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Athlon XP 2200+ 0.13µ
Processeurs
Publié le Lundi 10 Juin 2002 par Marc Prieur

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Page 1 - Du 0.25 au 0.13 Micron

Du 0.25 au 0.13 Micron

Initialement lancé dans une version 0.25 Micron en Août 1999, l’Athlon premier du nom, qui utilisait pour rappel un connecteur Slot A, est rapidement passé à une gravure en 0.18 Micron. En effet, c’est en fin d’année 1999 que AMD annonça son premier Athlon 0.18µ, alors cadencé à 750 MHz.

Même si depuis la finesse de gravure n’a pas changée, l’Athlon a tout de même évolué. L’évolution la plus marquante fût bien entendu le passage au core Thunderbird et au Socket A, qui s’est fait à la mi-2000. La dernière évolution en date du core est bien entendu le core Palomino, introduit avec l’Athlon XP il y a huit mois. Pour rappel, le core Palomino apportait trois grosses nouveautés par rapport au Thunderbird :

- Consommation électrique réduite de 20%
- Dispositif de pré chargement automatique des données en cache
- Ajout des instructions SSE

6 mois après Intel, AMD annonce aujourd’hui son passage au 0.13 Micron via le lancement d’un nouvel Athlon XP, le 2200+ qui est cadencé à 1.8 GHz. Autant vous le dire tout de suite, ce processeur s’inscrit dans la continuité des modèles précédents, ce qui a ses avantage et ses inconvénients.

Du côté des avantages, on notera bien entendu la compatibilité avec les cartes mères actuelles. En effet, contrairement au core Palomino, le core Thoroughbred ne nécessite aucun changement au niveau matériel sur les cartes mères. Toutes les cartes mères compatibles Athlon XP 0.18µ sont donc censées êtres compatibles Athlon XP 0.13µ, la seule condition se situant au niveau du bios qui doit être mis à jour par le constructeur afin de supporter ces nouveaux processeurs.

Malheureusement cette continuité n’entraîne pas de gain particulier de performances, puisque AMD n’a pas modifié d’un iota les fonctionnalités du Thoroughbred par rapport au Palomino, si bien qu’à fréquence (ou PR) égale les performances des deux processeurs sont strictement identiques. Il faudra donc attendre le core Barton, prévu pour le second semestre, pour voir un gain de performance au niveau des Athlon, et ce via le doublement du cache de second niveau qui passera donc à 512 Ko.

Bien entendu, lorsque l’on parle du passage du 0.18 au 0.13 Micron, on pense tout de suite à un abaissement de la consommation et de la chaleur dégagée par le processeur. En ce qui concerne le Thoroughbred, c’est plus ou moins vrai puisque AMD n’a pas réussi à abaisser de beaucoup la tension d’alimentation sur les modèles les plus hautement cadencés. Ainsi, alors que tous les Athlon XP 0.18µ (1500+ à 2100+) étaient alimentés en 1.75V, les Athlon XP 0.13µ fonctionnent en 1.5V (1700+ / 1800+ / 1900+), 1.6V (2000+ / 2100+) voir 1.65V pour la version 2200+. Du coup, la chaleur dégagée par le core diminue donc moins sur les modèles haut de gamme.

En fait le gros avantage du 0.13 Micron pour AMD, c’est la réduction des coûts de production. Grâce au passage en 0.13 Micron, la taille du die du processeur à proprement parler passe en effet de 128 à 80mm². Du coup, il est donc en théorie possible de graver sur chaque wafer (galette) de silicium de 200 mm ² de diamètre pas moins de 392 Athlon XP 0.13 Micron, contre 245 auparavant ! Attention, ce calcul est fait sans tenir compte de la géométrie des wafer (il ne sont pas carrés ni rectangulaires mais rond, donc il y’a forcément des pertes d’espace) ni du taux de rebus. Ceci devrait permettre à AMD d’abaisser notablement le coût de production d’un Athlon XP.

Bien entendu cette taille de die n’a pas que des avantages. Comme nous vous l’avons indiqué plus haut, l’abaissement du dégagement de chaleur n’est pas drastique sur les modèles hauts de gamme Avec un die de 80mm² contre 146mm² auparavant, cette chaleur est dégagée sur une plus petite surface, et le contact avec le radiateur est également plus petit. La surface de contact étant réduite, il faudra utiliser un radiateur de très bonne qualité, avec une base faite en partie de cuivre, avec ces nouveaux processeurs. Une fois de plus, il est dommage que AMD n’ai pas décidé de surmonter l’Athlon XP 0.13µ d’une plaque au dessus du processeur comme c’est le cas sur Pentium 4 et comme ce sera le cas sur les Hammer. En effet ce type de plaque permet d’augmenter la surface de contact avec le dissipateur et donc d’optimiser le refroidissement, même si ce dernier n’est plus en contact direct avec le core.

Page 2 - XP 0.13µ en images, le test

Le XP 0.13µ en images

Tout d´abord, voici des photos des XP 2200+ / 2000+ / 1800+ :

Il est à noter qu´avant le passage complet d´AMD en 0.13µ, les versions 0.18 et 0.13µ des 1700+ à 2100+ cohabiteront alors que leur nom ne sera pas différencié. Il faudra donc se renseigner avant d’acheter, afin d’avoir de préférence un processeur 0.13µ.

Voici maintenant une photo des différents core Athlon Socket A, à savoir Thoroughbred, Palomino et Thunderbird (de gauche à droite) :

Le core du Thoroughbred est si petit qu´AMD ne grave désormais plus les références du processeur sur ce dernier. Les condensateurs reprennent la position qu´ils avaient avec le Thunderbird (avec le Palomino il étaient situés en dessous du CPU).

Le test

Etant donné que les performances des Athlon XP 0.13 Micron sont exactement les mêmes que celles des 0.18 Micron d’après nos tests rapides et même d’après les dires d’AMD, nous n’avons pas refait un comparatif entier de processeur exhaustif. Pour une vue plus globale des performances dans le match Athlon vs Pentium 4, nous vous conseillons donc de vous reporter à notre comparatif publié il y a deux mois et qui comparait les versions 1600+ / 1.6A GHz à 2100+ / 2.4B GHz sous 13 logiciels différents.

En ce qui concerne la plate-forme, nous avons choisi comme dans nos précédents articles de partir sur de la DDR 333, configurée en l’occurrence avec des timings très agressifs (2-2-2-6-1). Nous avons également intégré pour information les résultats obtenus sur Pentium 4 2.53 GHz avec une plate-forme RDRAM PC1066. A ce propos, étant donné que nous ne disposions que de 2x128 Mo de RDRAM PC1066 Samsung 32ns, nous avons du nous limité à un nombre de test restreint qui n’étaient que très peu influé par la quantité de mémoire vive dans le PC, et ce afin d’éviter le swap.

Voici le détail des configurations de test :

Athlon XP
- Gigabyte GA-7VRXP 1.1 (VIA KT333)
- 256 Mo DDR-SDRAM Mushkin PC3200 2-2-2-6-1

Pentium 4
- ASUSTeK P4S533 (SiS 645DX)
- 256 Mo DDR-SDRAM Mushkin PC3200 2-2-2-6-1

Pentium 4 RDRAM
- ASUSTeK P4T533-C (i850E)
- 2x128 Mo RDRAM PC1066 Samsung 32ns

En commun :

- NVIDIA GeForce4 Ti 4600
- Western Digital WD1200JB
- Windows XP
- Derniers bios & drivers disponibles au 09/06/2002

Page 3 - Maya 4.0.2 / DVD2AVI - DiVX 5.02

Maya 4.0.2

Nous attaquons maintenant notre premier test, un rendu 3D avec Maya, en l’occurrence dans sa tout dernière version 4.02. Les résultats sont ici exprimés en images / heure. Il s’agit donc du nombre de rendu de notre fichier de test que la plate-forme peut effectuer en une heure.

Pour rappel, Maya n’est pas très performant sur Pentium 4, tout comme 3ds, et au contraire de Lightwave (cf. notre comparatif global). L’Athlon XP se comporte donc très bien, puisque la toute nouvelle version 2200+ est plus rapide que le P4 2.4B (FSB533) et le P4 2.53 GHz. Malgré tout, Intel reste devant grâce à son 2.53 GHz, que ce soit en DDR333 et encore plus en PC1066.

Le gain observé par le passage du 1800+ au 2200+ est de 13.4%, contre 16.8% lorsque l’on passe du P4 1.8A au P4 2.2 GHz, ce qui prouve que le PR-Rating s’essouffle.

DVD2AVI / DiVX 5.02

Pour le test vidéo, nous avons décidé d’utiliser un codec très répandu à savoir ce cher DivX, en l’occurrence dans sa toute dernière version, la 5.0. Nous avons donc mesuré la vitesse d’encodage en images /s d’un fichier MPEG-2 en 720*432 pixels en un fichier DivX en 512*304 pixels (resize bicubic normal, bitrate 1200kbps /s, Bidirectional Encoding, pas de traitement du son) en utilisant un iDCT de type MMX-SSE, le tout sous le logiciel DVD2AVI.

Comme sous Maya 4.0.2, le Pentium 4 n’est pas à la fête dans un encodage DiVX en MMX puisque l’Athlon XP 2200+ s’intercale entre le P4 2.53 GHz (DDR333) et le P4 2.53 GHz (PC1066). La montée en puissance du Pentium 4 est tout de même plus importante, avec +17.6% lors du passage de 1.8A à 2.2 GHz, contre 12.5% chez AMD lorsque l’on passe du 1800+ au 2200+.

Page 4 - Quake III, Temp & Overclocking

Quake III Arena

Pour finir, voici un test dans lequel le Pentium 4 sera un peu plus à son avantage, à savoir Quake III Arena 1.30 (640*480 16 bits, demo four).

Ce graphique illustre bien le problème auquel est aujourd’hui confronté AMD. Si le P-Rating de l’Athlon XP est loin d’être volé, AMD ne propose rien qui puisse répondre à la puissance des Pentium 4 2.4B (hormis il est vrai le XP 2200+ dans des applications peu favorables au P4 comme nous l’avons vu précédemment) et encore moins au P4 2.53 couplé avec de la RDRAM PC1066 voir avec de la DDR333.

Là encore le P-Rating arrive tout de même en bout de course, avec un gain de 8.7% lors du passage 1800+ / 2200+ et de 12.5% lors du passage P4 1.8A / P4 2.2 GHz. Cela va d’ailleurs poser un véritable problème à AMD pour le futur 2400+. En effet sous Quake III Arena le gain devrait être de 4.4% par rapport à un 2200+, alors que le P4 2.4B d’Intel est du fait de son FSB533 10% plus performant que son prédécesseur à 2.2 GHz !

Température, Overclocking

Nous avons bien entendu voulu mesurer l’influence du 0.13µ sur la température du processeur, mesurée à l’aide de la sonde de la carte mère (Gigabyte GA-7VRXP 1.1) après 15mn de BurnK7 sur le processeur refroidis avec un Taisol CGK 760 (Aqua 690). Les résultats sont plutôt probants pour le 1800+, qui est pour rappel alimenté en 1.5V, puisqu’il a atteint 52°C contre 57 °C pour son équivalent 0.18µ. L’écart se réduit toutefois entre les 2000+, puisqu’on atteint 59°C en 0.13µ et 61°C en 0.18µ. Avec 63° C, l’Athlon XP 2200+ 0.13µ obtient pour sa part un résultat comparable à celui d’un XP 2100+ 0.18µ. Bref, rien de bien folichons !

Pour l’overclocking, nous avons décidé de sortir la grosse artillerie, notamment au niveau de la carte mère. En effet, la GA-7VRXP 1.1 ne permet pas de monter à plus de 1.65V sur le XP 1800+ 0.13µ (1.5V + 10%) par exemple, ce qui est assez pénalisant. Nous avons donc monté les processeurs sur une EPOX 8K3A+. Le refroidissement était pour sa part toujours par air, en l’occurrence via un Volcano 7 de Thermaltake.

Il est à noter que les ponts L1 de nos processeurs étaient bien entendu coupés, mais sans le trou creusé au laser qui est présent sur les Athlon XP actuels. Ce ne sera malheureusement pas le cas des versions que vous trouverez dans le commerce, c’est pourquoi nous avons conservé le coefficient d’origine et overclocké via le FSB, par pas de 5 MHz.

Sur le modèle XP 1800+ 0.13µ, nous avons pu atteindre 160*11.5, soit 1840 MHz, et ce avec un voltage de 1.85V. Le 166*11.5 (1909 MHz) n’était malheureusement pas assez stable sous Windows, et ce malgré une tension passée à 2.0V ! Le XP2000+ a pour sa part fonctionné sans problèmes à 150*12.5, soit 1875 MHz, toujours en 1.85V. En 155x12.5 (1937.5 MHz), Windows ne bootait pas, quelque soit le voltage. C’est logiquement le modèle XP2200+ qui s’est montré être le plus overclockable, avec 1957.5 MHz (145*13.5) en 1.9V (> 2400+ donc) ! Nous avons bien entendu tenté d’atteindre les 2 GHz, mais là encore Windows ne bootait pas quelque soit le voltage, un simple refroidissement à air n’étant apparemment pas suffisant.

Bref, ces premiers processeurs 0.13µ d’AMD sont relativement décevants en ce qui concerne l’overclocking. En effet, la limite des core Palomino avec un refroidissement à air se situait environ à 1.8 GHz. Certes, les Thoroughbred semble aller un peu plus haut, mais on attendait mieux.

Page 5 - Conclusion

Conclusion

Oui, l’Athlon XP 0.13µ est décevant, surtout après l’arrivée en fanfare du P4 Northwood d’Intel. Ce dernier offrait en effet des performances accrues ainsi qu’un overclocking sans commun rapport avec celui de son prédécesseur. Chez AMD, rien de tout cela. Le XP 0.13µ offre, ce n’est pas une surprise, les mêmes performances à fréquence égale que le XP 0.18µ, et il ne permet pas d’aller beaucoup plus haut via overclocking. On en attendait bien entendu plus, histoire de permettre à AMD de reprendre la course à la puissance avec Intel en attendant l’Athlon de 8è génération. Son seul véritable avantage est une réduction du coût de fabrication qui va permettre à AMD de continuer à livrer une autre bataille, celle des prix.

Bien entendu, ce nouveau core permet également à AMD de lancer une nouvelle version de son XP, la 2200+. Comme tous les Athlon XP, ce processeur offre des performances de premier plan, et il n’a pas à rougir face à son équivalent chez Intel. Il est d’ailleurs amusant de constater que les prix officiels du P4 2.2 GHz et de l’Athlon XP 2200+ sont strictement identiques, à savoir 241$. Bien entendu il s’agit là des prix officiels, et en pratique le XP 2200+ devrait rapidement être moins cher que le P4 2.2 GHz du fait du marché gris (processeurs achetés en grande quantité à très bon prix par les gros OEM à AMD qui réintègrent ensuite en partie le marché via des grossistes qui ne sont pas des officiels AMD).

Si le XP 2200+ sera parfait pour une upgrade, le choix de ce processeur dans le cadre d’une nouvelle machine est plus discutable. Il faut bien avouer que le Socket A sera clairement moins évolutif que le Socket 478, et d’autre part Intel propose des solutions intéressantes telles que le Pentium 1.8A qui passe avec un taux de réussite proche de 100% à 2.4 GHz (FSB400 à 533) avec le ventilateur d’origine, ou encore tout simplement le P4 2.53 GHz qui représente à l’heure actuelle le processeur x86 le plus rapide, et ce même dans les applications pour l’architecture NetBurst n’est pas à la fête. Bien entendu c´est aussi le plus cher, mais Intel peut se le permettre étant donné que AMD n’a pour l’instant rien à proposer en face ...

S´il vous plaît monsieur AMD... dessine-nous un ClawHammer!