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Core i7 3960X : que vaut le monstre d'Intel ?

Core i7 3960X : que vaut le monstre d'Intel ?

David Legrand le 17 novembre 2011
Comme nous l'avons évoqué dans notre dossier dédié à l'architecture Sandy Bridge-E, Intel vient d'annoncer une nouvelle série de processeurs : les Core i7 3000. Ceux-ci sont une version améliorée des Core i7 2000 qui permet de disposer d'un maximum de six coeurs, d'un cache L3 plus large, du PCI Express 3.0 et d'un contrôleur mémoire fonctionnant sur quatre canaux. Le tout repose sur une plateforme spécifique qui se base sur le socket LGA 2011 et le chipset X79. Nous avons pu tester le modèle le plus performant de cette nouvelle offre : le Core i7 3960X.

La première chose marquante à propos de ce processeur, c'est son embonpoint, puisqu'il est composé d'un die de 435 mm² intégrant pas moins de 2270 millions de transistors. Il faut néanmoins noter que la présence de huit coeurs n'y est surement pas pour rien, tout comme ses 20 Mo de cache L3.

Sandy Bridge E Sandy Bridge E - Slides

Pour autant, dans la version grand public actuelle, seuls six coeurs seront activés au maximum, contrairement à la gamme Xeon qui arrivera sur le marché l'année prochaine. Le Core i7 3960X vise donc la performance extrême, mais avec une consommation minimale. Sa fréquence nominale est de 3.3 GHz, mais il sera dans la pratique cadencé entre 3.6 et 3.9 GHz selon le nombre de coeurs actifs via Turbo Boost 2.0.

Un mode Turbo Boost 2.0 qui ne donne pas son maximum

Mais dans la pratique, tout n'est pas si rose. En effet, lors de nos premiers tests sur une carte mère Asus, le processeur restait cadencé à 3.9 GHz dans tous les cas. Il s'agissait alors d'un fonctionnement particulier propre à Asus corrigé depuis. Résultat des courses, nos scores étaient trop élevés, tout comme la consommation de la machine qui explosait. Notez d'ailleurs que nous ne sommes pas les seuls à avoir été touchés et certains de nos confrères ont d'ores et déjà corrigé leurs scores.

Asus Sabertooth X79 Intel DX79SI

Nous avons donc recommencé avec une carte mère Intel, la DX79SI... mais là encore, nous avons détecté un fonctionnement anormal du Turbo. En effet, le Core i7 3960X qui est annoncé à 3.3 GHz, doit fonctionner aux fréquences suivantes en fonction du nombre de coeurs activés :
  • 1 à 2 coeurs : 3.9 GHz
  • 3 à 4 coeurs : 3.7 GHz
  • 5 à 6 coeurs : 3.6 GHz
FFT-zUn schéma que nous avons rapidement vérifié avec FFT-z. Celui-ci permet de tester la stabilité du processeur tout en gérant l'affinité, et donc le nombre de coeurs qui fonctionnent à plein. Mais lorsque l'on passe à de vraies applications, c'est une autre histoire. Dans Super PI, Cinebench R11.5 ou Blender 2.6, dans des conditions mono-CPU, le processeur ne passe jamais à 3.9 GHz. Il a d'ailleurs du mal à passer à 3.7 GHz, une fréquence qu'il n'atteint toujours que pour quelques secondes.

Dans les mêmes conditions, un Core i7 2600k passe la majorité de son temps à sa fréquence intermédiaire de 3.6 GHz et stagne parfois à sa fréquence maximale, soit 3.8 GHz. Cela lui permet ainsi de battre l'i7 3960X dans certaines conditions, c'est d'ailleurs ce qui a été à l'origine de nos premières recherches sur le sujet.

Nous avons bien entendu mis à jour l'UEFI, vérifié que les paramètres Turbo correspondaient bien aux valeurs évoquées plus haut ou encore que la température du processeur n'était pas à une valeur critique. Le souci ne semble d'ailleurs pas venir de la carte mère Intel puisque l'un de nos confrères a relevé le même comportement avec un modèle Asus qui avait été réglé de manière à avoir un Turbo fonctionnel selon les caractéristiques d'Intel.

Nous avons donc décidé de publier les chiffres obtenus tels quels en attendant une réponse d'Intel, que nous avons bien entendu alerté. S'il s'avérait qu'une solution était disponible ou que nos réglages n'étaient pas corrects, ce dossier sera bien entendu mis à jour.

Des tests effectués sous Windows... les chiffres sous Linux arrivent

Fidèles à notre volonté de publier des tests qui INtéressent le plus grand nombre, nous avons décidé de renouveler notre protocole, mais aussi de le scinder en deux. Ainsi, la première partie qui est ici publiée s'adresse aux utilisateurs de Windows 7. La seconde, qui sera publiée demain, est effectuée sous Ubuntu 11.10. Bien entendu, il s'agit dans les deux cas des éditions 64 bits parfaitement à jour.

Ce sera aussi l'occasion de voir l'impact du système d'exploitation, mais aussi de compilations différentes des logiciels, au niveau des résultats. Au final, on obtiendra des résultats parfois étonnants ou surprenants notamment dans le cas des processeurs de la série FX d'AMD (architecture Bulldozer).

Tableau récapitulatif Dossier Sandy Bridge-E 

Au niveau des concurrents, nous avons donc dû limiter le nombre de participants et avons retenu un modèle par socket, en général le plus performant ou presque. Vous retrouverez donc les FX-8150 d'AMD pour l'AM3+, le Core i7 2600k pour le LGA 1155 qui nous servira ici de modèle de référence, et le Core i7 980X pour le socket LGA 1366.

Des machines de test, en veux-tu, en voilà

Dans tous les cas, nous avons utilisé les composants suivants, montés sur un banc de test Cooler Master :
Le système de refroidissement était un Noctua NH-U12P SE2 dans tous les cas, sauf pour le Core i7 3960X qui s'est contenté d'un Hyper 412S de Cooler Master (voir notre PCi Labs). Nous avons utilisé 16 Go dans tous nos tests, sauf avec le Core i7 980X qui n'a eu droit qu'à 12 Go en raison de son contrôleur mémoire sur trois canaux.

Du côté des cartes mères, nous avons opté pour les modèles suivants :
Nos mesures de consommations ont toutes été effectuées à la prise. Au niveau des logiciels et outils utilisés, nous avons opté pour les versions suivantes :
Nos fichiers de référence sont les suivants :
Notez que dans le cas de Blender, le fichier étant un peu léger pour les processeurs de dernière génération, nous lui appliquons le profil HD 1080p et plaçons les variables de découpages X/Y sur 24 afin de maximiser l'exploitation de nos coeurs.