En Juin 2006, Intel frappait un grand coup en lançant l'architecture Core2 avec les Core2 duo.

Puis, Intel récidive deux fois, avec tout d'abord le lancement en novembre 2006 des Core2 Quad, dont le premier représentant, le QX6700 sera suivi quelques semaines plus tard par le légendaire Q6600. Vint ensuite, le passage au 45 nm avec l'introduction des Penryn en octobre 2007 avec des représentants fameux tel que le QX9650 ou le QX9770.

Mais voilà, Intel n'en est pas resté là et au mois de novembre dernier, le fondeur a lancé sa nouvelle architecture : le Core i7 aussi connu sous le nom de code : Nehalem.

Que va donc apporter cette nouvelle architecture aux overclockeurs et bencheurs en tous genres ?

Pour le savoir, nous allons vous présenter deux des trois processeurs lancés par Intel : le i7-920 qui représente l'entrée de gamme et le i7-965XE qui se veut le top au niveau des performances. Nous verrons ainsi une marche à suivre pour Overclocker au mieux votre Core i7 fraichement acquis.

Architecture : Présentation du Core i7 et différences avec les Core 2

Avec l'introduction de l'architecture Core i7, Intel ne propose pas une révolution mais une évolution bien dosée de l'architecture Core2.

La première évolution marquante est qu'à la différence des Core 2 Quad, les Core i7 sont des quad core natif. Cela a entrainé comme conséquence logique, l'intégration d'un troisième niveau de cache (le cache L3) pour permettre aux cœurs de communiquer ensemble.

Deuxième évolution importante : le retour du SMT (Simultaneous Multi-Threading), aussi appelé HyperThreading, apparu sur les Pentium 4 mais qui avais disparu lors de l’arrivé de l’architecture Core2.

L'Hyperthreading permet à chaque cœur de traiter deux threads à la fois et cela se traduit de façon simple par l'apparition de huit processeurs dans le gestionnaire de tache bien qu’il n’y en ai que 4 physiquement.

La dernière évolution majeure est l'intégration du contrôleur mémoire dans le processeur. Cela a pour conséquences directes la diminution des temps d'accès à la RAM et l'introduction d'un nouveau bus mémoire : le bus QPI (Quick Path Interconnect) qui remplace le FSB (Front Side Bus) des architectures précédentes. Cette évolution à un impact important sur le choix de la RAM et de ses spécifications. Le QPI comme le FSB sont les bus qui relient les différents cores du CPU au contrôleur mémoire. Le QPI à la différence du FSB relie aussi le CPU au northbridge, communément appelé le chipset. Le QPI est donc l'équivalent du bus HyperTransport de l'architecture K8/K10 AMD que nous connaissons depuis les Athlon 64.

Le QPI remplaçant le principe du FSB, les Cores i7 posséde une « Frequence de base » appelé BaseClock (BCLK pour les intimes), cette fréquence est d’origine à 133Mhz sur le Core i7 920, 940 et 965XE. Ce BaseClock est utilisé en combinaison avec le Coefficient multiplicateur pour obtenir la fréquence de Fonctionnement du CPU. De ce fait le Core i7 920 possédant un coefficient de 20 et un BaseClock de 133Mhz auras une fréquence de 20*133Mhz = 2.66Ghz.
Ainsi on ne parlera plus de FSB mais bien de QPI et de BaseClock, ce qui peut être légèrement déroutant pour les débutants.

Le changement le plus important est l’apparition d’un nouveau Socket spécialement pour ces CPUs. En effet, pour le Core i7 Intel abandonne le socket LGA 775 pour le socket LGA 1366. Cela implique donc un changement de carte mère, mais aussi des fixations de vos dissipateurs malheureusement.

Le contrôleur mémoire est directement intégré au CPU, celui-ci n’est plus présent au niveau du Chipset mais reste tout de même paramétrable. Afin de différencier la fréquence des Cores et des autres partie du CPU, la fréquence du contrôleur mémoire est appelé fréquence Uncore, elle est obtenu grâce à un coefficient multiplicateur (12 à 32) lié à la fréquence du BaseClock. Un coefficient Uncore à 25 et un BaseClock à 133Mhz vous donnera donc 3325Mhz de fréquence Uncore.

Après ces quelques considérations techniques, passons à la présentation des challengers.

A gauche, le core i7 920 qui correspond à l'entrée de gamme des Core i7 dont voici les spécifications :

• Fréquence CPU : 2.66 GHz
• Coefficient multiplicateur : 20
• Base Clock : 133Mhz
• Quantité de cache L3 : 8 Mo
• Fréquence du bus QPI : 4.8 GT/s.

A droite, le core i7 965 XE, le haut de gamme en version extrême dont les spécifications sont les suivantes :

• Fréquence CPU : 3.2 GHz
• Coefficient multiplicateur : 24 et supérieur (Débloqué)
• Base Clock : 133Mhz
• Quantité de cache L3 : 8 Mo
• Fréquence du bus QPI : 6.4 GT/s.

Hormis la fréquence, les différences majeures sont : le coefficient multiplicateur débloqué vers le haut comme sur tous les processeurs de la gamme extrême et une fréquence supérieure du bus QPI (6.4 GT/s au lieu de 4.8 GT/s).

La troisième référence de CPU Core i7 disponible lors de la rédaction de cet article était le Core i7 940, possédant un Coefficient multiplicateur de 21 un BaseClock de 133Mhz pour une fréquence de 2.8ghz et un QPI à 5.4GT/s. Seul le 965XE possède des Coefficients débloqués.

Notons que l’unité GT/s utilisée pour caractérisée le QPI signifie GigaTransfert par Secondes. Après cette présentation des processeurs, passons à la présentation de la plateforme de test.

Plateforme de test

Pour réaliser ce tutorial nous avons utilisé le matériel suivant :

• Asus P6T Deluxe
• 3 * 2 Go d'OCZ Reaper PC12800 Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir.
• Xfire de HD4870x2 @ 837/950 avec les CCC 8.12 hotfix
• Raid0 de Vélociraptor pour les OS
• Raid0 de Seagate + maxtor 320 Go pour les applications.
• Alimentation Thermaltake ThoughtPower 1200W

Le refroidissement utilisé se compose de 2 circuites indépendant, un pour le GPU et un pour le CPU.

• Watercooling CPU : 1 Pompe Laing DDC Ultra AGB 12 Volts (top plexi + réservoir + caoutchoucs), 3 Radiateurs Black ICE GT Stealth 360 Noir Filetage 1/4", 1 WaterBlock AlphaCool X2 PLUS HIGHFLOW Socket 1336 et 9 Antec tri-cool au minimum.
• Watercooling GPUs : 1 Pompe Laing DDC Ultra AGB 12 Volts (top plexi + réservoir + caoutchoucs), 2 Radiateurs Black ICE GT Stealth 360 Noir Filetage 1/4", 2 WaterBlocks EK HD4870x2 et 3 antec tri-cool au minimum.

Protocole de test

Le but sera de pousser au maximum les CPU sous watercooling tout en vous expliquant comment procéder chez vous, même dans une configuration Air-Cooling.

Pour les tests de stabilité, le logiciel OCCT V3.0.0 sera utilisé et dans ce cadre, les températures seront relevées par le biais de son monitoring intégré.

Le test utilisé sera le test automatique d'une heure en position médium.

Pour la partie benchmark, les logiciels suivants seront utilisés :

• CPU mark
• Super pi 1M et 32M
• Wprime 32 et 1024
• 3DMark 2005
• 3DMark 2006
• 3DMark Vantage

L'OS pour les benchs CPU et le test de stabilité sera XP, pour les tests 3D, l'OS utilisé sera Vista SP1.

Performances et températures stock

Passons tout d'abord au test du i920 :

Comme on s'en doutait, les températures stock sont très bonnes avec moins de 48°c en charge avec le radbox d'origine. Pour ce qui est des performances CPU, un Q6600 à stock fait minimum 340 point à CPU mark, 19" à SuperPi 1M et 600s à wPrime 1024M. Il est clair que cette nouvelle architecture a un gros potentiel nous verrons dans les chapitres suivant comment l’exploiter. Actuellement les Timings mémoire détectés par CPU-Z sont les timings principaux, pour lire vos sous-timing il faut le faire via d’autre logiciel jusqu’à une prochaine mise à jour de CPU-Z !

Pour le i965 XE les résultats sont les suivants :

La montée en fréquence entraîne une logique montée de la température, elle entraine aussi une logique et impressionnante montée des scores. De plus le contrôleur mémoire détecte mieux les timings RAM en les resserrant avec une fréquence plus élevée.

L'overclocking de ces deux CPU devrait permettre de faire s'envoler les scores comme nous le verrons dans le paragraphe suivant.

• Cpu Ratio Setting : coefficients multiplicateur du CPU.
• BCLK Frequency : fréquence de référence interne (BaseClock) du CPU.
• Dram Frequency : fréquence de la RAM.
• UCLK Frequency : fréquence Uncore (Contrôleur mémoire et QPI).
• QPI Link Data Rate : fréquence du bus QPI ou Coéfficient suivant les cartes mères.
• DRAM Timings Control : ce menu permettra d'ajuster les timings de la RAM.
• Le Voltage CPU ou Vcore : la tension des cores du CPU.
• Le CPU PLL Voltage : tension de la PLL.
• QPI/DRAM Core Voltage : tension du QPI et du contrôleur mémoire.
• IOH Voltage : tension du northbridge.
• DRAM Bus Voltage : tension de la RAM.

Voici les performances de nos deux Cpus une fois overclockés. Les résultats du i920 overclocké sont les suivants :

Pour le i965 on obtient cela :

Les scores explosent tout simplement.

Un conseil supplémentaire : toujours tourner avec le BCLK le plus haut possible. Cela peut paraître trivial mais beaucoup de monde prétend que le BCLK n'a aucun impact sur les performances. Cela est faux car toutes les fréquences sont liées à celle-ci et plus le BCLK est élevé et plus le QPI sera élevé. Pour bien montrer l'impact du QPI sur les performances nous avons passé un SuperPi 32M sur le i920 en mettant le coefficient du QPI sur 48 (notre exemplaire en disposait) ce qui donne une fréquence QPI de 10GT/s. Cela donne un SuperPi 32M en un peu plus de 9 minutes au lieu des 11 minutes pour un QPI de 7.7 GT/s.

Donc, BCLK au max quitte à mettre une fréquence CPU légèrement plus basse.

De plus, nous avons dis un peu plus haut que la limite maximale théorique pour le BCLK était de 222 MHz. En pratique de nombreux overclockeurs ont réussi à passer cette limite et à arriver jusqu'à 230 MHz sans problème. La P6T Deluxe utilisée pour cet article nous a permis de booter à 225 MHz de BCLK mais sans validation possible. En effet, les paramètres qui jouent le plus sont le VICH (tension du southbridge) et surtout la fréquence du PCIe. Dans notre cas 103 MHz de fréquence PCIe pour 225 MHz de BCLK mais non stable. Le problème provient du fait que le VICH de la P6T Deluxe est limité à 1.4V et il semble que 1.5V soit une valeur minimale pour arriver à passer la limite des 222 MHz. Cela implique donc qu'il faut une carte mère permettant un ajustage plus complet des tensions.

Pour information le WR du plus gros BCLK est de 241 MHz, lors de la rédaction de cet article, ce WR a été réalisé avec une EVGA X58 SLI et un i920 par runmc sur XtremSystems

Pour terminer, nous n'avons pas parlé du turbo mode des i7 car ce mode nous semble inutile pour le i965XE et parce que notre i920 était bloqué à 4066 MHz de fréquence maximale.
Cependant, ce mode peut se révéler très intéressant pour ceux qui possèdent un excellent CPU car le but du turbo mode est de fournir un coefficient multiplicateur de plus lors d’une grosse charge CPU. Sur le i920, le coefficient supplémentaire permet de passer à un multiplicateur de 21 quand deux cores voir plus sont sollicités.
Cela permettrait en théorie à un i920 de tutoyer les 4662 MHz mais comme notre carte mère est limité à 218 de BCLK on peut espérer que 4578 MHz au maximum comme dans l'exemple suivant :

Conclusion

Si la question était faut-il passer au i7 pour les benchs alors la réponse est oui. Que dire si ce n'est que les scores parlent d'eux même est que le potentiel de cette architecture est énorme.

Pour ce qui est de l'overclocking en lui-même, le plus compliqué est de se mettre à jour au niveau du nouveau vocabulaire utilisé.Comme toujours, il ne faut pas être trop pressé et bien prendre le temps de mesurer l'impact de chaque paramètre.
L'overclocking des Core i7 nous a paru au final non pas plus complexe mais un peu plus long que celui des core 2.

Nous espérons que ce petit tuto et que ces quelques scores vont permettrons de réaliser vos overclocking de façon simple.