Intel Core i7 et Core i5 LGA 1155 Sandy Bridge

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Turbo Boost version 2
La technologie Intel Turbo Boost repose sur l'augmentation de la fréquence d'un ou de plusieurs cores, en fonction de leur utilisation. En effet, lorsque tous les cores ne sont pas utilisés pleinement, le processeur tourne en deçà de ses spécifications thermiques. Turbo Boost met cette marge à profit pour accélérer les cores sollicités. La gestion du Turbo est confiée à une unité intégrée dans le system agent et appelée PCU (Power Control Unit). La PCU affecte les accélérations en fonction de l'enveloppe thermique globale du processeur, celle-ci ne devant pas dépasser un seuil spécifique au modèle et appelé TDP (Thermal Design Power).


Introduite sur certains modèles de Core 2 Mobile Penryn sous l'appellation « IDA » (Intel Dynamic Acceleration), la technique a surtout été développée sur les architectures Nehalem et ses dérivées. Sandy Bridge bénéficie d'une version améliorée du Turbo Boost, upgradée pour l'occasion en version 2.

Notons tout d'abord que le GPU intégré de Sandy Bridge profite également de l'accélération turbo. Certes, le GPU intégré sur le PCB des Arrandale profitait également de l'accélération, mais de façon moins efficace du fait de la séparation du GPU du reste du processeur. Sur Sandy Bridge, CPU et GPU partagent le même die, ce qui permet d'affiner considérablement la mesure de l'enveloppe thermique globale.

Turbo Boost 2 innove surtout par la possibilité offerte au processeur de dépasser son TDP pendant un certain temps (jusqu'à 25% de plus, soit 120W pour les modèles à TDP égal à 95W), allouant ainsi plus de marge au mode Turbo. Si l'intérêt est évident en termes d'accélération, on peut se demander comment cela est possible sans faire sortir le processeur de ses spécificités thermiques, et risquer ainsi de voir les mécanismes de protection (throttling) se déclencher. En effet, le TDP est défini pour que la température de fonctionnement du die ne dépasse pas un plafond au-delà duquel l'intégrité du circuit n'est plus garantie.

Intel exploite en réalité un phénomène physique : l'inertie thermique du processeur. Le principe repose sur un constat très simple : lorsque le processeur est sollicité, il commence à chauffer ; or, la montée en température n'est pas instantanée, et il faut un certain temps à l'ensemble du package pour atteindre la température de croisière - si tant est que la charge dure assez longtemps. Ainsi, même si la puissance dissipée par le processeur est supérieure au TDP pendant cet instant de « chauffe », la température induite par ce TDP surévaluée n'a pas le temps de s'installer dans le package.

Bien entendu, toute la difficulté réside dans la durée d'application de ce mécanisme. Plus il est appliqué longtemps, plus l'accélération est notable, mais plus le processeur chauffe au delà de ses spécifications, ce qui est susceptible de déclencher les mécanismes de protection. Difficile de statuer sur une valeur optimale, car la montée en température du processeur dépend bien évidemment du mécanisme de refroidissement utilisé, un paramètre externe au seul processeur et donc non quantifiable de façon unique.

En pratique Intel a décidé que les versions mobiles bénéficieraient d'un temps d'application nettement plus élevé que les modèles desktop, 28 secondes contre … 1 seconde sur un modèle de bureau ! Cela peut sembler paradoxal, car les ordinateurs de bureau bénéficient en général de solutions de refroidissement plus efficaces que les laptops.

Pour cette raison, et bien que TB2 concerne les plateformes desktop et mobiles, c'est surtout sur ces dernières que la technique sera utilisé pleinement. Reste qu’un délai de 28 secondes peut sembler significativement élevé par rapport au temps nécessaire à l’échauffement d’un processeur, on pourrait également penser qu’Intel se sert de cette fonctionnalité pour réduire artificiellement le TDP annoncé de ses processeurs mobiles, particulièrement des modèles quadruples cœurs.

En résumé, TB2 apparaît comme une technique innovante, mais dont l'efficacité variera fortement suivant la plateforme. Avec un temps d'application volontairement limité, TB2 n'aura que peu d'effet sur les plateformes de bureau, alors qu'il prendra toute sa mesure sur les ordinateurs mobiles.
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