Plus de café, moins de caféine: Intel 9e génération (partie 4)

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Consommation d'énergie

Qu'est-ce que le TDP, c'est la question

Remarque Lorsque nous avons initialement publié cette page, nous avons publié les résultats des tests sur la carte mère ASRock Z370. Plus tard, nous avons constaté que la tension fournie par la carte mère était sensiblement plus élevée que prévu. Nous avons dû refaire le travail en utilisant la carte mère MSI MPG Z390 Gaming Edge AC, qui n'a pas ce problème.



Comme indiqué ci-dessus, Intel a indiqué 95 W de puissance de conception thermique à chacun des nouveaux processeurs. Ce nombre magique reste inchangé, bien que les principaux processeurs aient réussi à croître au cours des deux dernières années. Cette "stabilité" a énervé et est devenue un chagrin pour de nombreux utilisateurs.

Selon les propres définitions d'Intel, le TDP est un indicateur de la puissance de refroidissement requise pour maintenir le processeur à la fréquence de base. Dans ce cas, si l'utilisateur fournit une dissipation thermique d'une puissance de 95 W, il ne recevra probablement que 3,6 GHz sur le dernier Core i9-9900K. Cette valeur TDP «magique» ne prend pas en compte le fonctionnement à la fréquence turbo en principe. Même si un turbo à cœur complet (par exemple, 4,7 GHz dans ce cas) nécessite beaucoup plus de refroidissement que les 95 watts indiqués.

Pour donner du sens à ses spécifications, Intel utilise une série d'indicateurs appelés «niveaux de puissance»: PL1, PL2 et PL3.



Cette diapositive est un peu surchargée d'informations, nous devons donc nous concentrer sur le graphique de droite. Il s'agit d'un graphique de la puissance en fonction du temps.



Ici, nous avons quatre lignes horizontales allant de bas en haut: le niveau de refroidissement maximal (PL1), l'alimentation constante (PL2), la limite de batterie (PL3) et la limite de puissance.

La ligne de fond, la limite de refroidissement, est en fait la valeur TDP. Ici, la puissance (et la fréquence) est limitée par le refroidissement. Il s'agit de la fréquence stable la plus basse pour le refroidissement, donc TDP global = PL1. C'est notre valeur de "95 watts".

La valeur PL2, ou alimentation constante, est le mode de fonctionnement avec le turbo activé. Il s'agit de la puissance stable maximale qu'un processeur peut donner jusqu'à ce que nous commencions à faire face à des problèmes thermiques. Lorsque la puce passe en mode turbo, même pour une courte période, c'est la partie du graphique que nous regardons. La valeur PL2 peut être définie par le fabricant du système, mais Intel a ses propres valeurs PL2 recommandées.

Dans notre cas, pour les nouveaux processeurs de la 9e génération, Core Intel a fixé la valeur de PL2 à 210 watts. Il s'agit essentiellement de la puissance de dissipation thermique nécessaire pour obtenir un turbo maximum sur tous les cœurs, par exemple 4,7 GHz sur le Core i9-9900K à huit cœurs. De cette façon, les utilisateurs peuvent complètement oublier le TDP de 95 W en matière de refroidissement. Si l'utilisateur veut recevoir les fréquences promises (crêtes) du processeur, il est temps d'investir dans quelque chose qui peut vraiment refroidir.

Heureusement, nous pouvons tester tout cela dans nos tests de puissance.

Pour les tests, nous utilisons POV-Ray comme générateur de charge, puis prenons les valeurs des registres pour déterminer la puissance du processeur. Cette méthode logicielle pour la plupart des plates-formes implique le partage de l'alimentation entre les cœurs, la DRAM et l'alimentation des puces. De nombreux utilisateurs trouvent que cette méthode n'est pas entièrement précise, mais comparée au test du système, elle offre une bonne précision en affichant une valeur sans perte de puissance. Plus important encore, il constitue la base pour déterminer les valeurs de puissance utilisées à l'intérieur du processeur pour ses propres fonctions.

Commençons par un simple: puissance maximale du processeur



En parlant des deux nouveaux processeurs Intel que nous avons testés - tous deux vont bien au-delà de leur TDP, mais n'atteignent pas le PL2. À ce niveau, le processeur utilise tous les cœurs et threads à la fréquence turbo la plus élevée possible. Les deux valeurs: 168,48 watts pour le i9-9900K et 124,27 watts pour le i7 = 9700K bien au-dessus de la cote TDP.

Si les utilisateurs sont intéressés, lors des tests sur 4 cœurs / 4 threads et une fréquence de 3,0 GHz, le Core i9-9900K a montré une consommation de seulement 23 watts. Le doublement des noyaux et l'ajout de 50% + à la fréquence entraînent une augmentation de près de 7 fois la consommation d'énergie. Lorsque Intel commence à émettre ces fréquences, son appétit augmente considérablement.

Si nous regardons 9900K dans le contexte: combien d'énergie est consommée lorsque nous chargeons des flux, les résultats semblent très linéaires.



Mais que se passe-t-il lorsque deux threads sont téléchargés simultanément dans le noyau. Le processeur ajoute progressivement de la puissance aux cœurs lors de l'attribution des threads. Nous chargeons des flux et nous voyons des résultats presque linéaires.



Par rapport aux deux autres processeurs de 95 W, nous constatons que le Core i9-9900K ajoute plus de puissance lors du chargement de chaque nouveau core. Malgré le fait qu'Intel fournisse officiellement trois valeurs TDP identiques: 95 W et le même PL2 = 210 W, il existe des différences évidentes en raison des tables turbo fixes intégrées dans chaque BIOS.

Autrement dit, le TDP est inutile? Oui, mais il y a une solution

Si vous pensez que TDP est la consommation d'énergie maximale du processeur dans les scénarios par défaut, alors oui, TDP n'a pas de sens, et cela a été techniquement le cas depuis plusieurs générations. Cependant, à l'ère des processeurs quadricœurs, la plupart d'entre eux n'atteignaient pas la cote TDP même à pleine charge. Cela n'est devenu possible qu'après avoir commencé à utiliser des processeurs avec un grand nombre de cœurs à la même fréquence ou à une fréquence supérieure. Dans le même temps, l'indicateur TDP est devenu quelque chose de problématique et étrange.

Mais ne vous inquiétez pas, il existe une solution. Ou du moins je veux l'offrir à la fois à Intel et à AMD, en espérant intéresser les fabricants. La solution consiste à proposer deux classements TDP: TDP et TDP-Peak. Chez Intel Lingo, ce sont PL1 et PL2, mais TDP-Peak prend simplement en compte le turbo «tout cœur». Il ne doit pas être garanti (comme, en ce moment, le mode turbo), mais il doit être un indicateur de la puissance de refroidissement que l'utilisateur doit installer s'il veut obtenir des performances optimales. Sinon, les utilisateurs sont obligés d'agir au hasard.

Overclocking

Grâce à l'interface thermique mise à jour entre le processeur et le dissipateur de chaleur - la transition de la pâte à la soudure, Intel suggère que les nouveaux processeurs soient plus overclockés que les générations précédentes. Nous n'avons eu que le temps de tester les Core i9-9900K et i7-9700K, et nous les considérerons.

Notre technique d'overclocking est simple. Nous avons défini le «Load Line Calibration» - «statique» (ou niveau 1 pour notre carte mère ASRock Z370), réglé la fréquence à 4,5 GHz, une tension de 1 000 volts et effectué nos tests. Si le processeur est stable, nous enregistrons la puissance et les performances, puis augmentons le multiplicateur du processeur. Si le système tombe en panne, nous augmentons la tension de +0,025 volt. L'accélération se termine lorsque la température devient trop élevée (85C +).

Il existe de nouvelles options d'overclocking pour notre nouvelle suite de tests. Comme mentionné ci-dessus, notre logiciel de mesure de puissance est POV-Ray, ce qui peut considérablement charger le processeur. POV-Ray fait également un bon travail de stabilité, mais ce n'est pas suffisant pour nos tests - et nous utilisons également la charge de travail de Blender, qui charge les cœurs et la mémoire et dure environ 5 minutes sur un processeur à 8 cœurs.

Résultats:



Pour le Core i7-9700K, nous atteignons très facilement 5,3 GHz, avec une légère augmentation de la puissance et de la température. À 5,4 GHz, nous pouvions charger le système d'exploitation, mais c'était très instable - dans ce cas, nous étions limités par la tension / la température. Mais huit cœurs, huit threads à 5,3 GHz sur un processeur de 180 watts pour 374 $? Presque inimaginable il y a un an.



L'overclocking du Core i9-9900K n'a pas été aussi fructueux. Le meilleur indicateur de cet overclock est 4,7 GHz: grâce à nos propres réglages de tension, nous avons réduit la consommation d'énergie de 41 W, soit près de 25% de la puissance totale, et également réduit la température de 24 ° C.Ceci est fait pour des raisons de sécurité. Bien que 4,8 GHz et 4,9 GHz semblent autorisés, les températures à une fréquence de 5,0 GHz peuvent ne pas être soumises à tous. Lorsque tous les cœurs et les threads sont chargés, il s'agit d'une puce très chaude.

Intel Core i9-9900K: techniquement le processeur de jeu le plus performant

Quand Intel a annoncé une nouvelle gamme de processeurs, il a annoncé le Core i9-9900K "le meilleur processeur de jeu au monde". Sur la photo ci-dessous - Anand Srivatsa, montrant le nouvel emballage de ce géant à huit cœurs, seize fils et 5,0 GHz:



En fait, l'emballage est très petit. Intel ne nous a pas fourni de version commerciale mise à jour de la boîte, mais l'intérieur contient un Core i9-9900K fraîchement préparé. Les partenaires Intel ont été aimablement fournis avec les processeurs i7-9700K et i5-9600K pour notre examen.

Si le "meilleur processeur de jeu au monde" a déjà été annoncé, il est clair que cette chose doit être testée. Intel a commandé (payé) un rapport sur les performances du processeur à un tiers pour obtenir des données, ce qui, malheureusement, soulève de nombreuses questions. En particulier, comment exactement les puces ont été testées. Mais ici, chez AnandTech, nous vous donnerons les bons résultats.
Pour nos tests de jeu, cette fois, nous avons testé chaque jeu dans quatre résolutions et scénarios différents, désignés comme IGP (pour une résolution 720p), Faible (pour 1080p), Moyen (pour 1440p à 4K) et Élevé (pour 4K et supérieur). Voici un bref résumé des résultats:

• World of Tanks: Meilleur processeur en IGP, faible, moyen, presque meilleur en haut
• Final Fantasy XV: Meilleur processeur (tous les tests: meilleur / presque meilleur)
• Shadow of War: Meilleur processeur (tous les tests: meilleur / presque meilleur)
• Civilization VI: Meilleur processeur IGP, légèrement derrière 4K, presque meilleur à 8K / 16K
• Ashes Classic: Meilleur processeur en IGP, faible, presque meilleur à moyen, moyen à 4K
• Strange Brigade DX12 / Vulkan: Meilleur processeur (tous les tests: meilleur / presque meilleur)
• Grand Theft Auto V: Meilleur processeur (tous les tests: meilleur / presque meilleur)
• Far Cry 5: Meilleur processeur (tous les tests: meilleur / presque meilleur)
• Shadow of the Tomb Raider: (tous les tests: presque les meilleurs)
• F1 2018: Meilleur processeur (tous les tests: meilleur / presque meilleur)

Il n'y a aucun doute: dans presque tous les scénarios, le processeur était le meilleur ou l'un des meilleurs de chaque test (à l'exception d'Ashes sur 4K). Intel a vraiment construit le meilleur processeur de jeu au monde. Encore une fois.

En testant le processeur i9-9900K, nous avons constaté des scores de test synthétiques extrêmement élevés, meilleurs que tout autre processeur traditionnel. Dans certains de nos tests réels, tels que le téléchargement d'applications ou les performances Web, il a parfois joué sur i7 et i5 en raison de problèmes de multithreading simultanés, car ces tests fonctionnent généralement mieux lorsque les threads ont accès à toutes les ressources de base . Mais comme pour les tests à mémoire limitée, les processeurs avec un grand nombre de cœurs et de threads sont la meilleure alternative.

Malgré l'absence d'innovations spécifiques pour les performances du processeur, Intel a finalement relancé l'interface thermique STIM, qui a été utilisée pour la dernière fois dans la gamme grand public pendant Sandy Bridge. La mise en œuvre de STIM a permis à Intel d'augmenter la fréquence des nouveaux processeurs. Cette campagne ace se maintient depuis très longtemps, et beaucoup se demanderont pourquoi cet outil n'a pas été utilisé auparavant.

Mais dans l'ensemble, grâce à l'augmentation des fréquences et à l'augmentation du nombre de cœurs, trois nouveaux processeurs de 9e génération ont atteint le sommet de la plupart de nos tests à charge mixte. Ainsi, le nouveau standard de «jack of all trades» est fixé dans le portefeuille Intel. Si l'utilisateur utilise une charge de travail variable et souhaite plus de performances, ces nouveaux processeurs devraient être une acquisition bienvenue.

Alors maintenant, si vous êtes un joueur pour qui le prix n'a pas d'importance, c'est le processeur pour vous. Mais ce n'est pas un processeur pour tout le monde, si vous soulevez la question des coûts et de la concurrence.

À 488 $ SEP, plus un peu plus cher au détail, plus 80 à 120 $ sur un refroidisseur décent (ou même 200 $ pour un système de refroidissement liquide), il sera hors compétition sur les pilotes du système au prix d'environ 1500 $, où les performances reposent sur le GPU. Néanmoins, le propre i5-9600K d'Intel coûtera plus de deux fois moins cher, et l'AMD R7 2700X est un concurrent puissant dans presque tous les tests - ils sont plus rentables, bien qu'ils soient quelque peu en retard dans les performances.

L'écart de prix a séparé le Core i9-9900K de ses concurrents. Les investissements raisonnables se terminent à 9700K, 9600K ou 2700X. Pour quelques privilégiés, l'argent n'est pas une limitation. Pour le reste d'entre nous, en particulier lorsque vous jouez à 1440p et à des résolutions plus élevées, où le GPU est le goulot d'étranglement, il existe de nombreux processeurs qui font du bon travail et, en même temps, consomment moins d'énergie.

Mise à jour: lorsque nous avons initialement publié cette page, nous avons publié les résultats des tests sur la carte mère ASRock Z370. Plus tard, nous avons constaté que la tension fournie par la carte mère était sensiblement plus élevée que prévu. Bien que cela n'ait pas affecté l'analyse comparative, nous avons à nouveau refait les tests de puissance à l'aide de la carte mère MSI MPG Z390 Gaming Edge AC, et mis à jour l'examen en conséquence.

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