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Intel Pentium III 500E, le nouveau Celeron 300A ?
Processeurs
Publié le Lundi 7 Février 2000 par Marc Prieur

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Page 1 - Introduction, Choisir son PIII 0.18µ

fcpga.gif (12099 octets)Si les premiers overclockings extrêmes, c´est à dire de l´ordre de + 40-50%, sont apparus avec les Pentium II 233 0.35 microns et les PII 300 SL2W8 0.25 Microns, c´est surtout avec les Celeron qu´ils sont devenus à la mode. Je pense notamment au célèbre Celeron 300A , qui atteignait dans la plupart des cas 450 Mhz, puis au Celeron 366 PPGA et ses 550 Mhz. Malheureusement, plus Intel augmentait la fréquence du base de ses processeur, plus le 0.25 Microns montrait ses limites. Ainsi, peu de processeurs de type Celeron ou Pentium III on atteint une fréquence de 700, voir même 650 Mhz. Heureusement pour les overclockeurs que nous sommes, Intel à introduit sur le marché depuis quelques mois des 0.18 Microns qui ouvrent de nouveaux horizons en matière d´overclocking.

Bien choisir son PIII 0.18 Microns

Chez Intel, qui dit 0.18 Microns dit Coppermine. Ce nouveau type de Pentium III se distingue surtout de la génération précédente par l´intégration d´un cache de second niveau de 256 Ko on die et cadencé à la même fréquence que le processeur (pour plus d´information cf. le test du Pentium III E). A fréquence égale, le gain entre cette nouvelle génération de PIII et l´ancienne est de 10 à 20%. Actuellement on trouve sur le marché (ou du moins on essaye étant donné les problèmes d´approvisionnement en PIII) pas moins de X processeurs Pentium III Coppermine :

  • PIII 500E : Format FC-PGA Socket 370, Bus 100 Mhz et coef. 5
  • PIII 533EB : Format SECC2 Slot One, Bus 133 Mhz et coef. 4
  • PIII 550E : Format FC-PGA Socket 370, Bus 100 Mhz et coef. 5.5
  • PIII 600E : Format SECC2 Slot One, Bus 100 Mhz et coef. 6
  • PIII 600EB : Format SECC2 Slot One, Bus 133 Mhz et coef. 4.5
  • PIII 650 : Format SECC2 Slot One, Bus 100 Mhz et coef. 6.5
  • PIII 667 : Format SECC2 Slot One, Bus 133 Mhz et coef. 5
  • PIII 700 : Format SECC2 Slot One, Bus 100 Mhz et coef. 7
  • PIII 733 : Format SECC2 Slot One, Bus 133 Mhz et coef. 5.5
  • PIII 750 : Format SECC2 Slot One, Bus 100 Mhz et coef. 7.5
  • PIII 800 : Format SECC2 Slot One, Bus 100 Mhz et coef. 8
  • PIII 800EB : Format SECC2 Slot One, Bus 133 Mhz et coef. 6

coppermine.jpg (17450 octets)Première chose, éviter à tout prix les Pentium III utilisant par défaut un bus à 133 Mhz. En effet, si vous voulez les utiliser avec un bus 100 Mhz, vous devrez conserver le coefficient multiplicateur par défaut du processeur … ainsi votre PIII 600EB se transformera en un simple PIII 450 ! Je sais que ca paraît idiot, mais étant donné que j´ai déjà reçu plusieurs e-mails de personnes s´étonnant de ce fait je préfère vous prévenir ! Ces processeurs ne sont pas non plus les meilleurs pour l´overclocking. Imaginez que vous optiez pour un processeur à 600 Mhz … pour atteindre les 750 Mhz il vous faudra utiliser un bus de 125 Mhz avec un PIII 600E, et un bus de 166 Mhz avec un PIII600EB. Je vous laisse bien sur deviner laquelle de ces deux fréquences de bus est la plus facile à stabiliser …

Bref, évitons d´office les PIII 533EB, 600EB, 667, 733 et 800EB. On peut également éliminer les Pentium III 650, 700, vraiment trop chers (4000 à 5000 Frs dans un processeur c´est un peu abuser). Reste donc les PIII 500E, 550E et 600, que l´on trouve à des prix variant de 2000 à un peu plus de 3000 Frs. Les deux critères à prendre en compte pour votre choix entre ces 3 processeurs sont votre budget d´une part et la fréquence de bus maximum à laquelle votre système est stable d´autre part. En effet, il ne faudrait pas que cette dernière vienne limiter les possibilités d´overclocking de votre système. A titre indicatif, sachez qu´il est possible d´atteindre dans la majeure partie des cas des fréquences comprises entre 700 et 800 Mhz avec ces processeurs. Avec un PIII 500E, il vous faudra donc pouvoir atteindre un FSB compris entre 140 et 160 Mhz, un FSB compris entre 127 Mhz et 145 Mhz avec un PIII 550E et un FSB compris entre 117 et 133 Mhz avec un PIII 600E. Personnellement, j´ai opté pour un PIII 500 pour mes tests, tout simplement parce qu´il s´agit du processeur le moins cher. Reste à voir maintenant quels sont les différentes contraintes pour atteindre sans trop de soucis des fréquences de bus aussi élevées.



Page 2 - Atteindre un FSB élevé

Atteindre un FSB élevé

820.jpg (19761 octets)A l´heure où j´écris ces lignes trois chipsets pour processeurs de type P6 sont disponibles en France : Intel i440BX, Intel i820 et VIA Apollo Pro 133. Autant éliminer ce dernier d´office : en effet, il offre des performances assez faibles par rapport à un chipset BX. Certes, c´est également le cas du couple i820 + SDRAM qui obtient environ 90% des performances d´un chipset BX. Mais dans ce cas c´est pire puisque que dans certaines applications un PC basés sur un chipset VIA Apollo Pro 133 n´atteint que 80% des performances d´un système équivalent basé sur un chipset BX. Ceci devrait changer dans quelques semaines, avec l´arrivée dans notre beau pays aux fromages qui puent du VIA Apollo Pro 133A, nouvelle version bien plus performante et dotée de l´AGP 4x.

En attendant, il va falloir se contenter de cette bataille dont le vainqueur sera Intel dans tout les cas : i440BX ou i820. Les avantages du 440BX sont doubles. D´une part, il est 5 à 10% plus performant qu´un i820, et d´autre part il est présent sur le marché depuis bientôt deux ans et a donc passé la phase de bêta test à grand échelle que semble subir tout les produits micro informatiques après leur sortie dans le commerce. L´i820 a pour lui la gestion de l´AGP 4x et de l´Ultra DMA 66 (qui épatera plus vos amis que votre carte AGP et votre disque dur, mais bon) ainsi que la possibilité de choisir un ratio entre bus agp et bus processeur de 1/2.

creativegeforce.jpg (23233 octets)Qu´est ce que ca change ? Et bien c´est simple, si vous voulez utiliser un bus processeur de 133 Mhz, votre bus AGP sera cadencé à 133 (ratio 1/1) ou 89 Mhz (ratio 2/3) sur un chipset BX. Ces fréquences s´éloignent de la fréquence par défaut du bus AGP qui est de 66 Mhz, ce qui pose problème avec bon nombre de cartes AGP. Avec l´i820, vous pourrez utiliser un bus processeur à 133 Mhz tout en conservant un AGP à 66 Mhz. Et même si vous avez besoin d´accéder à un bus à 160 Mhz par exemple, votre AGP resterait à 80 Mhz ce qui est raisonnable. Il est assez difficile de vous conseiller une carte graphique supportant un AGP overclocké. En effet, ce n´est pas parce qu´une ou deux cartes d´un même modèle le supportent que toutes les cartes fabriquées le supporteront. Toutefois, sachez que les cartes 3dfx / Matrox, ainsi que les cartes TNT2/GeForce ASUS/Creative sont réputées pour mieux fonctionner avec un AGP overclocké.

Pour le bus PCI et l´IDE, les deux chipsets sont équivalents. Le chipset BX propose des coefficients de 1/2, 1/3 et 1/4 qui lui permettent de conserver un bus PCI à 33 Mhz que ce soit à 66, 100 ou 133 Mhz. Même chose pour l´i820 qui dispose des coefficients 1/3 et 1/4 pour les fréquences de 100 et de 133 Mhz. Généralement le bus PCI ne vous posera pas de problème, du moins si votre carte mère vous laisse le choix du coefficient multiplicateur. Par exemple, si vous utilisez un bus 130 Mhz, votre chipset utilisera un ratio de 1/3 par défaut. Le bus PCI sera donc overclocké à 43 Mhz ce qui peut poser problème à un disque dur ou à une carte graphique. Pour résoudre ce genre d´ennui il vous suffira de passer le ratio à 1/4, ce qui correspond à un bus PCI cadencé à 32.5 Mhz.

Certains utilisent d´ailleurs des cartes vidéos PCI afin d´éliminer tout problème d´AGP lorsqu´on utilise un bus processeur élevé. A l´heure actuelle peu de cartes de dernières générations sont disponibles en PCI. C´est toutefois le cas de 3dfx avec les Voodoo 3 2000 / 3000 et d´ASUSTeK avec la PCI V3800 (TNT2). Personnellement, je trouve qu´il est dommage d´avoir un processeur de dernière génération à 700 Mhz couplé à ce genre de carte, mais bon si vous n´utilisez pas votre PC pour le jeu mais plus pour des applications demandant beaucoup de calculs (rendering …), pourquoi pas !

sdram.jpg (13747 octets)Dernière chose … la mémoire ! Sur i440BX, la mémoire est cadencée à la même fréquence que le bus processeur. Ainsi, pour atteindre les 150 Mhz … ils vous faudra de la mémoire supportant cette fréquence. Officiellement, aucune mémoire disponible sur le marché ne le fait … mais dans la pratique il est assez facile d´allez au moins jusqu´à 140 Mhz avec des barrettes récentes sur une carte mère comme l´ABIT BF6, en jouant d´une part sur la tension électrique alimentant les barrettes (passer à 3.6V par exemple) et d´autre part sur les temps de latence de la mémoire (passer de 2 cycles à 3 cycles). Toutefois, sachez que l´i820, lorsque qu´il est couplé à un MTH (Memory Translator Hub – chip qui lui permet d´utiliser de la SDRAM en lieu de la RAMBUS qui est introuvable et trop chère) permet d´utiliser un ratio bus mémoire bus processeur de 3/4. Ainsi avec un bus processeur à 133 Mhz la SDRAM ne sera pas overclockée et fonctionnera à 100 Mhz.

A l´heure actuelle, les deux cartes mères se prêtant le mieux à l´utilisation de FSB élevés sont pour le chipset i440BX la BF6 d´ABIT et pour le chipset i820 la P3C2000 d´ASUSTeK. Cette dernière devrait d´ailleurs sortir cette semaine dans une nouvelle version corrigeant les problèmes d´incompatibilité parfois rencontrés avec les cartes basées sur le GeForce 256. J´ai également effectué les tests sur la MSI MS 6163 Pro, qui a été pendant quelques temps la carte mère de référence de HardWare.fr.



Page 3 - Overclocking, Benchmarks, Conclusion

A vos marques, prêt, overclockez !

Pour les tests, j´ai utilisé un Pentium III 500E FC-PGA In a Box SL3R2 (fabriqué a Malay) fournis par Grosbill Micro. J´ai également utilisé deux adaptateurs différents, un Soltek et un ASUS. D´ailleurs sachez qu´un comparatif des adaptateurs FC-PGA sera publié dès qu´ils seront tous disponibles sur le marché. Pour le refroidissement j´ai utilisé de la pâte thermique ainsi qu´un Aqua 600. Voici les divers overclocking atteint de manière stable (avec une carte vidéo PCI et ma meilleure mémoire vive) :

  • MSI 6163 Pro + ASUS = 700 Mhz 5x140 VCORE 1.6 VIO 3.6
  • MSI 6163 Pro + SOLTEK = 700 Mhz 5x140 VCORE 1.65 VIO 3.6
  • ABIT BF6 + ASUS = 730 Mhz 5x146 VCORE 1.75 VIO 3.6
  • ABIT BF6 + SOLTEK = 730 Mhz 5x146 VCORE 1.75 VIO 3.6
  • ASUS P3C2000 + ASUS = 730 Mhz 5x146 VCORE 1.7 VIO 3.6
  • ASUS P3C2000 + SOLTEK = 730 Mhz 5x146 VCORE 1.7 VIO 3.6

Comme vous pouvez le voir les deux adaptateurs offrent des performances a peu près équivalentes en terme d´overclocking. Pour ce qui est des cartes mères, les meilleurs résultats sont obtenus avec la BF6 et la P3C2000. Toutefois la BF6 m´a posé un problème assez gênant lors des overclockings avec un FSB supérieur à 120 Mhz … en effet le reset de la machine à chaud devient impossible … pour redémarrez il faut éteindre complètement le PC … attendre, et le rallumer. Espérons que ABIT vienne rapidement à bout de ce problème.

Benchmarks

J´ai effectuer quelques benchmarks (avec 128 Mo de SDRAM et une GeForce DDR) histoire de vérifier les performances de ce PIII500E overclocké à 730 Mhz, pour voir notamment ce qu´il donne face à un vrai PIII750 Mhz. Pour ce faire j´ai effectué un timedemo sous Quake III en mode normal (640*480 16 bits) ainsi qu´un CPU Speed sous 3D Mark 2000 en utilisant l´option D3D Hardware T&L.

bench1.gif (15016 octets)

Les résultats des benchmarks sous i820 sont tout à fait normaux. A 730 Mhz, le PIII500E s´avère être 8% (QIII) et 5% (3D Mark) plus rapide qu´un PIII 750. Raisons de ces performances ? le bus AGP, cadencé à 146 * 1/2 soit 73 Mhz ainsi que la mémoire clockée à 146 * 3/4 soit 109 Mhz.

Par contre, les résultats obtenus sur la BF6 sont tout à fait incohérents. En effet, si à 500 et 750 Mhz les performances sont normales et supérieures à celles obtenues sur la P3C2000, c´est complètement différent à 730 Mhz. Le problème c´est que cela n´aurait pas du tout du être le cas : au contraire l´écart aurait du s´agrandir, étant donné qu´avec un FSB de 146 Mhz l´AGP se retrouve à 97 Mhz et la mémoire à 146 Mhz ! Les changements de mémoire vive n´ayant rien changé au problème, je dois avouer que j´ai maintenant un doute sur les fabuleuses performances en overclocking de la BF6. ABIT aurait il essayé de nous tromper en nous proposant une carte mère BX très stable avec des fréquence élevées mais aussi très lente avec ses fréquences obtenues de part l´augmentation de certains temps de latence ?

Pour vérifier cette hypothèse, j´ai effectué d´autres benchmarks, cette fois ci à 500 et 700 Mhz, entre la MSI 6163 Pro et l´ABIT BF6.



Page 4 - Benchmarks - Suite & Conclusion

bench2.gif (14014 octets)

Les résultats parlent d´eux mêmes ! Sur l´ABIT BF6, le PIII500E overclocké à 700 s´avère plus lent qu´un vrai PIII700E, ce qui est complètement illogique du fait des fréquences de bus plus élevées ! Les résultats obtenus sur la MSI 6163 Pro sont quant à eux normaux, et prouvent qu´il y´a un gros problème avec les fréquences de bus élevées sur la BF6.

En fait ce problème vient de la valeur In Order Queue Depth du SoftMenu III. Cette variable, qui définie la taille du buffer d´instruction entre chipset et processeur peut prendre deux valeurs, 1 ou 8 (8 étant la valeur par défaut et la plus performante, 1 étant la valeur la moins performante mais permettant d´augmenter la stabilité). Par défaut, cette valeur est de 8 avec des fréquences de bus de 66 et 100 Mhz. Lorsqu´on passe à 133 Mhz, le In Order Queue Depth passe par défaut à 1 pour stabiliser les système.

Malheureusement l´impact sur les performances globales du réglage In Order Queue Depth à 1 sont catastrophiques. En effet j´ai pu mesurer une perte de performance de l´ordre de 25% lors du passage du In Order Queue Depth de 1 à 8, que ce soit sous Quake III Arena ou 3D Mark 2000. Afin de voir d´ou venait exactement le problème j´ai effectué grâce à un petit utilitaire nommé cachemem des mesurer de vitesse de la mémoire vive : résultat, avec un IOQD à 8, on obtient 624 Mo /s en lecture et 281 Mo /s en écriture … alors qu´avec un IOQD à 1, on obtient 281 Mo /s en lecture et 100 Mo /s en écriture !

Reste à savoir si on peu espérer atteindre un même overclocking en repassant le IOQD de 1 à 8

In Order Queue Depth à 1 (défaut) :

  • ABIT BF6 + ASUS = 730 Mhz 5x146 VCORE 1.75 VIO 3.6
  • ABIT BF6 + SOLTECK = 730 Mhz 5x146 VCORE 1.75 VIO 3.6

In Order Queue Depth à 8 :

  • ABIT BF6 + ASUS = 710 Mhz 5x142 VCORE 1.75 VIO 3.6
  • ABIT BF6 + SOLTECK = 710 Mhz 5x142 VCORE 1.75 VIO 3.6

Même si avec le IOQD à 8 la fréquence atteinte de manière stable est un peu moins bonne … l´écart est minime. Etant donner l´impact très important du IOQD sur les performances globales du système, il est donc préférable de laisser cette valeur à 8, quitte à y laisser quelques dizaines de Mhz. Comme quoi … les Mhz ne font pas tout.

Dans la même optique vous avez peut être remarqué qu´un PIII500E overclocké à 700 (bus 140) sur 6163 Pro est plus rapide qu´un PIII500E overclocké à 730 (bus 146) sur une P3C2000. Pour que le passage à l´i820 commence à être vraiment avantageux pour l´overclocking du PIII500E et que vous obteniez des performances légèrement supérieures à un BX, il faut donc que le gain en fréquence soit d´environ 20% … bref l´i820 n´est vraiment intéressant que si vous devez changer de carte mère (si l´actuelle ne supporte pas le coppermine par exemple), ou alors si vous êtes certains d´avoir un gain de fréquence important (une carte mère i820 coûte actuellement 1400 frs environ n´oubliez pas!).

Pour conclure

fcpga.gif (12099 octets)Une chose est sûre, le PIII500E est un excellent processeur pour l´overclocking. Dans la plupart des cas, vous pourrez atteindre des fréquences comprises entre 700 et 800 Mhz, soit un niveau de performance qui est pour l´instant réservé à des processeurs vendus à un prix supérieur à 6000 Frs ! Toutefois, pour atteindre ces fréquences, ils vous faut prendre beaucoup de précautions quant au choix de vos composants. Je pense notamment à la carte AGP, qui vous posera beaucoup de problèmes sur chipset BX. Solutions à cela ? Optez pour un PIII 550 ou 600, ou pour une carte mère à base de chipset i820, avec son AGP cadencé à 1/2 du bus CPU ! Car même si ce dernier s´avère 5-10% moins performant qu´un BX … il peut s´avérer plus qu´intéressant dans certains cas : en effet, si votre carte AGP est limitée à 83 Mhz, elle vous empêchera de dépasser les 625 Mhz avec votre PIII500E sur BX … alors que sur i820 vous pourrez monter jusqu´à 830 Mhz sans être limité par votre carte graphique !



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