Windows 7 : Microsoft écoute Intel, enfin

Depuis sa sortie, Windows Vista a subi de nombreux outrages - dont une partie était méritée. Un point particulier que nous avons vu affecter à la fois Intel et AMD est la gestion de l'énergie.

Dans le cas d'AMD, activer la technologie Cool'n'Quiet sur les premiers Phenom causait une dégradation sensible des performances sous Vista. Le scheduler, l'ordonnanceur des processus, de Vista passait son temps à déplacer les threads des coeurs actifs vers les coeurs au repos et tournant à la moitié de la fréquence nominale. Pourquoi faisait-il ça ? De sorte à maintenir la symétrie d'un système à pleine charge, il faut éviter que les requêtes d'entrées/sorties soient concentrées sur un seul coeur. Si l'on fait sauter les threads d'un coeur à l'autre, on gagne en rapidité. Mais ce beau concept vole en éclats lorsque les coeurs inactifs sont mis en semi veille.

Cette technologie fut mise au point au cours de la conception du noyau Windows NT, et d'après nos expériences avec les composants d'Intel ou AMD, elle n'était pas considérée comme un atout pour les deux fondeurs. Bien sûr, Intel n'était pas touché de la même manière qu'AMD. Le problème d'Intel avec Vista était la consommation électrique. À chaque migration d'un thread d'un coeur à l'autre, il faut par exemple réécrire le cache L3 d'un processeur Nehalem, ce qui consomme de l'énergie.

Cette situation change avec Windows 7, et une fonction appelée "coeur idéal" (ideal core). Si un tâche de calcul est exécutée par un coeur, le système d'exploitation la laissera là.  Cela a deux conséquences pour Intel : d'abord, on ne perd pas d'énergie à migrer le processus, d'autre part, les coeurs inactifs peuvent descendre dans leur état de vielle le plus profond, le C6. A priori, ces économies d'énergie devrait permettre de gagner 10 à 15 minutes d'autonomie sur les PC portables équipés de processeurs Nehalem (qui resteront une chimère jusqu'au lancement des CPU Arrandale plus tard cette année). Le corollaire est que les processeurs incapables de descendre en état C6 (et donc les processeurs AMD) ne montreront pas les mêmes gains.

Le Core parking est une deuxième optimisation, basée sur le constat que dans les précédents systèmes d'exploitation, il était possible de voir quatre coeurs occupés par des tâches de fond à moins de 10 % chacun. L'idée est donc de rassembler toutes ces tâches sur un seul coeur, ce qui permet de laisser les autres au repos.

Il est facile de voir comment ces deux optimisations peuvent travailler de concert pour diminuer la consommation. Ideal Core évite les migrations frénétiques des threads, et Core parking optimise la charge de chaque coeur. Ensemble, les deux maximisent le nombre de coeurs laissés au repos, et devraient donc générer des gains de consommation.

S vous souhaitez en savoir plus à propos des changements intégrés dans Windows 7, écoutez cette interview (en anglais) de Mark Russinovich, expert technique chez Microsoft.

Nous sautons le pas

Compte tenu des retours de nos lecteurs sur Vista, de la disponibilité de la version finale de Windows 7 et de la compatibilité de notre suite de tests, nous avons fait le choix de Windows 7 pour tester les plateformes de ce comparatif.

Mais avant de le faire, nous avons voulu quantifier les économies d'énergie supposées par Intel. Nous avons donc exécuter PC Mark Vantage sur la même machine (équipée du Core i7 870), d'une part sur une installation fraîche de Vista SP2 x64, d'autre part sur une installation fraîche de 7 RTM (toutes deux x64).

Les résultats sont contraires à ce que nous attendions. Sous Windows 7, la consommation moyenne est 6 W supérieure, mais le test est terminé 3 minutes plus tôt que vous Vista. On remarque néanmoins que, lorsque la machine sous 7 reste au repos, sa consommation est réellement plus faible que sous Vista.

Nous avons présenté ces résultats à Intel, qui les a interprétés ainsi : la politique de passage du CPU en état P est plus agressive sous Windows 7 que sous Vista, ce qui signifie que le 7 enclenche plus rapidement et plus souvent le mode Turbo du Core i7 870. On obtient donc de meilleures performances, mais aussi une consommation plus importante. Au contraire, au repos, les optimisations ideal core et core parking entre en jeu et diminuent la consommation. 

La leçon de ce test est néanmoins que Windows 7 génère une consommation moyenne plus importante que Vista. Nous sommes presque certains d'avoir une explication à ce fait, mais nous attendrons d'avoir les données chiffrées suffisantes pour soutenir notre hypothèse. Retenez pour l'instant que si vous utilisez votre PC en permanence, Windows 7 ne diminuera pas votre facture d'électricité. Pour démontrer une diminution de la consommation sous 7, nous devrions soit inclure une période beaucoup plus longue de repos (ce qui reflèterait mieux l'usage moyen de la majorité des PC), soit remplacer un certain composant, soit désactiver certains paramètres dans l'OS.