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Le paradoxe de Haswell : le meilleur processeur au monde… à moins que vous ne soyez un passionné de PC – High-teK.ca

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Haswell d’Intel est un peu un casse-tête. D’une part, il s’agit de la puce monothread la plus rapide au monde, mais d’autre part, il est difficile de s’enthousiasmer pour une puce qui n’est que de quelques pour cent plus rapide, consomme plus d’énergie et a un potentiel d’overclocking plus faible que son prédécesseur. Où tout a mal tourné pour le maître fabricant de puces ?

Les bases

Pour comprendre pourquoi Haswell est si terne, nous devons remonter au début, à la création de Haswell il y a quelques années. Dès le départ, la microarchitecture Haswell a été conçue dès le départ pour être une puce axée sur les mobiles. Bien qu’il y ait quelques améliorations intrinsèques aux performances de base, le fait est que Haswell n’a tout simplement pas été conçu pour les scénarios de charge élevée et d’overclocking.

L’un des plus gros ajouts à Haswell est l’intégration complète du régulateur de tension sur la puce du CPU. Au lieu de compter sur la carte mère pour produire une variété de rails d’alimentation pour différentes parties de la puce (contrôleur de mémoire, contrôleur PCIe, GPU), Haswell dispose d’un régulateur de tension entièrement intégré (FIVR) qui prend une seule entrée (~ 1,8 V) et le divise en tous les rails requis. Le résultat final est une réduction globale de la puissance du système (~ 20 %), une puissance CPU/GPU inactive comparable, mais une augmentation considérable de la consommation d’énergie de charge (~ 10 %).

Haswell consommation d'énergie au ralenti [Image credit: Anandtech]

Haswell consommation d’énergie au ralenti [Image credit: Anandtech]

Cela rend évidemment Haswell idéal pour l’informatique mobile, où il y a beaucoup d’inactivité et d’agitation autour des interwebs. Ces économies d’énergie sont si importantes qu’elles pourraient équivaloir à une amélioration de 25 % de la durée de vie de la batterie par rapport à Ivy Bridge. Sur le bureau, cependant, où vous pouvez jouer à des jeux, éditer des photos ou encoder des vidéos, Haswell ne fait qu’arracher une victoire à Ivy Bridge.

Overclocking

Le régulateur de tension entièrement intégré et la consommation d’énergie plus élevée sous charge signifient que Haswell est en fait pire qu’Ivy Bridge en matière d’overclocking. Comme l’a mentionné notre analyste matériel dans sa critique Haswell, les nouvelles pièces d’Intel ont du mal à dépasser 4,5 GHz à l’antenne, tandis qu’Ivy Bridge pourrait atteindre 4,7 GHz de manière fiable, certaines pièces atteignant 4,9 GHz. En réalité, l’image est encore plus floue que cela : les premiers rapports suggèrent que certaines puces Haswell ne peuvent atteindre que 4,3 GHz, tandis que d’autres peuvent atteindre 4,7 GHz ou plus (encore une fois, à l’antenne).

Si nous regardons la situation dans son ensemble, cependant, l’overclocking se meurt lentement depuis une décennie. Dans la plupart des cas, chaque rétrécissement de nœud de processus et le rétrécissement de matrice qui l’accompagne réduisent l’overclockabilité. Il s’agit simplement d’une restriction fondamentale de la physique : à mesure que les composants deviennent plus petits, non seulement la densité des transistors augmente (consommant plus d’énergie), mais il y a également moins de surface pour émettre de la chaleur. Si vous prenez deux puces théoriques à 3,5 GHz, celle avec la plus grande taille de matrice sera plus facile à refroidir et donc capable d’atteindre des overclocks plus élevés.

Densité de transistor

Densité de transistors, de Nehalem à Ivy Bridge. C’est pourquoi il est difficile de refroidir (et d’overclocker) Ivy Bridge et Haswell.

Ivy Bridge contre Nehalem

Consommation d’énergie Ivy Bridge vs Nehalem, à la vitesse du stock vs overclocké

Ivy Bridge et Haswell sont tous deux basés sur le processus FinFET 22 nm d’Intel, mais le régulateur de tension intégré exacerbe le problème. Il semble également que la limitation thermique intégrée de Haswell soit beaucoup plus agressive que Ivy Bridge : là où le Core i7-3770K est heureux de s’asseoir à 3,7 GHz à pleine charge à 90 °C, le Core i7-4770K revient à 3,5 GHz en quelques instants. à partir de Prime95.

Compte tenu du large éventail d’overclocks signalés, il semblerait qu’il y ait également des problèmes de rendement en jeu. Fondamentalement, si vous voulez overclocker Haswell, priez pour une bonne puce – et rappelez-vous que la prime de puissance (100 watts ou plus), pour peut-être 20 % de performances en plus, est la plus importante à ce jour pour toutes les puces d’Intel.

Retour à la réalité

Overclocking mis à part, cependant, il est important de se rappeler que Haswell est toujours le processeur le plus rapide qu’Intel ait jamais produit. Pour le même prix qu’une puce Ivy Bridge, vous obtenez environ 10 % de performances en plus. La proposition d’overclocking n’est peut-être pas aussi attrayante, mais en réalité, l’avantage de 10% d’horloge pour horloge de Haswell sur Ivy Bridge signifie qu’un système basé sur Haswell à 4,5 GHz devrait toujours battre IVB à 4,9 GHz.

Benchmarks SiSoft, montrant l'accélération AVX2 / FMA3 de Haswell sur Ivy Bridge

Benchmarks SiSoft, montrant l’accélération AVX2 / FMA3 de Haswell sur Ivy Bridge

Il est également très important de se rappeler que Haswell est une puce beaucoup plus avancée qu’Ivy Bridge. En termes de nombre de transistors, sans tenir compte de toute modification du GPU, un processeur Haswell quadricœur a environ 200 millions de transistors de plus qu’un processeur Ivy Bridge quadricœur (1,4 milliard contre 1,2 milliard). Beaucoup de ces transistors ont été dépensés pour augmenter l’IPC (instructions par horloge) de la puce en ajoutant plus de ressources d’exécution et en renforçant les capacités d’exécution dans le désordre (OoOE), mais la plupart d’entre eux sont dédiés à de toutes nouvelles fonctionnalités telles que AVX2, FMA3et TSX. Ce sont des fonctionnalités très puissantes, mais pour la plupart, elles n’améliorent les performances que lorsque le logiciel a été spécifiquement écrit/compilé pour en tirer parti. Aujourd’hui, nous ne voyons que l’accélération d’environ 10 % fournie par le noyau d’exécution retravaillé de Haswell ; demain, lorsque le logiciel utilisera AVX2, FMA3 et TSX, l’accélération pourrait être de 25 % ou plus.

Dans cette optique, Haswell est un monstre d’une puce. Intel a produit une puce qui décime la consommation d’énergie sur le bas de gamme – qui, soyons honnêtes, est le marché qui intéresse vraiment Intel – et qui fournira également une énorme accélération aux utilisateurs expérimentés une fois que les logiciels et les compilateurs seront mis à jour. Il est facile d’être déçu par les performances de Haswell sur le papier, mais rappelez-vous : il n’y a vraiment aucune autre puce, en particulier d’AMD, qui s’en rapproche. Pourtant, entre la mort de l’overclocking, l’accent mis par Intel sur le mobile et le passage aux puces soudéesil est clair que l’écriture est sur le mur pour les utilisateurs expérimentés de PC de bureau.

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