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Athlon XP 2600+ & Pentium 4 2.8 GHz
Processeurs
Publié le Mardi 27 Août 2002 par Marc Prieur

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Page 1 - Athlon XP Thoroughbred A1



La rentrée approche, et c´est donc l´occasion pour AMD tout comme Intel de remettre à jour leur gamme de CPU. Au menu du jour, deux nouvelles révisions du Thoroughbred et du Northwood, qui permettent à AMD d´atteindre un P-Rating de 2600+ et à Intel d´atteindre la fréquence de 2.8 GHz.
Athlon XP Thoroughbred A1
Introduit avec l´Athlon XP 2200+, le core Thoroughbred est le premier d´AMD utilisant une finesse de gravure en 0.13µ. Malheureusement, il faut bien avouer que ce denier n´avait rien d´impressionnant puisque la révision A0 du core avait peine à atteindre les 2 GHz, avec une dissipation thermique qui n´avait pas beaucoup baissé.

Athlon XP 0.13 A1, Athlon XP 0.13 A0, Athlon XP 0.18, Athlon 0.18

Conscient de ce problème, AMD a donc développé un nouveau core Thoroughbred, le A1. Les améliorations sont au nombre de deux :

- Ajout d´une couche métallique supplémentaire
- Ajout de condensateurs de découplage

La nouvelle couche métallique permet de réduire la taille des connections entre les différentes parties du processeurs, ce qui a pour but de réduire la résistance, alors que les nouveaux condensateurs de découplage permettent de mieux séparer les différentes unités du processeur afin de réduire les interférences électromagnétiques. La taille du die passe de 80 à 84mm², et le nombre de transistors de 37.2 à 37.6 Millions.

Le résultat est double, puisque d´une part la montée en fréquence se fait plus facilement, et que d´autre part à fréquence égale le processeur chauffe moins. Alors que la révision A0 avait du mal à atteindre les 2 GHz via overclocking, la révision A1 permet donc à AMD de sortir dès à présent des modèles 2400+ et 2600+ cadencés respectivement à 2 et 2.13 GHz. Vous noterez au passage qu´AMD a fait un saut de 200 MHz entre le 2200+ et 2400+, contre 133 MHz habituellement, afin de remettre à niveau son P-Rating.

A la fréquence de 1.8 GHz (2200+), un A1 nécessitera une tension et un ampérage moins important qu´un A0 (1.6 contre 1.65V, 35.6 contre 37.4A), si bien que sa dissipation thermique sera réduite de 8% (57W contre 61.7W). Mieux, les caractéristiques thermiques & électriques d´un Athlon XP 2600+ A1 sont identiques (à 0.5% près) à celles d´un Athlon XP 2200+ A0, ce qui se vérifie en pratique puisque nous avons mesuré 1°C de différence, en faveur du 2600+, en fonctionnement.

A partir de maintenant, tous les nouveaux processeurs produits en 0.13µ chez AMD utilisent bien entendu cette nouvelle révision A1, mais il faudra un certain temps avant de ne trouver que ces processeurs sur le marché. D´ici là, il sera impossible de reconnaître un A0 d´un A1 à l´œil nu (pour se faire il faut regarder le CPUID du processeur via un logiciel adapté) et donc de différencier les 2000 & 2200+ A1 des A0. Il est d´ailleurs à noter que dans quelques mois on pourra à priori trouver trois versions du 2000+ : le Palomino 0.18µ, le Tbred A0 et le Tbred A1 !

Pour finir, sachez qu´avec un refroidissement à air la limite actuelle du core Tbred A1 se situe à 2.3-2.4 GHz, contre 1.9-2 GHz auparavant. En terme de compatibilité, toutes les cartes mères supportant la révision A0 supportent la révision A1, l´unique problème se situant au niveau des coefficients multiplicateurs supérieurs à 13x sur certains anciens modèles de cartes mères.


Page 2 - Pentium 4 Northwood C-1

Pentium 4 Northwood C-1
Contrairement au Tbred A1, le core Northwood C-1 n´a rien de révolutionnaire par rapport à son prédécesseur, le B-0 ... tout du moins c´est ce que laisse penser Intel. En effet, selon ce dernier les seules différences se situe aux niveau de la tension d´alimentation, qui passe de 1.5 à 1.525v, ce qui permet d´aller plus haut en fréquence et donc de lancer les Pentium 4 2.67 et 2.8 GHz, et au niveau du nombre de condensateur au dos du CPU qui passe de 15 à 12.

A gauche : 12 condensateurs pour le C-1, à droite 15 pour le B-0, mais de taille moins importante

Toutefois, il faut bien avouer que cela va plus loin, puisque le C-1 va plus haut en fréquence, et est légèrement plus performant. Pour ce qui est de la fréquence tout d´abord, là ou le core B-0 atteignait ses limites à 2.8-2.9 GHz avec un refroidissement à air, le C-1 peut atteindre 3.1-3.2 GHz, sans que l´on sache ce qui entraîne cette légère mais notable amélioration.

Il en est de même pour l´augmentation des performances. En effet, dans certains tests à fréquence égale un Northwood C-1 va légèrement plus vite qu´un B-0. C´est notamment le cas sous Lame 3.92, WinRAR 3, Jedi Knigh II et Comanche 4, avec des gains respectifs de 2.8, 3.2, 2.4 et 1.6%, soit un gain de 2.5% en moyenne. Sous Winstone 2002, 3d Studio Max 5 et DVD2AVI 1.77 nous n´avons toutefois pas noté de différence notable. Dans un premier lieu nous pensions que cela venait du Translation Look-aside Buffer.

Du fait de l’utilisation de mémoire virtuelle, qui permet à un PC de travailler comme si il disposait d’un espace d’adressage supérieur à la capacité mémoire dont il dispose, le processeur travaille sur des adresses mémoires virtuelles qui doivent ensuite être traduites en adresses physiques. Cette traduction prenant un peu de temps, une mémoire associative, les TLB, fait office de cache et stocke les dernières traductions effectuées. D´après WCPUID, le L1 ITLB (Instruction TLB) du Northwood C-1 disposait de 128 entrées, contre 64 pour le B-0. Il s´agit toutefois d´un bug de WCPUID puisque Intel a indiqué que les changements n´avaient pas de rapport avec la taille du TLB.

Il est également à noter que le core C-1 corrige 6 erreurs mineures du Pentium 4 (cf. Spec Update ) :

N50 : Incorrect data may be returned when page tables are in Write Combining (WC) memory space
N52 : Processor issues inconsistent transaction size attributes for locked operation
N58 : CR2 may be incorrect or an incorrect page fault error code may be pushed onto stack after execution of an LSS instruction
N59 : BPM[5:3]# VIL does not meet specification
N62 : L2 cache may contain stale data in the Exclusive state
N65 : Processor does not flag #GP on non-zero write to certain MSRs

Voici la liste des processeurs basés sur ce nouveau core C-1 :

Pentium 4 2.80 GHz (FSB 533) : SL6K6, SL6HL
Pentium 4 2.66 GHz (FSB 533) : SL6EH, SL6DX
Pentium 4 2.60 GHz (FSB 400) : SL6HB, SL6GU
Pentium 4 2.53 GHz (FSB 533) : SL6DW
Pentium 4 2.50 GHz (FSB 400) : SL6GT, SL6EB
Pentium 4 2.40 GHz (FSB 533) : SL6DV
Pentium 4 2.40 GHz (FSB 400) : SL6GS
Pentium 4 2.26 GHz (FSB 533) : SL6DU
Pentium 4 2.20 GHz (FSB 400) : SL6GR
Pentium 4 2.0A GHz (FSB 400) : SL6GQ
Pentium 4 1.8A GHz (FSB 400) : SL6LA

Point de vue compatibilité, les Northwood C-1 ne nécessitent pas de changement particulier si ce n´est une update du bios pour que leur nom exact soit affiché.


Page 3 - Content Creation Winstone 2002

Configuration de test
Pour ce test, nous avons utilisé le couple KT333+DDR333 en ce qui concerne l´Athlon XP. Pour le Pentium 4, avec un FSB400 nous avons utilisé uniquement de la DDR 333, et avec un FSB533 nous avons fait les tests avec de la DDR333, mais également avec de la RDRAM PC1066. Afin de différencier les processeurs dans les graphiques, ceux équipés de RDRAM sont suivis de la mention ´+´. Il est à noter que les P4 2.67 et 2.8 étaient dotés d´un core C-1, contre B-0 pour les autres.

Nous avons également testé un Athlon XP à 2 GHz (comme le 2400+) mais avec un FSB EV6 166 MHz DDR. Etant donné qu´il ne s´agit pas d´un processeur que l´on trouvera dans le commerce, nous nous sommes contentés d´indiquer le gain offert par un tel bus dans les commentaires.

Voici le détail des configurations de test :

Athlon XP
- EPoX 8K3A+ (VIA KT333)
- 512 Mo DDR-SDRAM OCZ en DDR333 2-2-2-6-1

Pentium 4
- Carte mère SiS648 de référence
- 512 Mo DDR-SDRAM OCZ en DDR333 2-2-2-6-1

Pentium 4 ´+´

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

En commun :
- NVIDIA GeForce4 Ti 4600
- Western Digital WD1200JB
- Windows XP
- Derniers bios & drivers disponibles au 19/07/2002
Content Creation Winstone 2002
Voici tout d’abord l’indice de performance obtenu sous Content Creation Winstone 2002. Ce benchmark mesure les performances globales de la machine sous un ensemble de scripts utilisants les logiciels suivants : Adobe Photoshop 6, Adobe Premiere 6, Macromedia Director 8.5, Macromedia Dreamweaver UltraDev 4, Microsoft Windows Media Encoder 7, Netscape Navigator 6 et Sonic Foundry Sound Forge 5 – bref il est très orienté vers la création multimédia comme l’indique son nom. Par rapport à la version 2001, les principaux changements sont des updates des versions des logiciels.


Les chiffres parlent d´eux-mêmes, le Pentium 4 sort clairement vainqueur de ce test. En effet, si jusqu´au 2200+ le P-Rating est largement respecté, les choses se compliquent pour le 2400+ dès lors qu´on le compare à un P4 à FSB533. L´Athlon 2600+ n´arrive pas au niveau du Pentium 4 2.53 GHz. Le FSB166 apporterait à AMD un avantage certain, puisque le gain à 2 GHz est de 5.4% ce qui permet à un 2 GHz / FSB166 d´obtenir 45.2, soit légèrement plus qu´un 2.13 GHz / FSB133.


Page 4 - 3d Studio Max 5

3d Studio Max 5
Les résultats lors d´un rendu 3D varient beaucoup selon le logiciel utilisé. Sous Maya 4 ou 3ds 4.2, l´Athlon est plus rapide que le Pentium 4 ... mais sous Lightwave c´est l´inverse qui se produit. Cela vient t´il d´une meilleur optimisation NetBurst & SSE2 ? Ou d´une moins bonne optimisation pour l´Athlon ? Difficile à dire. Toujours est t´il que cela n´est pas complètement vrai, puisqu´en fait selon les scènes choisies même sous Lightwave l´Ahtlon peut s´avérer plus rapide que le Pentium 4, alors que sous les scènes ´recommandées´ par Intel il sera bien plus lent.

Pour notre test, nous avons décidé d´utiliser la version 5 de 3ds Studio Max, sortie il y a peu et donc logiquement optimisée pour les derniers processeurs sur le commerce et mesurer le temps en seconde nécessaire pour le rendu de plusieurs images de la scène Apollo.max.


Les résultats sont clairement en faveur de l´Athlon XP, si bien que dans sa version 2600+ il arrive à faire jeu égal avec le Pentium 4 2.8 GHz couplé à de la RDRAM PC1066. Dans ce test, le FSB166 n´apporte pas de gain de performance significatif.


Page 5 - DVD2AVI 1.77 - DiVX 5.02

DVD2AVI 1.77 - DiVX 5.02
Pour le test vidéo, nous avons mesuré le temps nécessaire à compression d´un fichier VOB MPEG-2 en vidéo DiVX 5.02 à l´aide du logiciel DVD2AVI 1.77.3. Nous avons utilisé la résolution d´origine (720*432), couplée à un bitrate de 1000 kbps avec le Bidirectionnal Encoding activé, le tout sans traitement du son et avec l´IDCT SSE (ou SSE2) MMX.


L´Athlon XP 2600+ confirme sa bonne forme puisqu´il se situe entre un P4 2.8 + DDR333 et un P4 2.8 + RDRAM PC1066. Nous avons mesuré un gain de 3.7% en passant d´un FSB133 à un FSB166 sur Athlon XP en conservant une fréquence de 2 GHz, ce qui est dans la moyenne.


Page 6 - Lame 3.92 - MP3 VBR

Lame 3.92 - MP3 VBR
Passons maintenant à la vitesse d’encodage audio, en l’occurrence en MPEG1 Layer 3 (MP3) avec Lame 3.92. Le chiffre reporté dans le graphique correspond au temps en seconde nécessaire pour l´encodage d´un fichier wav en MP3 avec les réglages VBR --alt-preset standard de Lame.


L´Athlon XP 2600+ arrive au niveau du Pentium 4 2.8 GHz, alors que le Pentium 4 2.66 GHz fait jeu quasi égal avec l´Athlon XP 2400+. Le FSB166 n´apporte aucun gain de performances sur Athlon.


Page 7 - WinRAR 3

WinRAR 3
Après la compression vidéo et la compression audio, voici venu le temps de la compression de fichiers, avec le célèbre logiciel WinRAR dans sa version 3.


Comme vous pouvez le voir ce test est clairement dépendant de la bande passante mémoire, puisque les systèmes dotés de RDRAM PC1066 dominent nettement ceux basés sur la DDR333 ... un P4 2.53 avec PC1066 étant au même niveau d´un P4 2.8 avec DDR333 ! L´Athlon XP, du fait de son bus EV6 à seulement 133 MHz DDR est donc clairement à la traîne. D´ailleurs, un Athlon XP à 2 GHz (comme le 2400+) mais avec un FSB à 166 atteint les mêmes performances qu´un Pentium 4 2.4B + DDR333 dans ce test.


Page 8 - Jedi Knight II

Jedi Knight II
Voici maintenant le premier test ´jeu´ avec Jedi Knight II, qui est basé sur une version améliorée du moteur de Quake III Arena.


Comme sous WinRAR mais dans une moindre mesure, l´influence de la bande passante mémoire est importante et l´Athlon XP 2600+ se situe entre un P4 2.4B et un 2.53 couplés à de la DDR333. Vous noterez que malgré 133 MHz de plus, une plate-forme P4 DDR333 s´avère moins performante qu´une autre en RDRAM PC1066 dans ce test. Le P-Rating est respecté en ce qui concerne les 1800/2000/2200+, mais c´est plus juste pour le 2400+.

Encore une fois un FSB de 166 sur l´Athlon XP permettrait de rééquilibrer un peu cela puisque à 2 GHz comme le 2400+ il obtient 155.1 fps ce qui le place au dessus du P4 2.53 (DDR333), du P4 2.4B+ (RDRAM) et bien entendu du XP 2600+.


Page 9 - Comanche 4

Comanche 4
En sus de Jedi Knight II nous avons intégré les résultats obtenus sous Comanche 4, en l’occurrence ceux de la dernière démo proposant un mode benchmark.


Les résultats sont un peu similaires à ceux obtenus sous Jedi Knight II, avec tout de même une influence légèrement moins importante de la RDRAM PC1066 par rapport à la DDR333. Le Pentium 4 reste intouchable, puisque dès les 2.53 GHz avec DDR333 ou 2.4B GHz avec PC1066 il est au dessus de l´Athlon XP 2600+ qui ne respecte donc pas son P-Rating, tout comme les 2400 et 2200+ et contrairement aux 2000+ et 1800+.

L´impact du passage au FSB166 est moins important que sous JKII (+4.5% contre +6.6%) mais il permet tout de même à un Athlon XP à 2 GHz d´atteindre 49.1 fps.


Page 10 - HFR Mark 2002

HFR Mark 2002
Dans cet article nous introduisons un nouvel indice de performance, le ´HFR Mark 2002´. De quoi s´agit t´il ? C´est relativement simple. En fait nous avons pris tous les résultats obtenus dans cet article et les avons transformé sous forme d´indice (indice 100 = Athlon XP 1600+). Nous avons fait ensuite la moyenne des indices obtenus dans les différents tests, et cette moyenne constitue le HFR Mark 2002 ! Cet indice va nous permettre de faire plusieurs commentaires.

Voici tout d´abord l´ensemble des résultats :


Les chiffres parlent d´eux-mêmes, Intel est clairement le leader en terme de performances. En effet, les Pentium 4 2.67 et 2.8 mènent la danse. Toutefois, AMD ne démérite pas, et le P-Rating reste respecté, même si il s´essouffle clairement dans les hautes fréquences.

En effet, si le 1800+ est même plus rapide qu´un Pentium 4 2.0A GHz, c´est beaucoup plus juste en ce qui concerne le 2600+. Ce dernier s´avère en effet comparable à un Pentium 4 2.53 avec RDRAM, et se situe légèrement au dessus de ce qu´offrirait un Pentium 4 2.6 en FSB533 et DDR333 si celui-ci existait.

Un tel processeur n´existe toutefois pas chez Intel, puisque le seul 2.6 GHz utilise un FSB400. D´après nos estimations, ces performances se situent environ au niveau d´un 2.53 GHz avec FSB533. Le XP 2600+ est donc plus rapide, d´autant plus qu´il est impossible d´utiliser de la RDRAM PC1066 avec un FSB400.

Bref, si le P-Rating est respecté sur le 2600+, c´est de justesse. En effet, l´architecture du Pentium 4 profite bien mieux d´une augmentation en fréquence. Ainsi, une augmentation de 39% en fréquence sur Athlon XP (1800+ à 1.53 GHz vers 2600+ à 2.13 GHz) permet d´augmenter le HFR Mark de 25.4%, alors qu´une augmentation de 40.5% sur Pentium 4 avec un même core (1.8A à 2.53 GHz) fait grimper le même score de 32.8% !

D´ici à la fin de l´année, AMD devraient utiliser deux moyens pour essayer de réduire cet écart : un FSB de 166 MHz DDR, puis un cache L2 de 512 Ko, contre 133 MHz DDR et 256 Ko actuellement. Nous avons d´ailleurs pu tester un Athlon XP à 2 GHz en FSB166, contre un autre en FSB133. Selon les applications, le gain varie entre quasi nul (3ds, lame) et 5-6% (Winstone, WinRAR, JK II). Au final, le HFR Mark 2002 gagne 3.5%.

Couplé à un cache L2 doublé qui devrait offrir un gain supplémentaire de 5 à 10%, ce FSB pourrait permettre à AMD de revenir dans la course à condition bien sûr que cela soit associé à une fréquence digne de se nom et à des P-Rating honnêtes.


Page 11 - Conclusion

Conclusion
Si AMD a pu faire illusion pendant les 5 jours qui séparaient la sortie des Athlon XP 2400+/2600+ de celles des Pentium 4 2.67 / 2.8 GHz, le retour aux réalités est plus difficile d´autant que la disponibilité des processeurs Intel devrait être plus rapide, si bien que les processeurs x86 les plus rapides disponibles n´auront jamais été de marque AMD durant les derniers mois.

Toutefois il convient de saluer le travail fait par AMD sur la nouvelle révision de son processeur Athlon XP 0.13µ Thoroughbred. En effet, cette dernière permet de diminuer nettement la consommation et la température en fonctionnement, et donc d´atteindre des fréquences plus importantes. Mais il ne faut pas qu´AMD s´arrête là, même si il est logique que la plupart des ingénieurs soient concentrés sur le peaufinage des processeurs AMD de 8è génération Hammer. L´utilisation d´un FSB EV6 166 Mhz DDR (équivalent 333 MHz) ainsi que celle d´un cache L2 de 512 Ko sont en effet capables d´apporter un gain de performance plus que significatif à l´architecture K7 et au Socket A qui lui permettrait de lutter à armes égales avec le Pentium 4 en attendant l´arrivée de son grand frère.

Intel prouve une fois de plus son savoir faire avec un processeur fonctionnant à 2.8 GHz et offrant ce qui se fait de mieux en terme de performances à l´heure actuelle. Le fondeur ne s´est toutefois pas contenté d´une montée en fréquence, et en a profité pour corriger quelques bugs mineurs et améliorer les performances à fréquence égale de son nouveau core C-1. La montée en fréquence ainsi que l´amélioration des performances devraient continuer d´ici à la fin de l´année via le dépassement de la barre psychologique des 3 GHz et l´intégration de l´Hyperthreading.

Reste bien entendu le problème du prix. En effet, si officiellement les grilles tarifaires d´AMD et d´Intel seront quasiment alignées après la baisse d´Intel du 1er Septembre, il faut bien dire qu´en pratique les processeurs AMD se trouvent à des prix bien plus bas que les officiels sur le marché, du fait du marché gris, ce qui n´est pas vraiment le cas des processeurs Intel. De plus, les cartes mères pour Athlon ont tendance à être moins onéreuses, si bien que pour un budget limité l´Athlon XP garde la côte. En contrepartie le Pentium 4 est mécaniquement plus solide, ce qui est un avantage pour ceux qui ont tendance à monter leur radiateur à coup de marteau, il a une température de fonctionnement moins importante et il est garanti 3 ans et est livré avec un ventilateur dans sa version boîte. C´est également le cas pour la version boîte d´AMD, malheureusement quand on arrive à en trouver c´est à un prix nettement plus élevé que les processeurs standards.

Bien entendu, la plate-forme Intel Pentium 4 dispose également d´une propension à l´overclocking plus importante, et ce malgré le nouveau core d´AMD : si les modèles les plus haut de gamme, à savoir les 2.8 et 2600+, ne devraient pas s´overclocker de plus de 10-15%, le core C-1 d´Intel arrivera dans les mois à venir sur tout le reste de la gamme P4 (jusqu´au 1.8A) dont certains modèles (1.8A, et même 2.0A qui passe d´un FSB400 à un FSB533) sont déjà facilement overclockables sans risque de dégrader le processeur à condition de se limiter à un voltage raisonnable (1.75V).

C´est également le cas chez AMD, puisque selon les documentations techniques du constructeur il existera également des 2000+ et 2400+ basé sur ces nouveaux core. La marge de manœuvre sera toutefois moins importante chez AMD, même si de nouvelles combinaisons intéressantes devraient s´offrir aux overclockeurs des deux côtés, comme par exemple le P4 2.2 GHz à 2.93 GHz (FSB400->533) et l´Athlon XP 2200+ 1.8 à 2.25 GHz (FSB266->333).


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