Tout savoir sur les puces AMD Ryzen 7000 : Zen 4, AM5, DDR5, PCIe 5.0

Nous avons enfin pu découvrir les quatre nouveaux CPU Ryzen (les premiers d’une série qui s’allongera dans les prochains mois) lors de la dernière conférence d’AMD, et dont la sortie est attendue pour le 27 septembre :

• Ryzen 5 7600X (6 cœurs, 12 threads), 4,7 GHz/5,3 GHz, 38 Mo cache L2+L3, TDP 105W, 299 $
• Ryzen 7 7700X (8 cœurs, 16 threads), 4,5 GHz/5,4 GHz, 40 Mo cache L2+L3, TDP 105W, 399 $
• Ryzen 9 7900X (12 cœurs, 24 threads), 4,7 GHz/5,4 GHz, 76 Mo cache L2+L3, TDP 170W, 549 $
• Ryzen 9 7950X (16 cœurs, 32 threads), 4,5 GHz/5,7 GHz, 80 Mo cache L2+L3, TDP 170W, 699 $

Comme il est de coutume, AMD a donc annoncé en premier ses flagships et autres modèles les plus puissants. Il est toutefois intéressant de noter qu’AMD a fait le choix d’un Ryzen 7 7700X, mettant fin aux rumeurs d’un éventuel 7800X pour le lancement de la gamme.

Mais la donnée la plus marquante de cette annonce concerne les fréquences de boost de chacun des modèles présentés : tous dépassent désormais les 5 GHz, une barrière que les processeurs sur l’architecture Zen 3 ne franchissent jamais, quand Intel propose plusieurs modèles au-delà de cette limite depuis Comet Lake en 2019. Plus intéressant encore que les fréquences maximales annoncées par AMD (qui concernent généralement la fréquence maximale sur un seul cœur), le constructeur indique que ses différents modèles sont désormais capables d’atteindre une fréquence plus élevée sur plusieurs cœurs en même temps.

En outre sa nouvelle architecture permettrait d’obtenir 5 GHz sur tous les cœurs simultanément. Mais bien qu’intéressantes sur le papier, ces performances impressionnantes ont un coût en termes de consommation et de chauffe, nous allons y revenir.

L’architecture Zen 4 décortiquée

Ces quatre nouveaux modèles sont donc les premiers sur la microarchitecture Zen 4 dite « Raphael », qui concerne les processeurs Ryzen grand public pour PC de bureau (par opposition à Genoa, pour la gamme EPYC, ou encore Phoenix, pour les APU mobiles et desktop).

La première nouveauté de cette architecture mise en avant par AMD est le processus de gravure en 5 nanomètres pour les CCD (Core Compute Die, qui regroupent les cœurs), spécialité de TSMC, le fondeur taïwanais qui fournit les puces d’AMD depuis de nombreuses années. Cette finesse de gravure, réduite de près de 29 % par rapport aux 7 nm de Zen 3, permet notamment d’obtenir une meilleure efficacité énergétique et donc de plus hautes montées en fréquence, un point sur lequel AMD va beaucoup insister. C’est entre autres ce qui permet aux cœurs sur cette architecture de largement dépasser les 5 GHz. L’I/O Die, le chiplet dédié à la gestion des bus de communication comme le PCI-Express, passe quant à lui à une gravure en 6 nanomètres, toujours l’œuvre de TSMC, AMD abandonnant ainsi GlobalFoundries et son processus à 12 nm pour cette puce additionnelle.

En plus de son  augmentation sensible de la fréquence, AMD annonce une amélioration de 13 % du nombre d’instructions par cycle par rapport à Zen 3, une avancée qui a notamment été permise par un élargissement du front-end (la partie chargée du stockage en cache et du traitement des instructions), mais aussi par quelques ajustements sur la mémoire cache. Concrètement, la mémoire cache de niveau 2, dans laquelle le CPU va stocker les données dont il aura immédiatement besoin pour l’exécution de ses instructions, a été doublée avec Zen 4, passant de 512 Ko à 1 Mo par cœur.

Une autre nouveauté mise en avant par AMD concerne le jeu d’instructions AVX-512, une annonce assez étonnante dans cette présentation, puisque non seulement il concerne assez peu les usages courants sur PC, comme le jeu ou la création assistée par ordinateur, mais il est en passe d’être abandonné par Intel, qui l’a tout simplement désactivé sur ses processeurs Alder Lake.

AMD affirme que l’inclusion de ce jeu d’instructions va contribuer à améliorer les performances de ses CPU dans l’application de modèles issus de calculs par IA, une fonction pour laquelle Intel a développé un autre jeu d’instructions sous le nom de Deep Learning Boost.

Avec cette nouvelle génération de CPU, AMD indique vouloir viser les joueurs et les créateurs de contenu (comme d’habitude, dirons certains). Les quelques données de performances diffusées par la marque se sont donc largement concentrées sur ces deux points. Bien qu’il faille les prendre avec les pincettes de rigueur lorsqu’un fabricant fait la promotion de ses propres produits, elles donnent une idée de ses ambitions.

En prenant en référence le 7950X, sa puce grand public la plus puissante, AMD nous indique donc que celle-ci surpasse de 35 % son 5950X de 2020 dans les jeux (une sélection bien spécifique comprenant DOTA 2, Shadow of the Tomb Raider, Borderlands 3 et CS:GO, pas les titres les plus récents ou les plus gourmands).

Même tendance concernant les applications 3D (plus précisément V-Ray Render, Corona Render, Arnold Renderer et POV-Ray), dans lesquelles la dernière génération affiche des gains jusqu’à 48 % par rapport à la précédente. Dans tous les cas, il convient de rappeler que le protocole de test d’AMD n’est pas donné en détail, et nous imaginons assez facilement que le constructeur aura sélectionné les résultats les plus convaincants, obtenus dans les conditions les plus favorables.

Toujours est-il que les gains annoncés sont impressionnants, et AMD a d’ailleurs cherché à enfoncer le clou sur ce point en comparant sa dernière fournée avec son concurrent Intel. Dans les jeux d’abord, avec le titre F1 2022 qui va permettre de mettre en avant les performances en single thread. Cette particularité occasionne un petit pied de nez du fabricant à son rival, en mettant un Ryzen 5 7600X face à l’énorme Core i9-12900K pour illustrer le gain de 11 % sur ce dernier. Dans les applications ensuite, où AMD met cette fois le 7950X en face du flagship d’Intel pour annoncer des performances jusqu’à 57 % meilleures sur un benchmark sur V-Ray.

Des TDP en hausse, comme les performances

Nous l’avons vu, les Ryzen 7000 affichent, au moins sur le papier, des gains de performance impressionnants, aussi bien face à leurs prédécesseurs que leurs concurrents. Mais ces performances ont un coût, et il n’est pas seulement financier : le TDP de la plupart des modèles présentés par le fabricant a considérablement augmenté.

Bien qu’il soit exprimé en watts, le TDP (Thermal Design Power, également appelé « enveloppe thermique » en français) n’est pas une donnée destinée à désigner la puissance ou la consommation électrique d’un composant, mais la chaleur maximum qu’il va générer.

Chaque constructeur a sa propre manière de calculer le TDP, et Intel s’est d’ailleurs fait remarquer par le passé en critiquant directement le principe même de cette notion pour son imprécision. Toujours est-il que, dans le cas d’un CPU, cette valeur est utile pour choisir le bon système de refroidissement pour l’accompagner, ces derniers ayant également un TDP maximum auquel ils se destinent, indiquant la chaleur qu’ils sont capables de dissiper. En outre, il donne aussi une idée, ne serait-ce que vague, de la consommation électrique d’un produit, puisque sa valeur va y être directement liée.

Prenons l’exemple du Ryzen 5 7600X, dont le TDP annoncé par AMD est à 105 W. C’est une hausse de près de 60 % par rapport au 5600X (65 W) pour exactement le même nombre de cœurs. Une des raisons de cette hausse tient dans l’augmentation générale de la fréquence, qui a une incidence notable sur la chaleur dégagée par le CPU, notamment la volonté d’AMD de produire des puces capables de maintenir une fréquence de 5 GHz sur plusieurs cœurs.

De l’autre côté du spectre, les Ryzen 9 connaissent aussi une augmentation drastique de leur TDP, le 7900 X et le 7950 X étant tous les deux affichés à 170 W, là encore une hausse de 62 %. La conséquence de ces valeurs élevées est qu’aucun des quatre modèles présentés par AMD ne sera fourni avec un ventirad de série : le fameux Wraith que l’on retrouvait auparavant jusqu’en milieu de gamme disparait.

Pour mieux faire passer la pilule, ou pour mieux mettre en avant les performances de sa nouvelle fournée, AMD a donc passé une partie substantielle de sa conférence à insister sur un point précis : les performances par watt. Concrètement, si le TDP plus élevé de cette nouvelle génération de processeurs implique une consommation maximale en hausse, le fabricant a tenu à attirer l’attention sur l’efficacité énergétique de ses CPU. La réduction de la finesse de gravure à 5 nanomètres permet de limiter la surface des dies, ce qui implique en effet une meilleure efficacité énergétique, c’est-à-dire une plus grande puissance de calcul à consommation égale.

Dans les faits, et en reprenant l’exemple de son 7950X, AMD annonce que ce dernier obtiendrait les mêmes performances qu’un 5950X à 62 % de sa consommation maximale, et une augmentation des performances de 49 % à consommation égale. Encore une fois, ces valeurs devront être vérifiées par des tests, mais, sur le papier, l’idée est particulièrement intéressante. Cela pourrait impliquer une consommation réelle en baisse à performances comparables. Reste à savoir dans quelles conditions ces CPU atteindront leur consommation maximale, et s’il sera possible de limiter celle-ci, par exemple à l’aide de réglages dans l’UEFI.

La DDR5 et l’arrivée d’EXPO

Une des nouveautés de Zen 4 est la gestion de la mémoire vive DDR5, un point sur lequel AMD rattrape logiquement son concurrent Intel, qui la prend en charge depuis la sortie d’Alder Lake en 2021. Tous les Ryzen 7000 accepteront donc des barrettes de DDR5 jusqu’à 5200 MHz, mais avec cette annonce, AMD a également mis fin à une attente assez particulière : exit la DDR4.

Sur ce point, Intel a tenu à assurer une certaine transition avec Alder Lake en rendant ses CPU compatibles avec les deux normes, compliquant un peu l’achat d’une carte mère, puisqu’il fallait s’assurer que celle-ci dispose des bons slots DIMM (évidemment incompatibles d’une génération à l’autre).

Chez AMD, ça sera le futur ou rien. En outre, au-delà des gains théoriques de performances que la technologie promet, ce sera un nouveau coup dur pour le portefeuille : une paire de barrettes en DDR5 4800 (2 x 8 Go) vous coûtera le plus souvent autour de 130 €, quand deux barrettes de DDR4 3200 se trouvent aisément autour de 90 €.

Mais l’arrivée de la DDR5 n’est pas la seule nouveauté qu’AMD apporte à sa gestion de la mémoire vive, puisque la marque a également présenté EXPO (Extended Profiles for Overclocking), son alternative à XMP (eXtreme Memory Profiles) chez Intel. Le principe est sensiblement le même : chaque barrette de RAM contiendra un ou plusieurs profils indiquant des réglages optimaux, permettant de ne pas se soucier de détails techniques comme la fréquence, les timings ou la tension pour obtenir les meilleures performances de sa mémoire vive. AMD promet que ces réglages pourront s’appliquer d’un clic et annonce un gain de performances jusqu’à 11 % en 1080p. Le constructeur a déjà précisé que plusieurs marques sortiront des barrettes de RAM DDR5 compatibles EXPO dès le 27 septembre, parmi lesquels Adata, Corsair, G.Skill ou encore Kingston.

Un nouveau socket AM5

Parlons un peu des cartes mères qui accompagneront ces Ryzen 7000, et notamment de la principale nouveauté mise en avant par AMD : le socket AM5. Le remplaçant de l’AM4 vient prendre la relève après plus de 5 ans de bons et loyaux services et avoir supporté les quatre précédentes générations de Ryzen.

Premier changement de taille : le passage d’un branchement PGA (Pin Grid Array), qui intègre les broches au processeur, à du LGA (Land Grid Array), où les broches se trouvent sur la carte mère. La bonne nouvelle, c’est que vous aurez désormais moins de chances de péter un CPU à 700 euros suite à un faux mouvement. La mauvaise, c’est que les broches du côté du socket seront toujours assez fragiles, et d’autant plus difficiles à redresser en cas de torsion accidentelle. D’autant que, nous allons le voir, le prix des cartes mères risque d’être assez salé.

Outre ce nouveau type de branchement, AMD indique que l’AM5 sera désormais capable de délivrer jusqu’à 230 watts au CPU, donnant une idée de la consommation maximale des modèles les plus gourmands, et disposera évidemment de la bande passante nécessaire à le rendre compatible avec la DDR5 et le PCI-Express 5.0. AMD annonce que le support de ce socket sera maintenu au moins jusqu’en 2025, ce qui peut laisser espérer une longévité potentiellement aussi grande que pour l’AM4.

Enfin, AMD avait une bonne nouvelle pour les actuels possesseurs d’une plateforme AM4, puisque les systèmes de refroidissement de cette dernière devraient être totalement compatibles avec l’AM5, sans toutefois préciser si d’éventuels adaptateurs seront nécessaires. Comme nous l’avons vu, il faudra cependant faire attention au TDP de votre ventirad actuel : celui d’un 5600X ne suffira clairement pas à refroidir correctement un 7600X.

Les chipsets X670 et B650 en détail

Un nouveau CPU, cela signifie généralement un nouveau chipset, et les Ryzen 7000 ne font pas exception. Et il y a à dire sur ce point, puisque, non content de reprendre globalement la même nomenclature que pour ses précédentes générations (nous retrouvons un X670 pour l’overclocking et un B650 pour un usage plus classique), AMD a décidé de compliquer un peu la segmentation de ses modèles. Ainsi, les B650 et X670 existeront dans une version « normale » et une version « Extreme », signalée par un petit « E » à la fin du nom. Cette lettre désigne en réalité la répartition des lignes PCI-Express 5.0.

Prenons par exemple le cas du X670 et du X670E. Dans les deux versions, les chipsets disposent du même nombre de lignes PCIe, c’est-à-dire 24 au total. Leur répartition va en revanche varier en fonction du modèle : le X670E va garantir la présence de 16 lignes PCIe 5.0 pour le premier connecteur PCI-Express (généralement celui destiné à accueillir la carte graphique) et au moins 4 lignes PCIe 5.0 pour un port M.2 (pour brancher un SSD, AMD annonçant que les premiers modèles PCIe 5.0 arrivent dès novembre).

Dans le cas de la version classique X670, AMD laisse aux constructeurs de cartes mères le choix d’attribuer les lignes PCIe à leur guise, il faudra donc bien lire la fiche technique avant l’achat pour s’assurer que le modèle que vous convoitez dispose des fonctions qui vous intéressent, sachant que la même logique s’applique avec les B650 et B650E. En outre, précisons que 16 lignes PCIe 5.0 pour un GPU sont loin d’être indispensables dans un PC moderne, les chances de tirer parti d’une telle bande passante étant quasi nulles pour une machine, même en jeu.

Enfin, le tarif de ces cartes mères sera là pour porter le coup de grâce à vos finances. AMD a annoncé que les prix de départ pour un modèle en B650 tourneront autour de 125 dollars, mais, selon toute vraisemblance, les versions disponibles dans cette gamme de prix risquent d’être plus ou moins limitées au niveau des fonctions proposées. Il faudra attendre les premières annonces des constructeurs pour en avoir le cœur net, mais les prix déjà connus des modèles X670 ne sont pas pour nous rassurer : certaines cartes dépassent largement les 1000 euros. Notons tout de même que les X670 seront les premières cartes mères à être disponibles, annoncées pour une sortie simultanée avec les Ryzen 7000, tandis que les B650 devraient arriver un mois plus tard, en octobre.