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Intel Core i7 et Core i5 LGA1156
Processeurs
Publié le Mardi 8 Septembre 2009 par Marc Prieur

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Page 1 - Une nouvelle plate-forme



10 mois après son lancement sur plate-forme LGA1366, Intel a décidé de décliner son architecture Nehalem sur une nouvelle plate-forme LGA1156 qui est censée la démocratiser. Quid des changements et des résultats en pratique ?
Une nouvelle plate-forme

Le premier point de différenciation se fait donc au niveau du Socket, puisque l’on passe de 1366 à 1156 point de contacts, du fait de diverses modifications que nous évoquerons plus loin. Qui dit nouveau Socket dit également nouveau ventilateur, et on peut se demander si il ne s’agit pas là d’une mauvaise habitude. En effet si l’on mesure l’écart entre les trous des derniers Socket Intel, on trouve :

- LGA775 : 72 mm
- LGA1156 : 75 mm
- LGA1366 : 80 mm

Autant vous le dire, nous avons du mal à comprendre cette position intermédiaire du LGA1156 qui n’arrange personne, si ce n’est les constructeurs de ventirads - et encore certains vont offrir comme Noctua gratuitement des adaptateurs à leurs utilisateurs.


Plus discrète, l’autre nouveauté se situe au niveau de l’intégration du Northbridge dans le processeur, qui fait passer le die de 263 à 296mm² et le nombre de transistors de 731 à 774 millions. Le LGA1366 avait constitué une première étape pour Intel avec l’intégration d’un contrôleur mémoire DDR3 triple-canal, le LGA1156 continue sur cette voie avec un contrôleur mémoire DD3 double-canal. En pratique, on ne regrettera pas l’absence d’un 3è canal qui n’offrait que des gains limités voir inexistants en pratique, l’augmentation de bande passante n’étant parfois pas assez grande pour combler la hausse de la latence.

Mieux, on trouve désormais directement dans le processeur un contrôleur PCI-Express, qui est relié en interne au contrôleur mémoire par un bus de type QPI. Il gère 16 lignes PCI Express 2.0, qui peuvent gérer 1 port câblé en x16 ou alors 2 ports câblés en x8 dans le cadre d’une configuration multi GPU. Sur LGA1366 le PCI-Express était géré par le X58, avec un total de 36 lignes. Sachant que le multi GPU ne souffre gère d’une configuration 2x8 par rapport à une configuration 2x16, c’est surtout la possibilité d’avoir un 3è et même un 4è port câblé en x8 que certains pourront regretter.

Comme sur X58, le P55 permet de fonctionner en CrossFire mais aussi en SLI à condition d’avoir une carte mère compatible, c'est-à-dire une carte pour lequel le constructeur à payé la licence à NVIDIA …


Cette intégration complète du northbridge au sein du processeur entraine une forte simplification du design des cartes mères puisque le chipset P55 Express destiné au LGA1156 n’est en fait qu’un « Super ICH10 », ne se distinguant de ce dernier que par 2 lignes PCI-Express supplémentaires pour un total de 8. Ces dernières fonctionnent toujours à 2.5 GT/s (contre 5 GT /s pour celles du CPU) soit 250 Mo /s dans chaque sens par ligne.

Le Northbridge étant complètement intégré au processeur, la connexion au chipset via un bus QPI n'est plus nécessaire et Intel s'en passe donc ce qui simplifie le design des cartes mères. En lieu et place on retrouve l'habituel bus DMI reliant habituellement MCH et ICH, mais qui reste toujours limité à 2 Go /s, ce qui est tout de même un peu faiblard ne serait-ce que pour les 8 lignes PCI-E qui totalisent 4 Go /s ...


Page 2 - De nouveaux processeurs

De nouveaux processeurs
3 nouveaux processeurs sont lancés sur plate-forme LGA1156 :

- Core i7-870, 2.93 GHz, 562$ (comme l’i7-950)
- Core i7-860, 2.80 GHz, 284$ (comme l’i7-920)
- Core i5-750, 2.66 GHz, 196$


Ils sont tous 3 quad core, et comme les versions LGA1366, on retrouve 64 Ko de cache L1 et de 256 Ko de cache pour chacun des quatre core, ainsi qu’un cache L3 de 8 Mo partagé, le tout gravé en 45nm. Nous n’avons pas noté de différence de performance au niveau de ces caches à fréquence équivalente. La DDR3-1333, déjà fonctionnelle sur les processeurs LGA1366, est désormais supportée de manière officielle.


Alors que les deux Core i7 sont dotés comme les LGA1366 de l’Hyperthreading, le Core i5 en est dépourvu. Les gains apportés par cette technologie sont toujours globalement très satisfaisant, avec par exemple 23% sous Cinema 4D, 20% sous Anno 1404 et MinGW mais aussi 17% sous 3ds max 2010, 12% sous MainConcept Reference ou 11% sous After Effects CS4. A contrario l’impact est négatif de 6% sous Nuendo 4, 3% sous Crysis et 18% sous Arma 2 par exemple, des cas ou il faudra désactiver l’hyperthreading ou mieux, fixer l’affinité des processus à la main sur les core physique.

On note enfin quelques différentiations au niveau de la fréquence de la partie uncore (contrôleur mémoire / cache L3) et du fonctionnement du mode Turbo :


Pour rappel, le mode Turbo des processeurs Intel permet à ces derniers de voir leur fréquence augmenter automatiquement en fonction de la charge, dans la limite du TDP. Ainsi, si on utilise qu’un des core d’un i5-750, ce dernier pourra fonctionner jusqu’à 3.2 GHz si on reste dans la limite des 95W de consommation. On peut voir qu’Intel a poussé encore plus loin le Turbo avec ces nouveaux processeurs, si bien que la fréquence de base n’as plus vraiment de signification.


En pratique nous avons pu mesurer un gain moyen de 6% lié au Turbo sur l’ensemble de notre protocole de test sur Core i5-750, contre 4.3% sur Core i7-920, avec une pointe à 11% pour le premier (WinRAR et Crysis) et à 7% pour le dernier (Crysis).

La fréquence de l’uncore est aussi différenciée, et il faut noter un changement par rapport aux CPU LGA1366. Sur ces derniers, le coefficient était en effet libre sur tous les processeurs du commerce et devait au minimum être double de celui de la mémoire. Ainsi, en partant de la fréquence de référence de la plate-forme de 133 MHz, il fallait faire au moins fonctionner l’uncore à :

- 3.20 GHz en DDR3-1600
- 2.66 GHz en DDR3-1333
- 2.13 GHz en DDR3-1066

Sur LGA1156, c’est différent puisque le coefficient de l’uncore est fixe à x16 sur Core i5 et x18 sur Core i7. Indépendamment de cette fréquence, on peut de base utiliser les modes DDR3-800/1066/1333 sur Core i5 et DDR3-800/1066/1333/1600 sur Core i7.


Pour être tout à fait complet, il faut noter que selon nos tests, les processeurs LGA1156 sont légèrement moins performants dans certains cas que les processeurs LGA1366 lorsqu’ils sont configurés exactement de la même manière, sans que nous ayons pu trouver pourquoi. Avec de la DDR3-1066 7-7-7 de part et d’autre, une fréquence de 2.93 GHz avec Turbo désactivé et un uncore à 2.40 GHz, nous avons par exemple remarqué une différence notable de 5% sous 3ds studio max sans HyperThreading et 1.8% avec, 5% dans les deux cas sous Nuendo et 3% sous MinGW et 3% sous Mame.

Enfin, voici pour comparaison les performances entre un Core 2 Q9450 à 2.66 GHz et un Core i7 750 avec Turbo désactivé :


Les gains apportés par l'architecture Nehalem sont flagrants, ce même sans Turbo et Hyperthreading, avec une moyenne de 16.5%.


Page 3 - Consommation, overclocking, le test

Les CPU
Pour ce test, Intel nous a fourni deux modèles :

- Core i7-870, 2.93 GHz, 562$
- Core i5-750, 2.66 GHz, 196$


De gauche à droite : LGA775, LGA1156 et LGA1366. Comme vous pouvez le voir, un processeur LGA1156 fait la même taille qu'un LGA775.
Consommation
La consommation est mesurée à deux niveau : d’une part la consommation du processeur seul via la prise ATX12V et une pince ampèremétrique, d’autre part la consommation de la configuration via un wattmètre à la prise secteur, toujours en chargeant la machine avec Prime95. Attention donc, d'autres composants tels que la carte graphique ou le disque dur sont donc au repos pendant ces mesures.

Dans le cas de la mesure à l’ATX12V, du fait des schémas d'alimentations distincts des CPU, sur Phenom II le contrôleur mémoire (qui n'est pas intégré sur Core 2) et qui consomme 10 à 15W en charge est pris en compte, alors qu'il ne l'est pas sur Core i7 (idem pour le L3), la partie "uncore" étant alimentée via la prise ATX standard.


Les nouveaux Core i5/i7 ne descendent pas aussi bas que le LGA1366 au repos, ce malgré le fait que toutes les fonctionnalités d’économie d’énergie aient été activée : on peut penser qu’il s’agit d’un surplus de consommation lié à l’intégration du contrôleur PCI-Express. En charge, la consommation du processeur est plus élevée que sur LGA1366, ceci s’expliquant par le mode Turbo plus poussé. D’ailleurs, on remarque que le delta est faible sur Core i7-870 entre 4 et 8 instances de Prime.


Au niveau de la prise on note un très beau score pour la plate-forme LGA1156 au repos, la présence du seul southbridge P55 sur la carte mère n’y étant pas étrangère. C’est mieux qu’en Socket 775 ce qui est vraiment remarquable. En charge bien entendu c’est autre chose étant donné la gourmandise des Core i5/i7, mais par exemple la configuration Core i7-870 est plus économe que la Core i7-920 alors que le processeur seul consomme plus.
Overclocking
Vu leur consommation déjà élevée, nous nous sommes livré à un overclocking limité à une tension de 1.3V dans le bios (1.27-1.3V en pratique) sur chacun de nos processeurs, soit environ +0.1V par rapport à la tension de base.


Dans les deux cas, nous avons pu atteindre de manière stable les 3.8 GHz, avec une fréquence de bus de 190 MHz pour l’i5 et de 173 MHz pour l’i7. La marge d’overclocking est donc là, mais il faudra un refroidissement en conséquence pour aller au delà.
Le test
Pour ce test, nous avons profité de la disponibilité de Windows 7 en version définitive pour mettre à plat notre protocole. Côté OS tout d’abord donc, nous passons donc à Windows 7 en version 64 bits, ce qui implique que tous les logiciels disponibles en 64 bits sont testés dans ce mode.

Nous en avons profité pour mettre à jour les logiciels, ainsi 3ds max passe de la version 2009 à la version 2010, MinGW est mis à jour tout comme WinRAR (3.8 vers 3.9), After Effects (CS3 vers CS4) et Nuendo (4.2 vers 4.3). Les combos VirtualDub/DiVX et AutoMKV/x264 laissent leur place aux combos Avidemux/x264 et MainConcept Reference/H.264, alors que les fichiers de tests de quasiment tous les tests changent ou sont modifiés (résolution de rendu plus importante par exemple).

Côté jeu, nous avons décidé de conserver Crysis 1.2 et son test CPU ultra-lourd, mais de retirer World In Conflict au profit de nouveaux jeux plus récents et plus gourmands : Arma 2, Grand Theft Auto IV et Anno 1404. Afin de mettre en évidence au maximum les écarts lié au processeur, nous mettons toutes les options graphiques au maximum histoire de le charger plus que de raison, tout en limitant la résolution à 800*600 afin d’éliminer un éventuel lissage par la puissance de la solution mono-GPU utilisée sur la configuration de test.

Les configurations sont les suivantes :

Intel DP55KG

- ASUSTeK P5QC (LGA775)
- Intel DP55KG (LGA1156)
- Intel DX58SO (LGA1366)
- ASUSTeK M4A79-T (AM3)
- 2x2 Go DDR3-1333 7-7-7
- GeForce GTX 280 + GeForce 190.62
- Raptor 74 Go + Raptor 150 Go
- Creative Audigy
- Windows 7 64 bits


Page 4 - 3ds Max 2010 & C4D R11

3D Studio Max 2010

Nous débutons par le célèbre logiciel d’image de synthèse, qui passe en version 2010 et x64. La scène de test utilisée provient de SPECapc pour 3ds max 9 (space_flyby_mentalray) et elle utilise le moteur de rendu Mental Ray.


L’Hyperthreading fait défaut au Core i5-750 si bien que ce dernier ne se situe « que » entre les Core 2 Quad Q9550 et Q9650. Le Core i7-870 fait bonne figure mais reste tout de même derrière l’i7-950 qui est pourtant au même tarif.
Cinema 4D R11

Le logiciel de rendu de Maxon est célèbre auprès de la communauté des overclockeurs via Cinebench, qui permet de comparer facilement les performances de processeurs. Toutefois, Cinebench utilise la version R10 du moteur de rendu de Cinema 4D, alors que la version R11 double les performances. Nous utilisons cette dernière version en 64 bits, avec la scène de Cinebench R10 rendue dans une résolution plus importante afin d’allonger les temps de rendu.


L’i5-750 fait presque aussi bien qu’un QX9770 ce qui n’est pas mal, alors que l’i7-870 se situe un peu derrière l’i7-950.


Page 5 - MinGW & WinRAR 3.9

MinGW / GCC

Voici un test applicatif mettant en œuvre la compilation du code source de MAME via GCC sous l’environnement MinGW. Nous utilisons désormais la version 5.1.4 de MinGW alors que c’est le code source de Mame 0.133 qui est compilé.


Le Core i5-750 fait bonne figure par rapport aux Core 2 puisqu’il est devant un QX9770, par contre il reste derrière le Phenom II et surtout loin des Core i7 qui profitent grandement de l’HyperThreading. Le Core i7-870 se situe une nouvelle fois juste derrière l’i7-950.
WinRAR 3.9

Nous utilisons désormais la version 3.9 64 bits de WinRAR, qui introduit de nouvelles optimisations multithread, pour compresser un ensemble de fichiers.


Cette fois l’HyperThreading n’as pas vraiment d’impact, si bien que l’i5-750 offre déjà de très belles performances comparées aux autres processeurs. On note que la plate-forme LGA1366 est tout de même devant, même à des fréquences inférieures comme c’est le cas avec l’i7-920 qui fait quasiment aussi bien qu’un i7-870 !


Page 6 - H.264 : Avidemux et MainConcept

Avidemux + x264

Nous avons abandonné VirtualDub et l’encodage DiVX pour passer uniquement à de l’encodage H.264 pour ce qui est du traitement vidéo. Pour commencer, nous utilisons Avidemux dans sa version 2.5.1 pour compresser via le codec x264 en qualité intermédiaire un fichier vidéo HD 1920*1080.


L’Hyperthreading apporte un plus non négligeable mais le Core i5 se débrouille tout de même assez bien avec un score intermédiaire entre QX9770 et Q9650. De son côté le Core i7-870 est juste derrière le Core i7-950.
MainConcept Reference + H.264/AVC Pro

Pour ce deuxième encodage H.264 nous utilisons MainConcept Reference et son codec H.264/AVC Pro en profil « High », toujours sur la même vidéo.


Le Core i5-750 fait mieux que tous les Core 2 et il faut noter que le Phenom II X4 965 est au même niveau. Les Core i7 vont encore plus loin, avec pour changer un 870 juste derrière le 950.


Page 7 - After Effects CS4 & Nuendo 4.3

After Effects CS4

Nous passons dans notre nouveau protocole à la version CS4 d’Adobe After Effects. Nous utilisons une composition utilisant divers effet afin de rendre une animation en 3D, le multitraitement étant activé afin de pouvoir profiter au maximum du nombre de core disponibles.


Par rapport à la version CS3 les performances sur Phenom II et Core i7 sont en hausse notable. Ces derniers creusent l’écart alors que le Phenom II affiche des performances moins catastrophiques face aux Core 2. Le Core i5-750 fait jeu quasi égal avec le QX9770 et le 870 devancé de peu, pour changer, par le 950.
Nuendo 4.3

Nous Voici la version 4 de Nuendo, avec la dernier patch 4.3, le tout en 64 bits. Un projet musical utilisant divers plugin natifs ainsi que 2 instances d’instruments virtuels HalionOne est exporté en fichier wave (merci à Draculax). Nuendo n’étant pas à l’aise avec l’HT (environ 6% d’impact négatif), l’affinité est forcée à la main sur les processeurs physiques.


Le Core i5-750 se situe cette fois entre un QX9770 et un Q9650, alors qu’une fois de plus l’i7-870 est un peu moins rapide que l’i7-950.


Page 8 - Crysis & Arma 2

Crysis 1.2

Avec le patch 1.2, Crysis propose un bench CPU (trouvable dans les répertoires Bin32/Bin64) très lourd. Le test est effectué avec les détails très élevés, mais en 800*600 afin de limiter la dépendance à la carte graphique. L’affinité est forcée sur les processeurs physiques, Crysis perdant environ 3% de performances dans le cas contraire.


Surprise, nous sommes ici confrontés à une limitation qui n'est pas liée au processeur mais au GPU, ou toutefois au duo GPU/Drivers, ce dès le QX9770 et malgré la faible résolution. Ceci lisse malheureusement les résultats à environ 30 fps.

Arma 2

Nouveau venu dans notre protocole de test, Arma 2 est configuré avec tous les détails au maximum dont une visibilité au maximum soit 10 km, ce qui a pour dont de mettre à genoux les configurations. La résolution reste par contre à 800*600 pour éviter de lisser les performances par la carte graphique. On notera qu’il faut absolument désactiver l’HT ou forcer l’affinité pour ce jeu sous peine de perdre 15 à 20% de fps et de subir des lags assez désagréables.


Première chose, les Core 2 ne sont globalement pas à l’aise puisque largement dépassés par les Core i5, i7 et même le Phenom II X4. Ce dernier n’est pas loin des Core i5-750 et i7-920, la palme de la performance revenant au Core i7-975.


Page 9 - GTA IV & Anno 1404

Grand Theft Auto IV

GTA IV fait également son apparition dans nos tests du fait de sa lourdeur ainsi que de ses optimisations multithread. Encore une fois tous les détails sont poussés au maximum, exception faite des textures pour ne pas dépasser la mémoire vidéo disponible, le tout en 800*600.


Une nouvelle fois le Phenom II s’en tire bien avec un score supérieure à un QX9770, alors que les Core i5 et i7 restent devant, l’i7-870 faisant un peu mieux qu’un i7-920.

Anno 1404

Notre dernier test jeu est Anno 1404, un jeu de gestion ici testé en détail maximums tout en conservant une résolution de 800*600. Nous utilisons une sauvegarde comportant une cité de 46 600 habitants que nous visualisons en partie depuis une vue éloignée.


L’Hyperthreading est grandement apprécié par ce jeu, du coup les Core i7 creusent l’écart avec un i7-870 qui – c’est assez rare pour être noté – se permet d’être devant l’i7-950. Bien que moins rapide le Core i5-750 se comporte tout de même très bien puisqu’il est nettement plus rapide qu’un QX9770.


Page 10 - Moyenne des performances

Moyenne
Bien que les résultats de chaque application aient tous un intérêt, nous avons calculé un indice de performances en se basant sur l'ensemble de résultats et en donnant le même poids à chacun des tests. L'indice 100 a été attribué à l’Intel Core 2 Q9400.


Première chose, on note que le nouveau protocole de test change la hiérarchie au niveau des processeurs précédemment testés. En effet, notre ancien protocole donnait le Phenom II X4 965 au niveau d'un Q9550, il est désormais entre les Q9650 et QX9770 ! Les Core i7 profitent également notablement des changement puisque l'écart encore i7-920 et QX9770 est doublé, passant de 7 à 14%.

Au global, le Core i5-750 fait mieux que le Core 2 QX9770 ce qui n'est pas si mal étant donné son positionnement tarifaire. C'est plus compliqué pour le Core i7-870 qui reste derrière le Core i7-950 qui est au même tarif. Logiquement, le Core i7-860 devrait pour sa part se placer légèrement devant le Core i7-920 qui est au même prix.


Page 11 - Conclusion

Conclusion
Dès son lancement en novembre 2008, le Core i7 a autant impressionné par ses performances que par son prix et celui de sa plate-forme LGA1366. En déclinant son architecture sur LGA1156, Intel tente aujourd’hui de ne garder que le côté positif de cet état de fait.

Plusieurs aspects permettent au LGA1156 d’être plus intéressant que le LGA1366 à sa sortie. Tout d’abord, et ce n’est pas directement lié à Intel, la DDR3 a beaucoup baissé en un an, les 4 Go de DDR3-1333 étant désormais à moins de 100 €. De plus, alors que la plate-forme LGA1366 demandait des cartes mères assez complexes, le design des cartes LGA1156 est simplifié : le QPI est absent, et une seule puce fait office de chipset, ce qui devrait permettre d’abaisser d’une cinquantaine d’euros le prix des cartes.


Reste les processeurs, qui finalement ne sont pas si abordables, ce qui peut être décevant au premier abord. En effet, si on le compare à un Core i7-920, le Core i5-750 est certes à 196$ soit 88$ de moins, mais il est aussi notablement moins performant. Mais ce serait oublier ses performances supérieures à des processeurs tels que les Phenom II X4 965 (245$) ou les Intel Core 2 Q9550/Q9650 (266/316$).

Le Core i7-860 (284$) est également assez bien placé, puisqu’offrant pour le même tarif des performances qui devraient être supérieures à celles d’un i7-920. Ce n’est malheureusement pas le cas du Core i7-870 (562$), qui est bien trop cher par rapport au 860 et est au même tarif qu’un i7-950 tout en étant légèrement derrière.


Que reste-t-il alors à la plate-forme LGA1366 ? Dans l’immédiat, pas grand-chose : plus chère et plus gourmande, elle n’offre finalement qu’un écart de performance lié à des CPU aux fréquences plus élevés qui sont chers et pas forcément plus overclockable. Seuls les accrocs du Tri-SLI y trouveront leur compte, le LGA1156 n’étant pas à même de gérer un 3è port PCI-Express avec un débit correct. A plus long terme, Intel lancera en 2010 sur cette plate-forme, toujours à des tarifs élevés, le Gulftown, un hexa-core 32nm. Il sera a priori compatible avec les cartes mères actuelles, donc si vous bavez d’avance sur ce processeur, le LGA1366 reste fait pour vous.


Core i5-750
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Core i7-860
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Phenom II X4 965
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En dehors de cette agaçante séparation des plates-formes, le LGA1156 se dessine comme le digne successeur du Socket 775. Il ne manque pour parachever ceci que des processeurs moins chers, et c’est là que le bât blesse. Intel ne proposera rien d’autre que du Lynnfield et ses 774 millions de transistors gravés en 45nm d’ici à début 2010, et rien ne le pousse à baisser son prix. Il faudra donc attendre début 2010 et l’arrivée des Core i3 (32nm, 2 core + hyperthreading) pour avoir du LGA1156 vraiment abordable … en attendant, point de salut en dehors de l’AM3 et du LGA775 !


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