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[ Lundi 3 novembre 2008 ]

par Guillaume Louel

Intel Core i7 : (R)évolution ?

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Intel Core i7 : Un énorme processeur

Avant de rentrer dans les détails, parlons des grandes lignes. Le Core i7 introduit aujourd'hui est un processeur quad core réalisé sur une seule puce. Pour les Core 2 Quad, Intel juxtaposait en effet deux puces double cœur au sein d'un même package (le support vert qui "porte" le processeur). La puce est massive puisqu'elle comporte 731 millions de transistors. C'est beaucoup et peu à la fois puisque le "Penryn", la dernière itération du Core 2 Duo en 45 nanomètres comptait 410 millions de transistors. La différence s'explique surtout sur la quantité de cache, on trouvait 6 Mo de cache de niveau 2 par paire de cœurs pour le Penryn, sur ce Core i7, il y a 8 Mo en tout pour les quatre.

Une autre nouveauté visible est la réintroduction du Simultaneous Multi Threading, un peu plus connu sous le nom marketing d'HyperThreading à l'époque des Pentium 4. Il s'agit de simuler deux processeurs virtuels pour chacun des cores physiques du processeur. En clair, un Core i7 quad core se présente comme un processeur octo cœurs sous votre système d'exploitation. Nous reviendrons plus en détail sur les raisons de cet ajout et sur les conséquences que cela à sur le plan des performances.

Deux grosses nouveautés du côté du contrôleur mémoire. Il est désormais intégré non plus intégré au chipset, mais directement à l'intérieur du processeur. Une technique lancée par AMD avec les Athlon 64 et qui avait permis, à l'époque, de maximiser la bande passante disponible. Comme nous l'avions vu avec le test des Phenom, nous verrons qu'en pratique la bande passante mémoire n'est qu'un des problèmes quand il s'agit d'alimenter les processeurs en données à traiter. La deuxième grosse nouveauté concerne le nombre de canaux mémoires. On s'était habitués à deux canaux, ils sont désormais au nombre de trois, de type DDR3. Côté fréquences il y a des changements puisque si l'on était habitué à la mémoire à 1333 ou 1600 MHz avec les Core 2, ici seule la mémoire 1066 MHz est officiellement supportée. On peut aller au-delà par le biais du BIOS fort heureusement mais cela est considéré comme de l'overclocking. Le support "officiel" de la DDR3 1333 MHz avait pourtant été annoncé dans un IDF précédent. Il n'arrivera que plus tard sur les Xeon "Core i7".

Les caches ont été remaniés en profondeur sur le Core i7 par rapport au Core 2 avec une architecture un peu plus hiérarchisé. Le niveau 1 reste similaire avec 32 Ko pour stocker les données et 32 Ko pour les instructions. Le cache de niveau 2 sur les Core 2 servait de "pont" entre les deux cœurs, il était partagé. Intel simplifie la donne ici puisque chaque core dispose de son propre cache de 256 Ko. C'est nettement plus faible que les 3 Mo de cache par cœur d'un Core 2. Le partage de données entre les cœurs se passe désormais un niveau au dessus : un cache de niveau 3 de 8 Mo est ajouté par-dessus le tout.

Bien entendu, chaque niveau de cache est plus lent que le précédent. N'avoir que 256 Ko de cache de niveau 2 peut handicaper le Core i7 par rapport à un Core 2 dans la théorie. Côté latences, que l'on compte en cycles d'horloges nécessaires pour rapatrier une donnée, il faut compter 4 cycles pour le cache de niveau 1, 10 pour le niveau 2 et 48 pour le niveau 3. Il sera intéressant de voir si cela se traduit dans certains cas par des baisses de performances. Un dernier mot sur le mode de fonctionnement des caches. Chez AMD, ils sont de types exclusifs. C'est-à-dire qu'une donnée qui se trouve dans le cache de niveau 1 ne peut pas se trouver dans le niveau 2, et inversement. Intel continue dans la voie des caches inclusifs : le L2 contient l'intégralité de ce qui est dans le L1, et le L3 contient l'intégralité du L2 de chacun des cores. Cela veut dire qu'un Mo sur les 8 présents dans le niveau 3 sert de copie. Il sert également à la communication entre les cœurs qui peuvent aller chercher ainsi rapidement les données d'un autre cœur. Le L3 du Core i7 ajoute même pour chaque donnée une information qui permet de savoir à quel processeur appartient les données.

Intel Core i7

Tensions, modularité