Les processeurs mythiques de l’histoire de l’overclocking

Certains modèles de CPU sont devenus célèbres pour la marge exceptionnelle qu’ils offraient tandis que d’autres doivent surtout leur popularité à leur faible coût. Nous nous rappelons même quelques rares occasions où il était possible de débloquer des portions entières d’une puce bridée en usine.

Joignez-vous à nous pour un petit voyage dans le temps et découvrez notre rétrospective des processeurs dédiés à l’overclocking les plus remarquables de l’histoire de l’informatique.

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Intel i486 DX2

Si l’overclocking se pratiquait avant le lancement de l’Intel 80486, il devint soudainement plus intéressant à l’arrivée de ce processeur. Lancé en 1992, le DX2 se déclinait en trois versions : 40 MHz (bus à 20 MHz x 2), 50 MHz (bus à 25 MHz x 2) et 66 MHz (bus à 33 MHz x 2). Les passionnés pouvaient acheter un i486DX2-40, moins cher, puis faire passer la fréquence de son bus de 20 à 33 MHz via un cavalier présent sur la carte-mère et ainsi obtenir les performances d’un i486DX2-66.

Cette augmentation peut sembler triviale à l’heure actuelle, mais elle représente tout de même un overclocking de 65 % à une époque où les fabricants d’ordinateurs payaient l’équivalent de 600 $ l’unité pour des 486DX2-66 achetés par lot de 1000. Les i486DX2-40 et DX2-50 coûtaient plusieurs centaines de dollars de moins, ce qui faisait de l’overclocking une option extrêmement intéressante pour les amateurs de performances.

Intel Pentium 166 MMX

En 1997, Intel lançait le Pentium MMX, une puce assortie d’un jeu d’instructions amélioré et d’un cache L1 deux fois plus volumineux (32 Ko !) que le Pentium de première génération. Ce processeur était bien plus rapide que son prédécesseur et beaucoup plus overclockable.

La version haut de gamme, le Pentium MMX 233, se vendait l’équivalent de 600 $ à sa sortie alors que la version 166 MHz coûtait 200 $ de moins et s’overclockait généralement à 233 MHz sans grand effort. Bon nombre de ces processeurs parvenaient même à atteindre la barre des 250 MHz en réglant le FSB (front side bus) sur 83 MHz, ce qui faisait du Pentium MMX 166 un produit hautes performances à prix raisonnable.

Intel Celeron 300A

En dépit de son grand âge, le Celeron 300A reste une légende dans le monde de l’overclocking ; de fait, cette puce sortie en 1998 a probablement fait plus que n’importe quelle autre pour la popularisation de la discipline. Basé sur le core Mendocino, destiné aux produits d’entrée de gamme, ce processeur a la particularité unique à l’époque de posséder un cache L2 directement intégré au die et non déporté sur la carte d’interface, comme pour les processeurs Pentium II (le haut de gamme de l’époque). Il s’agissait d’une solution moins coûteuse pour Intel, bien décidé à réaliser des économies sur ce produit.

Le Celeron ne possédait que 128 ko de cache (512 ko sur le Pentium II), mais il tournait à la même fréquence que le processeur, ce qui lui conférait dans bien des cas un avantage en termes de performances. En outre, à 180 $, le Celeron 300A représentait une véritable aubaine : champion de l’overclocking, il acceptait que l’on fasse passer son FSB à de 66 à 100 MHz, ce qui donnait un processeur cadencé à 450 MHz capable de faire concurrence au Pentium II 450, qui coûtait quant à lui 500 $.

Pentium III 500E

Si le Celeron a fait découvrir l’overclocking à un grand nombre de technophiles, le Pentium III 500E a permis au mouvement de conserver son élan. Lancé en 2000, ce processeur bénéficiait du passage à la gravure en 180 nm, était équipé de 256 ko de cache L2 intégré au die et abandonnait l’interface Slot 1 au profit du Socket 370.

Contrairement aux Celeron, bridés, le Pentium III 500E (240 $ à sa sortie) était, sur le plan architectural, identique au Pentium III 750 MHz (800 $). Son principal atout : il pouvait s’overclocker à 750 MHz moyennant une simple augmentation de la fréquence du FSB, que l’on pouvait faire passer de 100 MHz à 150 MHz. On obtenait ainsi des performances assez proches de celles du très rare et très onéreux Pentium III 1 GHz (1000 $).

AMD Athlon et Duron 600 (Thunderbird/Spitfire)

Côté AMD, les Athlon de première génération dans leur cartouche Slot A s’étaient déjà imposés dans le milieu de l’overclocking car il était possible de déverrouiller leur coefficient multiplicateur à l’aide d’un dispositif nommé « Goldfinger ». L’histoire retiendra surtout la génération suivante, lancée en 2000 : les Athlon Thunderbird/Spitfire.

Pour déverrouiller le coefficient multiplicateur d’un Ahtlon TBird, tout ce qu’il y avait à faire, c’était reconnecter un à un quatre petits ponts marqués L1 sur le package du CPU à l’aide d’un crayon à papier ou, mieux encore, d’un stylo à encre conductrice. Cette simple opération permettait d’overclocker un Duron 600 (80 $) jusqu’à 1 GHz et ainsi d’obtenir les performances de l’Athlon 950 (360 $) ou presque. Il était aussi possible de faire passer les Athlon, plus chers, au-delà de la barre du gigahertz.

Le successeur du Thunderbird, le Palomino, rendit l’astuce du crayon à papier obsolète (mais pas celle du PinMod), mais pas avant que les Athlon et les Duron aient attiré bon nombre d’overclockeurs dans le giron d’AMD.

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AMD Athlon XP-M 2500+

Lorsqu’AMD commença à verrouiller le coefficient multiplicateur de ses processeurs desktop, les overclockeurs se tournèrent naturellement vers les modèles pour portables, compatibles broche pour broche et dotés d’un potentiel jusqu’alors insoupçonné. Et bien entendu, il était possible d’utiliser la même astuce du crayon/encre conductrice pour transformer un modèle de bureau en version mobile !

Pour 25 € de plus que leurs homologues de bureau, les processeurs mobiles Barton offraient une tension Vcore inférieure (1,45 V) et un coefficient réglable. L’Athlon XP-M 2500+, cadencé en usine à 1,83 GHz, parvenait souvent à atteindre les 2,5 GHz après overclocking, voire dans certains cas 2,7 GHz.

Intel Pentium 4 1.6A

Le premier Intel Pentium 4 contenait un core Willamette, basé sur une architecture qui fit un flop à son lancement et apportait même son lot de régressions en termes de consommation et de performances. Son successeur allait heureusement sauver la mise : lancé en 2001, le Pentium 4 Northwood était équipé d’un cache L2 de 512 Ko et était gravé en 130 nm.

Les passionnés se mirent à changer d’avis sur le Pentium 4, grâce à ses performances mais aussi au vu de sa marge d’overclocking. Le Pentium 4 1.6A, vendu environ 300 €, pouvait aisément grimper jusqu’à 2,4 GHz avec le ventirad d’origine ; à cette fréquence, il se montrait bien plus rapide que le modèle haut de gamme d’Intel, le Pentium 4 1,8 GHz, pratiquement deux fois plus cher.

Intel Celeron 2 GHz

En 2002, ce Celeron 2 GHz débarquait sur le marché avec un coeur Northwood C1 qui souffrait de son manque de mémoire cache L2 (128 Ko). Il offrait toutefois un gros gain de fréquence. Avec un peu de chance, il était possible de monter le CPU à 3 GHz, soit 50 % d’overclocking moyennant un bon gros refroidissement. Certains gros chanceux ont même pu dépasser la barre des 3 GHz. Il pouvait ainsi rattraper son retard face aux processeurs qui dominaient le marché à l’époque : les Athlon XP 2000+ et 2800+.

Malheureusement, avec le temps, les overclockeurs ont constaté que le coeur Northwood devenait moins stable à haute fréquence. Une dégradation progressive causée par un phénomène d’électro-migration, qui conduisait parfois à la mort du CPU !

AMD Opteron 144

Les processeurs AMD Athlon 64 affichaient certes d’excellentes performances, mais ne disposaient en général que d’une marge d’overclocking réduite par rapport aux Pentium 4. La situation changea en 2005, quand AMD lança l’Opteron 144 1,8 GHz pour moins de 150 €.

Alors que les Opteron étaient normalement des processeurs professionnels destinés aux serveurs et aux stations de travail et nécessitaient de la mémoire à registre, le 144 était un modèle pour carte-mère à un seul socket 939 et employant de la mémoire DDR classique, sans tampon. Plus important encore, il était un véritable champion de l’overclocking : la plupart des exemplaires vendus étaient capables d’atteindre les 3 GHz à une époque où l’Athlon FX-57 2,8 GHz, modèle le plus haut de gamme d’AMD, coûtait plus de 1000 €.

Intel Pentium D 820 et 805

En 2005, les Intel Pentium se montraient souvent moins performants que les AMD Athlon 64, raison pour laquelle le fondeur de Santa Clara décida de commercialiser son Pentium D 820 à un tarif raisonnable : 240 € environ, soit près de 100 € de moins que l’AMD Athlon 64 X2 4200+. Bien que sa fréquence d’origine laissât à désirer en comparaison, ce processeur s’overclockait très bien pour un dual-core (un concept encore complexe et peu maîtrisé à l’époque) et était souvent capable d’atteindre les 3,8 GHz, certains exemplaires grimpant même jusqu’à 4,0 GHz.

En 2006, Intel fit mieux encore avec le Pentium D 805, un dual-core vendu 130 € et que nous avons à l’époque overclocké à 4,1 GHz. Le Pentium D permit aux aficionados d’Intel de se consoler en cette période d’hégémonie des puces AMD.

Pentium Dual Core/Core 2 Duo E2000/E6000/E8000

En 2006, le lancement du Core 2 Duo (nom de code Conroe) permet à Intel de récupérer le titre de champion des performances, mais également de marquer le début de l’âge d’or de l’overclocking. Si nous devions dédier une page entière à chacun des modèles de la gamme qui s’overclockaient bien, cet article serait deux fois plus long.

Commençons par le Pentium Dual Core, en réalité un Core 2 Duo au cache L2 réduit à 1 Mo. Les Pentium Dual Core E2140 (1,6 GHz) et E2160 (1,8 GHz) se vendaient respectivement à 80 € et 90 € à leur sortie et permettaient d’atteindre en toute facilité les 3,0 GHz, voire plus. Le Core 2 Duo E6300 (1,866 GHz) coûtait moins de 200 € à son lancement, mais pouvait s’overclocker jusqu’aux environs de 4 GHz et ainsi concurrencer le Core 2 Duo E6700 (2,667 GHz), fer de lance de la gamme commercialisé à 580 €.

La gamme Core 2 a ensuite évolué avec les cores Wolfdale, des die shrink en 45 nm tels que le Core 2 Duo E8400. Tournant à 3 GHz en fréquence d’origine, il pouvait passer la barre des 4 GHz sans grande résistance. Nous n’allons pas passer en revue tous les modèles ; contentons-nous de dire que nous n’avons pas souvenir d’avoir jamais vu un Core 2 qui ne s’overclockait pas bien.

Intel Core 2 Quad Q6600

Le Core 2 Quad Q6600 a beau être sorti en 2007, on trouve encore à l’heure actuelle quelques aficionados qui s’en servent au quotidien, ce qui fait de ce processeur un OVNI dans le paysage actuel.

Basé sur l’architecture Core 2, gravé en 65 nm et cadencé à 2,4 GHz en usine, le Q6600 parvenait à atteindre les 3,5 GHz environ sans trop de problème, un exploit pour l’époque au vu de la complexité des processeurs quad-core. Bien qu’il fût commercialisé aux alentours de 850 € à sa sortie, il chuta à 200 € en 2010, ce qui en fit un hit auprès des passionnés peu fortunés. En 2011, il fut remplacé par le Core 2 Quad Q9550, lui aussi réputé pour ses capacités en overclocking.

Intel Core i5 750

Ce processeur Core i5 750, nom de code Lynnfield, était gravé en 45 nm, mais son potentiel était impressionnant moyennant un ventirad à la hauteur. Lancé en 2009, la puce intégrait quatre coeurs Nehalem, qui symbolisait le renouveau des processeurs Intel après les Core 2 Quad. Le résultat était plutôt sympa : ce Core i5 750 passait de 2,666 GHz à 4 GHz sans trop se fatiguer, et de manière très stable.

C’était donc un nouvel Eldorado pour les passionnés du genre. Surtout que les plus chanceux pouvaient monter la puce à 4,2 GHz sans trop forcer sur la tension !

Intel Core i7-920

En 2008, Intel lança son architecture Nehalem, accompagnée de la marque Core i7. Les Core 2 Quad n’étaient déjà pas des veaux, mais la réintégration de la technologie Hyper-Threading permit aux Nehalem de prendre une grande avance… dans les logiciels pouvant en tirer parti. Les processeurs sur socket LGA 1366 faisaient par ailleurs appel à un sous-système mémoire à trois canaux dont le contrôleur était intégré à la puce elle-même.

Le fer de lance de la gamme, le Core i7-965 Extreme (3,2 GHz) fut commercialisé à 1000 €, prix pour lequel on obtenait un coefficient multiplicateur déverrouillé, mais le Core i7-920 (2,67 GHz) offrait une architecture identique pour moins d’un tiers du prix (295 €). Bien que son coefficient fût verrouillé, le Core i7-920 grimpait à plus de 4 GHz grâce à un BCLK des plus indulgents.

AMD Phenom II X2 550 et X3 720 Black Edition

Les Phenom II X2 550 et X3 720 d’AMD étaient des cas à part dans la mesure où ils contenaient en réalité des cores supplémentaires désactivés qu’il était possible, dans certaines circonstances, de ressusciter moyennant une carte-mère offrant cette possibilité.

Si, sur certains modèles, les cores en question étaient effectivement défectueux et donc inutilisables, bon nombre de processeurs étaient parfaitement capables de se transformer en quad-core et parfois de dépasser les 3 GHz ; tout était donc une question de chance. Alors qu’en 2010, les Phenom II haut de gamme coûtaient 180 €, l’acheteur pouvait miser sur sa bonne étoile, opter pour une puce à 100 € et, bien souvent, se voir récompensé par un processeur plus puissant. Au pire, vous vous retrouviez avec un dual ou triple-core bon marché qu’il restait possible d’overclocker grâce à son coefficient multiplicateur déverrouillé.

Intel Core i5-2500K

En 2011, Intel lança l’architecture Sandy Bridge, gravée en 32 nm. Comparés aux Core i7, les Core i5 avaient 2 Mo de cache L3 de moins et n’étaient pas dotés de l’Hyper Threading, mais cela ne faisait guère de différence en termes de performances.

Sans HyperThreading, le Core i5-2500K possède par contre un multiplicateur déverrouillé permettant de pousser sa fréquence d’origine, 3,3 GHz, jusqu’à 4,5 GHz sans même nécessiter de watercooling. Au vu du potentiel énorme de la puce, nous considérions à l’époque son prix de 225 € très raisonnable. Rétrospectivement, le Core i5 2500K (ou son grand frère i7 2600K) étaient vraiment d’excellents choix : vus les faibles gains apportés par les architectures Ivy Bridge, Haswell, Broadwell ou Skylake, les Sandy Bridge overclockés demeurent cinq ans après un choix tout à fait correct pour les utilisateurs moyens.

Intel Pentium G3258 Anniversary Edition

Les excellents Sandy Bridge i5 2500K et i7 2600K faisaient oublier par leurs fréquences la détestable politique d’Intel de réserver l’overclocking à une poignée de CPU haut de gamme. Elle s’est fait plus remarquer après la sortie des Ivy Bridge, moins doués en OC et surtout des Haswell, encore plus délicats. L’overclocking devenait un sport onéreux à la réussite très incertaine. Intel a écouté la grogne de ses fans et, à l’occasion des 20 ans du Pentium, la marque a lancé le Pentium G3258 Anniversary Edition.

Double coeur d’architecture Haswell, le G3258 a pour caractéristiques principales un coefficient multiplicateur débloqué et un prix sous les 100 euros. L’overclocker amateur retrouvait en lui le plaisir d’un petit CPU docile, qu’on n’a pas trop peur de sacrifier. Cadencé à 3,2 GHz d’origine, il pouvait facilement monter à plus de 4 GHz, voire 4,5 GHz avec un bon ventirad. Le record sous azote liquide est aujourd’hui de 6,86 GHz !

Intel Core i7 4790K

En même temps que le Pentium G3258, Intel a lancé des processeurs Haswell Refresh, dont le fameux Core i7 4790K. Puce grand public la plus chère du fondeur en 2014, le 4790K était vendu comme spécialement optimisé pour l’overclocking. Intel avait pour l’occasion non seulement perfectionné sa gravure 22 nm, mais aussi amélioré son packaging. Le matériau faisant l’interface thermique entre le die en silicium de la puce et sa plaque de protection (l’IHS) avait été remplacée pour améliorer le refroidissement.

Résultat ? Un peu décevant. Le Core i7 4790K n’atteignait pas des fréquences vraiment supérieures au 4770K. Cependant on gagnait une poignée de watts consommés à fréquence égale. Pas de quoi pavoiser : le Core i7 4790K marquait brutalement la fin de l’âge d’or de l’overclocking… chez Intel.

AMD Athlon FX-8370

Lancé en 2014, le FX-8370 est une très légère évolution du FX-8350 : il en reprend l’architecture PileDriver avec ses unités de calcul en virgule flottante partagée entre deux modules. Une architecture qui n’aura jamais pu lutter avec les productions Intel mais qui s’est révélée incroyablement douée pour l’overclocking.

Dans le classement HWBot, les Athlon PileDriver ont longtemps occupé – et occupent encore – les premières places pour la fréquence CPU. Le record est toujours détenu par un Athlon FX-8370 à 8722,78 MHz sous azote liquide – plus du double de sa fréquence max d’origine (4,3 GHz).

Intel Core i3-7350K

En pratique, ce processeur Core i3-7350K (voir notre test), cuvée Kaby Lake 2017, n’est pas vraiment mythique pour l’overclocking, car ses performances sont plutôt moyennes en termes de gain de fréquence. Mais il mérite sa place ici car il s’agit du premier Core i3 sur lequel Intel sacrifie le blocage du coefficient multiplicateur, pour contrer le retour d’AMD avec ses Ryzen.

Ce CPU double coeur (avec HyperThreading) est cadencé à 4,2 GHz en sortie d’usine, et il peut monter à 5 GHz pour les chanceux, où au moins 4,9 GHz dans la plupart des cas. Son problème ? Un tarif un peu élevé par rapport à son placement sur le marché, qui impose l’overclocking pour l’amortir. En simple coeur à 5 GHz, le CPU rivalise tout de même avec le 7700K !

Intel Core i9-9900KS

Encore une fois, rien de bien mythique, mais encore plus symbolique : le 9900KS est un 9900K sélectionné et overclocké en usine, pour être le premier CPU capable de tenir les 5 GHz sur ses huit coeurs à la sortie de sa boîte.

Les CPU Intel suivants disposent d’un boost encore plus agressif pour tenir la concurrence, un overclocking automatique qui se perfectionne au fil des générations, tout comme chez AMD avec les derniers Ryzen.

Et depuis ?

Ces dernières années, aucun processeur n’est réellement sorti du lot en matière d’overclocking. Les générations de Core les plus récentes ainsi que les Ryzen montent déjà au maximum de leurs capacités, en gérant presque parfaitement leurs fréquences boost, tensions et températures en temps réel, en fonction de la qualité de la gravure de chaque puce. L’overclockeur “standard” n’a donc presque plus rien à faire, à part optimiser le refroidissement de son CPU, et jouer sur les fréquences annexes (DRAM, cache, interconnexion…). Bien entendu, pour les experts, il restera toujours une petite marge de manoeuvre pour grappiller quelques MHz supplémentaires. De quoi par exemple faire grimper un Core i7-13700K à plus de 6 GHz…

Petite histoire des processeurs Intel, du 8086 à Alder Lake