AMD Athlon II X4 620 : quad-core à moins de 100 € !

Introduction

Depuis qu’Intel a lancé ses tous nouveaux processeurs Core i5 et Core i7 sur socket LGA1156, AMD subit une pression plus forte que jamais dans le milieu de gamme supérieur et le haut de gamme. Le Phenom II est certes un processeur particulièrement bien conçu, mais il ne parvient à battre les membres de la gamme Nehalem que sur le terrain du prix. Toutefois, AMD est passé maître dans l’art de gérer au mieux sa production ; il ne faut donc pas s’étonner de voir aujourd’hui la firme lancer des processeurs quad et tri-core dénué de tout cache L3. On n’aurait pu rêver meilleure occasion pour remettre la marque Athlon sur le devant de la scène : place, donc, à l’Athlon II X4 !

Ce qu’il a

Ce nouveau processeur n’est pas vraiment neuf, bien qu’AMD lui ait octroyé deux noms de code tout frais : « Propus » pour le quad-core et « Rana » pour le tri-core. Le premier échantillon que nous ait fait parvenir le fabriquant est un modèle quad-core cadencé à 2,6 GHz. Celui-ci a essentiellement les mêmes caractéristiques que le Phenom II, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un SOI (silicium sur isolant) gravé en 45 nm, composé de quatre cores dotés de 512 Ko de cache L2 chacun, et équipé de toutes les extensions actuelles : MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4a, Enhanced 3DNow !, la fonction NX bit (l’équivalent AMD du XD d’Intel), 64 bits, AMD-V (l’extension de virtualisation made in AMD) et bien entendu le Cool’n’Quiet qui réduit automatiquement la vitesse d’horloge et la tension lorsque le processeur n’est pas ou peu sollicité. Le core proprement dit étant basé sur le Deneb et tous les Athlon II X3 et X4 fonctionnent sans encombre sur socket AM2+ avec de la mémoire DDR2 ou sur socket AM3 avec de la DDR3. Bref, pas le moindre doute, ces nouveaux processeurs risquent de se montrer fort alléchants pour les utilisateurs désireux de mettre à jour une configuration un peu âgée basée sur une carte-mère AM2, surtout quand on sait qu’ils sont proposés à moins de 100 € !

Ce qui manque

Bien évidemment, à ce prix là nous ne nous attendions pas à recevoir un produit haut de gamme. Il y a donc quelques limitations. La plus évidente concerne l’architecture du cache : tout comme les Athlon II X2 avant eux, les nouveaux modèles sont entièrement dépourvus de cache L3. À cet égard, les Athlon II rompent donc avec la tradition chez AMD qui consiste à toujours équiper les processeurs multicores d’une mémoire cache partagée pour la communication entre les cores. L’absence de cache L3 est donc le principal point de différenciation entre les Phenom II et les Athlon II, avec la fréquence d’horloge, qui est évidemment plus faible sur ces derniers. Toutefois, il se pourrait bien que la suppression du cache L3 constitue un avantage, non en termes de performances (aucune chance qu’un Athlon II parvienne à égaler un Phenom II sur ce terrain), mais bien en termes d’efficacité énergétique (dans la mesure où les transistors constituant les 6 Mo de cache L3 du Phenom II ajoutent à la consommation du processeur) et en marge d’overclocking.

La gamme d’AMD : base unique, déclinaisons multiples

Tous les processeurs modernes se différencient essentiellement sur trois points, que les fabricants tentent d’équilibrer au mieux : nombre de cores, taille du cache et fréquence. Ces éléments doivent être combinés tout en prenant en compte la finesse de gravure, les tensions et fréquences possibles (qui dépendent des limites thermiques et électriques), du yield (rendement du process de fabrication) et, in fine, le coût total. L’affinement de la gravure, par exemple le passage de 65 nm à 45 nm, permet au fabricant d’optimiser un ou plusieurs de ces paramètres : les transistors augmentant en efficacité quand ils diminuent de taille, il est généralement possible de faire fonctionner le processeur à vitesse plus élevée, mais il est tout aussi envisageable de profiter de la réduction de la taille du die pour ajouter des cores ou augmenter la taille du cache, ce qui augmentera également les performances. Enfin, le fabricant peut tout aussi bien choisir d’attendre avant de faire évoluer son processeur afin de réduire sa consommation et d’accroître son expérience de la nouvelle finesse de gravure avant d’y apporter des modifications, s’il ne rencontre aucun problème de complexité ou de rendement.

Étant donné qu’AMD ne dispose pas de la même capacité de production qu’Intel (la firme de Sunnyvale est devenue fabless en 2008 après avoir cédé ses usines à Global Foundries), elle doit tout faire pour maximiser son rendement et son efficacité. Aujourd’hui, les processeurs d’AMD sont en majeure partie basés sur un seul et unique concept que l’entreprise modifie (ce qui signifie généralement « simplifie ») afin de viser différents segments du marché, obtenir différents prix et surtout maximiser son rendement effectif en trouvant un usage à chaque exemplaire produit plutôt que de le considérer comme « défectueux ». Bref, s’il est à l’heure actuelle impensable de ne proposer qu’un seul modèle de processeur, il est indispensable d’unifier totalement la production.

Soit dit en passant, Intel ne procède pas vraiment différemment : tous les processeurs Core 2 gravés en 45 nm sont techniquement basés sur le dual-core Wolfdale, et le fondeur ne fait que « coller » deux d’entre eux pour obtenir les quad-cores Yorkfield (qu’il s’agisse des Core 2 Quad ou Extreme). Sur le plan pratique, Intel contrôle son yield au niveau des dies et ne modifie ceux-ci qu’en limitant la quantité de cache L2. AMD, toutefois, se montre nettement plus agressif et a créé toute une gamme de produits à partir du seul Deneb, un quad-core gravé en 45 nm, activant ou désactivant selon les besoins un ou plusieurs de ses cores pour résoudre la question du rendement. Au final, le géant vert obtient des dies différents, mais dont l’origine est toujours identique. Voici un rapide aperçu des différents processeurs AMD actuels basés sur la même architecture :

• Deneb, quad-core, 6 Mo ou 4 Mo de cache L3 (2,4 à 3,4 GHz)
• Heka, tri-core, 6 Mo de cache L3 (2,4 à 3,0 GHz)
• Callisto, dual-core, 6 Mo de cache L3 (3,0 à 3,1 GHz)
• Propus, quad-core, pas de cache L3 (2,6 GHz et plus)
• Rana, tri-core, pas de cache L3 (2,7 GHz et plus)
• Regor, dual-core, pas de cache L3 (2,8 GHz et plus)

Athlon II X4 620

L’Athlon II X4 est le premier modèle de la nouvelle gamme de quad-core sans cache L3 d’AMD, il devrait selon nous se montrer très demandé en entrée de gamme, peut-être même au point de devenir l’un des processeurs les plus populaires jamais commercialisés par AMD : en effet, non seulement il est aujourd’hui le quad-core le plus abordable du marché (environ 95 €), mais étant fabriqué selon le même procédé que ses prédécesseurs, il fonctionne aussi bien sur socket AM3 avec mémoire DDR3 que sur carte-mère AM2+, et ce, moyennant une simple mise à jour du BIOS. En fait, cette dernière risque même d’être inutile sur bien des cartes existantes.

L’Athlon II X4 620 est cadencé à 2,6 GHz et possède un TDP de 95 watts. AMD ne devrait pas tarder à proposer un Athlon II X4 630 cadencé à 2,8 GHz ; un modèle plus rapide est prévu mais ne devrait pas être disponible avant le 4e trimestre 2009. La firme emploie la même stratégie pour sa gamme de tri-cores, commençant par lancer l’Athlon II X3 425 (2,7 GHz, soit 100 MHz de plus que le premier X4) et le 435 (2,9 GHz) et annonçant un processeur plus rapide pour le 4e trimestre.

À l’exception du cache L3 absent, les Propus que nous avons reçus se comportent exactement comme des Phenom II X4 : même nombre de cores, même tension nominale. Contrairement aux Athlon II X2, dont chacun des deux cores dispose de 1024 Ko de cache L2, les Athlon II X3 et X4 sont équipés de 512 Ko de cache L2 par core, exactement comme tous les Phenom II.

Malheureusement, ces exemplaires de test sont encore des modèles C2 alors qu’AMD est entretemps passé au stepping C3. Nous tenterons d’examiner les différences dès que nous disposerons de deux processeurs ne différant que par leur stepping. Il y a quelque temps, nous avons testé quatre Athlon 64 X2 5000+ uniquement différenciés par leur stepping : F2, F3, G1 et G2 (lien en anglais). Les différences étaient intéressantes et nous sommes curieux de voir si AMD et Global Foundries sont capables d’améliorer certaines des caractéristiques du core du Phenom II.

Tous les processeurs AMD 45 nm

Haut et milieu de gamme : Phenom II X4 (Deneb quad-core)

* nouveau

Milieu de gamme : Phenom II X3 (Heka tri-core, basé sur le Deneb)

* nouveau

Milieu de gamme : Phenom II X2 (Callisto dual-core, basé sur le Deneb)

Entrée de gamme : Athlon II X2 (Regor dual-core)

Entrée de gamme : Sempron (Sargas single-core)

Nous nous contentons de donner la liste des processeurs 45 nm proposés par AMD, qui est ici au complet. Le fabricant commercialise encore de nombreuses puces gravées en 65 nm, basées sur le quad-core Agena (Phenom 9000), le tri-core Toliman (Phenom 8000) et le dual-core Kuma (Athlon X2). Tous sont à la base conçus pour le socket AM2+ et la DDR2, mais la génération gravée en 45 nm étant à la fois compatible avec le couple socket AM3/DDR3 et l’AM2+/DDR2, mieux vaut dans tous les cas se tourner vers celle-ci.

Les nouveaux venus : Athlon II X3 et Athlon II X4

Le lancement d’aujourd’hui est pour AMD la première étape d’une stratégie consistant à proposer des processeurs tri et quad-core basés sur le Deneb mais fonctionnant sans cache L3. Le fondeur a commencé par l’Athlon II X4 620, un modèle cadencé à 2,6 GHz, mais commercialisera sous peu deux autres modèles à la fréquence plus élevée. L’Athlon II X3, quant à lui, a déjà fait son apparition sur plusieurs roadmaps et sera lancé au même moment que son grand frère.

Notons également qu’AMD va très prochainement passer du stepping C2 au C3, qui s’accompagnera d’une réduction du TDP sur une série de processeurs. Le Phenom II X4 965 devrait ainsi passer de 140 à 125 watts, tandis que le Phenom II X4 945 devrait passer de 125 à 95 watts, pour ne citer que deux exemples parmi les plus importants.

Configuration de test et benchmarks

Aux fins de comparaison, nous avons inclus dans ce test deux processeurs quad-core Intel, à savoir le Core 2 Quad Q8200 (2,33 GHz), qui est le moins cher des quad-core Intel, et le Core 2 Quad Q9550 (2,83 GHz), ainsi que le Core 2 Duo E8600 (3,33 GHz) et, côté AMD, le Phenom II X2 550 (3,1 GHz) et le Phenom II X4 965 BE (3,4 GHz). Pour une comparaison plus détaillée entre les processeurs, consultez nos Charts CPU 2009.

Nous avons opté pour une carte-mère économe (la MSI 770-C45) pour notre test de consommation, car nous voulions être sûrs que les niveaux enregistrés soient réalistes. Il y a en effet très peu de chances pour que quiconque achète un processeur comme l’Athlon II X4, qui coûte une centaine de dollars, et l’insère dans une carte-mère haut de gamme. Nous avons toutefois conservé notre carte-mère de référence, la Gigabyte MX790FXT-UD5P, pour les tests de performance.

Benchmarks

Tests synthétiques

Sous SiSoftware Sandra 2009, le nouvel Athlon II X4 620 (2,6 GHz) est presque équivalent au Core 2 Quad Q8200 en puissance brute. Notez que nous avons en fait testé un Q8200s, dont les performances sont exactement identiques au Q8200 normal mais dont la consommation est moindre.

Far Cry 2, GTA IV, Left 4 dead

Jeux

Far Cry semble mieux conçu pour la microarchitecture Core 2. Même le Phenom II X2 550 parvient à battre le nouveau quad-core, sans aucun doute en raison de sa fréquence plus élevée ; notons que l’écart n’est toutefois pas bien large.

L’AMD Athlon II X4 620 fait aussi bien que le Core 2 Quad Q8200 sous GTA IV, un jeu pour lequel le nombre de cores a plus d’importance que la fréquence.

Left 4 Dead, par contre, est très sensible à la fréquence, raison pour laquelle les autres processeurs dépassent ici le nouveau venu.

Rendu 2D/3D, antivirus, compression, …

C’est sur les processeurs quad-core les plus rapides que 3DS Max affiche les meilleures performances, mais le nouveau quad-core d’entrée de gamme d’AMD s’en sort très honorablement.

L’analyse antivirus sous AVG est tout ce qu’il y a de plus simple à résumer : quad-core bien, dual-core pas bien.

La création de PDF à partir de documents PowerPoint dépend avant tout de la mémoire, mais également de la fréquence. L’architecture Core 2 parvient donc à tirer son épingle du jeu, ses performances par MHz étant plus élevées.

Adobe Photoshop est probablement le plus populaire des outils de retouche d’image, raison de son inclusion dans notre protocole de test. La version CS4 est fortement optimisée pour les processeurs multicores, mais semble nettement plus à l’aise sur processeur Intel : côté AMD, seul le modèle haut de gamme semble parvenir à afficher des performances réellement correctes. Le Phenom II dual-core est quant à lui largement à la traîne, tandis que l’Athlon II X4 620 s’en tire plutôt bien et égale le meilleur Core 2 Duo.

WinRAR est très sensible à la mémoire et particulièrement optimisé pour le multicore. Le manque de cache L3 semble par contre lui poser un gros problème, le nouvel Athlon II arrivant avant-dernier au test de compression. Il faut dire que tous les autres modèles de ce test disposent d’un meilleur cache ou d’une fréquence plus élevée.

WinZIP n’est pas optimisé pour les processeurs multicores, raison pour laquelle la puce disposant de la plus haute fréquence remporte ce test. Le nouvel AMD prend une minute de plus que son concurrent direct chez Intel, le Q8200.

Sous Adobe Premiere Pro CS4, le nouveau processeur AMD affiche des performances exceptionnelles, passant le test d’édition vidéo au même niveau que l’Intel Core 2 Quad Q9550, dont la fréquence est pourtant plus élevée. À l’évidence, tous les benchmarks ne profitent pas du cache de la même manière.

Le jeu d’échecs Fritz 11 est gourmand en cores et tire bien parti de la fréquence. Par conséquent, l’Athlon II X4 affiche des performances correctes, mais ne parvient pas à égaler celles de la gamme Core 2 Quad d’Intel.

Encodage audio/vidéo

Tests d’encodage audio

iTunes a avant tout besoin d’une fréquence élevée et de bonnes performances par cycle (IPC). Il n’est pas vraiment optimisé pour les processeurs multicores.

Même chose pour LAME, très à l’aise sur le Core 2 Duo E8600.

Tests de conversion vidéo

Au test de transcodage de vidéo DivX, l’AMD Athlon II X4 620 parvient à faire aussi bien que son principal concurrent, le Core 2 Quad Q8200…

…mais il ne parvient toutefois pas à le battre au même test sous codec XviD.

Le codec Mainconcept H.264 est très optimisé pour les processeurs multicores, comme nous le montrent les résultats de l’Athlon II X4, qui sont très bon dans ce benchmark.

Consommation et efficacité énergétique

Consommation de l’ordinateur à la prise

Sur notre ordinateur de test, le nouveau quad-core d’entrée de gamme parvient presque à égaler le Phenom II X2 en termes de consommation au repos (82 watts dans le cas de ce dernier). Même s’il fait légèrement mieux que le modèle haut de gamme actuel, la conclusion reste claire : dans le cas d’une plateforme AMD, on ne réduit pas la consommation au repos en optant pour un modèle plus simple du fait du Cool&Quiet.

En charge, par contre, la situation est toute autre et le modèle haut de gamme d’AMD paraît bien gourmand par rapport aux deux autres. Relativement parlant, le nouvel Athlon II X4 620 est bien économe, surtout quand on considère qu’il bat à plate couture les processeurs dual core dans les applications correctement optimisées pour le multithreading.

Sous PCMark Vantage, un benchmark qui ne tient absolument pas compte des performances, l’Athlon II X4 se révèle être le processeur le plus économe pour achever notre test.

Efficacité énergétique

La consommation moyenne du nouvel Athlon II X4 620 est légèrement inférieure à celle du Phenom II X2 550 durant notre test sous PCMark Vantage.

Les conclusions sont évidentes : l’abandon du cache L3 fait de l’Athlon II une puce particulièrement efficace en termes de performances par watt. Notez toutefois que la comparaison porte sur des fréquences très disparates ; cela ne vaut donc que pour les processeurs de ce test.

Conclusion

Il était évident qu’AMD finirait par proposer des processeurs quad-core sans cache L3 en entrée de gamme : ce n’était qu’une question de temps. L’Athlon II X2 n’était que la première étape d’une stratégie consistant à décliner à moindre prix l’architecture du Phenom II. Aujourd’hui, les Athlon II X3 et X4 viennent compléter l’offre du fondeur et donnent à AMD les moyens de commercialiser l’écrasante majorité des puces qu’il produit, pour autant qu’au moins deux de ses cores fonctionnent, sans pratiquement plus rien devoir mettre au rebut. AMD est traditionnellement prudent au niveau des fréquences lors du lancement de ses nouveaux modèles et a tendance à proposer des exemplaires plus rapides par la suite. Nous supposons que la firme doit d’abord collecter un certain nombre de dies adéquats avant de pouvoir lancer un de ces « nouveaux » processeurs.

Des performances moyennes

Comme nous nous y attendions, l’Athlon II X4 620 à 2,6 GHz que nous avons reçu pour cet article est bien loin d’être un processeur hautes performances. Les applications traditionnelles, à savoir celles qui ne sont pas particulièrement optimisées pour le multicore, fonctionnent correctement mais sans plus, étant systématiquement limitées par la fréquence (Far Cry, Left 4 Dead, WinZIP, création de PDF). Pour ce type d’usage, un Core 2 Duo reste plus adapté, bien que plus cher. Pour les applications fortement optimisées pour le multithreading, par contre, le nouvel entrée de gamme d’AMD fait des merveilles, allant jusqu’à dépasser de très loin ses concurrents dual-core dans plusieurs benchmarks (GTA IV, Fritz 11, 3DS Max, Adobe Premiere, Mainconcept et benchmarks synthétiques).

Les performances du Core 2 Quad à moindre coût

Le principal concurrent de l’Athlon II X4 est assez clairement l’Intel Core 2 Quad Q8200. Dans la plupart des tests, les performances du nouveau processeur d’AMD s’approchent de celles de l’Intel, même s’il ne parvient réellement à le battre que dans une poignée d’entre eux (DivX, Mainconcept, Adobe Premiere). Toutefois, le prix de l’Athlon II est inférieur à celui du Q8200 (disponible à 130 €), sans compter le fait qu’une carte-mère AMD de milieu gamme est elle aussi moins chère que son équivalent Intel. Pour tout acheteur soucieux du rapport performances/prix, l’Athlon II X4 620 est absolument parfait. On peut réellement le considérer comme le premier vrai processeur quad-core d’entrée de gamme.

Une bonne option pour les mises à jour de configuration

Enfin, nous ne pourrions terminer cet article sans rappeler que les nouveaux processeurs AMD, qu’il s’agisse de l’Athlon II X4, X3 ou même X2, sont tous techniquement capables de fonctionner sur les plus anciennes cartes-mères AM2. Si vous deviez décider de conserver votre bon vieil ordinateur Athlon 64 X2 un moment de plus, par exemple en attendant que le SATA/600 et l’USB 3.0 se démocratisent (disons à la mi voir fin 2010), remplacer votre dual-core actuel par un Athlon II X4 semble parfaitement raisonnable. Avant d’acheter, pensez toutefois à vérifier si le site web du fabricant de votre carte-mère propose une mise à jour du BIOS.