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[ Lundi 3 novembre 2008 ]

par Guillaume Louel

Intel Core i7 : (R)évolution ?

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Mode Turbo, TDP, overclocking

C'est autour de l'overclocking que l'on se pose le plus de question pour le Core i7. Nous l'avons dit précédemment, ce processeur est capable de s'auto réguler par le biais de son Power Control Unit, un micro contrôleur capable de lire les températures, watts consommées et voltages reçus par un core. Il peut aussi surveiller la tension que l'on envoi au processeur (le vcore) et la réguler comme bon lui semble.

Il y a en effet des règles assez strictes de ce côté, et elles ne sont pas toutes évoquées. Ce que l'on sait, par contre, c'est que le PCU dispose d'un seuil au-delà duquel il ne doit pas aller. Ce seuil, c'est le TDP du processeur. Pour ceux qui ne s'en rappelleraient pas, le TDP est une valeur en watts donnée par les constructeurs qui indique la dissipation thermique maximale que le processeur est capable de fournir. Une valeur parfois sous évaluée par les équipes marketing pour vendre les puces comme "basse consommation". Avec les Core i7, les TDP auront plutôt tendance à être surévalués.

Pour les trois processeurs annoncés aujourd'hui, le TDP est de 130 watts. Si pour une raison ou une autre, on dépasse cette valeur, le PCU va réguler les tensions des cœurs pour s'assurer que l'on reste dans l'enveloppe thermique. C'est une bonne chose d'un point de vue de la stabilité puisque ceux qui font des overclockings "légers" de quelques centaines de MHz verront probablement une stabilité accrue avec cette auto régulation par le PCU. Pour les amateurs d'overclocking extrême, c'est un peu plus compliqué puisqu'il sera impossible de dépasser le TDP, quoiqu'il arrive… Sauf sur le Core i7 965 Extreme Edition, bien entendu.

On se retrouve donc dans une situation ou un processeur peut booter à une fréquence élevée sous le BIOS, lancer Windows, et tourner à une fréquence plus basse que celle à laquelle il a booté lorsque l'on stresse tous les cœurs en simultanée. Pour le moment, il nous est difficile encore d'évaluer ce concept car les outils nécessaires pour lire les coefficients multiplicateurs des cœurs sont pour l'instant rares et buggués. Il faudra en tout cas être assez prudent sur les valeurs d'overclocking que vous verrez : la fréquence maximale d'un cœur n'est pas forcément égale à la fréquence réelle du processeur lorsque tous les cœurs sont chargés en parallèle.

Mode Turbo

Si vous avez suivi l'actualité des portables, le mode Turbo n'est pas une nouveauté. Il s'agissait sur les Core 2 Duo mobiles de pousser le multiplicateur d'un des deux cœurs d'un cran lorsque l'autre était inactif. L'idée étant d'offrir de meilleures performances dans les applications monothreadées.

Avec un processeur Quad Core, le mode turbo ne fonctionne plus exactement de la même manière. C'est une fois de plus le PCU qui va s'en occuper, il pourra par défaut augmenter le multiplicateur de chaque cœur d'un cran, et de deux cran pour le premier cœur.

Par défaut pour un processeur à 3.2 GHz, le multiplicateur de base est à 24, et le mode turbo fait monter ces valeurs à 26 pour le premier cœur et 25 pour les autres. On pourra changer, et le multiplicateur, et les multiplicateurs du mode Turbo à condition de disposer du Core i7 965 Extreme. Pour les autres, on ne pourra que décider d'activer et désactiver cette fonction.

QPI, FSB, BCLK

D'habitude, quand on parle de coefficient multiplicateur pour un processeur, il s'agit d'une valeur qui, multipliée par la fréquence du FSB, donne la fréquence finale du processeur. Sur un Core i7, les choses changent drastiquement car il n'y a plus de FSB. Le bus qui relie le processeur au chipset est un bus point à point baptisé QPI. Ce bus servira aussi sur les Nehalem-EP (Xeon "Core i7" pour serveur mono et bi processeur) pour relier les processeurs entre eux côté serveur. Sur desktop, le contrôleur mémoire étant intégré au processeur, le QPI sert surtout aux transferts mémoires pour les périphériques (mémoire vers carte graphique, carte son, etc). Augmenter sa fréquence ne changera donc pas grand-chose, à l'image d'augmenter l'HyperTransport sur le Phenom.

Le multiplicateur part donc d'une autre fréquence, un signal d'horloge généré par la carte mère et que l'on appelle Base Clock (BCLK dans les BIOS). Elle est de 133 MHz par défaut.

Bien entendu, augmenter la BCLK a une incidence directe sur la fréquence du processeur. C'est la seule marge d'overclocking qui est laissée aux possesseurs de Core i7 "non" Extreme, et c'est à peu près équivalent à la marge de manœuvre offerte sur les Core 2 non Extremes. Par contre, le PCU bridera l'overclocking à concurrence du TDP maximum du processeur. Si augmenter la fréquence du BCLK fait dépasser les 130 watts en charge, il faudra s'attendre à voir les coefficients multiplicateurs baisser en temps réel.

Pour monter plus haut en overclocking, il faudra comme souvent pousser les tensions. Sur un Core 2 on s'attaquait au Vcore (tension processeur), à celle du chipset pour le contrôleur mémoire, et à celle de la RAM. Ici les choses changent un peu, puisque le contrôleur mémoire est intégré au processeur.

On a donc droit à un Vcore qui sert d'alimentation principale pour les 4 cœurs, ainsi qu'un voltage baptisé selon les cartes mères QPI/DRAM ou Uncore : dans tous les cas, il s'agit de la partie annexe du processeur qui contient le cache L3, le lien QPI et le contrôleur mémoire.

Pour pouvoir atteindre de hautes fréquences du côté de la mémoire, il faudra augmenter la tension QPI/DRAM. Dans la limite de 1.3 volts, valeur conseillée par Intel. On pourra aussi augmenter le Vcore du processeur en évitant de dépasser 1.5 volts par sécurité (1.35 volts est le maximum conseillé). C'est du côté de la mémoire qu'il faut faire le plus attention. Vous le verrez dans tous les BIOS, et même sous la forme d'un autocollant sur l'Asus P6T Deluxe : il ne faut pas dépasser 1.65 volt pour l'alimentation de la mémoire (DRAM bus chez Asus) sous peine d'endommager son processeur (en réalité, la partie "uncore" du processeur). De quoi poser un problème quand on sait que la plupart des kits mémoires sont faits pour fonctionner à 1.8 volts. Les différents constructeurs répondent au problème en proposant de nouveaux kits, une étape nécessaire de toute façon à cause du contrôleur triple canal. Dans la pratique nous avons poussé la mémoire à 1.8 volts sans conséquence.

Intel Core i7 : Améliorations des cœurs

Nouveau socket, nouvelles cartes mères