Core 2 Duo Penryn : le 45 nm s'invite sur PC portable

Six mois après l'arrivée de ses premiers processeurs double cœur gravés en 45 nanomètres, Intel a lancé début janvier, à l'occasion du CES de Las Vegas, les premières déclinaisons mobiles des puces « Penryn ». Comparés à la précédente génération, gravée en 65 nanomètres, ces processeurs déjà largement représentés dans les derniers portables sortis sur le marché sont censés offrir une consommation électrique en baisse, un échauffement moins important et des performances supérieures à fréquence équivalente.

En attendant l'été et l'arrivée des prochaines générations de plateformes pour ordinateurs portables, tant chez AMD avec Puma que chez Intel avec Centrino 2, nom de code Montevina, la sortie des premiers Penryn mobiles devrait donc offrir à la firme de Santa Clara une longueur d'avance supplémentaire sur son concurrent. Outre le passage au 45 nanomètres, ces processeurs Penryn intègrent en effet quelques petits raffinements dont n'étaient pas dotés les Merom, gravés en 65 nanomètres, à commencer par une quantité de mémoire cache L2 plus importante sur certains modèles, et la prise en charge de nouvelles instructions, dites SSE4.



Penryn, en tant qu'évolution de l'architecture Core, a déjà fait l'objet d'une présentation détaillée dans nos colonnes, et nous nous contenterons donc ici d'un rappel succinct, avant de nous intéresser plus en détail à quelques-uns de ces nouveaux processeurs pour portables, dont le X9000 qui, avec une fréquence de 2,8 GHz et un cache L2 de 6 Mo, s'annonce comme la puce mobile la plus rapide disponible à l'heure actuelle !

Penryn, où le passage à 45 nm

En termes de microarchitecture, Intel s'est fixé un rythme de développement un peu particulier, que le fondeur résume par l'appellation tick-tock. Un tock correspond à la sortie d'une nouvelle architecture, telle que le modèle Core en vigueur depuis bientôt deux ans, tandis qu'un tick est l'occasion du passage à une nouvelle finesse de gravure. Si l'arrivée des premiers Core 2 Duo correspondait à un tock, comme le fera Nehalem en fin d'année, Penryn est un tick : une architecture quasiment identique, qui profite toutefois de quelques améliorations et de nouvelles méthodes de fabrication avec une amélioration de la finesse de gravure.



Fin 2006, Intel lançait ses premiers Core 2 Duo pour portables, connus sous le nom de code Merom. Dotés d'un FSB ou bus système de 667 MHz, ils offraient un TDP (Thermal Design Power, ou enveloppe thermique) maximal de 34 Watts, embarquaient de 2 à 4 Mo de mémoire cache de second niveau partagés entre chacun des cœurs et profitaient d'une finesse de gravure de 65 nanomètres. Fin mai 2007, le fondeur de Santa Clara faisait évoluer la plateforme Centrino avec l'apparition de Santa Rosa, sa nouvelle plateforme articulée autour du chipset Intel 965 Express. A cette occasion, les Core 2 Duo Merom virent leur FSB passer de 667 à 800 MHz, un gain de fréquence qui permit de faire grimper la bande passante offerte par le lien processeur vers la mémoire à 6,4 Go/s.

Avec Penryn, ce die-shrink de l'architecture Core, le FSB des Core 2 Duo mobiles reste limité à 800 MHz, contrairement aux versions desktop. Il faudra sans doute attendre l'arrivée de la prochaine génération de la plateforme Centrino, nom de code Montevina, pour goûter aux joies d'un FSB de 1066 MHz. En attendant, les processeurs Penryn profitent tout de même des raffinements introduits avec leurs homologues destinés aux stations de travail fixes.



Si les unités de calcul n'évoluent pas, celle qui est en charge des divisions arithmétiques a été légèrement révisée, avec l'apparition d'une fonction baptisée Fast Radix-16 qui vise à accélérer ce type d'opérations. Le principal changement en termes d'architecture est toutefois à chercher du côté des instructions de traitement SSE4, qui font pour la première fois leur entrée avec les processeurs en 45 nanomètres d'Intel.

Ces 47 nouvelles instructions touchent à des domaines variés, et devraient selon le fondeur permettre d'accélérer certains traitements allant de la vidéo au rendu 3D. Ces gains sont pour le moment peu sensibles, dans la mesure où les éditeurs de logiciels doivent encore adapter leurs produits afin de tirer parti de ces nouvelles instructions. Outre ces quelques nouveautés, on retrouve bien sûr avec les Penryn mobiles l'ensemble des technologies d'optimisation énergétique d'Intel, comme le Deep Power Down Technology, censé plonger le processeur et le chipset dans un état de veille profond afin d'augmenter l'autonomie de la machine.

La virtualisation (Virtualisation Technology), la prise en charge du 64 bits, ou la technologie EIST (Enhanced Intel Speed Step), qui permet la régulation des tensions électriques et fréquences en fonction de la charge de travail du processeur, sont toujours de la partie. En revanche, les Penryn mobiles ne disposent pas de la technologie Intel TXT (Trusted Execution Technology). Appartenant à l'évolution « Santa Rosa Refresh » de la plateforme Centrino d'Intel, les processeurs Penryn sont toujours associés au chipset 965 Express, qui propose pour mémoire un FSB maximal de 800 MHz et le choix entre la prise en charge d'une carte graphique dédiée via un port PCI-Express 16x ou l'intégration du contrôleur associé, le GMA X3100. Côté mémoire, on retrouve la gestion de la DDR2, à 533 ou 667 MHz, tandis que le southbridge offre six lignes PCI-Express 1x et la prise en charge du Serial ATA, de l'USB 2.0 et de l'Ethernet Gigabit.

Penryn mobile : le détail des processeurs

A l'heure actuelle, et jusqu'au lancement de Montevina, la gamme 45 nanomètres mobile d'Intel se compose de cinq processeurs. L'entrée de gamme est incarnée par les modèles T8100 et T8300, qui offrent respectivement une fréquence de 2,1 GHz et 2,4 GHz, 3 Mo de cache L2, un FSB de 800 MHz et un TDP de 35 Watts. Viennent ensuite les T9300 et T9500, qui affichent des fréquences de 2,5 et 2,6 GHz, 6 Mo de mémoire cache L2 et un TDP de 35 Watts. Enfin, le haut de gamme est incarné par le Core 2 Extreme X9000, une puce cadencée à 2,8 GHz et affichant un TDP, relativement élevé pour un processeur à destination des ordinateurs portables, de 44 Watts. Le X9000 dispose également de 6 Mo de mémoire cache L2, partagés entre les deux cœurs de la puce. Les premiers processeurs quadri-cœurs Penryn mobiles devraient quant à eux faire leur apparition avant l'été, vraisemblablement aux alentours du lancement de Montevina.

Intel a choisi de conserver la nomenclature instaurée avec les processeurs Merom. Ainsi, les références Penryn commençant par la lettre E correspondent aux processeurs de bureau, alors que la lettre T désigne les puces mobiles. Les modèles munis de 3 Mo de cache voient leur séquence commencer par un 8 (T8100 et T8300), chiffre remplacé par un 9 lorsqu'il s'agit de processeurs équipés de 6 Mo de cache (T9300, T9500 et X9000). Avec 3 Mo de cache, un Penryn compte environ 274 millions de transistors, soit un peu moins que les Merom, qui en embarquent 291 millions. En revanche, le gain en mémoire cache des modèles de la série des T9x00 se traduit par une augmentation substantielle du nombre de transistors, qui passe à 410 millions.

Forts d'une finesse de gravure plus importante, ces Penryn sont faits d'un die dont la surface est moins importante que leurs prédécesseurs, les Merom, avec lesquels ils sont pourtant compatibles broche à broche. Intel a en effet choisi de conserver le format µPGA478. Alors qu'un Merom offrait un die de 143 mm², un Penryn de la série T8x00 présente une surface de 81 mm². Les modèles T9x00 sont quant à eux composés d'un die de 107 mm². En pratique, les fabricants d'ordinateurs portables n'ont donc aucune difficulté à intégrer des puces Penryn dans leurs machines : une simple mise à jour du BIOS de la carte mère employée suffit le plus souvent.



A l'exception du X9000, tous les Penryn mobiles offrent une enveloppe thermique de 35 Watts, équivalente à celle des derniers Merom tels que le Core 2 Duo T7700. La tension d'alimentation, régulée par le système au même titre que la fréquence du fonctionnement du processeur, atteint un maximum théorique de 1,2V. En dépit de leur TDP relativement élevé, les Penryn mobiles affichent, lorsqu'ils sont au repos, une température de fonctionnement inférieure à 30 degrés, même si on les force à conserver leur fréquence nominale, preuve que la gravure en 45 nanomètres porte ses fruits. A pleine charge, un modèle comme le X9000 avec son TDP de 44 Watts n'aura toutefois aucun mal à atteindre, voire dépasser, les 65 degrés.

Comme tous les processeurs Extreme d'Intel, le X9000 dispose d'un coefficient multiplicateur débloqué vers le haut, ce qui permettra aux adeptes de se livrer à des séances d'overclocking, en admettant que le BIOS de leur ordinateur portable autorise ces modifications. Par défaut, la puce est configurée pour adopter un FSB de 200 MHz, avec un coefficient multiplicateur de 14, ce qui nous donne les 2,8 GHz de sa fréquence nominale. En passant le coefficient à 15, voire 16, on pourra atteindre ou dépasser la barre des 3 GHz sans difficultés, et ce sans avoir à jouer sur la fréquence du bus système.



Le BIOS de notre machine de test disposant d'une option permettant d'augmenter de deux crans le coefficient multiplicateur du X9000, nous avons pu sans effort passer la fréquence de ce dernier à 3,2 GHz, ce qui se traduit par un gain immédiat de performances. Le score du X9000 au test CPU de 3DMark 06 passe ainsi de 2570 à 2900, alors que le calcul du premier million de décimales du chiffre Pi grâce à l'utilitaire Super Pi passe de 16 à 14 secondes, sans que la stabilité de la machine ne soit remise en question, et sans qu'il soit nécessaire de doper la tension du processeur.

Bénéfices en termes d'autonomie

Le passage au 45 nanomètres est également l'occasion pour Intel d'abaisser la tension électrique nécessaire à l'alimentation de ses processeurs, ce qui doit théoriquement se traduire par un léger gain en termes d'autonomie. Mesurée à l'aide d'un utilitaire qui simule l'équivalent de tâches bureautiques légères, avec les processeurs T7700 et T8300, celle-ci bénéficie effectivement de cette consommation en baisse, mais dans des proportions limitées. Notre plateforme de test affiche ainsi une autonomie de 2h40 lorsqu'elle est équipée du T7700, contre 2h51 lorsqu'on y insère le T8300. Le gain est donc ici de l'ordre de 7%. La batterie de votre portable ne connaitra donc pas un second souffle si vous optez pour un Penryn, mais verra tout de même sa durée de fonctionnement augmenter quelque peu.

Présentation du Keynux YMAX SR

Pour tester ces processeurs Penryn en étant sûr que le reste de la configuration ne nous porterait pas préjudice, il nous fallait une machine haut de gamme, équipée de composants récents qui n'allaient pas risquer de brider les performances. C'est finalement la société française Keynux qui nous a fait parvenir l'un de ses modèles, un ordinateur 17 pouces particulièrement bien équipé. Cet Ymax SR est en effet articulé, dans la version qui nous est arrivée, autour d'une carte graphique GeForce 8800M GTX dotée de 512 Mo de mémoire vidéo dédiée, 3 Go de mémoire vive, un disque dur Seagate de 200 Go, sans oublier, bien sûr, l'un des processeurs en 45 nanomètres d'Intel.

Keynux est, dans le jargon informatique, un « monteur », une société qui, entre autres prestations, assure l'assemblage de configurations à la demande, en fonction des composants choisis par le client. Adopté depuis par des fabricants comme Dell ou HP ce modèle de l'intégration à la demande permet de choisir avec précision les éléments qui entreront dans la configuration finale de sa machine.

Cet Ymar SR repose sur un imposant châssis 17 pouces signé Clevo offrant un revêtement extérieur de type aluminium brossé, légèrement rehaussé d'un liseré orange qui fait le tour de la machine. Deux épaisses charnières assurent le maintien de la dalle LCD, ici dotée d'une royale résolution de 1920 x 1200 pixels. Dans le prolongement de ces charnières, deux loquets bloquent l'écran en position rabattue, l'un d'eux jouant le rôle de verrou, à la façon du dispositif de fixation d'une batterie. Au centre du panneau supérieur prend place l'œil d'une webcam de 2 mégapixels, d'une qualité correcte.

Légèrement brillante, la dalle LCD 17 pouces installée sur ce châssis n'offre pas une luminosité digne de celle d'un écran OLED, mais propose un rendu propre et sobre, dont la netteté est soulignée par la résolution native élevée. Comme sur tout bon ordinateur 17 pouces, on retrouve sur ce modèle Keynux un clavier complet, avec pavé numérique. Trois touches de raccourci le surmontent, aux côtés du bouton d'allumage de la machine, rétroéclairé de bleu lorsque celle-ci est sous tension.



La connectique de l'Ymax SR se révèle plutôt complète, avec quatre ports USB 2.0, des sorties DVI et S-Video, un port mini Firewire, une prise Ethernet gigabit et un connecteur pour câble RJ11. Equipé d'un tuner TNT, notre exemplaire de test dispose également d'une entrée antenne. Enfin, quatre prises destinées aux branchements audio apparaissent sur la face avant de la machine : pratique pour brancher rapidement un micro casque, mais assez peu commode si l'on destine la machine à un usage domestique, avec liaison permanente à un jeu de hauts parleurs. L'ensemble intégré à l'Ymax SR se compose pour sa part de deux enceintes et d'un caisson de basses miniature, restituant un son d'une puissance satisfaisante, dont les aigus ne suffiront sans doute pas aux oreilles mélomanes.

Keynux équipe en standard sa machine de modules de mémoire de marque, en l'occurrence OCZ, d'un disque dur 5400 ou 7200 tours par minute, ainsi qu'une carte graphique dédiée de marque NVIDIA via un module MXM. La GeForce 8800M GTX dans sa version avec 512 Mo de mémoire vidéo, constitue la carte graphique pour PC portable la plus rapide du marché à l'heure actuelle et permet d'assurer le rendu de jeux vidéo, même récents, jusqu'à la résolution de 1920 x 1200 pixels, à l'exception des titres exceptionnellement gourmands comme le fameux Crysis...



Affichant des dimensions de 400 x 285 x 22 - 45 mm, l'Ymax SR accuse environ 4 Kg sur la balance lorsqu'il est équipé de sa batterie huit cellules. Celle-ci lui permet de tenir au moins deux heures loin de toute prise secteur en mode économie d'énergie, ce qui, au vu des composants embarqués, est un score tout à fait honnête. Proposé à la vente à partir de 1600 euros, ce portable peut être assorti de nombreuses options et upgrades matériels qui saleront l'addition jusqu'à dépasser les 2000 euros. A ce prix, les joueurs et amateurs de puissance de calcul devraient toutefois trouver leur compte, la machine étant tout à fait capable de rivaliser avec une station de travail fixe.Les différents processeurs dont nous disposions ont tour à tour pris place au sein de la machine fournie par Keynux, afin que nous puissions juger de leurs performances comparées. Seront ici représentés le Core 2 Duo T7700, l'un des derniers représentants de la famille des Merom, et le Core 2 Duo T8300, son successeur, également cadencé à 2,4 GHz, gravé en 45 nanomètres. Le premier a pour lui ses 4 Mo de mémoire cache, alors que le second dispose des raffinements introduits avec Penryn. Les Core 2 Duo T9500 et X9000 les accompagneront, ce qui permettra de juger des gains autorisés par la légère montée en fréquence qu'ils représentent (2,6 et 2,8 GHz) et par leurs 6 Mo de mémoire cache.

3DMark 06 CPU Test

Le test CPU de 3DMark 06 donne un premier aperçu du classement de ces différents processeurs, où le X9000 prend assez largement la tête, du fait de sa fréquence de fonctionnement plus élevée que celle de ses rivaux. On notera qu'en dépit d'une quantité de mémoire cache légèrement inférieure, le T8300 s'impose face à son prédécesseur, le T7700, avec un gain de performances de l'ordre de 3,6%.

3DMark 06 Full Test

Dans la foulée, voyons rapidement les scores réalisés par nos différentes puces dans la version complète du benchmark 3DMark 06, de façon à jauger les performances de la carte graphique intégrée ici. Le couple X9000 / GeForce 8800M GTX fait des merveilles, puisqu'il permet à notre machine de test d'atteindre un score de 9389 points. T9500, T8300 et T7700 arrivent ensuite, conservant la hiérarchie établie par le test processeur.

PCMark 05 - CPU Test

Le test processeur de la suite PCMark 05 avantage cette fois le Core 2 Duo T7700, au détriment du T8300 qui se voit pénalisé par ses 3 Mo de mémoire cache. L'avantage en faveur du Merom n'est toutefois que de 2%. Pour ce test, qui avantage clairement les puces richement dotées en mémoire cache, les T9500 et X9000 qui en embarquent chacun 6 Mo obtiennent logiquement des résultats supérieurs.

Sandra XII - CPU Test

Les deux séquences de calcul arithmétique de la suite Sandra de Sisoftware confirment les bienfaits du die-shrink Penryn puisque le T8300 réalise un score nettement supérieur à celui du T7700 en ce qui concerne les calculs à virgule flottante. Ici, l'avantage de performances en faveur du Penryn se monte en effet à près de 16%. Les résultats du calcul sur les entiers affichent en revanche une différence nettement moins marquée, de l'ordre de 1%. Encore une fois, T9500 et X9000 arrivent largement devant les deux puces cadencées à 2,4 GHz, l'avance sur le T8300 tenant ici essentiellement à la montée en fréquence.

ScienceMark 2.0 Primordia

Application de test dédiée au calcul de nombres à virgule flottante, le test Primmordia de ScienceMark 2.0 fait une nouvelle fois la part belle aux T9500 et X9000, qui terminent avec des scores assez proches. En retrait, les T7700 et T8300 finissent dans un mouchoir de poche, avec des scores respectifs de 1355 et 1364, du fait de leur fréquence de fonctionnement inférieure.

Cinebench - rendu multi CPU

Le test Cinebench, qui consiste à mesurer le temps mis à réaliser le rendu d'une scène 3D révèle des écarts de performance à peu près identiques entre les quatre processeurs étudiés ici. Les 200 MHz d'avantage du X9000 lui confèrent environ 8% d'avance sur le T9500, qui réalise lui-même des performances supérieures de 8,5% à celles du T8300. Ce dernier affiche pour sa part un score supérieur de près de 8% à celui du T7700, alors que les deux puces affichent toutes deux une fréquence de 2,4 GHz et que le Merom pourrait se voir avantagé par ses 4 Mo de mémoire cache s'ils avaient un impact dans ce test.

Compression WinRar 3.71

Nous mesurons ici le temps nécessaire à la compression d'une archive d'environ 770 Mo, composée de quelques centaines de fichiers de taille variable. Exprimés en seconde, les résultats sont donc à lire ici de façon inversée, le score le plus faible signifiant les performances les plus élevées. Sans surprise, les X9000 et T9500 dominent assez largement leurs deux concurrents. Ici, les 4 Mo de mémoire cache du T7700 ne prennent pas le pas sur les nouveautés du Penryn, et le T8300 finit en troisième position.

TPGEnc 4.0 - encodage vidéo

Ici encore, les résultats sont exprimés en seconde : les scores les plus faibles traduisent donc les meilleures performances. Pour un encodage vidéo, réalisé sur un fichier d'environ 350 Mo, le T8300 affiche des performances supérieures à celles du T7700, alors que la mémoire cache de nos différents processeurs se révèle ici un facteur non négligeable, comme en témoignent les écarts constatés entre les couples X9000 / T9500 et T9500 / T8300.

Crysis & Supreme Commander - 1024 x 768 x 32

Nous terminons notre série de tests avec des mesures de performance effectuées sur deux titres particulièrement gourmands en ressources, le FPS Crysis et le jeu de stratégie en temps réel Supreme Commander, ici lancés dans une résolution de 1024 x 768 pixels, avec une profondeur de couleur de 32 bits. Si Crysis confère une légère longueur d'avance au Merom T7700, du fait de ses 4 Mo de mémoire cache, il n'en va pas de même avec Supreme Commander, qui donne l'avantage au Penryn T8300.Notre précédent examen de l'architecture Penryn appliquée aux processeurs de bureau avait déjà permis de souligner les bienfaits de la finesse de gravure en 45 nanomètres, et les gains de performance qui pouvaient découler des améliorations introduites par Intel avec ces nouvelles puces. Une fois passé au monde des ordinateurs portables, le verdict est, sans surprise, similaire : comparés à leurs prédécesseurs gravés en 65 nanomètres, les processeurs Penryn affichent des performances légèrement supérieures à fréquence équivalente, tout en consommant moins d'énergie.

Bien que les fabricants aient aujourd'hui officiellement renoncé à la course au mégahertz, le passage au 45 nanomètres permet en outre à Intel de monter plus facilement en fréquence, comme en témoigne le premier représentant mobile de la gamme Penryn estampillé de l'appellation Extreme, le X9000. Cette brève série de tests aura également permis de montrer l'influence de la quantité de mémoire cache sur certains types de calculs ou d'applicatifs. Ses 4 Mo de cache L2 valent parfois au Core 2 Duo T7700 la troisième marche du podium, devant le T8300 qui n'en embarque que 3 Mo.

Simple transition pour Intel, en attendant le lancement de nouvelles puces dotées d'un FSB de 1066 MHz avec l'avènement de Montevina, ou Centrino 2, ces premiers Penryn pour portables permettent au fondeur de bien occuper le terrain. Attendue pour le mois de juin, la riposte d'AMD devra se montrer à la hauteur si le fondeur de Sunnyvale veut espérer reprendre la place qui a un temps été la sienne sur le segment des performances.

Keynux, qui nous a fourni la plateforme nécessaire à ces tests, nous propose avec le Ymax SR un châssis confortable et de qualité, tout à fait à même d'accueillir des composants aussi exigeants que le X9000 ou la GeForce 8800M GTX de NVIDIA, même si leur présence se traduit inévitablement par certaines nuisances sonores. L'apparence de ce 17 pouces n'a rien d'ostentatoire, mais offre tout de même quelques raffinements bienvenus, à commencer par son revêtement extérieur en aluminium brossé. Richement doté, pour peu que l'on n'ait pas peur d'alourdir un peu la facture, l'Ymax SR est susceptible de convenir aux joueurs comme aux amateurs éclairés.