémoires permet de faire grimper le bus mémoire et donc une évolution vers des FSB plus importants. Pour des spécifications d’architecture ”fixées” (comme un chipset intimement lié à un type de mémoire et une finesse de gravure donnée), il reste aux fondeurs la possibilité de jouer sur le multiplicateur pour élaborer leur gamme.

Le mur du FSB

Pour continuer à faire évoluer ses processeurs, Intel a dû augmenter le FSB. Pourquoi ? La raison est simple : plus le multiplicateur est élevé, plus il existe un décalage important entre le processeur et le reste des éléments. Cet écart se solde irrémédiablement par une perte de performances. En effet, les composants les plus rapides comme le processeur sont pénalisés par les plus lents… Un processeur comme le Pentium 4 2,4GHz en 12x200MHz sera plus rapide qu’un 18x133MHz lui même plus véloce qu’un 24x100MHz. L’augmentation du FSB est également utilisée par de nombreux utilisateurs avancés de processeurs Athlon XP. A fréquence finale égale, ils sont eux aussi plus efficaces sur un FSB plus élevé.
Depuis la généralisation des modules DDR400 exploitant une fréquence de 200MHz, les constructeurs peuvent exploiter de manière rentable des FSB de 200MHz +/- 33MHz.

Besoin d’espace ?

Le Pentium 4 a été conçu pour offrir des performances optimales avec une large bande passante mémoire. Nous ne reviendrons pas sur le divorce douloureux entre Intel et Rambus ainsi que le temps nécessaire à l’arrivée des chipsets ”à la mode” du fondeur de Santa Clara. Avec le support de la DDR400 sur deux canaux, Intel assure enfin les besoins impressionnants en mémoire de ses processeurs. Avec un maximum de 6,4Go/s, les Pentium 4 peuvent être exploités totalement et l’HyperThreading qui augmente encore un peu les besoins en bande passante peut lui aussi être satisfait.

Le Pentium 4 3,20GHz

Le nouveau processeur à 3,2GHz partage les mêmes spécifications que ses prédécesseurs. En effet, CPU-Z identifie un processeur de famille F, Modèle 2 avec un Stepping de 9 (4 pour les Pentium 4 sans HT). La révision utilisée reste la D1 tout comme celle des modèles moins rapides à 2,4GHz, 2,6GHz, 2,8GHz et 3,0GHz. Ceux qui savent lire entre les lignes auront compris que tous ces processeurs issus des mêmes chaînes de montage devraient pourvoir atteindre sans trop d’encombre 3,2GHz… A noter que le bios de notre P4C800 sur laquelle nous avons laissé le voltage en auto délivre 1,6v au Pentium 4 3,2GHz contre 1,55v sur notre Pentium 4 2,8C GHz de série. Les documents que nous a fournis Intel font état de pas moins de 4 VID pour un même processeur : 1,55v, 1,525v, 1,5v et 1,475v. Les meilleurs dies se contentent-ils du plus faible des voltages alors que les autres demandent une alimentation un rien plus musclée pour une sécurité de fonctionnement totale ? Rien n’est encore confirmé…
La dissipation thermique maximale annoncée est de 82,0Watts. Il est d’ailleurs amusant de lire les documents relatifs à la dissipation thermique ! Les Pentium 4 2,40C, 2,60C, 2,80C et 3,00 sont respectivement donnés pour 66,2W, 69,0W, 69,7W et 81,9W. Au premier abord, ceci n’est pas d’une logique implacable ! En lisant plus en détail, les documents stipulent bien qu’il s’agit de la plus forte dissipation thermique en d’autres mots celle obtenue par le processeur avec le plus haut VID… A la lueur de cette remarque, il est clair que le passage à 3GHz demande une tension plus élevée ce qui fait grimper la dissipation en flèche et demande donc un HSF de plus forte capacité.
Le processeur que nous avons reçu était accompagné d’un nouveau HSF déjà livré avec certains Pentium 4 3,06GHz. Le radiateur contient un insert cylindrique en cuivre et les ailettes sont disposés en ”carré” et non plus longitudinalement. Si le radiateur se montre très efficace, le ventilateur Sanyo Denki (0,48A contre 0,21A pour les autres modèles) se montre particulièrement bruyant au point de prendre le dessus sur toutes les autres sources sonores du système ! Très mauvais point…

Configuration de test

Grâce au Pentium 4 3,20GHz Engineering Sample (multiplicateur non verrouillé) que nous avons reçu, il nous a été possible de reproduire toute la gamme Pentium 4 à FSB 200MHz. Notre but est bien entendu de vérifier si la montée en fréquence est toujours bénéfique aux performances ou au contraire, si ces dernières plafonnent ! L’occasion était également idéale pour tester les Pentium 4 2,4A GHz sur i845E (première génération) et Pentium 4 2,40B GHz sur i845PE (seconde génération) et Pentium 4 2,40C GHz sur i875P (troisième génération). Nous avons également testé un processeur Athlon XP 2600+ (nForce2) et un Pentium 4 2,67GHz (i845PE) dans les mêmes conditions à titre purement indicatif…
Matériel et drivers

  • Asus P4C800, Asus P4PE, Asus P4B266 et Abit NF7-S
  • Intel Pentium 4 2,4C à 3,20C GHz ES (de 12 à 16 x 200MHz QDR), Intel Pentium 4 2,66Ghz, Intel Pentium 4 2,4A GHz, Intel Pentium 4 2,4B GHz et Athlon XP 2600+ (12,5 x 166MHz DDR soit 2083MHz )
  • 2 x 256Mo DDR400 Corsair TwinX
  • Maxtor Diamond Max Plus 8 40Go
  • Ecran IIyama Vison Master 403 (synchronisation verticale toujours désactivée)
  • ATI Radeon 9600 Pro (Catalyst 3.4)

    Logiciel

  • Windows XP français + DirectX 9.0a
  • CPU Bench 2003
  • ZD Content Creation 2002
  • 3D Mark 2001 SE 330 (options par défaut)
  • Unreal Tournament 2003 (1024×768)
  • Comanche 4 (1024×768)
  • WinGogo 2351

    Performances

    Notre nouveau test processeur, CPU Bench 2003, est capable de mesurer les performances des systèmes multiprocesseurs et Hyperthreading. L’indice global délivré par le CPU Bench 2003 est une synthèse des performances ALU, FPU et mémoire. Comme le montre le graphe des Pentium 4 C (en orange), les performances progressent très bien avec la montée en fréquence. Les écarts entre les Pentium 4 2,4C, 2,6C, 2,8C 3,0C et 3,2GHz sont respectivement de 414, 372,400 et 335. Si la progression n’est pas directement proportionnelle au 200MHz séparant chaque version, la croissance est bien présente. La tendance est correcte à l’exception de la différence de ”400” entre les 3,0C GHz et 3,2GHz qui est ”trop élevée”. La différence devrait être comprise entre 372 et 335 : caprice du bios ou de Windows ? Plusieurs mesures ont donné le même résultat… Entre le 2,4C GHz et le 3,2GHz, il n’y a pas d’essoufflement notable. La fréquence grimpe de 33% et les performances augmentent de 20% ce qui est brillant.
    Entre les différentes évolutions du Pentium 4 2,4GHz, il est possible de constater le gain de performances obtenu par le passage du FSB 100 (Pentium 4 2,4A GHz) au FSB 133 (Pentium 4 2,4B GHz). Il ne faut pas oublier que le chipset i845E limité à la DDR266 à été remplacé par l’i845PE supportant le DDR333. Le Pentium 4 2,4C GHz affiche quant à lui des performances largement plus élevées grâce à son FSB de 200MHz, la DDR400 et l’HyperThreading. Entre le Pentium 4 2,4A GHz – i845E – DDR266 et le Pentium 4 2,4C GHz – i875P – DDR400, les performances progressent de 30% sans augmentation de fréquence.
    Côté guéguerre AMD – Intel, le PR de l’Athlon XP 2600+ est bien en phase avec le Pentium 4 2,67GHz. Toutefois, il ne fait plus le poids face au Pentium 4 2,6C GHz…

    Le test Ray Tracing du CPU Bench 2003 dépend de la fréquence processeur et de son architecture mais il est moins tributaire de la mémoire. Du coup, les Pentium 4 2,4GHz A,B et C présentent des scores comparables. Il en va de même entre le Pentium 4 2,67GHz et le 2,6C GHz. Le nouveau Pentium 4 3,2GHz maintient la progression amorcée par les autres Pentium 4 C. L’Athlon XP 2600+ dont l’architecture interne est différente affiche des indices Ray Tracing CPU / FPU plus proches alors que les processeurs Intel se montrent plus puissants en CPU mais leur FPU est moins brillante.

    Les indices mémoire donnés par le CPU Bench 2003 confirment les taux de transfert déjà mesurés par d’autres benchs. L’i875P utilisé dans nos tests permet aux Pentium 4 C de bénéficier d’une bande passante impressionnante (6000Mo/s pour le CPU et 4800Mo/s pour la FPU). Il existe un léger écart entre les différentes versions des Pentium 4 C lié à la hausse de la fréquence. Que ce soit avec le Pentium 4 2,66GHz ou le Pentium 4 2,4B GHz, l’i845PE montre ses limites 2900Mo/s pour le CPU et 2444Mo/s pour la FPU. Quant au bon vieux i845E, il est hors course avec respectivement 2192Mo/s et 1886Mo/s. L’Athlon XP 2600+ n’exploite pas vraiment la DDR400 comme le montrent les taux de transfert de l’ordre de 2500Mo/s…

    La compression de fichiers MP3 permet aussi de déterminer la puissance d’un processeur au travers d’une application pratique. Nous avons mesuré le ratio entre le temps de lecture et celui de compression lors de la conversion d’un album en MP3 avec un bitrate variable. Plus l’indice est élevé, plus le processeur est puissant. WinGogo est capable de tirer avantage du bi-processeur. Les Pentium 4 C se montrent performants notamment avec une belle montée en puissance. A noter les écarts entre les différents Pentium 4 2,4GHz A, B et C… Certes, le chipset i875P et la mémoire DDR400 aident les Pentium 4C, mais il ne faut pas oublier qu’un système ne se résume pas à un unique processeur… au niveau de nos processeur étalon, l’Athlon XP 2600+ finit ce test bon dernier tandis que le Pentium 4 2,67GHz – i845PE ne parvient pas à rivaliser avec le Pentium 4 2,6C GHz – i875P.

    3D Mark 2003 est capable de rendre certaines scènes en mode software. Tous les calculs sont alors effectués par le processeur central et non par la carte graphique. Les Pentium 4 C sortent bien entendu grands vainqueurs de ce test. Dans celui-ci, nous vérifions les constatations déjà faites avec l’indice CPU Bench 2003. Chaque gain de 200MHz des Pentium 4 C se solde par une progression de l’ordre de 40 points dans l’indice CPU du 3D Mark 2003. Il est important de noter que ce test tire parti de toutes les ressources disponibles comme en attestent les gains apportés par l’ensemble Pentium 4 2,4B GHz – i845PE sur le Pentium 4 2,4A GHz – i845PE. L’arrivée de l’HyperThreading, du FSB 200MHz et de la DDR400 permettent au Pentium 4 2,4C GHz de se démarquer fortement de ses deux cousins. Au niveau de nos configurations ”baromètres”, l’Athlon XP 2600+ a bien le dessus face au Pentium 4 2,67GHz mais il doit s’incliner devant le Pentium 4 2,6C GHz…

    Contrairement à ce que tout le monde pense, Comanche4 est plus à même de tester la puissance d’un processeur que d’une carte graphique. Nous observons un graphe très semblable au celui de l’indice CPU du 3D Mark 2003. Le Pentium 4 3,2GHz domine bien entendu mais parvient à conserver une bonne longueur d’avance (3fps) sur le 3,0C GHz au même titre que le 3,0C GHz prend 3fps sur le 2,8C Ghz… La cassure entre les Pentium 4 2,4GHz A ou B et le récent Pentium 4 2,4C est très large, ce qui prouve une fois de plus l’importante évolution de la plate-forme Pentium 4… Les références Pentium 4 2,67Ghz et Athlon XP 2600+ courent dans la même catégorie mais sont incapables de rivaliser avec le Pentium 4 2,6C GHz.

    Dans Unreal Tournament 2003, nous avons laissé de côté le score ”Flyby” qui n’est ici d’aucun intérêt. La simulation de ”bots match” permet de mesurer l’impact de la puissance processeur sur le nombre d’images par seconde : plus le processeur est puissant, moins il consacre de temps à la gestion des bots et plus il peut traiter d’images par seconde. Les vieux Pentium 4 2,4GHz A et B sont totalement dépassés par le Pentium 4 2,4C GHz. La clique des ”C” affiche comme toujours des performances de premier ordre. Le Pentium 4 2,67GHz ne peut rivaliser avec le 2,6C GHz. Par contre, l’Athlon XP 2600+ est très à l’aise dans UT2003 et arrive à un niveau proche du Pentium 4 2,6C GHz. A noter que chaque augmentation de 200MHz de la fréquence des Pentium 4 C se solde par 4fps de plus… Le puissant Pentium 4 3,2GHz est ainsi 23% plus rapide que le 2,4C GHz pour une augmentation de fréquence de 33%. Ceci corrobore totalement les mesures faites avec le CPU Mark 2003…

    Nous avons profité de la machine de tests pour prouver une bonne fois pour toutes que le 3D Mark 2003 ne dépend pas de la puissance processeur. Et le graphe est clair : entre les deux scores extrêmes, il n’y a même pas 5% d’écart ! Il est cependant possible de remarquer que la hiérarchie établie dans les tests précédents est conservée mais avec des écarts minuscules…

    Nous comptions utiliser le Content Creation 2003 pour ce dossier mais malheureusement, notre CD n’est toujours pas arrivé. Nous avons alors conduit les tests avec le CC2002 incapable d’exploiter l’HyperThreading… Pire, la manière dont se déroulent les tâches engendre même des pertes de performances ! Dans ce test, les Pentium 4 C partent donc pénalisés… Ils affichent pourtant des scores de bon niveau. Le Pentium 4 2,6C GHz, le Pentium 4 2,67GHz et l’Athlon XP 2600+ se tiennent dans un mouchoir de poche. Ensuite, les Pentium 4 C finissent par prendre large…

    Maîtrise thermique…

    Pour contrôler la chaleur dissipée par son nouveau processeur, Intel a fait appel à un radiateur équipé d’un insert en cuivre. Le nouvel ensemble pèse 450gr contre 400gr pour les anciens modèles. Le ventilateur demande un ampérage double mais ne tourne pas pour autant à un régime catastrophique. Le bruit important semble provenir des roulements à billes plus costauds requis pour les 5,75Watts du moteur (2,5Watts auparavant). Surmonté d’un autre ventilateur, le nouveau radiateur et son insert ne produisent pas un bruit supérieur à la normale… Il reste donc à Intel à revoir son ventilateur. Quoi qu’il en soit, ce radiateur mène sa mission de refroidissement avec succès : même sous forte charge, la température reste sous les 48°C contre 45°C pour le 2,8C GHz.

    … mais faible overclocking

    Notre Pentium 4 3,2GHz ES ne s’est pas montré des plus coopératifs. En effet, impossible d’atteindre le bureau de Windows XP avec un FSB à plus de 225MHz. Le processeur se montre stable à 16 x 222MHz soit 3552MHz sous 1,65v. Nous avons tenté de monter la tension afin de tenter de plus hautes fréquence mais le constat est identique : pas plus de 222MHz. Notre Asus P4C800 supporte pourtant de plus hauts FSB sans le moindre problème… Nous pensons que le ”manque d’overclocking” de notre processeur vient en partie de son VID initial de 1,6v alors que les spécifications évoquent des modèles 3,2GHz à plus faible voltage. Malgré l’overclocking, la température du processeur reste assez raisonnable grâce au HSF à insert cuivre…

    Conclusion

    Nos nombreux tests ont permis d’évaluer plusieurs choses importantes. En comparant les différentes générations de Pentium 4 à 2,4GHz, nous avons pu constater que l’architecture NetBurst a bien évolué étant donné qu’à fréquence égale les performances ont largement progressé grâce à la DDR400 gérée en double canal, au FSB 200MHz et à l’HyperThreading. Installé sur une base solide, le Pentium 4 3,2GHz n’est pas là pour amuser la galerie. Il affiche des scores de premier plan et ne souffre pas de l’essoufflement des performances qui frappe une architecture en fin de vie. Il est plus que certain que le Pentium 4 3,2GHz écrasera complètement l’Athlon XP Barton 3200+ que nous ne manquerons pas de tester prochainement… En un mot comme en mille, Intel dispose d’une architecture hyper puissante et d’un Pentium 4 3,2Ghz qui confirme que l’ensemble est bien ”dans la pleine fleur de l’âge” !

    Architecture Netburst actuelle (DDR400, FSB200 MHz et HyperThreading) : 9/10
    Pour :
    Performances, évolutivité, overclocking
    Contre : Prix (i875P)

    Intel Pentium 4 3,2GHz : 9/10
    Pour :
    Performances exceptionnelles, pas d’essoufflement
    Contre : Prix, ventilateur bruyant, overclocking réduit