AMD Athlon 64 X2 5000+ Brisbane : 90nm vs 65nm

Lorsqu'AMD lançait en mai dernier sa plate-forme AM2, la firme de SunnyVale en profitait également pour lancer ses premiers Processeurs dit Energy Efficient. Bénéficiant du sigle EE, ces Athlon 64 un rien singuliers se distinguaient des autres modèles de la gamme par une enveloppe thermique (ou TDP) moindre. En clair, ces processeurs consommaient et chauffaient moins. Hélas, alors même que ces deux qualités sont particulièrement dans le vent, AMD n'avait à l'époque pas jugé utile de montrer ces processeurs EE à la presse.

En cette fin d'année, l'arrivée des tous premiers processeurs AMD bénéficiant d'une finesse de gravure de 65 nm, permet à AMD de remettre sur le devant de la scène sa gamme de processeurs Energy Efficient, mais pas aussi clairement qu'on aurait pu le souhaiter. En effet, les quatre nouveaux modèles d'Athlon 64 X2 gravés en 65nm, bien que listés comme des processeurs EE dans les tarifs du fondeur et dans ses communiqués de presse, n'exhibent pas clairement cette appellation. Ils sont pourtant conformes aux spécifications EE établies par AMD et c'est pourquoi nous les considérerons comme tels. Avec quatre nouveaux processeurs gravés en 65 nm et intégrant le tout nouveau cœur Brisbane, AMD tente de prouver qu'il existe bel et bien face à l'hégémonie d'Intel et de son Core 2 Duo.

AMD passe au 65nm avec quatre nouveaux modèles... pour commencer !

Jusqu'à présent, Intel était le seul fabricant de Processeurs à utiliser une finesse de gravure de 65 nm et ce depuis... le Pentium D, c'est dire si ça date ! De son côté, AMD était resté fidèle à la gravure en 90 nm même si la situation devenait difficilement tenable ces derniers temps avec des pénuries ponctuelles de processeurs. Au-delà de l'argument marketing, le passage à une finesse de gravure supérieure permet avant tout à un fondeur d'augmenter sa production. Un processeur gravé avec plus de finesse occupe moins de place sur la galette de silicium (ou Wafer). On peut donc mettre plus de processeurs par galette. Dans les faits, le cœur des nouveaux Athlon 64 X2 en 65 nm ne mesure plus que 126 mm² contre 183 mm² pour son prédécesseur. Autre avantage lié généralement à l'amélioration du procédé de gravure : une chauffe moindre et une consommation également plus faible.

Arrivée du cœur Brisbane

En ce qui concerne le cœur même du processeur, celui-ci évolue également puisqu'AMD donne un successeur au cœur Windsor qui anime actuellement les Athlon 64 X2 AM2 avec le cœur Brisbane, du nom d'une charmante bourgade australienne. Tout nouveau, tout beau, ce cœur introduit quelques changements significatifs à commencer par une nouvelle gestion des coefficients multiplicateurs. Ainsi, les processeurs Brisbane ne sont plus limités aux seuls coefficients entiers et un Athlon 64 X2 4400+ 65 nm va dorénavant employer un coefficient multiplicateur de 11,5x contre 11x pour le même processeur en 90 nm. De fait, ce modèle affiche une fréquence de 100 MHz supérieure à son équivalent en 90 nm, mais il compense par une quantité de mémoire cache divisée par deux (2x 512 Ko au lieu de 2x 1 Mo). On notera qu'habituellement AMD compensait à P Rating équivalent la baisse de la mémoire cache de second niveau par un palier de fréquence de 200 MHz : celui-ci retombe à 100 MHz avec les processeurs 65 nm alors qu'aucun modèle pourvu de 2x 1 Mo de cache L2 n'est pour l'heure proposé en 65 nm. La faute certainement aux problématiques de rendement... Sur les quatre nouveaux processeurs 65 nm lancés par AMD, seul le modèle 5000+ conserve des caractéristiques strictement identiques à son équivalent en 90 nm.

Autre changement moins avouable par AMD : les temps de latence pour la mémoire cache embarquée. Selon nos tests, le temps de latence du cache L1 demeure identique à celui des processeurs 90 nm mais la latence de la mémoire cache de second niveau augmente sensiblement ! Bien qu'AMD tente de minimiser l'impact de l'augmentation de la latence du cache, évoquant au pire une dégradation de 1 % des performances, ce changement devrait dans les faits pénaliser plus lourdement les applications qui dépendent particulièrement de la mémoire cache. Voici les temps de latence de la mémoire cache relevés sous CPU-Z :


Le fondeur justifie son choix en expliquant que l'augmentation des temps de latence devrait permettre à terme d'augmenter encore la taille de la mémoire cache. En attendant, les utilisateurs payeront les pots cassés d'autant que contrairement aux premiers Athlon 64 X2, les modèles actuels n'ont pas plus de mémoire cache, mais moins !

AMD Athlon 64 X2 5000+ EE et consommation électrique

Physiquement identique à ses pairs, l'Athlon 64 X2 est un processeur double-cœur se présentant au format Socket AM2. Il est donc gravé en 65 nm et compte selon AMD un peu plus de 153 millions de transistors. Avec un coefficient de 11x et une fréquence de fonctionnement de 2,6 GHz, la puce dispose de 2x 512 Ko de mémoire cache de second niveau contre 2x 128 Ko de mémoire cache L1 par cœur. Notre processeur de test était muni du stepping G1 du cœur Brisbane, stepping compatible avec un grand nombre de Cartes mères même si une mise à jour du BIOS peut parfois être nécessaire. Notez toutefois que notre M2N32-SLI Deluxe démarrait parfaitement avec cet Athlon 64 X2 65nm malgré son BIOS plutôt ancien. Niveau enveloppe thermique, AMD fait état d'un TDP de 65 Watts maximum ce qui reste très correct, même si le TDP des premiers Athlon 64 X2 EE est identique. Le passage au 65 nm ne permet donc pas d'améliorer ce paramètre, à moins que le fondeur ne soit particulièrement conservateur dans les données qu'il communique.


La tension d'alimentation de ce processeur est comprise entre 1,25 et 1,35 volts alors que son prédécesseur en 90 nm affichait une tension variant entre 1,3 et 1,35 volts. En ce qui concerne la chauffe, nous avons pu relever un échauffement assez modéré en plein usage : 52 °C. La consommation électrique totale de notre système AMD profite du passage au cœur Brisbane puisqu'elle baisse significativement comme montré dans le tableau ci-dessous :


À fréquence égale on observe une consommation électrique de 18 Watts moins importante pour l'Athlon 64 X2 5000+ Brisbane, en 65 nm donc, face au modèle 90 nm à base de coeur Windsor. Mais en comparant cette consommation à celle d'un Athlon 64 X2 4600+ EE, un processeur pourtant gravé en 90 nm mais profitant du label Energy Efficient, le passage au 65 nm ne semble pas vraiment salutaire du côté de la consommation électrique. Certes il existe une différence de 200 MHz entre l'Athlon 64 X2 4600+ EE et le modèle 5000+ EE, mais la consommation relevée sur les deux plateformes est tellement proche qu'on se demande si le 65 nm a bien un impact sur ce paramètre...


Côté températures de fonctionnement, le processeur chauffe de manière plus raisonnable puisque notre exemplaire 65 nm n'affichait que 52° C en pleine charge contre 62° C pour son équivalent 90 nm. Nous relevons ici la température CPU affichée par le BIOS après une bonne vingtaine de minutes de torture test sous Prime95.

Overclocking

Nous avons bien sûr eu à cœur de vérifier le comportement des nouveaux Processeurs AMD en 65 nm lorsqu'il est question d'overclocking. Pour cela nous avons eu recours à la même plateforme que pour les tests de performance, à savoir une carte mère Asus M2N32-SLI Deluxe. Nous sommes restés fidèle à notre DDR2 Corsair en utilisant des barrettes 6400 au prix d'une diminution du ratio mémoire pour monter haut en fréquence. Nous avons sans trop de mal atteint les 3 GHz, ou plus exactement 3025 MHz de fréquence de fonctionnement avec un bus à 275 MHz et moyennant un ajustement du coefficient multiplicateur : 11x contre 13x par défaut. Nous avons également pris soin de bricoler les divers paramètres offerts par le BIOS comme les tensions d'alimentation processeur et mémoire, mais également les tensions chipset ainsi que le coefficient multiplicateur du bus HyperTransport afin de rendre le système bootable. Au-delà, de 3 GHz et avec notre refroidissement standard nous n'avons hélas pas pu obtenir un système stable.

En comparaison, notre ancien Athlon 64 X2 5000+ 90 nm nous donne peu ou prou les mêmes résultats en overclocking ce qui tend à indiquer que le 65 nm n'améliore pas vraiment la difficile tâche d'overclocker une architecture K8 déjà poussée dans ses derniers retranchements.

Pour tester les performances du dernier bébé d'AMD nous avons eu recours à la plate-forme dont le détail figure ci-dessous :

• Carte mère Asus M2N32-SLI Deluxe (BIOS 0811),
  
• 2x 1 Go Corsair Twin2X 6400C3,
  
• Carte graphique NVIDIA GeForce 7900 GTX,
  
• 2x Disques durs Western Digital Raptor 150 Go Serial-ATA

Le système fonctionnait naturellement sous Windows XP Professionnel Service Pack 2 avec les derniers pilotes et BIOS disponibles à la date du test. Sur cette même carte mère nous avons retesté l'Athlon 64 X2 5000+ en 90 nm, le Windsor, afin de comparer ses performances à son successeur, le X2 5000+ EE cette fois-ci gravé en 65nm. En prime nous testerons, toujours sur le même système, l'Athlon 64 X2 4600+ EE, dans sa version 90 nm.

Nous opposerons tout ce petit monde aux Core 2 Duo d'Intel qui ont été testés sur la plateforme suivante :

• Carte mère Asus P5W-DH Deluxe (BIOS 1707),
  
• 2x 1 Go Corsair Twin2X 6400C3,
  
• Carte graphique NVIDIA GeForce 7900 GTX,
  
• 2x Disques durs Western Digital Raptor 150 Go Serial-ATA

Les Athlon 64 X2 seront ici confrontés aux Core 2 Duo E6300 (1,86 GHz), E6400 (2,13 GHz) mais également au Core 2 Duo E6600 (2,4 GHz). Cet article est également l'occasion pour nous de renouveler notre protocole en utilisant les dernières versions des logiciels et en introduisant de nouveaux tests.

3DMark 06 - CPU - v1.1.0

On démarre nos exercices avec 3DMark 06 et son test processeur. Récemment mis à jour en version 1.1.0, 3DMark 06 donne la première place au Core 2 Duo E6600. L'Athlon 64 X2 5000+ termine en seconde position et comme on pouvait le redouter le modèle gravé en 90 nm est plus rapide que son successeur en 65 nm. Toutefois, l'écart entre les deux X2 5000+ reste ici minime. Face à un Core 2 Duo E6400, l'Athlon 64 X2 5000+ Brisbane (65 nm) est 6 % plus rapide.

PCMark 05 - CPU - v1.2.0

Toujours signé FutureMark, le test processeur de PCMark 05 donne le Core 2 Duo E6600 gagnant. Toutefois l'écart se creuse ici avec les Athlon 64 X2 5000+ alors que notre Core 2 Duo E6400 s'octroie la seconde place devant le dernier-né d'AMD. Sous 3DMark 06, le Core 2 Duo E6600 n'était que 5 % plus performant que l'Athlon 64 X2 5000+, mais sous PCMark 05 la différence atteint 15 % ! Quant à nos deux Athlon 64 X2 5000+, PCMark 05 confirme la perte de performance liée au passage à la gravure en 65 nm : de l'ordre de 1 %.

PCMark 05 - Mémoire - v1.2.0

Centré exclusivement sur la mémoire, le test du même nom de PCMark 05 donne l'avantage au Core 2 Duo E6600. Si jusqu'à présent nos deux Athlon 64 X2 5000+ affichaient des performances relativement proches, la différence s'accentue ici et de manière dangereuse ! Le modèle gravé en 65 nm tombe en bas de classement, juste un cran devant le Core 2 Duo E6300 avec des performances en baisse de 9 % à fréquence égale ! Du coup, l'Athlon 64 X2 4600+ EE se montre plus performant que le 5000+ 65 nm qui fait ici moins bien que le Core 2 Duo E6400.

Sandra Xi - Test processeur

SiSoft Sandra continue d'évoluer et après la version 2007 son éditeur publiait récemment Sandra Xi que nous utilisons dorénavant pour nos tests. Les mesures processeur viennent confirmer une légère baisse des performances liée au passage en 65 nm de l'Athlon 64 X2 5000+. On notera au passage que si les Core 2 Duo marquent le pas au niveau des d'opérations en virgule flottante à la seconde (MFLOPS), ils sont plus vaillants au niveau du nombre d'instructions exécutées à la seconde (MIPS). En la matière, le Core 2 Duo E6400 fait même mieux que l'Athlon 64 X2 5000+ EE. Quant à l'Athlon 64 X2 4600+ il est du niveau d'un Core 2 Duo E6300 si l'on regarde les MIPS alors qu'il se fait distancer au niveau des MFLOPS.

Sandra Xi - Test mémoire

Les Athlon 64 et leur contrôleur mémoire intégré continuent de faire le bonheur de Sandra : les Processeurs d'AMD étant largement devant leurs opposants Intel. L'écart entre Athlon 64 X2 5000+ gravé en 90 nm et Athlon 64 X2 5000+ EE en 65 nm atteint ici un peu plus de 2 % et, fort étrangement, l'Athlon 64 4600+ EE est en tête. En vérité, le petit jeu des ratios mémoire favorise le 4600+ face aux modèles 5000+.

ScienceMark 2.0 - Primordia

Ce bon vieux ScienceMark continue de plaider en faveur des Athlon 64 X2. Toutefois, l'ancien X2 5000+ gravé en 90 nm se montre plus performant que le nouveau modèle en 65 nm : l'écart frise ici les 5 %. Le Core 2 Duo E6600 est donc à égalité avec l'Athlon 64 X2 5000+ 65 nm alors que l'Athlon 64 X2 4600+ EE signe une prestation meilleure que les Core 2 Duo E6400 et E6300 : il est ici 24 % plus rapide qu'un Core 2 Duo E6300.

Cinebench 9.5

Entrons dans le vif du sujet avec Cinebench 9.5 un logiciel de rendu 3D qui évalue un système en fonction du temps nécessaire au rendu d'une scène 3D. Le Core 2 Duo E6600 conserve ici la pôle position alors que les Athlon 64 X2 5000+ ne sont qu'à quelques encablures. Une fois de plus, le modèle 90 nm est plus rapide que son successeur avec un score 1 % meilleur. On notera au passage l'égalité quasi-parfaite entre le Core 2 Duo E6400 et l'Athlon 64 X2 4600+ EE.

Adobe Photoshop CS 2.0

Nous profitons de la nouvelle année pour adopter la version 2.0 de Photoshop CS. L'occasion de changer notre test en utilisant cette fois-ci le filtre de flou radial, un filtre multi-threadé. Nous mesurons le temps nécessaire à l'application de ce filtre sur une image de 2 048 x 3 072. Attention, les résultats sont exprimés en seconde, il faut donc lire le graphique à l'envers. Surprise, l'Athlon 64 X2 5000+ 90 nm fait ici mieux que le Core 2 Duo E6600, de peu il est vrai. Photoshop CS 2 confirme la perte de performances engendrée par le passage au 65 nm puisque l'on perd ici plus de trois secondes à l'application du filtre. Les Core 2 Duo E6300 et E6400 traînent pour leur part un peu la patte en étant plus lent que l'Athlon 64 X2 4600+ EE. On relèvera d'ailleurs que celui-ci est aussi rapide que le 5000+ Brisbane en 65 nm ! Aïe !

Windows Media Encoder 9.0

Ici, nous mesurons le temps mis par chacun de nos systèmes pour compresser une vidéo de référence à l'origine au format AVI. Là encore, les résultats sont exprimés en secondes : il faut donc lire le gaphique à l'envers. Les lanternes rouges de ce test sont les Core 2 Duo E6300 et Athlon 64 X2 4600+ EE à qui il faudra pratiquement une minute de plus pour encoder notre vidéo face à un Core 2 Duo E6600. Ce dernier est en tête et le Core 2 Duo E6400 termine second, devant les Athlon 64 X2 5000+. La pénalité engendrée par le passage au 65 nm chez AMD est ici indolore : Athlon 64 X2 5000+ Windsor et Brisbane étant à égalité.

Compression de fichiers Winrar 3.62

Ici aussi nous changeons nos habitudes en adoptant la version 3.62 de WinRAR et en augmentant la taille de nos fichiers à compresser. Alors que nous compressions jusqu'à présent près de 250 Mo de données, nous passons dorénavant à un peu plus de 600 Mo de données à compresser, opération que nous réalisons en mettant à profit nos deux Disques durs Raptor. Attention, les résultats sont ici exprimés en secondes. Les Core 2 Duo dominent l'exercice alors que le passage au 65 nm ne semble décidement pas réussir à l'Athlon 64 X2 5000+ dont le coeur Brisbane est dix secondes plus lent que le coeur Windsor en 90 nm...

3DSMax 8 - Radiosité

Applicatif incontournable pour les professionnels de la 3D, 3DSMax 8 est ici testé en situation réelle. Nous mesurons le temps nécessaire au rendu d'une scène 3D en 800x600 avec radiosité. Une fois encore, les résultats sont exprimés en secondes. Nous retrouvons en tête le Core 2 Duo E6600 alors que nos deux Athlon 64 X2 5000+ sont ici à égalité en étant très légèrement plus rapide que le Core 2 Duo E6400. C'est le Core 2 Duo E6300 qui referme ici la marche : il met 20 secondes de plus que l'Athlon 64 X2 5000+ 65 nm pour calculer notre scène de test.

TMPGenc 4.0

Nouveau venu dans notre protocole de test, TMPGenc est un encodeur MPEG2 dont la particularité est d'utiliser certaines des instructions pré-SSE4 des Processeurs Core 2 Duo. Nous l'utilisons ici pour convertir en MPEG2 un fichier AVI de plus de 979 Mo avec un débit de 9 Mb/s et une résolution NTSC de 720x480. Les résultats sont ici aussi exprimés en secondes. Les Core 2 Duo pavoisent en tête alors que l'Athlon 64 X2 5000+ gravé en 65 nm met trois secondes de plus que son homologue en 90 nm pour réencoder notre vidéo. Pour faire mal, le Core 2 Duo E6400 s'acquitte ici de sa tâche en trente secondes de moins qu'un Athlon 64 X2 5000+.

Studio 10.7

Sous Studio 10 nous effectuons le rendu d'un projet vidéo complet. Petit changement par rapport à nos habitudes, nous effectuons ici la compression au format MPEG 4 avec un débit de 6 Mb/s. Les résultats sont cette fois-ci encore exprimés en secondes. Le Core 2 Duo E6600 est une fois encore le processeur le plus rapide alors que les Core 2 Duo E6300 et l'Athlon 64 X2 4600+ EE referment le bal. Il existe ici encore une différence de performances entre Athlon 64 X2 gravé en 90nm et en 65nm, le petit dernier-né d'AMD étant plus lent que son aîné à fréquence égale.

Mathematica 5.1

Logiciel de calcul scientifique, Mathematica plaide en faveur du Core 2 Duo E6600 qui est une fois de plus premier, suivi là encore du Core 2 Duo E6400. Les temps de latence plus élevés du coeur Brisbane en 65 nm pénalisent ici légèrement l'Athlon 64 X2 5000+ alors que le Core 2 Duo E6300 est très légèrement en retrait face à l'Athlon 64 X2 4600+ EE.

Doom 3 v1.3 - 1024x768x32

Un petit détour sous Doom 3 nous montre que le jeu semble particulièrement limité par la carte graphique, tous nos Processeurs étant quasiment à égalité. Le Core 2 Duo E6600 tire tout de même son épingle du jeu alors que l'Athlon 6T4 X2 5000+ 65 nm accuse une perte de trois images par seconde face au modèle gravé en 90 nm.

Far Cry v1.4 - 1024x768x32

Pour Far Cry et l'ami Jack Carver, les Core 2 Duo E6400 et E6600 font la différence en se taillant la part du lion. La plateforme Core 2 Duo E6400 est ainsi 10 % plus véloce que le système Athlon 64 X2 5000+. Bien qu'âgé, le jeu confirme la perte de performances liée au passage en 65 nm avec trois images par seconde de perdues à fréquence égale.

Call Of Duty 2 - v1.3 - 1024x768x32

On terminera cette série de tests avec Call Of Duty 2 qui s'affiche comme particulièrement favorable aux Core 2 Duo. Nos trois processeurs Intel occupent les trois premières marches du podium alors que les Athlon 64 X2 sont un peu malmenés. Le X2 5000+ 90 nm est une fois encore plus rapide que son équivalent 65 nm avec une différence de performances d'environ 5 % !

Conclusion

Vous l'aurez compris, l'arrivée de la finesse de gravure 65 nm se fait décidément dans la douleur pour AMD. Après avoir connu de nombreux retards sur la mise au point de ce procédé, procédé tout de même employé depuis belles lurettes par Intel, le fondeur de SunnyVale nous propose finalement un processeur qui a fréquence égale est moins performant que ses prédécesseurs ! C'est ainsi que l'Athlon 64 X2 5000+ en 90 nm se montre plus rapide que le nouveau modèle gravé en 65 nm et équipé du cœur Brisbane ! La faute à l'augmentation des temps de latence de la mémoire cache embarquée... Quant à l'overclocking, l'arrivée du 65 nm ne semble pas vraiment faciliter les choses ni même donner une plus grande marge de manœuvre.

Fort de ce constat, nous sommes donc en droit de nous interroger sur l'intérêt réel du passage au 65 nm. Pour AMD, il est évident puisqu'il devrait permettre à la firme d'avoir de meilleurs rendements et de produire toujours plus de Processeurs. Mais pour le consommateur qu'en est-il ? Les performances se dégradant, la seule consolation tient en la promesse d'une consommation électrique et d'une chauffe moindre. Dans les faits, on constate un certain progrès de ce côté-là sauf que face aux précédents modèles Energy Efficient gravés en 90 nm, le 65 nm ne semble en rien améliorer les choses... Enfin, si l'on compare la consommation électrique d'un système Athlon 64 X2 EE à celle d'une plate-forme Intel, l'avantage revient toujours au Core 2 Duo.

Bref en définitive les processeurs 65 nm ne semblent pas offrir d'atouts suffisants pour encourager les actuels possesseurs d'Athlon 64 X2 AM2 90 nm à investir dans un changement de processeur. Les acheteurs d'un nouvel équipement auront pour leur part intérêt à se pencher sur l'offre d'Intel qui demeure en ce début 2007 la plus intéressante tant sur le plan des performances que sur celui de la consommation électrique... Si pour terminer, nous parlons prix, le choix sera encore plus vite fait puisque l'Athlon 64 X2 5000+ EE se négocie au même tarif qu'un Core 2 Duo E6600, modèle largement plus performant et ô combien plus aisément overclockable ! En clair et pour faire simple au risque de paraître durs, les nouveaux processeurs 65 nm d'AMD sont, dans l'état actuel des choses, inintéressants.




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