Intel Core i7-3770K et i5-3570K : Ivy Bridge 22nm en test

Température

Avant de passer à l'overclocking nous tenons à aborder les températures des Ivy Bridge. En effet, si leur consommation est en baisse, la température reportée pour les cores par les différents outils de monitoring est en nette hausse. Pour rappel les processeurs Intel sont dotés d'un Digital Thermal Sensor (DTS) pour chaque cœur qui reporte dans un registre l'écart de température avec la température maximale supportée (TJmax). La fiabilité de ces sondes est sujette à caution lorsqu'on s'écarte du TJmax et même si elle a été améliorée au fil des générations on reste encore à une marge maximale de +/- 5°C avec un objectif de +/- 2°C ce qui explique une partie des écarts parfois importants mesurés entre plusieurs cœurs. Nous tenons au passage à remercier Martin de HWiNFO  pour son aide dans ce domaine.

Sur Ivy Bridge Desktop la température maximale (Tjmax) a été relevée par Intel puisqu'elle passe à 105 °C, contre 98°C sur Sandy Bridge Desktop. Jusqu'à présent de telles températures maximales se retrouvaient surtout sur des puces mobiles ou serveur. Une fois cette température atteinte, des mécanismes d'abaissement de la fréquence interviennent, c'est ce qu'on appelle le Throttling, afin de ne pas endommager le processeur. En pratique c'est aux environs de 95°C sur Sandy Bridge et 102°C sur Ivy Bridge que nous avons vu ces mécanismes se mettre en route après avoir coupé les ventilateurs sur processeurs overclockés. Ces valeurs sont bien supérieures à ce que beaucoup s'autorisent par peur d'abimer leur CPU malgré les spécifications officielles d'Intel. Sachez que ce n'est que vers 120-130°C que le processeur se coupera complètement afin d'éviter d'être endommagé définitivement.


[ Avant Throttling ]  [ Après Throttling ]
Voici les valeurs relevées sur différents processeurs en charge sous Prime95 avec une température ambiante de 25°C en charge sous Prime95 avec un Noctua NH-U12P SE2 (tests hors boîtier). Nous effectuons la moyenne des 4 sondes ce qui permet de réduire l'influence de la marge d'erreur par sonde :

- Core i5-2500K : 48°C (23°C de delta T, 50°C de marge vs Tjmax)
- Core i7-2600K : 51°C (26°C de delta T, 47°C de marge vs Tjmax)
- Core i7-2700K : 53°C (28°C de delta T, 45°C de marge vs Tjmax)
- Core i5-3570K : 56°C (31°C de delta T, 49°C de marge vs Tjmax)
- Core i7-3770K : 59°C (34°C de delta T, 46°C de marge vs Tjmax)

Malgré la baisse de la consommation, les températures sont donc en hausse notable, avec 8°C de plus sur l'i5 et 6 à 8° de plus sur l'i7. Le premier coupable semble évident, c'est l'augmentation du nombre de watts à dissiper par mm².

En effet en charge sous Fritz, nous avons ainsi relevé pour les core seuls sous HW Monitor 61,2 watts sur l'i7-2600K contre 49,8 watts sur l'i7-3770K. Seulement du fait de la nouvelle finesse de gravure ces derniers n'occupent plus que 45mm² environ sur Ivy Bridge, contre 70mm² environ sur Sandy Bridge, soit environ 36% de moins. Un écart plus grand que celui de die à die, qui est de 26% (160mm² vs 216mm²) du fait l'augmentation de taille de l'IGP. On arrive donc aux résultats suivants :

- Sandy Bridge : 0.87 watts par mm²
- Ivy Bridge : 1.11 watts par mm²

Bien entendu le refroidissement se fait sur des surfaces plus importantes : le die est plus grand que les coeurs seuls et il est en contact avec l'IHS du CPU (la coque métallique), lui-même étant en contact avec le radiateur processeur, mais avec chaque fois des pertes en termes de conductivité thermique. Mais de ce côté il semble également y avoir un recul puisque Pt1t , qui a décapsulé un Ivy Bridge, a noté que le contact entre die et IHS était fait avec de la simple pâte thermique au lieu d'un joint métallique en indium qui offrait une meilleure conductivité thermique.

Reste qu'en portant la température maximale supportée des Ivy Bridge desktop à 105°C, Intel compense cette hausse de température et on dispose au final d'une marge quasi identique entre Sandy Bridge et Ivy Bridge avec un même ventirad, ce qui permet de ne pas augmenter les besoins en refroidissement d'Ivy Bridge. Mais ceux qui aiment avoir une température plancher pour leur CPU en seront pour leurs frais.