[Dossier] Hexacores – Du Core i7-5820K au Ryzen 5 5600X, performances dans les jeux, applications et IPC !

AMD – Zen à Zen 3

Outre le fait d’apporter les premiers CPU octocores pour le commun des mortels en 2017 avec son architecture Zen et les premiers Ryzen sur socket AM4, AMD a également drastiquement fait baisser les tarifs des CPU dotés de moins de coeurs. En effet, le premier hexacore avec SMT Ryzen 5 1600X était disponible à seulement 250 $, soit le prix d’un Core i7-7600K de l’époque alors que ce dernier n’avait que quatre coeurs sans HT. Gravés en 14 nm, les premiers Ryzen n’étaient néanmoins pas parfaits. Même si les performances dans les applications tirant parti d’un grand nombre de coeurs étaient excellentes, laissant le Core i7-7700K sur le carreau, les jeux n’étaient pas le point fort de Zen. On ne dit pas qu’il n’était pas possible de jouer bien entendu, car les 60 FPS sont facilement maintenus. Mais si vous aviez envie de jouer avec un maximum de FPS, il fallait se tourner vers Intel.

Outre un IPC en retrait par rapport à Intel, la fréquence de fonctionnement n’a pas non plus aidé dans les jeux. En effet, le Ryzen 5 1600X de notre dossier fonctionne certes à 3,6 GHz de base, soit la même chose que son concurrent de l’époque Core i5-8600K, mais il plafonne à 4 GHz au maximum en mode turbo.

TDP de 95 Watts, mais pas identique à Intel !

Quant au TDP, il est de 95 Watts comme la concurrence. Mais il faut tout de même noter qu’il n’est pas calculé à la manière d’Intel. Chez AMD, le TDP se calcule d’après ce que le ventirad est supposé refroidir à une température du CPU et une température ambiante données. En pratique, les CPU vendus pour 105 Watts peuvent consommer jusqu’à 142 Watts au niveau du socket par exemple. Cette valeur est appelée PPT, ou Package Power Tracking. En gros, un CPU AMD donné pour 95 Watts consommera généralement plus qu’un 95 Watts Intel lors de lourdes charges.

Zen+ et Precision Boost 2

Un an plus tard, Zen+ est arrivé. Il exploite toujours l’architecture Zen qui n’a guère changée mais passe alors à une finesse de gravure de 12 nm, au lieu des 14 nm de la première génération. Mais outre ce petit changement et un IPC en augmentation de moins d’une poignée de %, les coeurs sont identiques. En revanche, la grosse amélioration se fait clairement au niveau des fréquences de fonctionnement. Sur le papier, le Ryzen 5 2600X gagne 200 MHz en mode turbo pour rester à 3,6 GHz, mais c’est surtout la gestion de ces fréquences qui change. Alors que les premiers Ryzen avait une gestion assez basique des fréquences, à savoir une valeur fixe selon le nombre de coeurs en charge, comme chez Intel, Precision Boost 2 entre maintenant dans la partie !

Precision Boost 2 est un algorithme opportuniste qui pousse les fréquences au maximum tout en restant dans les clous de plusieurs paramètres. A savoir le PPT bien sûr, mais également la températures des coeurs et des VRM ainsi que la fréquence boost maximale. Si tous ces paramètres sont respectés alors Precision Boost 2 fait grimper la fréquence de fonctionnement. Il n’y a donc plus de notion de fréquences fixes par rapport à un nombre fixe de coeurs en charge, les fréquences sont adaptées 1000 fois par seconde. Et de ce fait, l’overclocking est devenu presque contreproductif depuis cette génération de CPU chez AMD. Precision Boost 2 fait un si bon travail qu’au final, il est plus intéressant de laisser le CPU faire sa petite affaire de son côté.

Zen 2 et 7 nm

L’année dernière, Zen 2 est arrivé et c’est à partir de ce moment qu’AMD s’est vraiment démarqué. Tout d’abord, le fondeur a doublé le nombre de coeurs disponibles sur le marché mainstream, jusqu’à seize pour le Ryzen 9 3950X. Et cela a été possible grâce à une finesse de gravure qui est maintenant de 7 nm ! De plus, les CPU ont maintenant des lignes PCIe 4.0. Mais AMD n’a pas fait que réduire la taille des DIE, il a complètement changé physiquement ses CPU. En effet, le DIE monolithique a disparu et on passe maintenant au chiplet. Sous l’IHS, on trouve maintenant un ou deux DIE CPU gravés en 7 nm et un DIE I/O gravé en 12 nm. Cela permet à AMD d’économiser sur le DIE I/O et d’avoir une architecture plus modulable au besoin. Chaque DIE CPU accueille jusqu’à huit coeurs et on ne trouve donc qu’un seul de ces DIE sur les hexa et octocores. Notre Ryzen 5 3600X par exemple ne dispose que d’un seul DIE CPU en plus du DIE I/O.

Outre la fréquence de fonctionnement potentielle plus élevée en plus d’une baisse de la consommation grâce à cette finesse de gravure de 7 nm, AMD a également augmenté significativement les performances de l’IPC. On se trouve donc face à une augmentation de 15 % à fréquence égale par rapport à Zen+, c’est énorme d’une génération à l’autre et ce n’est clairement pas Intel qui peut se targuer d’avoir fait la même chose. En pratique, cela permet aux CPU Zen 2 de s’approcher voire dépasser la concurrence Intel au niveau de l’IPC dans les applications gourmandes. Le gain est également très bon dans les jeux, mais ce n’est toujours pas suffisant pour dépasser Intel. A force de s’approcher en revanche, AMD devait forcément dépasser Intel à un moment donné.

Zen 3, les rôles s’inversent

C’est là que Zen 3 arrive et renverse enfin la tendance. Intel qui dominait les performances dans les jeux depuis la sortie de ses Core 2 Duo est enfin dépassé ! On ne parle pas d’une différence monstrueuse en revanche, mais AMD se retrouve bien devant. Pour ce faire, AMD a retravaillé en profondeur son architecture, comme l’unification des deux CCX de quatre cœurs d’un CCD en un CCX de huit cœurs avec un cache qui est maintenant accessible par tous les coeurs sans avoir besoin de passer par l’Infinity Fabric. Cela permet par exemple de baisser drastiquement la latence lorsqu’un cœur doit interagir avec un autre cœur d’un même CCD. Avec ça et d’autres modifications, l’IPC est augmenté d’un peu moins de 20 % par rapport à Zen 2 ! Pour en savoir plus, n’hésitez pas à consulter notre dossier sur les Ryzen 9 5900X et Ryzen 9 5950X.

En ce qui concerne le Ryzen 5 5600X que nous avons utilisé, il perd certes 100 MHz de base par rapport au Ryzen 5 3600X pour passer à 3,7 GHz, mais la fréquence maximale augmente de 200 MHz, passant alors de 4,4 à 4,6 GHz. Et ce n’est pas tout, car le TDP n’augmente pas mais perd en effet 30 Watts, de 95 à 65 Watts !