Test : Intel Haswell Core i7-4770K

Intel lance donc enfin sa nouvelle architecture Haswell. Découverte au fur et à mesure des fuites et autres conférences, cette dernière se compose notamment d'un nouveau processeur haut de gamme, le Core i7-4770K. Un CPU dont l'objectif, vous allez le voir, est sans doute moins la performance, que la réduction de la consommation. Les clients Desktop seront-ils les enfants pauvres de cette nouvelle génération, au profit des amateurs de mobilité ?

La sortie d'une nouvelle génération de CPU Intel étant toujours un événement, prenons quelques instants pour retracer le contexte stratégique de cette arrivée. Pour ceux qui ne suivent pas de près les modèles de développement des différents fondeurs de puces de la planète, sachez par exemple qu'Intel a fait le choix d'une méthode de progression technologique en deux étapes (chacune étant espacées d'une année), et appelée Tick/Tock. Plus précisément, un Tock est la définition d'une nouvelle architecture sur une technologie et une finesse de gravure maitrisées. Quant à la phase Tick, elle correspond à une nouvelle finesse de gravure, le fondeur conservant alors la précédente architecture pour ne pas avoir à manipuler à la fois une nouvelle technique de production des transistors ET une refonte de design. Ainsi, et si l'on remonte à trois Tock en arrière, nous avions alors l'introduction de l'architecture Nehalem gravée en 45 nm HKMG. Le successeur de Nehalem avait ensuite été nommé Westmere, comme le stipule le schéma ci-dessous.

1 - Intel Next Generation Microarchitecture Code Name Haswell Tock

Dans la foulée de Westmere, on est passé à Sandy Bridge, un Tock, toujours en 32 nm HKMG, pour un micro-processeur qui est utilisé sur la seconde génération de Core i dans les gammes commerciales d'Intel. Enfin, dernier Tick en date, Ivy Bridge introduisit pas plus tard que l'année dernière une nouvelle lithographique en 22 nm. Cependant, la firme de Santa Clara ne s'est pas uniquement contentée cette fois de réduire la taille de ses transistors, puisqu'elle a également été en mesure de les produire en trois dimensions. Une technique qui offrait de nombreuses perspectives pour le fondeur, notamment sur la réduction de la consommation d'énergie. Malheureusement, l'architecture Sandy Bridge, encore loin d'être enterrée, demeurait l'épine dans le pied d'Intel, s'agissant de cette nouvelle méthode de fabrication. Et même si les ingénieurs d'Intel ont fait leur possible pour adapter cette architecture "vieillissante" au 22 nm Tri-Gate, il n'en reste pas moins que le gain n'était pas encore pleinement visible.

Intel Haswell logo Core i3 HD   Intel Haswell logo Core i5 HD   Intel Haswell logo Core i7 HD
Les nouveaux logos qui seront collés sur les Ultrabooks et PC...

En parallèle du développement des Sandy Bridge et Ivy Bridge, on notera également qu'Intel a souhaité mettre les bouchés doubles sur son circuit graphique intégré, le fameux Intel HD Graphics. Avec Ivy Bridge, la finesse de gravure a permis de faire de gros progrès en termes de performances, même si cela reste encore anecdotique pour jouer convenablement sur un Ultrabook avec une HD Graphics 4000, par exemple. Vous l'aurez compris, Ivy Bridge était donc un Tick charnière pour la firme californienne. Et Haswell, la relève qui pointe le bout de son nez, aura à ce titre la lourde tâche de relever un double défi : profiter des bénéfices du 22 nm Tri-Gate et apporter entière satisfaction du côté de l'IGP.

Le moindre watt doit être économisé...

Bien... Maintenant que le contexte est posé, entrons dans le vif du sujet, et voyons ce que cette nouvelle architecture Haswell apporte. En premier lieu, et nous avons déjà eu l'occasion d'en parler lors de sa présentation à l'IDF 2012 à San Francisco, Intel supprime tout simplement la nécessité de fournir diverses tensions au processeur par la carte mère. Cette partie est maintenant intégrée dans le package sous le nom de code IVR pour Integrated Voltage Regulator. Selon la documentation du fondeur, cette technologie était déjà en gestation depuis au moins trois ans.

4 - Intel Next Generation Microarchitecture Code Name Haswell Core Arch  7 - Intel Next Generation Microarchitecture Code Name Haswell Nouvelles Instructions Computing
5 - Intel Next Generation Microarchitecture Code Name Haswell Ameliorations  3 - Intel Next Generation Microarchitecture Code Name Haswell Power Management

En revanche, il n'y pas d'inquiétude pour les constructeurs de cartes-mères qui pourront toujours proposer autant d'étages d'alimentation qu'ils le souhaitent. Que ce soit pour la fourniture d'une ou plusieurs tensions au processeur, le procédé de base ne change pas. Il en est de même pour les overclockers. Les tensions étant directement pilotées par cette nouvelle cellule de puissance, Intel propose une interface pour les modifier à loisir et donc pousser le processeur dans ses retranchements, et sous azote liquide par exemple. Enfin, les processeurs au suffixe « K » auront maintenant leurs fréquences de base modifiables. Une possibilité qui n'était pas offerte aux utilisateurs de la génération précédente.

Intel Haswell IVR fully integrated voltage regulatorLa seconde nouveauté découle de cet IVR fraîchement présenté. Les états de veille prolongée seront encore plus économes en énergie puisque Intel propose maintenant de couper certaines parties du processeur qui ne sont plus indispensables à un instant t, directement par l'IVR. Il en est de même du côté de la fréquence d'horloge, qui n'est plus uniquement fournie sur l'ensemble de la puce, mais par diverses sources. Ces états ont été mis en place pour ne fournir finalement que ce qui nécessite d'être cadencé en fonction de l'état dans lequel se trouve le processeur. En d'autres termes, si le processeur entre dans un statut oisif, avec le bureau Windows chargé, mais inactif, le processeur peut dès lors choisir de stopper la fourniture du signal d'horloge à certains coeurs, ou encore à l'IGP.

Intel Haswell overclocking version K  Intel Haswell IVR repartition voltage

Concernant cette dernière possibilité, Intel propose une autre technologie baptisée PSR pour Panel Self Refresh. Le PSR est né en partant du constat que l'affichage dans cet état « idle » était en permanence calculée et rafraîchit par le circuit graphique, tout cela réprésentant une consommation d'énergie inutile supplémentaire. Avec un écran connecté sur un port DisplayPort ou eDisplayPort comme sur les portables, le processeur Haswell peut alors arrêter de calculer les frames de l'écran pour économiser de l'énergie, reléguant alors le travail à la dalle qui maintiendra le rétro-éclairage et l'état de ses pixels.

Avec toutes ces techniques visant à économiser chaque watt possible, on remarque bien dans quelle direction la firme de Santa Clara s'oriente : les Terres arables de l'architecture concurrente ARM. Celles-ci semblent en effet bien vertes, avec tous ces smartphones et tablettes vendus à coup de millions d'unités. Une manne financière non négligeable pour le fondeur qui endiguerait alors de fait la baisse de son chiffre d'affaires en partie due à la baisse des ventes d'ordinateurs. La bataille ne se jouera donc plus sur les performances, mais bien sur l'autonomie offerte aux utilisateurs des produits mobiles.

Le Desktop, un marché boudé ?

Si Intel ne l'avoue pas directement, toutes ces optimisations d'architecture ne présagent rien de bon pour les utilisateurs Desktop qui cherchent avant tout la puissance de calcul en lieu et place de l'autonomie. Et c'est  justement tout le débat avec ce processeur haut de gamme, le Core i7-4770K. Ce CPU reprend globalement les mêmes caractéristiques techniques que son prédécesseur, à savoir une fréquence de 3,5 GHz (débloquée cette fois), mais avec un Turbo à 4 GHz (au lieu de 3,9 GHz). Cependant, ce processeur Haswell affiche un TDP de 84W contre 77W sur le i7-3770K de génération Ivy Bridge. L'IVR pourrait expliquer en partie cette augmentation de la chauffe du CPU. Mais une autre source de chaleur est également présente au sein du package, l'IGP tout fraichement repeint : l'Intel HD Graphics 4600.

Intel Haswell tableau gamme CPU Core i7

Alors, oui, ce n'est pas un circuit graphique Iris ou Iris Pro annoncé tout récemment. C'est d'ailleurs notre première question posée auprès des représentants d'Intel : mais pourquoi le client n'a pas droit à la version la plus haut de gamme dans une puce vendue à plus de 300$ ? La réponse est simple pour la firme américaine : les clients de ce type de processeur ne cherchent pas à avoir à la fois un CPU puissant et un IGP puissant dans un Desktop. Ils s'orientent de toute manière sur l'achat d'un GPU dédié en sus du processeur pour monter leurs machines. Il n'est donc pas nécessaire de fournir une Iris ou une Iris Pro pour ces processeurs.

La pilule a du mal à passer sachant que le fondeur proposera une autre version de son Core i7-4770 mais avec le suffixe « R ». Une nouvelle gamme qui sera directement soudée à la carte mère du fabricant qui fera le choix de cette puce. Et ces processeurs auront la particularité d'embarquer un circuit graphique haut de gamme comme l'illustre ce tableau. Intel ajoute que son i7-4770R sera principalement utilisé dans les machines tout-en-un qui ne bénéficient pas automatiquement d'un GPU dédié par manque de place pour le refroidissement de ce type de circuit graphique énergivore. De là à imaginer des HTPC minuscules comme le NUC (tiens donc) avec un i7-4770R, on pense bien qu'Intel en vendrait des palettes entières. Mais la vision de la firme californienne est tout autre semble-t-il...

Intel Haswell die shot Quad Core
Le die shot du processeur Intel Haswell en version quatre coeurs

Cela ne nous a pas empêchés de tester sa version « K », avec une HD Graphics 4600, donc. A l'instar de notre protocole GPU tout fraichement sorti, nous avons choisi de vous proposer un protocole de test CPU plus en accord avec les spécifications de ce type de circuit primaire, un CPU dans le sens strict du terme n'existant plus aujourd'hui, puisqu'il est dorénavant accompagné systématiquement d'un IGP. Nous nous concentrerons donc dans un premier temps sur le CPU seul. Dans un second temps, nous aurons l'occasion de vous présenter un autre protocole - en cours de rédaction - pour ce qui sera des résultats de performances de l'IGP de ce processeur.

Un CPU qui en a gros...

Intel nous a habitués à une légère augmentation des performances pour son processeur haut de gamme. Et une fois encore, ce Core i7-4770K ne déroge pas à la règle en proposant une montée en performances de 13,5% par rapport au Core i7-3770K. En revanche, on note que cette fois, ce processeur quadri-coeur avec la technologie HyperThreading arrive à passer au-dessus des CPU en six coeurs (douze threads) de la série Sandy Bridge-E.

Intel Core i7-4770K - Base 100 Globale

Sur la catégorie des calculs bruts tels que la vitesse du contrôleur mémoire, les latences inter-coeurs ou encore le chiffrement des données, ce CPU Haswell s'offre une fois encore le luxe de prendre 14,7% de gain. A comparer avec un Core i7-3930K, il est 7,9% meilleur dans ces tests synthétiques. Mais que les accros de la macro Excel se rassurent, ce 4770K n'arrive pas à dépasser les Sandy Bridge-E sur les calculs type bureautiques. Néanmoins, la nouvelle puce Intel prend 9% sur son prédécesseur et talonne de près ses pères bourrés d'unités de calcul.

Intel Core i7-4770K - Base 100 Brutes


Intel Core i7-4770K - Base 100 Bureautiques


Intel Core i7-4770K - Base 100 Multimédia

Le multimédia est dans l'alignement de ce que nous avons pu voir jusque-là. 14,8% de mieux, c'est ce que prend le 4770K au 3770K. Encore une fois, les processeurs Sandy Bridge-E gardent la tête mais de seulement 5,7 et 8,2% pour le Core i7-3930K et le i7-3960X respectivement.

Intel Core i7-4770K - Consommation

Les performances sont donc assez intéressantes dans l'ensemble, même si le gain n'est pas extraordinaire non plus. Mais comme nous l'avons évoqué tout au long de ce test, Intel a bien plus axé le développement de cette puce vers une baisse sensible de la consommation d'énergie que sur l'augmentation drastique des performances. Et le moins que l'on puisse dire ici, c'est que le contrat est rempli. Le PC de test avec un Core i7-3770K affichait 47W de consommation en idle avec le bureau Windows chargé et la carte graphique en mode Zero Core. Aujourd'hui, le Core i7-4770K descend à 30,8W, un bon gain de 17W tout de même. En revanche, la consommation en charge est un peu plus élevée de 5W. Ces 5W de plus sont toutefois assez peu en comparaison de la performance supplémentaire offerte.

Est-ce le moment de changer ?

Nvidia GeForce GTX Titan (2)A cette question, la réponse n'est pas aussi simple qu'on pourrait l'imaginer. Il est clair que si la configuration PC est recouverte d'une certaine couche de poussière, autrement dit, qu'elle date de plus de 5 ans, le passage d'un Core 2 Quad par exemple à l'un de ces CPU Haswell peut être envisagé. Cependant, la mise à jour de sa config' est généralement plus intéressante en ajoutant un SSD et en remplaçant une carte graphique un peu poussive sur les derniers jeux vidéo à la mode. Ce fameux Core 2 Quad a encore de beaux restes et le remplacer en plus d'un nouveau GPU ne semble pas être le bon calcul.

Comme le pressent Intel, le marché du Desktop ne se renouvellera pas encore pour cette fois. Les potentiels clients préférant reporter leurs achats de machine à plus tard et s'orienter vers une tablette ou un Ultrabook sous la barre des 800€. Et c'est tout le dilemme. Il faudra que les puces mobiles soient nettement moins chères pour proposer des machines portables plus attractives commercialement. Encore une fois, les optimisations énergétiques introduites sur Haswell auront bien plus d'impacts sur ce type de PC que sur le Desktop. Avec un marché du PC en déclin et celui des produits mobiles en plein essor, la bataille de la réduction de la consommation d'énergie est primordiale. Une stratégie clairement identifiée par Intel qui cherche donc à promouvoir plus que jamais ses Ultrabooks tout en gardant sa clientèle Desktop sous le coude. Cette dernière génère encore un chiffre d'affaires bien trop important pour s'en débarrasser.

LE VERDICT

Ce nouveau processeur Haswell tient globalement ses promesses. Les performances côté CPU sont en hausses d'un peu plus de 10% comme nous nous y attendions. Le potentiel en overclocking reste présent malgré une modification de la gestion de la tension à l'intérieur du package. In fine, ce Core i7-4770K est encore un bon cru même si nous trouvons qu'Intel aurait pu un peu mieux faire pour le tarif demandé. En revanche, on n’hésitera pas à regarder d'encore plus près les CPU pour portables qui doivent cette fois offrir plus d'autonomie tout en gardant la même performance.

Les plus
  • Une chauffe contenue
  • Un IVR qui ne bride pas l'OC
  • Un potentiel intéressant côté mobilité
Les moins
  • Le prix !

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