Architecture (suite)

Face à tous ces problèmes, le dual-core apporte une solution pragmatique dont le raisonnement pourrait être résumé de la manière suivante : puisque qu’il devient de plus en plus compliqué d’augmenter la puissance d’un core, autant faire un processeur en y collant deux cores actuels.

Présenté tel quel, il peut choquer par sa simplicité et le fait qu’il ne fait que contourner le problème. C’est exact, et de la même manière que le dual channel ne s’est pas substitué à l’augmentation de fréquence (ou plus exactement de débit) de la mémoire, on ne pourra pas indéfiniment multiplier les cores sur un CPU, ne serait-ce parce que le parallélisme a des limites à certains niveaux. On ne peut pas sectionner tous les programmes en un nombre indéfinis de threads. Par ailleurs, au-delà d’un certain niveau la dépendance entre les threads devient problématique. Il est donc clair que l’évolution future de la puissance devra continuer de se faire via l’augmentation de la fréquence de chaque core, mais elle s’accompagnera désormais de la présence de plusieurs cores par processeur, qui vient donner un peu d’air frais au secteur. Les processeurs simples core ne devraient pas disparaître instantanément, mais peu à peu être relégués à l’entrée de gamme : Intel prévoit qu’en 2006, plus de 70 % des processeurs de bureaux produits seront multi-core.

Le Smithfield

Intel est donc le premier à présenter son processeur dual-core, le Smithfield, qu’il destine dans un premier temps au grand public alors qu’AMD réservera au contraire ses premiers Opteron dual-core aux professionnels. Au passage, notez que le prix à payer pour obtenir ce titre a été l’avancement aveugle de la date de lancement. Cela veut aussi dire que nous sommes en plein dans le cas du paper launch, à savoir que les premiers processeurs dual-core n’arriveront pas dans les magasins avec plusieurs semaines/mois. Aussi, cela va être l’occasion d’orienter cet article et les benchmarks plus vers une preview technologique qu’un guide d’achat direct, que nous aurons l’occasion de réaliser plus tard.

Si Intel est le premier à nous proposer son dual-core, c’est au prix d’une conception qui a plutôt privilégiée la rapidité de mise en œuvre. Pentium D et Pentium XE sont en effet des processeurs dual-core et single-die, et l’expression « autant faire un processeur en y collant deux cores actuels » n’est pas anodine, même si elle conviendrait en fait plus au futur Presler. Car ici, malgré la présence de deux cores d’exécution, il n’y a qu’une seule pièce de silicium. Il n’y a eut aucun remaniement interne de l’architecture : chaque core dispose de son propre cache L2 (1 Mo, bien que le reste soit entièrement identique aux Pentium 4 6x0) et chaque cache L2 ne peut être accédé que par son core. Chaque core dispose en outre de sa propre interface pour accéder au FSB.

Notez que l'architecture K8 au contraire, a été prévue dès le départ pour être parallélisée (Architecture Direct Connect qui permet d'interconnecter via des liens hypertransports les processeurs, le contrôleur mémoire et le système d'IO). C'est vrai au niveau des transactions interprocesseurs, ça l'est aussi au niveau plus fin du multi-core : les deux cores partagent ainsi la même mémoire et les liens Hypertransport.

Mais revenons au FSB du Smithfield. Plus haut, nous mentionnons le problème de l’évolution trop lente de la fréquence mémoire par rapport à la fréquence CPU. Il y a également un facteur qui rentre en ligne de compte : le FSB. Dans certains cas, la mémoire rapide existe mais le processeur n’utilise par un bus suffisamment rapide pour pouvoir l’exploiter, ce qui revient presque au même que d’utiliser de la mémoire moins rapide. Or, c’est précisément le cas des dual-core d’Intel. Pourtant, souvenez-vous : ce dernier a lancé en octobre dernier le chipset i925XE, dont la seule particularité était de supporter le FSB 1067. Jusqu’à présent, seuls les Pentium 4 Extreme Edition en tiraient parti. L’arrivée des Pentium D et XE ne changera pas ce constat, alors même que ces processeurs nécessitent de nouveaux chipsets avec notamment l’i945 qui sera abordable, tout en supportant la DDR2 667. Deux fois plus de puissance, mais un FSB qui reste bloqué à 800 MHz : un choix totalement incompréhensible, et qui grèvera forcément le gain lié au passage au dual-core. En réalité, c’est un FSB 1333 qu’Intel aurait du offrir sur ses Smithfield.

Concernant les autres caractéristiques de ces processeurs, sachez d’abord que la seule différence entre les Pentium D et le Pentium XE est le support de l’Hyperthreading pour ce dernier. Cette seule différenciation peut elle aussi paraître surprenante, mais peu importe vraiment au final, les Pentium XE n’existant pour ainsi dire que pour les benchmarks… Le Pentium XE 840 gèrera donc 4 threads et sera cadencé à 3.2 GHz, alors que les premières déclinaisons du Pentium D gèreront 2 threads et moulineront à 2.8 GHz, 3.0 GHz et 3.2 GHz.

Ces fréquences pourront en surprendre certains, vu qu’Intel produit actuellement des Pentium 4 570 à 3.8 GHz, qui ont d’ailleurs encore de la marge en overclocking. La raison est double. Premièrement, avec le Smithfield il faut deux cores pour faire un processeur : les coûts de productions explosent, et pour que cela reste rentable il faut se cantonner à des cores qui bénéficient d’excellents yields. Soient ceux cadencés aux plus faibles fréquences.

Secondement, il ne faut pas perdre de vue qu’on parle ici de mettre deux cores Prescott côte à côte. Le concept peut faire peur sur le plan thermique : non pas du point de vue du ventirad, qui s’en sortira sans trop de problèmes vu que la densité thermique n’augmente pas. Mais plus du point de vue de l’étage d’alimentation de la carte mère, ainsi que de la chaleur supplémentaire dégagée au sein du boîtier. Du fait de cette restreinte aux faibles fréquences, le TDP n’atteint « que » 130 W, à comparer aux 115 W des Pentium 4 650-660 et aux 84 W des Pentium 4 630-640. Le nombre de transistors monte à 230 millions par contre, et la surface du die à 206 mm².

En pratique, le ventirad de référence a été à peine modifié par rapport à celui des Prescott. Le très court laps de temps pendant lequel nous avons eut la plateforme à notre disposition (un peu moins de 24 heures) ne nous a pas permis d’étudier plus en détails les températures obtenues, mais il est clair que le Pentium XE est un ogre qui dépassait rapidement les 60°C en idle.

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