AMD Athlon XP 3000+ (Barton)

Introduction

Attendus depuis de longs mois, les nouveaux Processeurs Athlon XP d'AMD arrivent enfin pour remettre au goût du jour la plate-forme de la compagnie de Sunnyvale. AMD profite donc de ce début d'année pour présenter pas moins de trois nouveaux processeurs tout droit sortis de la Fab30 de Dresde : les Athlon XP 2500+, 2800+ et 3000+. Afin d'améliorer encore les performances de ses processeurs, AMD a développé un tout nouveau noyau, baptisé Barton, dont la principale nouveauté est l'inclusion de 512Ko de mémoire cache de second niveau. En effet jusqu'à présent les processeurs AMD n'intégraient que 256Ko de mémoire cache L2 alors que son principal concurrent, Intel, équipe ses processeurs Pentium 4 de 512Ko de mémoire cache L2 depuis l'apparition du northwood il y a plusieurs mois de cela.

La dénomination de ces nouveaux processeurs est toujours fonction du fameux mais controversé Performance Rating. Précisons au passage que l'Athlon XP 2800+ original qui avait fait l'objet d'un test consultable ici était un processeur à faible volume qui constituait une édition limitée. C'est pourquoi AMD n'a pas jugé utile de nommer autrement les Athlon XP 2800+ utilisant le nouveau core Barton. Toutefois la présence au sein d'une seule gamme de deux processeurs baptisés de manière identique mais différents en réalité risque de semer le doute chez plus d'un consommateur.

"Noyau" AMD Barton

Tout comme son aîné, le Thoroughbred, le Barton n'est pas une révolution mais bien une évolution de l'architecture des Athlon XP. Les nouveautés sont donc limitées et la première déception tient à la vitesse du front side bus qui stagne à 166MHz. A l'origine il était prévu que le Barton utilise un front side bus de 200MHz, mais il n'en est hélas rien, du moins pour le moment. Le bus processeur EV6 de 333MHz (166MHz en réalité) autorise un débit de 2,6Go par seconde qui reste bien inférieur aux 4,2Go/s des processeurs Pentium 4 mais permet tout de même d'exploiter de la mémoire de type DDR333.



La nouveauté majeure du Barton est le doublement de la mémoire cache de second niveau : celle-ci passant de 256Ko à 512Ko. Cependant la taille de la mémoire cache de premier niveau est pour sa part inchangée et reste à 128Ko. Cette augmentation de la quantité de mémoire cache L2 devrait améliorer substantiellement les performances. Les processeurs utilisant ce nouveau noyau bénéficient logiquement d'une finesse de gravure de 0,13µ. Toutefois de par la présence d'une plus grande quantité de mémoire cache la taille du die a quelque peu augmentée tout comme le nombre de transistors. Les Athlon XP Barton disposent dorénavant d'un core de 101mm² (contre 84mm² auparavant) et 54.3 millions de transistors (contre 37,6 précédemment).

Athlon XP 3000+

Pour ce test, AMD nous a fait parvenir un processeur Athlon XP 3000+. Celui-ci utilise toujours un socket A de 462 pins et est cadencé à la fréquence de 2.167GHz. Les plus aguerris d'entre vous auront noté que la fréquence de fonctionnement de l'Athlon XP 3000+ est inférieure à celle de l'Athlon 2800+ ! D'où l'intéret de l'augmentation de la quantité de mémoire cache qui devrait permettre au dernier bébé d'AMD d'obtenir de biens meilleures performances que l'Athlon XP 2800+. Son voltage demeure inchangé par rapport aux processeurs utilisant le core Thoroughbred et atteint 1,65 volts. Avec une fréquence de bus de 133MHz le plus haut de gamme des processeurs AMD affiche un coefficient multiplicateur de 13. A première vue ce CPU est donc très loin des fréquences record des processeurs de la concurrence qui ont récemment franchis la barre des 3GHz... Mais cela ne veut pas dire que ses performances ne sont pas à la hauteur du dernier Pentium 4 3.06GHz d'Intel. En effet on sait depuis bien longtemps que MHz n'est pas forcément synonyme de puissance, ce que nous allons vérifier dans nos tests.

Pour ce qui est de la compatibilité de ce processeur avec les Cartes mères existantes nous n'avons rencontré aucun problème avec nos diverses machines à base de nForce 2 et utilisant une carte Asus A7N8X ou une carte Leadtek K7NCR18D Pro : sur ces deux configurations le processeur a été reconnu d'emblée sans nécessiter un quelconque réglage dans le BIOS. Il devrait en être de même pour les cartes mères KT333 et KT400 supportant les processeurs Athlon à FSB166, au prix peut être d'une simple mise à jour BIOS.


Pour mesurer les performances de ce nouveau processeur nous avons utilisé la configuration dont le détail est disponbile ci-dessous et nous avons opposé l'Athlon XP 3000+ au dernier processeur haut de gamme d'Intel, le Pentium 4 3.06GHz. Afin de bien évaluer le gain de performance procuré par le doublement de la mémoire cache, nous avons également comparé l'Athlon XP 3000+ à l'Athlon XP 2700+ qui fonctionne à la même vitesse mais dispose de seulement 256Ko de mémoire cache L2.

• Processeur AMD Athlon XP 3000+
  
• Asus A7N8X - BIOS 1002
  
• 2x256Mo de mémoire Corsair DDR333 CAS 2.0 en Dual DDR
  
• Carte graphique MSI GeForce 4 MX460 64MB
  
• Disque dur Maxtor 40Go UDMA133 7200rpm

Notre système AMD tournait sous Windows XP Professionel Service Pack 1 avec les derniers Drivers disponibles : les pilotes NVIDIA nForce 2.03 et les Detonator 41.09.

• Processeur Intel Pentium 4 3.06GHz avec HyperThreading activé
  
• Asus P4G8X - BIOS 1003
  
• 2x256Mo de mémoire Corsair DDR333 CAS 2.0 en Dual Channel
  
• Carte graphique MSI GeForce 4 MX460 64MB
  
• Disque dur Maxtor 40Go UDMA133 7200rpm

Notre machine Intel fonctionnait sous Windows XP Professionel Service Pack 1 avec les derniers drivers Intel (à savoir Intel Chipset 4.30.1006 & Intel Application Accelerator 2.30.2164) disponibles ainsi que les pilotes NVIDIA Detonator 41.09.

CPUMark 99

Nous avons décidé de commencer notre série de test avec l'infatigable CPUMark 99. Ce petit utilitaire mesure les performances brutes d'un processeur mais ne prend pas en compte les jeux d'instructions spéciaux. Notre Athlon XP 3000+ s'en tire plutôt bien et tutoies le Pentium 4 3.06GHz. On note tout de même que le Barton 3000+ est 1.5% plus rapide que l'Athlon XP 2800+ et 4% plus véloce que l'Athlon XP 2700+. Sachant que l'Athlon XP 2700+ est cadencé à la même fréquence que l'Athlon XP 3000+ on en déduit que l'apport de 256Ko de mémoire cache supplémentaire augmente, du moins sous ce test, les performances d'environ 4% à fréquence égale.

PCMark 2002

PCMark 2002 est un utilitaire de Benchmark synthétique, signé FutureMark, qui mesure séparément les performances du processeur et de la mémoire. Commençons par analyser les résultats de la partie processeur. Ici le Pentium 4 3.06GHz est incontestablement en tête et devance le dernier-né des Processeurs AMD avec une marge de près de 15% ! L'Athlon XP 3000+ s'avère quant à lui 1% plus rapide que l'Athlon XP 2700+ qui pour mémoire dispose de la même fréquence d'horloge, mais pas de la même quantité de mémoire cache.

A propos de mémoire, intéressons nous maintenant aux performances mémoire relevées par PCMark 2002. La faiblesse de l'Athlon étant justement sa bande passante mémoire étriquée on s'attend à trouver une nouvelle fois le Pentium 4 en tête. C'est donc sans surprise que le Pentium 4 3.06GHz devance très largement la dernière pouliche d'AMD avec un score 42% plus élevé ! On note ici l'influence de la mémoire cache puisque l'Athlon XP 3000+ est mine de rien 13% plus rapide que l'Athlon XP 2700+.

SiSoft Sandra 2002 - CPU

SiSoft Sandra est un autre benchmark synthétique qui, à l'instar de CPUMark 99, ne prend pas en compte les instuctions spécifiques de tel ou tel processeur. Le test se divise en deux parties : CPU et mémoire. Ici les résultats de l'Athlon XP 3000+ déçoivent puisqu'ils sont pour ainsi dire identiques à ceux de l'Athlon XP 2700+. Le gain en terme de performance est donc nul. Pire pour AMD, l'Athlon XP 3000+ est jusqu'à 110% plus lent que le Pentium 4 3.06GHz d'après les résultats MFLOPS. Le test MIPS permet heureusement à AMD de sauver les meubles puisqu'ici l'Athlon XP 3000+ est - seulement - 20% plus lent que le Pentium 4 3.06GHz. Maintenant que nous avons vu les résultats processeur de Sandra 2002 passons aux résultats mémoire...

SiSoft Sandra 2002 - Mémoire

Lorsqu'il s'agit de mesurer la bande passante mémoire, le Pentium 4 nous a habitué à toujours terminer premier puisqu'il dispose d'une bande passante de 4,2Go/s contre 2,6Go/s pour l'Athlon XP d'AMD. Le résultat de ce test est donc sans grande surprise puisque le Pentium 4 dispose d'une bande passante mémoire 43% plus importante que celle de l'Athlon XP 3000+. Ce test montre que le gain de performances en passant d'un Athlon XP 2700+ à un Barton 3000+ est pratiquement nul : au mieux l'Athlon XP 3000+ est 0,32% plus rapide que l'Athlon XP 2700+...

SYSMark 2002

SYSMark 2002 utilisant des applications réelles de manière intensive, il devrait permettre de mesurer l'impact réel de l'augmentation de la quantite de mémoire cache embarquée. C'est ainsi que l'on observe que l'Athlon XP 3000+ est ici 5,36% plus rapide que l'Athlon XP 2800+. Mieux le Barton 3000+ est 8% plus rapide que l'Athlon XP 2700+. Ainsi l'apport de 256Ko de mémoire cache augmente les performances de près de 8%. Face au Pentium 4 3.06GHz HyperThreading, l'Athlon XP 3000+ fait tout de même pâle figure puisqu'il est 23% plus lent que son concurrent direct signé Intel.

Quake III Arena

Pour continuer notre série de tests nous avons jeté notre dévolu sur divers outils de benchmarks 3D. Afin de mettre en évidence l'éventuel gain de performances apporté par l'augmentation de la mémoire cache nous avons fait tourner le pape des benchmarks, Quake III, dans la résolution assez faible de 800x600x16. Ceci a pour avantage de mettre très peu à contribution la carte graphique et de réellement tester le processeur. Nous ne fûmes pas déçu ! Sous Quake III, l'Athlon XP 3000+ sauve les meubles de justesse. D'après notre test le Barton 3000+ est 3% plus rapide que l'Athlon XP 2700+. On peut donc affirmer sans trop se tromper que l'apport de la mémoire cache n'améliore les performances que d'environ 3%. Face au Pentium 4 3.06GHz, l'Athlon XP 3000+ n'est pas franchement à la hauteur et accuse un retard de 7.5%.

3DMark 2001SE

Tout comme Quake III, 3DMark 2001SE est un outil relativement pertinent pour mesurer l'ampleur du gain de performances apporté par l'augmentation de la mémoire cache L2 du processeur. Ici l'Athlon XP 3000+ est 4% plus rapide que l'Athlon XP 2700+. Cette observation confirme le gain déjà observé sous Quake III qui atteignait 3%. Le benchmark 3D, développé par FutureMark, confirme également la suprématie du Pentium 4 3.06GHz sur le dernier processeur d'AMD. En effet notre Pentium 4 3.06GHz s'est avéré 6,8% plus rapide que l'Athlon XP 3000+.

Unreal Tournament 2003

Pour conclure cette série de tests nous avons choisi Unreal Tournament 2003. Afin de ne pas tester la carte graphique mais bien le processeur nous avons éxécuté la démo 'Botmatch Antalus' d'Unreal en 640x480x16. Les résultats sont intéressants puisque pour la première fois l'Athlon XP 3000+ devance le Pentium 4 3.06GHz ! Ici le Barton 3000+ est 8,5% plus rapide que le dernier processeur d'Intel. Mieux le gain de performance observé entre l'Athlon XP 2700+ et l'Athlon XP 3000+ est de 7,5% en faveur de ce dernier. Un jeu récent et néanmoins complexe comme Unreal Tournament démontre donc que l'Athlon est un très bon choix lorsqu'il s'agit de 3D.

Conclusion

Pour conclure il n'est pas utile d'être grand clerc de notaire pour comprendre que le Barton est une déception. Certes l'augmentation de la mémoire cache de second niveau ne peut être qu'une bonne chose mais en pratique le gain de performance observé n'excède que rarement les 4% et ne justifie ainsi en rien l'évolution vers un Athlon XP 3000+. Le choix d'AMD de ne pas faire évoluer la vitesse de fonctionnement du bus processeur de l'Athlon XP 3000+ est tout bonnement incompréhensible et à l'heure ou Intel s'apprète à lancer un Pentium 4 avec un bus de 800MHz, force est de reconnaître que les 333MHz de l'Athlon XP font grise mine. Qui plus est l'Athlon XP 3000+ ne tient pas un seul instant la comparaison avec un Pentium 4 3.06GHz HyperThreading.

Ce n'est un secret pour personne AMD a éprouvé les plus grandes difficultés pour faire atteindre à ses Processeurs des fréquences de fonctionnement supérieures à la mythique barrière des 2GHz. Alors que l'Athlon XP 2800+ tournait à 2,25GHz, l'Athlon XP 3000+ n'est bizarrement cadencé qu'à 2,167GHz soit une régression invraisemblable. L'Athlon XP 3000+ renforce donc notre sentiment sur le fait qu'AMD a plus ou moins atteint les limites de la vieillissante architecture K7 qui accuse plus de quatre ans de bouteille. En considérant que l'Athlon XP 3000+ fonctionne aussi rapidement que l'Athlon XP 2700+, on se demande où est la logique dans tout ça...

Pour conclure l'Athlon XP 3000+ n'est pas un mauvais processeur, loin de là, mais ses performances ne sont clairement pas renversantes puisque nettement en retrait de ce que fait la concurrence. Ainsi il nous semble qu'AMD aura fort à faire pour maintenir ses processeurs Athlon attrayants et compétitifs avant l'arrivée de l'Athlon 64 prévue pour le mois de septembre. D'autant que l'Athlon XP 3000+ est vendu à prix d'or aux alentours de 621.99$ pièce contre 649.99$ pour un Pentium 4 3.06GHz HyperThreading. AMD nous avait habitué à des prix plus agressifs, y compris en matière de processeurs haut de gamme, et il est clair que pour 20$ de plus beaucoup opteront pour un Pentium 4 3.06GHz dont la puissance est sans commune mesure avec celle du dernier processeur d'AMD. Au delà de ces considérations mercantiles il est important de noter que l'Athlon XP 3000+ devrait être disponible en quantité dès son lancement et qu'il aura pour effet vraisemblable de faire chuter les prix des autres processeurs Athlon XP actuels. Enfin les autres déclinaisons de l'architecture Barton en versions 2500+ et 2800+ pourraient être plus attractives.