AMD Athlon XP

Vincent RAMARQUES
Publié le 09 octobre 2001 à 11h03
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Un peu plus d'un an après la sortie de l'excellent processeur Athlon Thunderbird, pour faire face à la monté en fréquence et donc en puissance des Pentium IV, AMD nous propose aujourd'hui une version améliorée de son processeur phare : l'Athlon XP également connu sous le nom de code Palomino.

Cet Athlon « eXtra Performance » permettra t-il à AMD de continuer à faire de l'ombre au géant de Santa-Clara ? La réponse à cette question et même plus se trouve dans ce test complet.

Présentation :

Les points communs :

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Nous allons commencer, si vous le voulez bien, par vous présenter les caractéristiques communes à l'Athlon XP et à l'Athlon Thunderbird.

Ces caractéristiques communes se situent principalement au niveau de la conception même du processeur, l'Athlon XP n'étant qu'une version améliorée du Thunderbird, l'architecture K7 utilisée reste la même. Les tailles respectives des caches L1 et L2 sont également inchangées et sont toujours de 128 et de 256 Ko. Afin de maintenir un niveau de performances élevés, AMD a également décidé d'opter pour l'Athlon XP pour l'utilisation d'une fréquence de bus de 266 MHz, comme ce fut déjà le cas avec les derniers Thunderbird.

Enfin sachez que la finesse de gravure utilisée pour mettre au point ce nouveau processeur est toujours la même que celle utilisée pour le Thunderbird : 0.18 micron.

Passons maintenant aux améliorations et aux changements apportés par l'Athlon XP.

Les différences :

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Même si la finesse de gravure utilisée avec l'Athlon XP est toujours de 0.18 micron, cela n'a pas empêché AMD de réduire la consommation électrique de son nouveau processeur de 20% par rapport au Thunderbird. Cette réduction a bien entendu une influence certaine sur la chaleur dégagée par ce petit nouveau. Toutefois il est à noter que pour améliorer la stabilité de son processeur dans les hautes fréquences AMD utilise avec l'Athlon XP un voltage de 1.75V, contre 1.7V pour les modèles Thunderbird.

A propos de température sachez que l'Athlon XP est également équipé d'une sonde thermique interne qui permet de mesurer de façon très fiable la température du processeur, alors qu'avec les Thunderbird une diode était placée sur la carte mère. Par conséquent les températures relevées avec un même processeur variaient d'une carte mère à l'autre. Cette sonde thermique devrait donc permettre d'obtenir des comparaisons plus représentatives.

Malheureusement, les Cartes mères actuelles ne supportent pas encore cette sonde interne mais espérons que les futurs mises à jour des BIOS permettront d'en tirer partie.

Pour améliorer les performances de son processeur AMD a également décidé d'optimiser la gestion des TLB (Translation Look-aside Buffer). Les TLB sont des caches additionnels utilisés pour transformer les adresses mémoires virtuelles, en adresses physiques utilisées dans la mémoire système.
Ainsi, lorsque le processeur souhaite accéder à des informations situées dans la mémoire centrale, il va d'abord consulter les TLB afin d'obtenir directement les adresses mémoires où se situent ces informations.

Si ces adresses ne sont pas contenues dans les TLB (ce qui arrive dans moins de 5% des cas), le processeur va devoir les chercher manuellement ce qui va ralentir de façon significative le traitement des informations (on estime que les TLB peut accélérer les accès mémoire de 200%).

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Les améliorations apportées par AMD au niveau des TLB sont les suivantes :

  • Les DTLB (Data TLB) du cache L1 ont été augmentés au niveau du nombre d'entrées supportées (passage de 32 à 40 entrées).
  • Architecture exclusive pour les caches L2 ITLB (Instruction TLB) et L2 DTLB (Data TLB).
  • Les entrées TLB peuvent être rechargées de façon spéculative.

    La première amélioration que nous avons citée permet au TLB de stocker encore plus d'adresses mémoire, la seconde évite d'avoir des informations dupliquées et stockées à la fois dans le L2 ITLB et dans le DTLB.

    Enfin la dernière amélioration permet, lorsque plusieurs instructions utilisent les mêmes adresses mémoires, de charger une seule et unique fois ces adresses alors que dans le passé ces adresses étaient rechargées à de nombreuses reprises.

    Sur le plan purement physique l'Athlon XP se distingue du Thunderbird du fait qu'il repose désormais sur une plaque de type « organique » comme le Pentium III et autres Celeron, alors que le Thunderbird était quant à lui composé de céramique. L'Athlon XP est donc beaucoup plus léger et plus fin que son prédécesseur, et tous les petits composants électronique qui étaient présents sur la façade du Thunderbird se retrouvent désormais regroupés en dessous du modèle XP.

    Retour à la mode des Performance Rating :

    Pour faire face à l'écrasante machine marketing qu'est Intel et son Pentium IV cadencé à la fréquence record de 2 GHz. AMD a décidé de faire appel avec l'Athlon XP au « Performance ? Rating » comme l'avait fait Cyrix du temps de ses 6x86 à l'époque des Pentium et autres AMD K5.

    Ce système sur les Processeurs Palomino permettra de comparer le nouveau processeur AMD et le Pentium IV au niveau de leurs performances, et non au niveau de leurs fréquences. Ainsi un Athlon XP cadencé à la fréquence de 1.53 GHz est baptisé Athlon XP 1800+ car il est censé offrir des performances supérieures au Pentium IV 1.8 GHz.

    Sachez d'ailleurs qu'il sera pour l'acheteur impossible de connaître simplement en regardant le core du processeur sa véritable fréquence, puisque seul le Performance Rating est inscrit sur celui-ci. De même que lors de la séquence de boot la carte mère indique uniquement la valeur du Performance Rating. En bref, pour connaître les véritables fréquences de chaque Athlon XP il faudra se référer au tableau suivant :

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    Maintenant que les présentations sont faites passons à l'évaluation des performances de ce nouveau processeur.

    Les performances :

    Voici la configuration qui a été utilisée pour évaluer les performances du nouveau processeur d'AMD :

    Athlon XP 1800+ (1.53 GHz) / Athlon 1.33 GHz
    Carte mère VIA KT266A
    IBM 60GXP UDMA100
    256 Mo DDR
    GeForce2 GTS
    Detonator 21.85
    Via 4 en 1 4.33

    En premier lieu il est important de vous préciser que nous n'avons pas pu effectuer de benchmarks Thunderbird / Athlon XP a fréquence égale, car comme nous le verrons plus tard, il est assez difficile de changer le coefficient multiplicateur de l'Athlon XP.

    Mais voici tout de même un benchmark opposant un Thunderbird 1.4 GHz et un Athlon MP 1.4 GHz (qui possède les mêmes caractéristiques qu'un Athlon XP) qui nous permet d'apprécier les performances apportées par les quelques optimisations citées précédemment.

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    Comme vous pouvez le constater le gain de performances est bien réel puisque les quelques optimisations principalement au niveau de la gestion des mémoires cache permettent de gagner 10 FPS en mode Fastest (afin de ne pas être limité par la carte graphique) sous Quake III.

    Observons maintenant les performances offertes par le processeur AMD le plus puissant du moment : l'Athlon XP 1800+.

    Commençons par observer les résultats obtenus sous le célèbre bench gratuit Sisoft Sandra 2001 que vous pouvez trouver sur Clubic.

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    Le constat est simple : l'augmentation de la fréquence du processeur et l'amélioration de l'efficacité de la mémoire cache permet à l'Athlon XP d'offrir d'excellentes performances aussi bien sur les entiers, que sur les calculs en virgule flottante. Le Pentium IV quant à lui est assez loin de l'Athlon XP au niveau des performances obtenues sur les entiers mais il se rattrape très bien au niveau de calculs en virgule flottante.

    Dans la même lignée que SiSoft Sandra, CPUMark va nous permettre d'apprécier l'augmentation de la puissance de calcul du nouveau né de la gamme AMD :

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    L'Athlon XP 1800+ qui est cadencé à 1533 MHz, soit une augmentation de fréquence de 15% par rapport au Thunderbird 1.33 GHz, nous offre ici un gain de performance de l'ordre de 12%. Quoique très honorable, tout cela ne reste plus ou moins que des évaluations théoriques, observons donc maintenant les performances offertes par ce nouveau processeur avec de véritables applications. Le Pentium IV 1.8 GHz se place lui entre les deux Processeurs d'AMD.Nous avons tout d'abord utilisé le célèbre logiciel de compression de fichiers MP3, GoGo. Réputé pour être particulièrement rapide, puisqu'il est optimisé pour tous les types de CPU, il nous donne les résultats suivants :

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    Cette fois-ci l'Athlon XP est battu par le Pentium IV pour ce qui est de l'encodage MP3, qui est certainement plus rapide sur le Pentium IV grâce à son jeu d'instructions SSE2 et à son architecture NetBurst.

    Voici désormais le temps mis par ces différents Processeurs pour compresser une vidéo de 4 minutes 16 sous FlaskMPEG au format DivX 4.01 avec une résolution de 352*288. Les connaisseurs reconnaîtront u'il s'agit la d'une tâche particulièrement gourmande en ressources processeur.

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    Pour ce qui est de la vidéo, l'Athlon XP reprend facilement le dessus puisque même le Thunderbird distance le processeur d'Intel cadencé à 1.8 GHz.

    La différence obtenue entre le Thunderbird et l'Athlon XP n'est que de 27 secondes mais si vous encodez souvent des longs métrages de 120 minutes par exemple, cette différence sera tout de même de près d'un quart d'heure ce qui n'est pas négligeable.Passons maintenant aux performances obtenues dans les jeux 3D en observant ces deux graphiques obtenus à l'aide de Quake III (640x480x16 en Fastest afin de ne pas être limité par la carte graphique) et 3Dmark 2001 (bench Lobby HQ en 640x480x16) :

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    L'optimisation du cache et l'augmentation de la fréquence de fonctionnement offre un gain de 11% sous Quake III et de 12% sous 3Dmark 2001. Ce qui est fort appréciable mais il faudra garder en tête que pour profiter pleinement de la puissance de l'Athlon XP et en particulier du modèle 1800+, il faudra posséder une carte graphique puissante (au minimum une GeForce2 Ti200).

    On notera la superioté du Pentium IV sous Quake III, il faut dire que ce jeu a toujours su tirer profiter du bus QuadPumped du Pentium IV.

    Compatibilité :

    Si vous souhaitez faire évoluer votre machine Socket A existante vers un Athlon XP, il sera important de vérifier si votre carte mère supporte ce nouveau processeur.

    La plupart des Cartes mères supportant la fréquence de bus de 266 MHz devraient le supporter mais parfois sous certaines conditions (numéro de version de la carte, BIOS récent ...).

    Voici la liste des cartes MSI, Asus et Gigabyte qui ont été certifiées pour fonctionner avec ce nouveau processeur :

    MSI :



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    Asus :



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    Gigabyte :



  • GA-7DX - AMD760 (bios version F3)
  • GA-7DXR - AMD760 (bios version F4)
  • GA-7SDX - (bios version F1)
  • GA-7VMM - VIA KLE133 (bios version F3)
  • GA-7VTX - VIA KT266 (bios version F2)
  • GA-7ZM - VIA KT133 (bios version FC)
  • GA-7ZMM - VIA KM133 (bios version F4)
  • GA-7ZMMC - VIA KM133 (bios version F3)
  • GA-7ZMMH - VIA KM133A (bios version F2)
  • GA-7ZX(-1) - (bios version FD)
  • GA-7ZXC - VIA KT133A (bios version F2)
  • GA-7ZXR - VIA KT133A (bios version F6)

    Overclocking :

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    Contrairement aux Thunderbird sortis récemment, l'Athlon XP possède des ponts L1 « coupés » c'est à dire qu'il n'est pas possible de changer le coefficient multiplicateur du processeur qui demeure bloqué a sa valeur initiale.

    Si avec les Thunderbird et les Duron la parade pour débloquer ces coefficients était simple (on appliquait un simple coup de crayon à papier sur les ponts L1), cela risque d'être plus corsé avec l'Athlon XP.

    En effet, l'Athlon XP dispose de ponts L1 qui diffèrent de ceux du Thunderbird : ils sont légèrement plus longs et surtout beaucoup plus creux, a tel point qu'appliquer du graphite dessus n'aura que très peu d'effet. Il faudra donc forcément avoir recours à l'utilisation d'un stylo à encre conductrice que l'on trouve chez tous les bons revendeurs en électronique.

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    Pour notre test nous nous sommes juste limités à augmenter la fréquence du processeur via la fréquence de bus, nous avons pu alors obtenir une très bonne fréquence de 1644 MHz contre 1533 MHz pour la fréquence d'origine. Les amoureux de l'overclocking seront certainement capables de monter plus haut avec des systèmes de refroidissement plus sophistiqués (un testeur à d'ores et déjà réussi à atteindre les 1.8 GHz).

    Dans tous les cas gardez en tête que l'Athlon XP est encore gravé en 0.18 micron et qu'il nécessite dès sa première utilisation un très bon ventilateur/radiateur.

    Conclusion :

    Vendus à des prix très attractifs pour des Processeurs récents (cf. tableau ci-dessous), les nouveaux Athlon XP permettent à AMD de renouveler sa gamme de processeurs au rapport performances/prix, qui reste encore imbattable et qui convient à n'importe quel type d'utilisateur. De plus l'Athlon XP permettra également aux possesseurs de CPU d'entrée de gamme de type Duron et d'une carte mère récente d'évoluer dans quelques mois vers une solution très performante sans se ruiner.

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    Reste maintenant à savoir si l'utilisation du Performance Rating est une bonne arme pour combattre l'écrasante machine qu'est le « marketing Intel ». Ne pas semer le doute dans l'esprit du grand public, c'est tout le mal que l'on peut souhaiter à AMD et à son Athlon XP.
  • Vincent RAMARQUES
    Par Vincent RAMARQUES

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