Intel Clarksfield : le Core i7 se fait mobile

Les ordinateurs portables représentent aujourd'hui une partie très importante des ventes de grands constructeurs comme Acer, HP ou Dell. Il n'est donc pas étonnant de voir AMD ou Intel concentrer davantage d'efforts d'innovation et de production sur des plates-formes et des processeurs dédiés à ce type d'ordinateurs.

Intel, notamment, produit une plate-forme par an : Santa Rosa et sa mise à jour en 2007, Montevina et l'introduction du Centrino 2 en 2008, et Calpella cette année. Initialement prévue pour le troisième trimestre de cette année, Calpella a finalement été repoussée à ce début de quatrième trimestre et est aujourd'hui entre nos mains pour un test qui s'intéressera également au processeur qui lui est associé, le Core i7 Mobile, nom de code Clarksfield. Que vaut la sixième génération de feux la plate-forme Centrino (qui désigne aujourd'hui la seule partie réseau sans-fil) ? Réponses dans ce dossier.

Sommaire :

• Nos trois modèles en test
  
• Un portable avec Core i7 : l'Asus G51J
  
• Tests synthétiques et applicatifs
  
• Performances dans les jeux
  
• Autonomie et consommation
  
• Conclusion

Présentation de la plate-forme Calpella

Avec Calpella, Intel propose la première déclinaison mobile de l'architecture Nehalem. Les processeurs Intel Core i7 arrivent donc enfin sur les ordinateurs portables.

Le chipset utilisé actuellement sur la plate-forme Calpella est le PM55, directement inspiré du P55 introduit par Intel avec ses processeurs Lynnfield (voir notre article Intel Core i5 750, Core i7 860/870 (Lynnfield) et P55). Cette puce, gravée en 65 nm, est issue de la série 5 Express, nom de code Ibex Peak, qui verra d'autres chipset plus évolués apparaître en 2010. Il propose dans cette version 8 lignes PCI Express 2.0, six ports SATA 3 Gb/s et un maximum de 14 ports USB 2.0. Le PM55 supporte en revanche la technologie Matrix Storage Technology, qui autorise l'amélioration des performances des supports de stockage, une gestion de l'alimentation plus poussée et une meilleure protection des données.

Concernant la partie graphique, aucune présence d'une puce intégrée sur le PM55 : ce chipset est prévu pour fonctionner avec une carte graphique séparée. Point de HDMI pour l'instant, il faudra attendre les prochaines versions de l'Ibex Peak pour cela, tout comme pour le DisplayPort ou le support du RAID. Dernier élément à évoquer : la partie communication. Le réseau filaire Ethernet est de type Gigabit et s'articule autour des contrôleurs 82577LM et 82577LF (nom de code Hanksville). Trois circuits Wi-Fi, gérant tous la toute récente norme 802.11n, sont prévus pour accompagner Calpella :
Chaque constructeur sera alors libre d'introduire le circuit de son choix. Cependant, ces circuits Wi-Fi ne seront réellement disponibles qu'en début d'année prochaine. Pour l'heure, les Intel WiFi Link 51x0 et Intel N WiFi Link 53x0 équipent les portables. Pour rappel, si ce dernier gère la dernière norme 802.11n du réseau Wi-Fi, ce n'est pas le cas de toutes les puces 51x0 (les dernières gèrent toutefois la norme n).

Intel Core i7 Mobile, nom de code Clarksfield

Après le Bloomfield et le tout récent Lynnfield pour les PC de bureau, Intel nous propose donc le Clarksfield, le tout premier processeur mobile basé sur l'architecture Nehalem qui vient tout juste de souffler sa première bougie. Et alors que le Lynnfield inaugurait un nouveau socket, le LGA1156, Clarksfield fait de même avec le rPGA988A. A l'heure actuelle, trois modèles sont commercialisés par Intel, tous de type quadri-cœurs et gravés en 45 nm :


Ajoutons que les processeurs Clarksfield prennent en charge l'HyperThreading, le jeu d'instructions SSE4.2, intègrent un contrôleur PCI-Express 2.0 gérant 16 lignes, tout comme les Lynnfield. La seule différence notable concerne en fait le contrôleur mémoire. S'il est également intégré aux processeurs Clarksfield et gère de la DDR3 en double-canal, il ne peut gérer que 8 Go de mémoire vive, contre 16 Go pour le Lynnfield. Enfin, le support de la mémoire à 1 333 MHz, introduit officiellement par Lynnfield, n'est pas à l'ordre du jour pour le Clarksfield, le contrôleur mémoire de ces processeurs étant limité à 1 066 MHz.

Le mode Turbo Boost, un overclocking intelligent ?

Afin d'optimiser l'autonomie et la consommation des ordinateurs portables, les processeurs mobiles sont capables de voir varier leurs tensions et leurs fréquences de fonctionnement, grandeurs directement liées à leur enveloppe thermique, ou TDP. Cadencés à des fréquences de base relativement faibles, nos trois Core i7 mobiles peuvent ainsi voir cette caractéristique diminuer lorsque le processeur est au repos. Sachez par exemple que pour les Core i7 720QM et 820QM, le TDP original de 45W s'abaisse à 35W lorsque la fréquence du processeur passe à 933 MHz, au repos. Ces processeurs gèrent également très finement les différents états d'alimentation, amenant le TDP à 18W en mode C1E, 13 W en C3 et même 2,6W en mode C6, pour une tension d'alimentation qui peut varier de 0,65V à 1,4V. En comparaison, la première génération de Core i7 pour ordinateurs de bureau (Bloomfield) ne pouvait voir sa tension d'entrée chuter sous 0,8V. L'enveloppe thermique du Core i7 920XM est quant à elle un peu plus importante, avec 55W.

L'abaissement des tensions et des fréquences n'est pas la seule option dont disposent nos processeurs. Introduit avec l'architecture Nehalem, la fonction Turbo Boost Technology a pour rôle d'augmenter automatiquement la fréquence de fonctionnement d'un ou plusieurs cœurs en fonction de la charge processeur, tout en restant dans la limite de l'enveloppe thermique maximale admise par le processeur en question. Assez limitée dans la première version accompagnant les Bloomfield, cette technologie a évolué de manière assez impressionnante avec l'arrivée des Lynnfield, puisque les fréquences de fonctionnement peuvent désormais évoluer de manière beaucoup plus importante. Les Core i7 qui nous intéressent aujourd'hui reprennent cette fonction qui semble particulièrement adaptée aux processeurs mobiles.

Les gains en fréquence sont alors variables selon la charge du processeur et notamment le nombre de cœurs utilisés, mais également selon le processeur en question. Voici un tableau récapitulant les effets du mode Turbo Boost sur les trois processeurs actuellement proposés par Intel :



Comme vous pouvez le voir, lors d'une tâche monothreadée, le Core i7 720QM verra sa fréquence d'horloge passer de 1,6 à... 2,8 GHz, soit un gain de 75% ! Évidemment, lorsque plusieurs cœurs sont sollicités de façon simultanée, le gain en fréquence est moindre, puisque celle-ci doit rester dans la limite de l'enveloppe thermique maximale admise par le processeur, nous le précisions plus haut. Il n'en reste pas moins que sans avoir à mettre les mains dans le BIOS, votre processeur est capable d'overclocking adapté à vos besoins. Nous aurions aimé vous montrer les gains apportés par cette fonction en termes de performances, mais le BIOS du PC portable qu'Asus a mis à notre disposition ne nous a pas permis de modifier ce paramètre, pas plus que l'activation ou la désactivation de l'HyperThreading.

Pour ceux qui préfèreraient reprendre la main sur les différents réglages gérés automatiquement par le mode Turbo Boost, comme les tensions ou le coefficient multiplicateur, Intel a enfin prévu un utilitaire appelé Extreme Tuning Utility, qui permet également de modifier les paramètres ayant trait à la mémoire vive (timings, fréquences...). Sachez toutefois que seul le modèle extrême, à savoir le Core i7 920XM, voit ses coefficients multiplicateurs débloqués.

Nos trois modèles en test

Calpella et Clarksfield ne sont pas voués à remplacer Montevina et le Core 2 Duo de génération Penryn, présents encore pour quelques temps dans les ordinateurs portables d'entrée et de milieu de gamme. Ce sont davantage les composants haut de gamme comme les quadri-cœurs Intel Core 2 Quad Q9000 et QX9300 qui sont visés. Ce sont donc à des processeurs relativement puissants, les Intel Core 2 Duo T9600 et Core 2 Quad Q9000, que nous avons décidé de comparer l'Intel Core i7 720QM, le plus accessible des processeurs Clarksfield à l'heure actuelle.

Pour une comparaison plus objective des performances du processeur dans tous les compartiments de ses activités (calcul brut, jeu vidéo...), nous devions choisir trois plates-formes les plus similaires possibles où seuls le chipset et le processeur devaient être différents. Pour cela, nous avons eu recours à trois portables de marque Asus, qui n'est évidemment pas le seul constructeur à avoir choisi le Core i7 pour ses portables : Apple, MSI, Alienware et Toshiba ont notamment annoncé des modèles accueillant les nouveaux Intel Clarksfield. Toutefois, seul Asus nous offrait la possibilité de tester trois machines très proches proposant trois processeurs différents :

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Tous ces portables ont l'avantage de proposer des composants très proches, à commencer par la puce graphique. Le NVIDIA Geforce GTX 260M et son gigaoctet de mémoire dédié équipent en effet les 3 portables, ce qui nous permettra une comparaison objective dans les jeux vidéos. De même, les trois modèles sont équipés de 4 Go de mémoire vive. Sachez toutefois que si les barrettes des deux portables les plus anciens fonctionnent à 800 MHz, celles du G51J affichent une fréquence de 1 066 MHz, soit la valeur maximale offerte à l'heure actuelle par le Clarksfield.

Concernant les tests d'autonomie et de consommation, il est intéressant de noter que les dalles sont de tailles relativement proches, comprises entre 15,6 et 16 pouces. Les trois modèles sont également équipés des mêmes batteries 6 cellules aux caractéristiques tout à fait similaires. Seul le stockage diffère finalement :
Nous tiendrons compte de ces spécifications techniques lors de nos analyses concernant l'autonomie et la consommation des portables. Notez enfin que ces trois portables sont disponibles à un prix très similaire et que c'est Microsoft Windows 7 Edition Intégrale 64 bits qui officiera durant nos tests, afin de bénéficier complètement des 4 Go de mémoire vive présents dans ces PC.

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Un portable avec Core i7 : l'Asus G51J

Notre portable de test est issu de la série G51J d'Asus, précisément la référence G51J-SZ045V. Comme nos deux autres modèles de tests, ce G51J est doté d'un châssis à dominante noire, alors que la coque de l'écran est de couleur blanche, arborant fièrement les logos Asus et Republic of Gamers dont le petit côté agressif nous rappelle que l'on est en présence d'un portable pour joueur.


Au niveau des composants choisis par Asus, on retrouve donc notre Intel Core i7 720QM cadencé à 1,6 GHz et disposant de 6 Mo de mémoire cache L3. Ce dernier est épaulé par 2 modules de mémoire de 2 Go chacun, fonctionnant à 1 066 MHz. Côté GPU, c'est le NVIDIA GeForce GTX 260M équipé de 1 Go de mémoire GDDR3 qui est utilisé, c'est à dire l'une des meilleures solutions mobiles existantes, au niveau de la Mobility Radeon HD 4870 d'AMD. Cette carte graphique pourra exprimer tout son potentiel sur l'écran de ce portable, qui bénéficie d'une résolution Full HD en 16/9ème, à savoir 1 920 x 1 080 pixels. Sur une dalle 15,6 pouces, cela est étonnant et risque de surprendre ceux qui ne sont pas habitués à un pitch si réduit.

L'équipement est à la hauteur des performances de ce portable, avec un lecteur Blu-ray combiné à un graveur de DVD double-couche, une webcam 2 mégapixels, un lecteur de cartes-mémoire 8-en-1, un clavier rétro-éclairé et un circuit audio 3D Surround compatible EAX Advanced HD 4.0 appuyé par des enceintes de marque Altec Lansing. La partie communication du portable est assurée par un contrôleur Ethernet de type gigabit et la prise en charge de la dernière norme en date du réseau Wi-Fi, le 802.11n.

La connectique est complète et propose, pour l'affichage externe, une sortie VGA et une seconde au format HDMI, 4 ports USB 2.0, une prise FireWire, un port e-SATA ainsi qu'un emplacement ExpressCard. Deux disques durs de 500 Go fonctionnant à 7 200 tours par minute se chargent du stockage. Autant dire que la batterie 6 cellules ne permettra pas une autonomie importante. C'est Windows 7 Familiale Premium qui est livré avec ce portable. Notez enfin que ce portable est le premier à être vendu en kit avec les lunettes 3D Vision de NVIDIA.

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Tests synthétiques et applicatifs

Les mesures suivantes vont nous permettre d'en apprendre plus sur les différentes capacités de nos portables en test concernant la puissance de calcul processeur, la quantité de bande passante mémoire et la rapidité des disques durs.

Test sur le processeur

Nous avons tout d'abord voulu évaluer la puissance de calcul des processeurs de ces portables, afin de comparer les performances du Core i7 Mobile face à ses deux aînés.

ScienceMark 2 64 bits : Primordia

ScienceMark 2 est un utilitaire de test utilisant le processeur pour effectuer toute une batterie de calculs scientifiques. Ici, c'est le fameux Primordia qui va mettre à l'épreuve nos 3 notebooks.


Primordia n'est pas un test multithreadé et la fréquence étant ici l'élément prépondérant ; le Core 2 Duo et ses 2,8 GHz est en tête, le Core i7 720QM étant second malgré une fréquence pourtant égale (2,8 GHz sur un cœur). Le Core 2 Quad Q9000 à 2 GHz est logiquement relégué en dernière position.

3DMark Vantage - CPU Test

Afin de n'évaluer que le couple chipset-processeur, nous avons eu recours à la partie CPU du logiciel 3DMark Vantage.


Contrairement au test Primordia, 3DMark Vantage fonctionne en utilisant tous les cœurs des processeurs. Résultat, le Core i7 s'envole ici, avec un score près de 36% supérieur à celui du Core 2 Quad. Le Core 2 Duo T9600, malgré ses 2,8 GHz de fréquence d'horloge, est logiquement en retrait.

Cinebench 10

Cinebench 10 est basé sur le moteur de l'application professionnelle Cinema4D. Pour évaluer les performances de nos systèmes, le logiciel effectue le rendu 3D de la scène en question de façon uniquement logicielle et nous donne un indice final sur la rapidité de la machine sans faire intervenir les performances des contrôleurs graphiques.


Le scénario est quasiment identique à celui du test 3DMark Vantage : l'application, utilisant tous les cœurs disponibles, place largement en tête le Core i7 et en queue de peloton le Core 2 Duo.

Test sur la mémoire vive : Sandra 2009

La bande passante mémoire est un autre élément des plus essentiels dans les performances d'un ordinateur. Pour évaluer les capacités de nos trois portables en la matière, nous avons utilisé le fameux Memory Benchmark de Sandra 2009. Les résultats sont retranscrits dans ces deux graphiques représentant la faculté des plates-formes à travailler sur des nombres entiers pour le premier, à virgule flottante pour le second.


Le G51J et son Core i7 720QM sont largement favorisés par ce test, du fait de l'incorporation par Intel du contrôleur mémoire au sein du processeur. Les performances en terme de bande passante mémoire s'en ressentent fortement, comme le montre ce graphique. Logiquement, les Core 2 Duo et Core 2 Quad offrent un niveau de performance tout à fait similaire.

Compression de fichiers : Winrar 3.9 64 bits

Winrar est une application traditionnellement utilisée pour apprécier les performances d'une machine par un test tout à fait proche de conditions normales d'utilisation. C'est ici un dossier de près de 1 Go que nous avons voulu compresser par la méthode standard du logiciel. Ce dossier contient toutes sortes de fichiers dont la taille varie de quelques Ko à 700 Mo.


Là encore, le Core i7 fait des merveilles, avec des performances au moins 25% supérieures à ses aînés, les Core 2 Duo T9600 et Core 2 Quad Q9000.

Compression vidéo : Mediacoder

L'un des tests les plus courants quand il s'agit d'évaluer les performances d'une machine consiste à effectuer la compression d'une vidéo et de juger sur le temps mis par les différentes plates-formes pour arriver à bout de cette opération. Ici, nous avons utilisé le logiciel Mediacoder pour transformer une vidéo avi de 700 Mo codée en XViD vers le conteneur MP4 et le format H.264.


Une fois encore, le Core i7 720QM se montre à son avantage : alors que le Core 2 Duo T9600 met plus de 33 minutes à encoder notre vidéo, notre Core i7 de test ne met que 20 minutes. Le Core 2 Quad Q9000 réalise un score également très honorable sur cette application multithreadée.

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Performances dans les jeux

Rien ne vaut une mise en condition réelle pour évaluer les capacités de nos plates-formes dans les jeux. Pour cela, nous avons retenu 3 titres fort célèbres qui seront chargés de mettre à mal ces composants : Call of Duty 4, Far Cry 2 et Crysis, tous affublés des derniers patchs disponibles à l'heure où nous écrivons ces lignes. Les tests ont été effectués dans une résolution plutôt faible, à savoir 1024x768, pour ne pas être limités par le GPU. Nous avons également utilisé le module destiné aux tests GPU de la suite 3DMark Vantage. En voici les résultats.


Comme prévu, les résultats sont tout à fait similaires puisque c'est la même puce, en l'occurrence le GTX 260M de NVIDIA, qui équipe nos trois portables. Les différences observées dans les jeux seront donc bien du fait du processeur.

Call Of Duty 4 - v1.7

Commençons avec Call of Duty 4. Si les Core 2 Duo T9600 et Core 2 Quad Q9000 offrent un niveau de performance similaire, le Core i7 est assez loin devant, l'écart s'élevant à près de 17%, ce qui n'est pas rien dans un jeu.

Crysis - v1.21 - Réglages sur « Elevé »

Crysis est l'un des jeux les plus exigeants et met généralement en lumière les composants les plus puissants. Encore une fois, les deux processeurs d'ancienne génération sont côte à côte, loin derrière le Core i7 720QM. Pas de triomphalisme toutefois, car ce dernier ne parvient péniblement qu'à afficher 20 fps dans la résolution plutôt faible de 1024x768. Certes, les réglages graphiques sont placés sur « Elevé », mais on est loin de ce que peut réaliser un couple CPU/GPU d'un ordinateur de bureau.

Far Cry 2 - v1.03 - Réglages sur « Elevé »

Far Cry 2 confirme qu'il bénéficie des processeurs multicœurs. La preuve en est que nos deux quadri-cœurs sont assez largement devant le Core 2 Duo T9600. Une nouvelle fois, c'est le Core i7 qui est devant, avec des performances près de 20% supérieures à celle de l'Intel Core 2 Quad Q9000.

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Consommation et autonomie

Nous l'avons vu, le Core i7 720QM de notre portable de test et la plate-forme Calpella sont performants, bien plus que leurs aïeux et ce, dans quasiment tous les types de test. Voyons maintenant comment ils se comportent en matière d'autonomie et de consommation.

Autonomie - Battery Eater Pro 2.60

Evoquons tout d'abord les performances en matière d'autonomie. Elles dépendent fortement de la consommation du notebook (que nous étudierons après), mais aussi de la batterie qui l'équipe. Les trois portables de ce comparatif sont équipés de modèles 6 cellules aux caractéristiques quasi identiques et peuvent donc tout à fait être comparés entre eux.


Pour effectuer ce test d'autonomie, nous nous sommes servi du logiciel Battery Eater Pro et son test standard, et avons placé la luminosité au milieu de sa puissance. Les liaisons sans fil ne sont pas activées. Les résultats sont consignés dans le graphique précédent. Nous pouvons voir que le G51J, équipé du Core i7 720QM et de la plate-forme Calpella, propose l'autonomie la plus faible, avec seulement 45 petites minutes. Le G60VX et son Core 2 Quad Q9000, pourtant dotés d'un écran légèrement plus grand (16 pouces contre 15,4 pouces pour les G51J et G51VX), font légèrement mieux. Cette autonomie de 45 minutes est deux fois moins importante que celle du G51VX et son Core 2 Duo T9600.

Consommation au repos

En dehors de l'autonomie, la notion de consommation est tout aussi importante. Pour évaluer les performances des 3 modèles en test, nous avons tout d'abord mesuré leur consommation au repos, la luminosité de l'écran réglée au milieu de sa capacité, puis en charge grâce à deux sessions de Prime95 et une luminosité poussée à son maximum, le tout grâce à un wattmètre.


Le Core i7 720QM fait ici parler l'avancée d'Intel en matière de gestion de l'énergie et permet au G51J d'afficher une consommation au repos plutôt faible pour ses 4 cœurs. En charge en revanche, la consommation du portable dépasse les 100 Watts et le place en dernière position, derrière les 98 Watts du G60VX et son Core 2 Quad Q9000, lui aussi quadri-cœurs et pourtant de génération antérieure.

Un mot sur la température

Avoir son portable sur les genoux est une chose très commune. C'est pourquoi un appareil qui chauffe de façon excessive est à proscrire. Nous avons donc, pour vous éviter ce désagrément, fait quelques relevés de températures grâce à Speedfan, au repos tout d'abord, puis lors de sessions de Prime95. Les résultats sont reportés ici.


On s'aperçoit que le Core i7 720QM chauffe beaucoup, même au repos, alors même que sa fréquence et la tension qui le traverse sont diminuées par un mode de gestion économique de l'énergie. Au contraire, le Core 2 Quad et le Core 2 Duo se maintiennent à une température raisonnable. En charge, les choses s'équilibrent un peu, même si le Core 2 Duo reste celui qui chauffe le moins.

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Conclusion

L'introduction du Core i7 dans les ordinateurs portables est-elle une bonne idée ? Au vue des résultats de nos différents tests, nous serions tentés de répondre par l'affirmative. Que ce soit pour la compression vidéo, les tests synthétiques ou même les jeux, le Core i7 720QM est systématiquement supérieur, et de loin, à ses prédécesseurs, le Core 2 Duo T9600 et le Core 2 Quad Q9000. Le Turbo Boost fonctionne parfaitement et adapte efficacement la fréquence du processeur en fonction du nombre de cœurs utilisé par une application. Une réussite donc ? Pas si sûr...

En effet, quelques points noirs viennent entacher ces excellentes performances, au premier rang desquels on trouve la consommation excessive en charge du Core i7 720QM. Car si la gestion de l'énergie au repos a été efficacement travaillée par Intel, la consommation est charge est pire que celle du Core 2 Quad Q9000, pourtant doté de 4 cœurs à 2 GHz et de plus ancienne génération. Résultat, les ordinateurs portables équipés du dernier processeur mobile d'Intel sont sans aucun doute voués à rester sagement installés sur vos bureaux. Notez également une température anormalement élevée au repos pour le Core i7, supérieure de plus de 10°C à celles des deux autres processeurs, pour un système de ventilation identique.

Autre regret concernant ce Clarksfield : la limitation à 1 066 MHz du contrôleur mémoire, alors que Lynnfield introduisait la prise en charge de la mémoire DDR3-1333. Enfin, on peut sérieusement se poser la question de la durée de vie des processeurs de la famille Clarksfield. En effet, la nouvelle génération de processeurs mobiles, nommée Arrandale et, devrait débarquer dès janvier avec des CPU gravés en 32 nm. Ces modèles seront dotés de deux cœurs et verront leur TDP varier de 35W au maximum à... 18W. La plate-forme Calpella et le chipset P55 (et ses déclinaisons) seront utilisés par ces processeurs.

Un dégagement thermique réduit, des capacités du mode Turbo Boost accentuées, une consommation réduite ? Certes les processeurs de cette prochaine génération ne seront pas aussi puissants que ne le sont les Clarksfield, mais il est aussi clair qu'ils seront nettement plus adaptés à un usage mobile que les Core i7 actuels qui, s'ils sont les processeurs mobiles les plus puissants à l'heure actuelle, restent trop gourmands en énergie et finalement assez peu adaptés aux ordinateurs portables. Reste le segment du desktop replacement, auquel semble voué ce processeur, car dans ce domaine, il remplace avantageusement les Core 2 Quad et Core 2 Duo les plus puissants et ce d'autant plus que son introduction dans les portables ne fait pas trop grimper la facture.

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