Nouvel article : Core i9-9900X vs Core i9-9900K : la lettre change tout

La plateforme LGA2066 et les processeurs Skylake-X ont été lancés par Intel il y a plus d'un an et demi. Initialement, cette solution était destinée au segment HEDT, c'est-à-dire aux systèmes hautes performances destinés aux utilisateurs qui créent et traitent du contenu. Skylake-X comportait en effet un nombre de cœurs de calcul nettement supérieur à celui des processeurs classiques des familles Kaby Lake et Coffee Lake.

Cependant, depuis l'introduction de Skylake-X, le paysage du marché des processeurs a considérablement évolué. Aujourd'hui, les processeurs abordables peuvent comporter six, voire huit cœurs, tandis que les processeurs grand public prometteurs, dont la sortie est prévue cette année, peuvent en comporter dix, voire douze. Les puces Skylake-X sont-elles pour autant inutiles ? Probablement pas. Premièrement, cette série propose des modèles à 16 et 18 cœurs, et il est peu probable qu'une telle offre grand public soit disponible prochainement. Deuxièmement, la plateforme LGA2066 présente d'autres avantages qui la distinguent des processeurs grand public classiques, comme la supériorité du nombre de canaux mémoire et des lignes PCI Express disponibles.

La mise à jour esthétique de la gamme Skylake-X, réalisée par le géant des microprocesseurs à la fin de l'année dernière, semblait donc tout à fait naturelle : elle s'inscrivait parfaitement dans le calendrier des annonces annuelles d'Intel. Cependant, l'attitude du fabricant face à ses nouveaux produits HEDT a été quelque peu surprenante : non seulement l'entreprise n'a pas révisé les prix, mais elle a également refusé de fournir des échantillons de processeurs à la presse informatique, se limitant à une présentation officielle et au lancement des ventes.

Apparemment, l'entreprise considérait les nouveaux Skylake-X comme des produits secondaires et sans intérêt, mais nous sommes en profond désaccord avec cette affirmation. Certes, le nombre de cœurs de calcul des modèles de cette gamme n'a pas augmenté lors de la mise à jour. Cependant, ils intègrent d'autres améliorations intéressantes : les nouveaux produits ont bénéficié de fréquences d'horloge accrues, d'un volume de cache L3 accru et d'une interface thermique interne améliorée. Nous avons donc décidé de nous intéresser tout de même à la mise à jour des Skylake-X, et la boutique informatique « Regard » nous a grandement aidés en nous fournissant deux nouveaux processeurs LGA2066 à dix cœurs : le Core i9-9820X ​​et le Core i9-9900X.

De plus, depuis l'annonce de Skylake-X Refresh, une question nous hante : pourquoi Intel a-t-il choisi un nom similaire, prêtant à confusion, pour son processeur HEDT haut de gamme à dix cœurs et pour le populaire Core i9-9900K à huit cœurs grand public ? Qu'est-ce que cela signifie ? Et nous avons maintenant l'occasion de le découvrir…

Gamme de modèles Skylake-X Refresh

Intel a annoncé l'apparition de nouveaux processeurs LGA2066, portant les numéros de modèle de la série 9, en octobre dernier. Ces nouveaux produits comprenaient sept modèles : six processeurs de la série Core i10, dotés de 18 à 7 cœurs, et un Core i2066 à huit cœurs, d'entrée de gamme. Aucun processeur à six ou quatre cœurs pour LGA1151 n'est prévu pour la nouvelle génération, ce qui n'est guère surprenant compte tenu de la croissance rapide des capacités de la plateforme LGA2vXNUMX.

Le changement le plus notable des processeurs présentés dans le tableau, par rapport aux précédents modèles Skylake-X de la série 200, réside dans l'augmentation des fréquences d'horloge. Les fréquences nominales ont augmenté de 600 à 200 MHz, et les fréquences maximales atteintes avec le mode turbo activé ont augmenté de 300 à 1,375 MHz. De plus, les nouveaux venus de la série ont vu leur volume de mémoire cache de troisième niveau augmenter. Auparavant, il était calculé selon la règle de « 2 Mo par cœur », et désormais, chaque cœur peut disposer d'environ 7 Mo de cache. Enfin, le contrôleur PCI Express du Core i9800-44X à huit cœurs a été entièrement déverrouillé, ce qui lui a permis de bénéficier de l'intégralité des 10 lignes, auparavant réservées aux processeurs à dix cœurs ou plus.

Cependant, tous ces changements positifs ont également entraîné une augmentation de la production de chaleur. Alors que la première génération de Skylake-X disposait d'un boîtier thermique limité à 140 W, les nouveaux processeurs affichent un TDP porté à 165 W. Autrement dit, l'augmentation des fréquences attribuées aux nouveaux processeurs, sans modification fondamentale du procédé de fabrication 14 nm, se fait au prix de limites énergétiques et thermiques plus strictes.

Certes, Intel affirme que les performances ont été améliorées grâce à l'introduction de la troisième version de la technologie de production, communément appelée 14++ nm, désormais utilisée pour la fabrication des processeurs Coffee Lake et Coffee Lake Refresh. Sans cela, la dissipation thermique aurait pu être encore plus élevée. Mais il n'y a aucune raison de craindre une surchauffe du nouveau Skylake-X. Les températures de fonctionnement des nouveaux processeurs devraient être réduites grâce à un matériau d'interface thermique amélioré sous le capot de répartition de la chaleur. La pâte thermique polymère utilisée jusqu'alors a été remplacée par de la soudure à conductivité thermique nettement supérieure.

Mais tout ce qui précède n'est que la partie émergée de l'iceberg. En réalité, le changement de spécifications, et principalement l'augmentation du volume de mémoire cache de troisième niveau, repose sur des bases bien plus inattendues. Pour la sortie des processeurs HEDT, Intel a commencé à utiliser des cristaux semi-conducteurs dont la signification est quelque peu différente.

Cela signifie que les processeurs HEDT ont toujours été une version desktop des puces pour serveurs. Traditionnellement, Intel prenait des modifications de processeurs Xeon juniors, y adaptait le contrôleur mémoire et certaines autres caractéristiques, et les transférait à l'environnement desktop. Parallèlement, alors qu'Intel produisait trois versions de cristaux semi-conducteurs pour ses serveurs : LCC (Low Core Count) à 10 cœurs, HCC (High Core Count) à 18 cœurs et XCC (eXtreme Core Count) à 28 cœurs, seules les versions les plus basiques de cristaux étaient incluses dans les processeurs HEDT pour ordinateurs de bureau. Ainsi, les processeurs Skylake-X de première génération à 6, 8 et 10 cœurs utilisaient le cristal LCC, et les modifications à 12, 14, 16 et 18 cœurs utilisaient le cristal HCC.

Dans la version mise à jour du Skylake-X, dont nous parlons aujourd'hui, la version junior du cristal LCC n'est plus utilisée. Tous les nouveaux processeurs HEDT de la série 7, y compris les versions à huit et dix cœurs, sont basés sur le cristal HCC. Autrement dit, même les Core i9800-9X ou Core i9900-18X disposent potentiellement de XNUMX cœurs, mais une grande partie d'entre eux sont bloqués matériellement en production.

Cette décision, étrange à première vue, a été prise précisément pour augmenter le volume de mémoire cache des nouveaux processeurs. La structure interne du Skylake-X suppose que chaque cœur de calcul se voit allouer une portion de mémoire cache de 1,375 Mo. Si le même Core i9-9900X utilisait un cristal LCC junior, ce processeur ne pourrait évidemment pas obtenir plus de 13,75 Mo de cache L3. Le cristal HCC, plus grand, est plus flexible à cet égard : il contient un total de 24,75 Mo de cache, et ce volume accru est partiellement utilisé dans les processeurs à huit et dix cœurs de la nouvelle génération.

En conséquence, tous les modèles Skylake-X ont été uniformisés en termes de conception. Cependant, cette uniformisation a eu pour inconvénient l'utilisation généralisée d'un cristal semi-conducteur de très grande taille, d'une surface d'environ 485 mm², soit plus de deux fois et demie celle du processeur Coffee Lake Refresh à huit cœurs. Cela signifie que tous les processeurs LGA2 de la série 2066 ont un prix de revient nettement supérieur à celui du même Core i9-9900K. Malgré cela, le Core i9-9800X à huit cœurs, dans sa liste de prix officielle, ne coûte que 100 $ de plus que le Core i9-9900K. Par conséquent, il est raisonnable de supposer que la production de processeurs à huit et dix cœurs basés sur des cristaux à dix cœurs présente encore un intérêt économique pour Intel. L'entreprise profite par exemple de cette opportunité pour vendre des cristaux semi-conducteurs présentant de nombreux défauts de fabrication, qui jusqu'à présent n'ont pas trouvé d'application valable.

En savoir plus sur les processeurs Core i9-9900X et Core i9-9820X ​​à dix cœurs

Pour les tests, nous avons utilisé deux processeurs à dix cœurs de la nouvelle génération : les Core i9-9900X et Core i9-9820X. Malgré l'adoption d'une nouvelle puce HCC, ces processeurs n'ont pas beaucoup évolué par rapport au Core i9-7900X. Habituellement, lors de la sortie des processeurs de deuxième génération pour les versions précédentes de la plateforme HEDT, Intel les migre vers une microarchitecture plus récente, mais ce n'est plus le cas. Les modifications n'ont concerné que les paramètres numériques, mais qualitativement, les Core i9-9900X et Core i9-9820X ​​offrent quasiment les mêmes performances que le Core i9-7900X à dix cœurs de 2017.

Mais les Skylake-X de deuxième génération ne présentent aucun problème de compatibilité : ils fonctionnent parfaitement avec les cartes mères LGA2066 existantes basées sur la logique système Intel X299. Comme leurs prédécesseurs, ils disposent d'un contrôleur mémoire DDR4 à quatre canaux, et le contrôleur PCI Express 3.0 intégré prend en charge 44 voies, théoriquement divisibles en un nombre illimité d'emplacements, de trois à onze.

Cependant, la puce semi-conductrice HCC qui équipe les Core i9-9900X et Core i9-9820X ​​diffère légèrement de celle utilisée dans l'ancien Skylake-X. Bien que le pas formel ait conservé le nombre M0 typique des versions initiales de Skylake-X à plus de 12 cœurs, Intel utilise désormais des masques lithographiques modifiés lors de la fabrication grâce à l'utilisation d'une technologie de gravure 14++ nm plus mature, remplaçant ainsi l'ancienne technologie 14+ nm. La principale différence entre ces technologies réside dans un pas légèrement plus grand entre les grilles des transistors, ce qui, comme nous l'avons déjà vu avec l'exemple de Coffee Lake, a un effet positif sur le potentiel de fréquence.

Il n'y a aucun changement au niveau de la microarchitecture. Étonnamment, les nouveaux processeurs Skylake-X Refresh n'incluent même pas de correctifs matériels pour lutter contre les vulnérabilités Meltdown et Spectre. C'est d'autant plus étrange que certains correctifs sont déjà apparus dans le produit parallèle Coffee Lake Refresh, sorti au même moment. Par exemple, les processeurs LGA1151v2 modernes sont protégés matériellement contre les attaques Meltdown (variante 3) et L1TF (variante 5).

Mais le plus choquant n'est même pas là. La principale source de frustration réside dans l'absence de modification du schéma de fusion des composants du processeur. Skylake-X Refresh continue d'utiliser un réseau maillé pair-à-pair superposé à la matrice de cœurs du processeur. Ce schéma de connexions inter-cœurs est efficace avec une augmentation significative du nombre de cœurs des processeurs de serveur, mais pour les produits HEDT dotés d'un nombre de cœurs peu élevé, il est bien moins performant que le bus en anneau traditionnel, entraînant une augmentation considérable des délais. Une solution pour contrer cet effet négatif pourrait être d'accélérer les connexions maillées, mais rien n'a changé. La fréquence des interconnexions des anciens et actuels Skylake-X est fixée à 2,4 GHz, de sorte que le cache L3 et le contrôleur mémoire des processeurs LGA2066 présentent une latence nettement inférieure dans le contexte de Coffee Lake Refresh. Certes, cela est en partie compensé par le cache de deuxième niveau étendu, qui dans Skylake-X a un volume de 1 Mo par cœur, et non quatre fois moins.

Tout cela peut être facilement illustré par le graphique de la latence du sous-système mémoire des processeurs Skylake-X de la génération actuelle par rapport à Coffee Lake Refresh. Il montre clairement l'absence d'amélioration de la latence des nouveaux processeurs HEDT.

Les nouveaux processeurs à dix cœurs bénéficient de progrès en termes de fréquence d'horloge et de mémoire cache. Par exemple, le Core i9-9900X dispose d'un cache L3 de 19,25 Mo, soit 40 % de plus que celui du précédent processeur à dix cœurs, le Core i9-7900X. La fréquence de base du nouveau modèle est passée de 3,3 à 3,5 GHz, mais la fréquence maximale du Core i9-9900X en mode turbo peut atteindre les 4,5 GHz, comme c'était le cas pour le processeur à dix cœurs de la génération précédente. Dans les deux cas, atteindre les 4,5 GHz nécessite l'utilisation de la technologie Turbo Boost Max 3.0, tandis qu'en mode turbo traditionnel, la fréquence maximale du Core i9-9900X est de 4,4 GHz.

Cependant, en pratique, la situation concernant les fréquences du Core i9-9900X est quelque peu différente. Lorsqu'il est chargé sur tous les cœurs, le processeur fonctionne à une fréquence de 4,1 GHz.

Si cette charge de travail utilise des instructions AVX, la fréquence du processeur tombe à 3,8 GHz.

Et les instructions 512 bits les plus gourmandes en ressources du nouvel ensemble AVX-512, à pleine charge sur tous les cœurs, forcent le processeur à ralentir à 3,4 GHz, ce qui, il faut le noter, est même inférieur à la fréquence nominale déclarée dans les spécifications.

Le Core i9-9820X ​​à dix cœurs, un cran plus bas, se distingue principalement de son aîné par la quantité de cache de troisième niveau, ramenée à 16,5 Mo. Les fréquences nominales sont également légèrement inférieures, mais il ne faut pas oublier que tous les processeurs HEDT d'Intel disposent de multiplicateurs libres, ce qui permettra aux passionnés d'ignorer cet inconvénient.

Cependant, le Core i9-9820X ​​​​a une fréquence nominale de 3,3 GHz, et une fréquence turbo maximale de 4,1 ou 4,2 GHz, selon que l'on parle de la technologie Turbo Boost 2.0 ou Turbo Boost Max 3.0.

En pratique, lors de l'utilisation du processeur avec les paramètres par défaut et une charge sur tous les cœurs, le Core i9-9820X ​​​​est capable de fonctionner à une fréquence de 4,0 GHz.

Si la charge utilise des instructions AVX, le processeur réduit la fréquence de fonctionnement à 3,8 GHz.

Et en mode AVX-512, la fréquence du Core i9-9820X ​​​​tombe à la valeur nominale de 3,3 GHz.

Lorsqu'on évoque les avantages des nouveaux processeurs LGA2066 à dix cœurs par rapport à l'ancien Core i9-7900X, on ne peut s'empêcher de rappeler l'adoption d'une interface thermique interne plus performante. Le cache dissipateur thermique est désormais soudé au cristal, comme sur Coffee Lake Refresh. Intel affirme que cela permet un refroidissement plus efficace des nouveaux processeurs et des températures de fonctionnement plus basses, mais il y a deux inconvénients. Premièrement, la soudure utilisée par Intel ne suscite pas beaucoup d'enthousiasme chez les overclockeurs, car elle est moins efficace que le métal liquide. Deuxièmement, la procédure de scalping est désormais inaccessible à la plupart des passionnés : il est devenu très difficile de retirer le cache sans endommager le processeur, ce qui rend extrêmement difficile l'amélioration de l'interface thermique existante.

Pour conclure sur les caractéristiques des Core i9-9900X et Core i9-9820X, il convient de mentionner les prix. Intel n'a fait preuve d'aucune imagination et a fixé le prix du Core i9-9900X à dix cœurs haut de gamme au même prix de 989 $ que celui du Core i9-7900X, de la génération précédente. Cependant, le Core i9-9820X ​​coûte 100 $ de moins, ce qui en fait une offre plus attractive pour les passionnés, car le cache L15, réduit de 3 %, n'aura probablement pas d'impact significatif sur les performances, et les fréquences d'horloge nominales n'ont aucune importance pour les véritables amateurs de hautes performances.

Source: 3dnews.ru