Bulldozer et FX-8150 chez AMD

Introduction & socket AM3

Comme prévu, c'est aujourd'hui qu'AMD officialise ses AMD FX 4000, 6000 et 8000, les premiers processeurs grand public à exploiter sa nouvelle architecture Bulldozer et le socket AM3+. Un hommage aux anciens Athlon 64 FX, dont tout le monde espère qu'ils connaîtront un plus grand succès... que les GeForce FX.

Mais avant d'évoquer ses performances, faisons un peu le point sur la nouvelle plateforme, connue sous le nom de code Scorpius. Au centre de celle-ci, on trouve les cartes mères dotées d'un socket AM3+. Celui-ci apporte uniquement des améliorations au niveau des tensions et des courants fournis au CPU, au lien HyperTransport et à la mémoire. Il sera INtéressant de voir ce que cela change dans la pratique et au niveau de la consommation de la machine.

La plateforme Scorpius c'est avant tout un nouveau socket : l'AM3+

Ces cartes peuvent être équipées d'un chipset de la série 900, lancée en mai dernier, mais cela n'est pas systématique puisque des modèles AM3+ exploitent des chipsets de la série 800 ou 700 chez les différents constructeurs tels qu'ASRock, Asus, Gigabyte ou MSI.

Physiquement, les processeurs AM3+ disposent de deux broches supplémentaires. Ils peuvent néanmoins être utilisés sur des cartes mères AM3, mais pas sur des cartes mères AM2(+), ce qui est logique puisque leur contrôleur mémoire ne supporte plus la DDR2. Il faudra néanmoins que la carte soit capable de gérer les AMD FX et qu'un BIOS soit proposé par le constructeur pour que la mise à jour soit possible.

AMD FX sur socket AM3, c'est possible... mais attention à la pratique

Il faut aussi savoir que ces nouveaux processeurs nécessitent une mise à jour de l'AGESA, le composant logiciel minimal permettant à ses processeurs de booter sur n'importe quelle carte mère. Il sera donc nécessaire de mettre à jour votre BIOS avant de changer de CPU. Si vous achetez une carte mère AM3 chez un revendeur dans l'espoir de l'utiliser avec un AMD FX, demandez donc à ce dernier de vous la mettre à jour avant que vous l'installiez.

Les différents constructeurs nous ont confirmé que les BIOS seraient tous publiés sous peu pour certaines de leurs cartes mères. Nous avons tenté de faire le point au sein d'un récent PCi Labs.

Enfin, sachez qu'AMD recommande l'utilisation d'une carte graphique basé sur un GPU... AMD afin de disposer de la plateforme complète. Vous l'aurez donc compris : pas de Radeon, pas de Scorpion.

AMD FX : l'architecture Bulldozer, la puce

Nous ne reviendrons pas en détail sur l'architecture de Bulldozer, qui a déjà été évoquée de manière assez complète, notamment par Franck Delattre, concepteur de CPU-Z, chez Hardware.fr. Il y a néanmoins quelques points importants à connaître.

Cores ou Modules ? Mon coeur balance

Tout d'abord, le nombre de coeurs et la notion de modules. Pour rappel, Intel propose à nouveau depuis quelques générations son Hyper Threading. Le principe est simple : le système voit deux fois plus de coeurs que ceux présents au sein du processeur, qui se charge alors de remplir au mieux son pipeline.

Une manière de maximiser l'efficacité à moindres frais au niveau du nombre de transistors, bien que cela ne soit pas sans défaut dans certaines conditions.

Avec Bulldozer, AMD a opté pour une approche relativement différente, mais qui poursuit le même but. Le constructeur a en effet pris deux coeurs qu'il a cherché à fusionner de manière INtelligente afin d'obtenir ce qu'il appelle des modules. Complète, l'architecture en embarque quatre qui seront vus par le système comme huit coeurs logiques.

On retrouve ainsi un front-end unique mais deux groupes au niveau du traitement des entiers, disposant chacun de son scheduler et d'un cache L1-D de 16 ko. Du côté des flottants, un seul scheduler accompagnera les deux unités 128 bits, qui pourront être exploitées de manière commune pour traiter des données sur 256 bits.

Avec Bulldozer, AMD fait le plein au niveau des instructions

AMD supporte en effet l'AVX d'Intel avec cette nouvelle architecture en plus des habituels SSE3, 4.1 et 4.2 sur lesquels les Phenom avaient fait l'impasse. Les instructions AES-NI (chiffrement) et PCLMULQDQ (multiplication sans report) introduites par Intel avec la génération Westmere sont aussi intégrées.

Le constructeur annonce qu'il gère le FMA4 (Fused Multiply-Add sur 4 opérandes) et du jeu d'instructions XOP qui serait spécialement utile pour ce qui concerne le multimédia. Les développeurs pourront en apprendre un peu plus en lisant cette documentation du constructeur. L'ensemble de ces fonctionnalités est d'ores et déjà supporté par le SP1 de Visual Studio 2010 ainsi que le compilateur open source Open64.

Enfin, chaque module disposera d'un cache L1-I de 64 ko et d'un cache L2 (8-way) partagé de 2 Mo. L'ensemble des coeurs se partagera un large cache L3 pas moins de 8 Mo (64-way). On arrive au final sur des valeurs totales de 384 ko, 8 Mo et 8 Mo pour les caches L1 / L2 / L3, là ou Sandy Bridge se contente de 256 ko / 1 Mo / 8 Mo.

Windows 7 n'aime pas trop les modules d'AMD... mais Windows 8, si

Mais cette gestion des coeurs / modules, qui se veut novatrice n'est néanmoins pas sans poser des problèmes. En effet, AMD indique au sein de sa documentation que Windows 7 n'est pas totalement apte à la gérer de manière optimale. Ainsi, l'utilisation de l'ensemble des coeurs n'est pas toujours au rendez-vous.

La société aurait néanmoins travaillé avec Microsoft afin de résoudre ces problèmes, et annonce que Windows 8 lui permettra de grappiller jusqu'à 10 % de performances supplémentaires.

En plus de cette nouvelle organisation, AMD annonce que les optimisations ont été nombreuses, que ce soit au niveau du front-end, des caches, des unités de traitement ou même de la prédiction de branchement. On notera le passage de trois à quatre instructions pouvant être décodées par cycle ou l'utilisation d'un Physical Register File (comme au sein de Sandy Bridge).

Du côté du contrôleur mémoire, on reste sur du double canal capable de gérer de la mémoire ECC (2x 72 bits). La fréquence maximale est de 1866 MHz, mais seulement avec deux barrettes. Au-delà, on repassera à 1600 MHz.

Bulldozer : 1.2x plus de transistors que dans Sandy Bridge, l'IGP en moins

Bien que la puce dispose de quatre liens HyperTransport 3.0, ils seront réservés à la version dédiée aux serveurs de la puce. Dans les AMD FX (Zambezi), un seul sera utilisé.

Au final, on se retrouve donc avec une puce d'une taille plutôt imposante : 315 mm² pour pas moins de 1.2 (2) milliards de transistors. À titre de comparaison, le Phenom II X6 était pour sa part composé de 904 millions de transistors au sein d'un die de 346 mm².

Le passage du 45 nm au 32 nm semble donc avoir fait du bien à AMD puisqu'il lui permet de placer deux fois plus de transistors dans une puce de taille réduite. Néanmoins, du côté d'Intel, Sandy Bridge se contente de 214 mm² pour un peu moins d'un milliard de transistors, le tout avec une puce graphique intégrée.

AMD FX : gestion de l'énergie, Turbo Core et overclocking

Comme sur certains de ses processeurs des series A et E, et comme ce fût le cas avec les Phenom II X6, AMD a décidé de proposer un mode Turbo avec son architecture Bulldozer. Les raisons sont les mêmes que celles qui avaient poussé Intel à aller dans ce sens : profiter du « Budget TDP » afin de monter en fréquence dans certains cas, et finir chaque tâche le plus vite possible, quel que soit le nombre de coeurs actifs.

AMD met à son tour le Turbo, en version 2.0

Avec cette version 2.0 de la technologie Turbo Core AMD introduit deux nouvelles fréquences pour chacun de ses CPU : la Max Core et la Max frequency. Avec les FX-6000 et FX-8000, les gains sont respectivement de 300 MHz et de 600 ou 900 MHz, selon les modèles. Sur les FX-4000, il n'est plus question que de 100 MHz et de 200 MHz.

La première sera activée lorsque tous les coeurs sont actifs, mais uniquement de manière temporaire. L'APM (AMD Power Manager) détectera lorsque le TDP sera dépassé (sans plus de précisions de la part du constructeur) et réduira alors la fréquence du processeur à sa valeur nominale.

La seconde, qui est la plus élevée, est utilisée lorsque tous les coeurs ne sont pas sollicités. Là aussi, c'est l'APM qui veillera à ce que le TDP ne soit pas dépassé. Comme nous le verrons un peu plus loin, ici, il est question de plus ou moins 4 GHz en terme de fréquence.

Selon les chiffres d'AMD, le gain est de 4 à 7 % dans les scénarios qui nécessitent l'ensemble des coeurs, et de 5 à 12 % lorsque ce n'est pas le cas.

Overclocking : 8.4 GHz pour 1 coeur sous Azote, 4.9 GHz en vrai ?

Tout cela nous mène à l'overclocking. AMD semble en avoir fait son nouveau dada et nous a même gratifiés d'un record du monde lors de l'ouverture de l'IDF : 8.429 GHz. On notera que celui-ci n'apparaît toujours pas sur le site des Guiness World Records. Quoi qu'il en soit, lors d'une démonstration parisienne, nous avons effectivement pu constater qu'il était capable de dépasser les 8.3 GHz sur un seul coeur, le temps d'une validation CPU-Z.

Dans la vie de tous les jours, il en sera bien entendu autrement. Ainsi avec un système de refroidissement à air, AMD annonce 4.6 GHz avec l'ensemble des coeurs d'actif. Cela passe à 4.9 GHz en watercooling et à 7.7 GHz / 8 GHz sous azote et hélium liquide. Vous l'aurez compris, les amateurs de records devraient aimer ces petites bêtes.

À l'inverse, le constructeur annonce avoir fait de nombreux efforts au niveau de l'économie d'énergie. C'était en effet l'un des gros points noirs de l'architecture précédente. On a ainsi enfin droit à du « Power Gating » qui permet d'éteindre des parties entières du CPU ou encore l'arrivée du mode C6.

AMD FX : la gamme en détail

Pour AMD, qui semble définitivement avoir tourné la page des Athlon et autres Phenom, il existe désormais trois gammes d'APU / CPU au sein de son offre pour PC de bureau.

Chacune dispose de fonctionnalités qui lui sont propres, selon son architecture et son socket. Une stratégie qui s'oppose à celle d'Intel qui utilise la même pour toute son offre :

La série E destinée aux machines d'entrée de gamme (Bobcat)
La série A destinée aux machines multimédias de milieu de gamme (Llano)
La série FX destinée aux joueurs et autres amateurs de performances (Bulldozer)

Pour cette dernière, le constructeur a prévu sept modèles qui disposent de quatre à huit coeurs, qui se différencient par leurs fréquences, leur TDP, leur cache L2 et bien entendu leur tarif.

Ainsi, la fréquence de base des différents modèles pourra évoluer entre 2.8 GHz et 4.2 GHz, ce qui est relativement élevé, pour une valeur nominale. Avec la fréquence Turbo maximale, on oscillera entre 3.7 GHz et 4.2 GHz... tout de même. Les TDP sont ainsi de 95 watts ou de 125 watts, on reste donc dans des valeurs proches des modèles de la génération précédente.

Le cache L2 dépendra, lui, du nombre de coeurs : 1 Mo chacun alors que le cache L3 est fixe : 8 Mo sur l'ensemble de la gamme. Contrairement à ce que pratique Intel et comme à son habitude, AMD ne pratique pas de segmentation sur les fonctionnalités au sein d'une même gamme : tous les AMD FX pourront exploiter les possibilités de l'architecture.

Voici le détail de l'offre :

On appréciera la dénomination relativement claire. Le premier chiffre est déterminé par le nombre de coeurs, les suivants sont relatifs à la performance. Un modèle sort néanmoins du lot : le FX-4170 qui n'a qu'une seule fréquence Turbo lui faisant gagner 100 MHz. On notera aussi la présence du FX-B4150 dont on se demande à quoi son « B » peut bien faire référence.

Aujourd'hui, quatre modèles sont annoncés. Au niveau des tarifs, la parité € / $ nous a été confirmée par AMD qui nous a indiqué que les revendeurs proposeraient la gamme FX selon la grille suivante dans notre contrée :

Ces modèles sont d'ores et déjà référencés par quelques revendeurs à des tarifs proches de ceux annoncés selon nos amis de Prix du Net. Les produits ne sont néanmoins pas en stock. Reste à voir quand ils seront disponibles.

Comme prévu, ce sont donc les Core i5 et i7 qui sont ici visés, et plus spécialement les 2500K / 2600K qui sont actuellement proposés aux alentours de 190 € et de 270 € :
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Mais outre l'offre d'Intel, il sera INtéressant de voir comment réagissent les acheteurs face à la propre offre d'AMD. Son APU le plus cher basé sur Llano, l'A8-3850 à quatre coeurs est lui aussi proposé aux alentours de 115 €. Il sera bien moins performant que le FX-4100 du fait de son architecture et de sa fréquence de seulement 2.9 GHz, mais aura l'avantage de disposer d'une partie graphique intégrée relativement efficace.

Le choix sera d'autant plus important que les plateformes ne sont pas les mêmes : le choix de la carte mère déterminera celui du CPU. Socket FM1 ou AM3+, il faudra donc veiller à ne pas se tromper au moment de l'achat.

Les Phenom II X4 / X6 pourraient aussi donner du fil à retordre à AMD étant donné leur tarif ultra compétitif. Avec un Phenom II X6 1090T aux alentours de 150 € il faudra que le FX-6100 se démarque clairement pour convaincre. Nous avons hâte de pouvoir les opposer.

AMD FX : nos bugs, impressions et conclusion

Après toute cette théorie, il est temps de passer... à la pratique. Enfin, c'est que nous aurions aimé faire. Malheureusement, comme certains de nos confrères nous avons reçu la semaine dernière une carte mère HS au sein de notre kit AMD, accompagné d'un FX-8150. Il s'agissait d'une Crosshair V Formula d'Asus que le constructeur a rapidement remplacé par un modèle flambant neuf.

Des soucis de cartes mères et sous Windows... on passe sous Linux

Mais au bout de quelques jours de tests, la machine ne voulait plus démarrer sous Windows ou même lancer une installation. En attendant de trouver une solution, nous avons donc du nous contenter d'effectuer quelques essais dans la journée d'hier sur un système Linux. C'est Ubuntu 11.04 dans son édition 64 bits qui a été choisi.

Le reste de la machine était installé sur un banc de test Cooler Master et composé d'une alimentation Antec HCG de 620 watts (80 Plus Bronze), de 2x 4 Go de DDR3 G.Skill @ 1333 MHz, d'une GeForce GTX 560 OC de chez Gigabyte et d'un disque dur S-ATA 6 Gbps Caviar Black de 1 To de chez Western Digital. Le BIOS utilisé pendant nos test était le 9902 fournis par Asus et AMD.

Les processeurs étaient refroidis par un Noctua NH-U12P SE2. Les chiffres de consommation sont relevés à la prise.

Au niveau logiciel, nous avons utilisé la « Test suite » de Phoronix avec les tests x264, 7zip, de compilation Apache, de compression OGG et de rendu C-Ray. Le mode « Benchmark » de TrueCrypt 7.1 x64 (avec support d'AES-NI), le rendu de cette scène en 1080p HD (X/Y : 24) avec Blender 2.59 x64 et Heaven Benchmark 2.5 x64 ont aussi été utilisés :

Comme on peut le voir, au niveau de la consommation, le FX-8150 reste au niveau de la gamme précédente, tout en grappillant quelques watts. En charge, en raison du Turbo et de la fréquence supplémentaire, on grimpe d'une quarantaine de watts, soit une augmentation de 17.33 % rapporté à l'ensemble de la machine.

AMD FX-8150 : un CPU plus puissant que le Phenom II X6 1100T

Au niveau des performances, les gains sont bien là et le nouveau bébé d'AMD fait effectivement mieux que l'ancien modèle haut de gamme de la marque. Dans les cas qui n'exploitent qu'un CPU, on note une légère baisse, mais dès que plusieurs coeurs sont exploités, on note des augmentations de 10 à 25 % environ.

Dans le cas de TrueCrypt, l'augmentation est plus importante, mais c'est principalement parce que la partie AES du chiffrement est accélérée de manière matérielle via AES-NI. Dans les tests 3D, ce nouveau processeur n'a que peu ou pas d'effet.

Mais au final, c'est plutôt décevant. En effet, il ne faut pas oublier plusieurs éléments. Tout d'abord, la fréquence qui est à la hausse de 10 % par rapport au modèle X6. Le nombre de coeurs ensuite, qui est 33 % plus important pour le système d'exploitation et pour toute une partie de l'architecture. Ainsi, on devrait logiquement avoir un gain de 20 % environ, ce qui se vérifie et semble donc indiquer que les améliorations d'AMD ne semblent pas forcément porter leurs fruits. [PDN]613310[/PDN]

Mais à quoi servent donc ces 1.2 (2) milliards de transistors ?

On a d'autant plus de mal à comprendre de tels résultat qu'en plus de la hausse en fréquence, le nombre de transistors a largement augmenté... mais pas les performances. La perte en efficacité semble donc bien être là.

Mais le plus problématique pour AMD sera sans doute le tarif de ce FX-8150. Annoncé à 244 €, contre 170 € pour le Phenom II X6 1100T, il subit une augmentation de 43.53 % pour des performances qui ne suivent pas la même courbe.

Lors de nos essais sous Windows, nous avons pu constater que cela permettait à ce FX de se hisser au niveau du 2600k, parfois légèrement au-dessus, parfois en dessous, le tout avec une consommation plus importante. Dès lors, on se demande à qui AMD compte bien vendre un tel processeur à ce prix.

Bulldozer peine à convaincre, surtout à ce tarif

Celui qui dispose déjà d'une machine AM3 / AM3+ a plus intérêt à rester sur la gamme Phenom II X6 qui offre un ratio performances / prix relativement INtéressant. Face à la solution d'Intel, AMD va avoir du mal à se distinguer, surtout pour les utilisateurs qui se préoccupent de la consommation de leur machine. Sans parler de ceux qui se contentent d'une partie graphique intégrée ou qui cherchent avant tout une compression vidéo expresse via QSV.

Bref, si ce FX-8150 ne semble pas dépourvu d'intérêt, il faudra très certainement qu'AMD revoie sa copie au niveau de la grille tarifaire pour en faire un succès. D'autant plus qu'Intel compte proposer sous peu un Core i7 2700K afin d'enfoncer le clou, sans parler de Sandy Bridge-E qui devrait être lancé d'ici le mois prochain.