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Fréquences Core i9-10900K

Test • Intel Core i9-10900K / i7-10700K / i5-10600K / i5-10400F & Z490 / B460
Fréquences Core i9-10900K

• Core i9-10900K

Pour ce test, Intel nous a fait parvenir les Core i5-10600K et Core i9-10900K, nous nous sommes également procurés un Core i7-10700K par une autre voie, peu après la publication initiale de ce dossier. Intéressons-nous pour commencer au flagship, qui reprend les dimensions exactes des CPU de cette gamme sur les précédentes plateformes LGA11xx. L'IHS est donc très similaire, mais l'absence d'échancrure au bas de ce dernier permet de différencier visuellement cette dixième génération de la précédente. La face arrière comporte cette fois 1200 points de contacts au lieu de 1151, nous avouons volontiers ne pas les avoir comptés.

 

10900k recto10600k verso

Core i9-10900K recto et verso

 

Nous avons reporté dans le tableau suivant, les fréquences mesurées en fonction du taux de sollicitation des cœurs. Ces dernières s'appliquent lorsque que le niveau de consommation n'excède pas l'enveloppe allouée, ce n'est d'ailleurs pas anodin concernant ce processeur comme vous allez le voir.

 

Nombre de coeurs sollicitésFréquence CPU (GHz)
1 5,3
2 5,3
3 5,1
4 5,0
5 5,0
6 4,9
7 4,9
8 4,9
9 4,9
10 4,9

 

Le TDP officiel est fixé à 125 W, soit 31,6% de plus que la génération précédente (à l'exception de l’éphémère 9900KS et ses 127 W), avec 2 cœurs supplémentaires à alimenter (+25%). Le différentiel devrait donc laisser une marge permettant de maintenir des fréquences plus élevées que la génération précédente lors des charges soutenues. Le cache L3 suit logiquement la même inflation, avec 20 Mo en tout. Au repos, la fréquence reste de son côté inchangée à 800 MHz. En ne sollicitant que 2 cœurs avec un ventirad Noctua NH-U12S, nous parvenons à visualiser les 5,3 GHz consécutifs à Turbo Boost 3.0 et TVB. En chargeant à présent tous les cœurs, les 4,9 GHz sont là aussi observés, mais pas éternellement.

 

Fréquences Core i9-10900K [cliquer pour agrandir]

Fréquences CPU-Z Core i9-10900K

 

En effet, si la charge sévère est maintenue, la fréquence va cette fois plonger, pour osciller entre 4,4 et 4,3 GHz. Si vous êtes un lecteur régulier, vous ne serez pas surpris par ce comportement que nous avons déjà décrit lors de précédents tests.

 

 

• PL1, PL2 & TAU

Rappelons rapidement le mode de fonctionnement du Turbo Boost 2.0 côté bleu.

Deux limites pratiques de puissance sont définies pour les CPU d'Intel (il existe aussi les PL3 et PL4, mais ces dernières sont optionnelles et jamais exposées). La première, PL1 (Power Limit 1), correspond au TDP défini pour le CPU. La seconde (PL2) est une valeur plus élevée qui est variable selon les conditions de fonctionnement (qualité du refroidisseur etc.). En général, elle est 25% plus élevée que PL1, mais cette valeur peut être ajustée par le fabricant de carte mère (ou manuellement), à la hausse comme à la baisse. Lors d'une forte sollicitation CPU, PL2 s'applique tout d'abord à ce dernier. La durée durant laquelle cette dernière est conservée (si la charge se prolonge) est nommée TAU. Intel préconisait jusqu'à présent entre une et 8 secondes, mais là aussi, les fabricants de cartes mères pouvaient choisir d'outrepasser cette valeur, également paramétrable manuellement (mais pas systématiquement). Une fois ce temps écoulé et si la charge perdure, le CPU utilise alors PL1 comme limite de puissance, ajustant ses fréquences et tensions pour s'y conformer. 

Voilà pour le fonctionnement nominal, il est tout à fait possible de s'en affranchir, malheureusement souvent sans rien faire, puisqu'à la discrétion du fabricant "optimisant" son BIOS par défaut. Pour cette dixième génération, Intel a toutefois apporté quelques modifications dont vous retrouvez le détail ci-dessous. A noter également à ce sujet, qu'Intel nous indique toujours autoriser ses partenaires à modifier librement ces valeurs selon leur bon vouloir, en fonction de la "qualité" de leur design, bref ce sera encore et toujours la jungle.

 

CPUTDPPL11,25 x PL1PL2Tau
Core i9-10900K(F) 125 W
125 W
156 W
250 W
56 s
Core i7-10700K(F)
125 W
156 W
229 W
 56 s
Core i5-10600K(F)
125 W
156 W
182 W
 56 s
10 cœurs avec / sans iGPU, Core i9-10000(F) 65 W
65 W
81 W
224 W
28 s
8 cœurs avec / sans iGPU, Core i7-10000(F)
 65 W
81 W
224 W
 28 s
6 cœurs avec / sans iGPU, Core i5-10000(F)
65 W
81 W
134 W
 28 s
4 cœurs avec iGPU, Core i3-10000
 65 W
81 W
90 W
 28 s
2 cœurs avec iGPU, Pentium / Celeron
58 W
72 W
58 W
28 s
10 cœurs avec iGPU, Core i9-10000T 35 W
35 W
44 W
123 W
28 s
8 cœurs avec iGPU, Core i7-10000T
35 W
44 W
123 W
28 s
6 cœurs avec GPU, Core i5-10000T
35 W
44 W
92 W
28 s
4 cœurs avec iGPU, Core i3-10000T
35 W
44 W
55 W
28 s
2 cœurs avec iGPU, Pentium & Celeron T
35 W
44 W
42 W
28 s

 

 

Quel impact ?

On passe ainsi d'un ratio autrefois préconisé à 1,25x entre PL1 et PL2, à cette fois 2x dans le cas du 10900K, 1,83x pour le 10700K et 1,46x pour le 10600K. Cela permet de maintenir des fréquences très élevées malgré l'élargissement du processeur (et la "stabilité" du processus de gravure). Ce qui nous chagrine davantage, c'est la valeur TAU portée à 56s. Parce que lorsque l'on y réfléchit un peu, maintenir 250 W durant 56s ou 8s, qu'est-ce ça peut bien changer en pratique durant une session d'encodage d'une heure par exemple ?

 

Pas grand-chose en fait, par contre, pour ceux qui se contentent de tester leurs CPU via des benchs synthétiques, il en va tout autrement. Voici un petit exemple pour illustrer notre propos. Nous avons configuré le 10900K avec les valeurs TAU / PL1 / PL2 indiquées par Intel (56s/125w/250w), mais aussi celles que nous utilisons depuis un an pour tous nos autres CPU bleus (TAU = 28s et PL2 = 1,25 PL1). Cinebench et Cinema 4D partagent leur moteur de rendu, mais la scène à rendre est plus complexe pour le second.

 

Tests

Core i9-10900K

(56s/125w/250w)

Core i9-10900K

(28s/125w/156w)

Ecart
Cinebench 6347 5676 11,8%
Cinema 4D 271 s 282 s 4%
Indice Applicatif 156 151.6 2,9%
Indice Ludique 138.9 138.5 0,03%

 

Qu'est-ce que montrent ces résultats ? Et bien qu'en pratique, changer les valeurs TAU (sauf à mettre une valeur infinie pour ce dernier) et PL2 n'a qu'un impact très modéré lors de sollicitations soutenues, en toute logique puisque c'est PL1 qui déterminera l'enveloppe autorisée et donc les fréquences appliquées durant la majeure partie du test. Toutefois, sous Cinebench, le rendu prend une petite minute avec le 10900K configuré tel qu'Intel l’indique, donc la quasi intégralité du test va se dérouler avec une fréquence de 4,9 GHz. Ce n'est pas le cas avec nos réglages précédents, d'où les presque 12% d'écart. Mais ce qui est surtout intéressant, c'est la comparaison avec le comportement sous Cinema 4D.

 

La scène à rendre est exactement la même que pour Cinebench, mais dans une définition plus élevée afin de correspondre à un usage plus réel. Et là, l'écart n'est plus que de 4%, soit 3x moins. Il serait d'ailleurs encore moindre lors d'un rendu encore plus long. D'ici à dire que pousser TAU à 56s n'a pour seul intérêt que d'augmenter artificiellement les scores des benchs brefs souvent usités lors de reviews, il n'y a qu'un pas. A noter d'ailleurs que sur l'ensemble de notre panel applicatif (dont les tests durent généralement plusieurs minutes), l'impact se limite à 3% et il est nul d'un point de vue ludique. Voilà, c'est terminé pour cette partie, passons aux autres CPU évalués dans le cadre de ce dossier page suivante.



Un poil avant ?

Test • ASRock Z490 Taichi

Un peu plus tard ...

Microsoft propulsé dans le Top 5 des superordinateurs ?

Les 167 ragots
Les ragots sont actuellement
ouverts à tous, c'est open bar !
par Eric B., le Samedi 13 Juin 2020 à 08h08  
Merci au lecteur anonyme pour la correction XXL.
NDPM : merci d'une manière générale pour toutes ses corrections adressées !
par Eric B., le Vendredi 05 Juin 2020 à 14h32  
Je ne dis pas que c'est inutile, je précise juste que c'est une vue très parcellaire, dépendante à la fois des conditions mais aussi du type de charge. Pour avoir une vue d'ensemble du comportement, il ne faut pas se limiter amha à 3 types de charges (c'est surement bcp mieux que rien pour certains dont tu sembles faire parti ) ni à une seule configuration de tests, sinon là-aussi il sera difficile d'inférer un comportement "type" du CPU.

Ajoutes à cela le fait que l'ordonnanceur de Windows passe sa vie à balader les threads d'un cœur à l'autre, la seule option pour faire un suivi fiable, c'est de forcer l'affinité de l'application sollicitant le CPU, avec les cœurs que l'on désire monitorer. Ça ne correspond pas non plus à un comportement typique et peut induire une différentiel de performance en entravant la gestion des cœurs préférés.

Ce n'est donc pas un simple relevé, et à l'instar des jeux multi non intégrés faute de répétabilité acceptable à mon sens, je préfère me passer d'inclure une information parcellaire et pouvant potentiellement être mal interprétée. Ajouter un graphique juste pour dire "je le fais aussi", ça ne m'intéresse pas si son intérêt est discutable au niveau de précision que nous sommes actuellement capable de faire.

Ceci-dit, Nicolas est probablement capable de nous coder un outil sous Linux qui permette au moins de corriger ce dernier point, on verra donc s'il est possible de satisfaire cette requête lors du prochain protocole.
par wolfsen, le Vendredi 05 Juin 2020 à 14h06  
PS: ça fait longtemps que je n'ai pas lu un test de cpu Intel en détail car ça fait longtemps qu'ils n'éveillent plus ma curiosité quand ils sont depuis autant d'années sur la même architecture donc on sait à quoi s'attendre avant même d'avoir lu mais je suis curieux de voir comment ils vont se réveiller sur les prochaines générations.
par wolfsen, le Vendredi 05 Juin 2020 à 14h03  
par Eric B., le Vendredi 05 Juin 2020 à 06h45
Chez AMD le fonctionnement du Boost diffère d'Intel, c'est pourquoi indiquer les fréquences suivant l'usage des cœurs a moins de sens, je vais y revenir un peu plus bas.
Oui je suis conscient que la fréquence est conditionnée par les contraintes physiques, je pense d'ailleurs que c'est pour ça que TPU les teste sous différentes tâches mais il n'empêche qu'il est toujours intéressant d'avoir des références quitte à ce que la réalité dévie un peu. Par exemple sur un CPU 12 coeurs, je pense qu'il y a une différence entre un cpu qui boost à 4.6ghz sur 1-2 coeurs puis perds directement 300-400mhz quand il y en a plus et un cpu qui boost à 4.6ghz sur 8 coeurs et va perdre progressivement 300-400mhz sur les 4 derniers coeurs. En se fiant juste aux fréquences 1c et 12c, on ne peut à priori pas différencier les deux situations qui vont pourtant avoir des différences de performances significatives, surtout en jeu. Dans le premier cas, la fréquence boost masque une fréquence réelle faible alors que dans la seconde elle est "honnête" car elle sera atteinte dans pas mal de situations. Dans le premier cas, si la fréquence boost augmente, la différence de performance est souvent faible alors que dans la seconde, ça sera souvent perceptible d'où je pense l'intérêt de ma proposition car ça pourrait expliquer pourquoi certains cpu aux fréquences boost différentes ont des performances aussi proches, en particulier chez AMD.

par wolfsen, le Vendredi 05 Juin 2020 à 13h02  
par Un Ragoteur du Grand Est, le Jeudi 04 Juin 2020 à 21h33
Un 2600K même fortement O/C , bride clairement une RTX 2080 , peu importe s'il y a le pci-express 3.0 ou pas.
Oui mais ça n'a pas d'importance tant que tu atteins tes 60 fps que d'autres CPU puissent en faire 200 mais en effet le 2600k souffre un peu dans les endroits assez peuplés mais je faisais plutôt référence à des zones où le gpu est à 100% et où je suis quand même en dessous de ce que je vois dans des vidéos.
par Un médecin des ragots en Île-de-France, le Vendredi 05 Juin 2020 à 10h11  
I9 10900k Der8auer commandé
par Eric B., le Vendredi 05 Juin 2020 à 06h45  
par wolfsen, le Jeudi 04 Juin 2020 à 19h46
C'est cool que vous ayez rajouté la fréquence par nombre de cœurs, les derniers test que j'ai lu en détail étaient ceux des Ryzen 3700x/3900x et 3950x/9900ks où ça se limitait à la fréquence sur 1 et sur tous les cœurs.Bon sinon je viens également de comprendre pourquoi j'avais l'impression que ma 2080 super OC était un peu en dessous de la moyenne malgré que je joue en 4k 60Hz, j'ai un 2600k qui ne gère pas le PCIE 3.0 même si ma CM le peut. Enfin une excuse pour le changer !
Chez AMD le fonctionnement du Boost diffère d'Intel, c'est pourquoi indiquer les fréquences suivant l'usage des cœurs a moins de sens, je vais y revenir un peu plus bas. Mais côté Intel, nous indiquons ces valeurs depuis au moins 5 ans (pas toujours sous forme de tableau il est vrai). Concernant le 9900KS tu n'as pas le détail par cœur car justement la fréquence est systématiquement la même à 5 GHz hors dépassement de l'enveloppe de consommation autorisée, bien entendu.

Precision Boost 2 côté rouge, n'impose pas stricto sensu une fréquence par nombre de cœurs/threads sollicités, mais agit de manière opportuniste via un algorithme qui prend en compte consommation, température, intensité instantanée, etc. Ainsi, le CPU pourra adopter une même fréquence avec 3 cœurs que 5 par exemple, si dans le premier cas la charge soumise à chaque cœur est supérieure à celle du second cas (hors atteinte de la limite de consommation maximale allouée une fois encore). Donc afficher un tableau indiquant nombre de threads et fréquence n'est réellement valable que pour le logiciel testé et ce dans les conditions du test, puisque ce sera différent entre Prime95, Cinema4D, Vegas ou autres, mais aussi durant un épisode caniculaire avec un refroidisseur moyen ou en hiver avec un super watercooling, etc.
par Un Ragoteur du Grand Est, le Jeudi 04 Juin 2020 à 21h33  
par wolfsen, le Jeudi 04 Juin 2020 à 19h46
Bon sinon je viens également de comprendre pourquoi j'avais l'impression que ma 2080 super OC était un peu en dessous de la moyenne malgré que je joue en 4k 60Hz, j'ai un 2600k qui ne gère pas le PCIE 3.0 même si ma CM le peut
Enfin une excuse pour le changer !
Un 2600K même fortement O/C , bride clairement une RTX 2080 , peu importe s'il y a le pci-express 3.0 ou pas.
par wolfsen, le Jeudi 04 Juin 2020 à 19h46  
par Eric B., le Jeudi 04 Juin 2020 à 06h32
Ce que tu demandes est déjà en bonne partie réalisé et ça ne date pas d'hier, puisque nous mesurons systématiquement les fréquences réelles appliquées selon le nombre de cœurs sollicités (cf. tableaux + captures d'écran CPU-Z pages 3 & 4). Ajouter un graphique pour montrer l'évolution de la fréquence au cours d'une tâche pourquoi pas, je ne suis pas sûr pour autant que ça apporte grand-chose de plus en termes d'informations, à ce que nous proposons déjà. Ce serait peut-être plus parlant pour certains par contre, la suggestion est notée en tout cas.
C'est cool que vous ayez rajouté la fréquence par nombre de cœurs, les derniers test que j'ai lu en détail étaient ceux des Ryzen 3700x/3900x et 3950x/9900ks où ça se limitait à la fréquence sur 1 et sur tous les cœurs.
Bon sinon je viens également de comprendre pourquoi j'avais l'impression que ma 2080 super OC était un peu en dessous de la moyenne malgré que je joue en 4k 60Hz, j'ai un 2600k qui ne gère pas le PCIE 3.0 même si ma CM le peut
Enfin une excuse pour le changer !
par Eric B., le Jeudi 04 Juin 2020 à 13h42  
par Etropmej en Île-de-France, le Jeudi 04 Juin 2020 à 12h22
En parlant de ça, merci pour le tableau récapitulatif des fréquences par cores. Après, il y a bien une différence entre le nombre de threads utilisés (ex: 9ème et 10ème threads sur https://www.techpowerup.com/review/intel-core-i5-10500/20.html), chose que CDH ne montre pas encore. ; Mais en tout cas, merci de l'avoir fait.
L'HT (ou SMT chez AMD) consiste à utiliser 2 files distinctes pour le traitement des micro-ops par les unités d'exécutions au sein d'un même cœur. La gestion des fréquences par Turbo Boost 2.0 chez les bleus ne s'opère donc pas par thread, mais bel et bien par nombre de cœurs sollicités (tu peux d'ailleurs le vérifier aisément dans le bios), c'est pourquoi c'est ce point que nous jugeons pertinent de mesurer.

Ce qui explique par contre les variations entre threads partageant un même cœur, c'est l'impact de la limite de consommation. En effet, comme l'HT augmente le taux de "saturation" des ressources, il génère une consommation supérieure en général. Lorsque cette dernière excède l'enveloppe allouée, le CPU réagit alors en abaissant fréquence et tension de manière extrêmement rapide en jonglant entre les cœurs à ce niveau, pour revenir dans l'enveloppe allouée. C'est pourquoi tu notes toi même que ce comportement survient de manière notable (si tant est qu'1,5% puissent être considérés comme tel) qu'aux 9/10ème threads dans cet exemple (6 threads conduisent par exemple à des fréquences plus élevées que 5 ici), car avec un tel parallélisme on arrive justement au limite de l'enveloppe allouée pour le CPU testé et cet usage.

Tu comprendras donc aisément que selon le type de tâches soumises et la façon dont l'ordonnanceur de Windows décide de les affecter aux ressources ("cœurs" virtuels), tu peux ou pas avoir des variations de fréquence entre couple de threads, c'est pourquoi il me parait plus pertinent de se borner au comportement par cœur.
par Etropmej en Île-de-France, le Jeudi 04 Juin 2020 à 12h22
D'ailleurs vous déterminez les fréquences avec une longue session de Prime95 j'imagine ?Pour une évolution de la fréquence au cours d'une tache, idem, je te rejoins sur le fait que ce ne sera pas très utile. Autant attendre "3 plombes" et prendre la fréquence la plus basse atteinte pour avoir un chiffre totalement fiable.A la place, je propose d'avoir les fréquences par threads sans AVX et avec AVX (1, 2 et 512. Le plus récent sera utilisé pour avoir la plus basse fréquence garantie), voire si possible carrément voir les fréquences no AVX, AVX, AVX 2 et AVX 512 séparés.
Plusieurs logiciels sont utilisés pour noter le comportement, je préfère OCCT, mais c'est un choix personnel. Par contre, des tâches plus "réelles" sont aussi réalisées pour voir en pratique ce que cela donne avec un long rendu ou un calcul d'IA.
par Etropmej en Île-de-France, le Jeudi 04 Juin 2020 à 12h22
Vous n'avez pas carte mères estampillées "Gen 3" en Z68 ou une carte mère Z77 dans les cartons ?Après, même le PCIe 3.0 x8 (soit PCIe 2.0 x16) bride une RTX 2080 Ti que de 3% au pire des cas: https://www.techpowerup.com/review/nvidia-geforce-rtx-2080-ti-pci-express-scaling/6.html.
Si j'ai bien (très capricieuse ceci-dit), mais la carte mère ne transformera pas les lignes PCIe 2.0 d'un CPU Sandy Bridge, en 3.0. Et j'espère que nous aurons mieux qu'une 2080 Ti pour le prochain protocole
par Etropmej en Île-de-France, le Jeudi 04 Juin 2020 à 12h22
Par contre pour le protocole CPU 2020, ne vaudrait-il pas mieux utiliser que des logiciels pouvant utiliser AVX, AVX2 et AVX512 seulement si le CPU le gère ? Voire même sans AVX étant donné que chez Intel ça joue énormément sur la fréquence des CPUs.Ca permettrait même de remonter les tests jusqu'aux CPUs Nehalem, LGA 1366 prenant des hexa cores qui brideront beaucoup les GPUs.
Je ne suis pas sûr de bien comprendre ce que tu veux dire dans ce dernier paragraphe, mais tel que je l'entends, oui l'idéal est bien entendu d'utiliser des logiciels qui peuvent exploiter les différentes intégrations d'AVX si existantes, mais capables aussi de fonctionner sans le cas échéant. C'est loin d'être généralisé, bien souvent lorsqu'il n'y a pas de support pour l'AVX, le logiciel ne s'exécute tout simplement pas. On se retrouve alors avec l'absence de score pour certaines références, rendant l'indice et donc la comparaison "moyenne" totalement inéquitable. Bref ce n'est pas si simple de trouver exactement ce que l'on souhaite, qui corresponde aussi à un usage pratique, permette de remonter aussi loin que possible dans l'histoire des CPU, tout en n'excluant pas les apports des derniers ajouts au jeu d'instructions, vu leur apport dans certains domaines.
par Etropmej en Île-de-France, le Jeudi 04 Juin 2020 à 12h22  
par Eric B., le Jeudi 04 Juin 2020 à 06h32
En parlant de ça, merci pour le tableau récapitulatif des fréquences par cores. Après, il y a bien une différence entre le nombre de threads utilisés (ex: 9ème et 10ème threads sur https://www.techpowerup.com/review/intel-core-i5-10500/20.html), chose que CDH ne montre pas encore.
Mais en tout cas, merci de l'avoir fait.

D'ailleurs vous déterminez les fréquences avec une longue session de Prime95 j'imagine ?

Pour une évolution de la fréquence au cours d'une tache, idem, je te rejoins sur le fait que ce ne sera pas très utile. Autant attendre "3 plombes" et prendre la fréquence la plus basse atteinte pour avoir un chiffre totalement fiable.

A la place, je propose d'avoir les fréquences par threads sans AVX et avec AVX (1, 2 et 512. Le plus récent sera utilisé pour avoir la plus basse fréquence garantie), voire si possible carrément voir les fréquences no AVX, AVX, AVX 2 et AVX 512 séparés.
par Eric B., le Mercredi 03 Juin 2020 à 05h50
Vous n'avez pas carte mères estampillées "Gen 3" en Z68 ou une carte mère Z77 dans les cartons ?

Après, même le PCIe 3.0 x8 (soit PCIe 2.0 x16) bride une RTX 2080 Ti que de 3% au pire des cas: https://www.techpowerup.com/review/nvidia-geforce-rtx-2080-ti-pci-express-scaling/6.html

Par contre pour le protocole CPU 2020, ne vaudrait-il pas mieux utiliser que des logiciels pouvant utiliser AVX, AVX2 et AVX512 seulement si le CPU le gère ?
Voire même sans AVX étant donné que chez Intel ça joue énormément sur la fréquence des CPUs.

Ca permettrait même de remonter les tests jusqu'aux CPUs Nehalem, LGA 1366 prenant des hexa cores qui brideront beaucoup les GPUs.
par Eric B., le Jeudi 04 Juin 2020 à 06h32  
Ce que tu demandes est déjà en bonne partie réalisé et ça ne date pas d'hier, puisque nous mesurons systématiquement les fréquences réelles appliquées selon le nombre de cœurs sollicités (cf. tableaux + captures d'écran CPU-Z pages 3 & 4). Ajouter un graphique pour montrer l'évolution de la fréquence au cours d'une tâche pourquoi pas, je ne suis pas sûr pour autant que ça apporte grand-chose de plus en termes d'informations, à ce que nous proposons déjà. Ce serait peut-être plus parlant pour certains par contre, la suggestion est notée en tout cas.