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Sethenès

Performance mono-cœur : 1 chiffre

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Souvent, j'évoque la diminution drastique de l'évolution de la puissance des processeurs, mais je viens de tomber sur un exemple significatif.

En janvier 2000, le test super_pi_32 a été effectué sur un Pentium III 500 MHz en 1h58, soit environ 120 minutes. A la fin de la même année, ce test a été fait sur une des meilleures machines (tunées, ...) et a pris, 1h14 soit 74 minutes. En août 2006, soit moins de 6 ans plus tard, le temps passait à 10m41 secondes, soit près de 7x plus rapide en 6 ans.

Avec un refroidissement à azote liquide, la barre des 5 minutes (4m51s) a été franchie en 2014 et en 2019, la meilleure performance enregistrée, toujours sous azote liquide a été de 4min2 secondes.

Donc, entre 2000 et 2006, la perf a été multipliée par 7, entre 2006 et 2014, par 2,2 et entre 2014 et 2019 par 1,2 !

Si on calcule par an (en prenant la racine 6ème de 7, la racine 8ème de 2,2, etc), ça donne
De 2000 à 2006 : +38% chaque année,
De 2006 à 2014 : +10% chaque année,
De 2014 à 2019 : +3% chaque année !

C.Q.F.D. ?

Source https://hwbot.org/benchmark/superpi_-_32m/

A titre indicatif sur le petit i7 de mon NUC (2 ans), le temps de calcul est de 10 minutes et 51 secondes et sur l'i7 (5 ans) du Hack de 14m17 secondes ! 

Comme on le voit, l'un est clairement orienté tâche mono-cœur et l'autre paie ses 12 threads en puissance mono-thread ! A noter que pour le moment le Hack farme du folding@Home (10 threads / 12 + le GPU à fond) donc il est possible que la fréquence soit déjà un peu contenue car il chauffe bien malgré ses 7 ventilateurs. Je testerai si un jour j'arrête le folding (ou qu'il est en pause par manque de jobs, ce qui arrive de temps en temps).

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Il y a 15 heures, Sethenès a dit :

Souvent, j'évoque la diminution drastique de l'évolution de la puissance des processeurs, mais je viens de tomber sur un exemple significatif.

Oui mais en fait non : ce que tu décris dans ton exemple c'est l'évolution de la puissance d'un cœur unique, pas des processeurs. Il n'y a pas de raison de considérer que la puissance monocore est plus importante que la puissance totale.

La majeure partie des logiciels "cpu-bound" (i.e. dont les perfs sont limitées en pratique par la puissance cpu disponible) sont aujourd'hui parallélisés pour exploiter les coeurs multiples. Certains ne le sont pas car leurs développeurs sont un peu feignasses : il faut alors changer de logiciel. Reste effectivement une petite partie de logiciels qui ne peuvent pas bien être parallélisés. C'est embêtant, mais ce n'est pas une nouveauté dans l'évolution des architectures des CPU : quand les cpu vectoriels sont apparus, il a fallu aussi modifier/optimiser les codes pour exploiter au mieux la vectorisation, sans quoi les performances n'étaient pas meilleures que sur les cpu classiques, et il y avait aussi quelques cas d'algorithmes difficiles ou impossible à vectoriser. C'est aussi le boulot des algorithmiciens de trouver des solutions, en changeant complètement d'algorithme si besoin pour s'adapter au hardware.

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Hormis les cas d'emploi hyper-spécialisés qui, soit ciblent un coeur très puissant, soit tirent pleinement parti d'un très grand nombre de coeurs; l'optimum pour un usage simultané de tâches très diversifiées ne serait-il pas d'avoir un quadri-coeurs (multithread ou non ou bi-coeurs multithread) bien équilibré?

J'ai l'impression que la plupart des benchs se focalisent sur les cas d'emploi hyper-spécialisés. Certes beaucoup d'utilisateurs professionnels spécialisés (ou analogues) regarderont à juste titre ces résultats pour orienter leur choix, mais un utilisateur plus "ordinaire" surinterprètera peut-être à contre-emploi ces résultats?  

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@Fred4 : oui, c'est bien la raison pour laquelle j'essaie de sensibiliser à ce glissement.

@Pehache : tu as "aussi" raison bien sûr mais le problème est que, comme le suggère Fred4, quel est le % d'utilisateur capable d’interpréter les chiffres par méconnaissance de leurs propres usages ?

Prenons une "grosse boite" et sortons du service informatique. Je prétends que "le" logiciel le plus utilisé pour faire de la "programmation" est Excel. D'accord, enregistrer une macro excel, c'est le niveau 0 de la programmation. Et même parmi ceux qui s'y connaissent un peu, rare sont ceux qui sont capables d'écrire des macros un peu rapide (usage de la fonction Offset et de quelques autres).

Mais même si tu prends les "table pivot" qui sont "en gros" des query SQL ("group by", ...), même aujourd'hui, c'est mono-thread. Alors je sais ... Microsoft ... etc. Mais c'est ça, la réalité pour beaucoup.

Pire même, si on y réfléchi, les derniers gros "boost" (très relatifs) en mono-cœur sont liés à l'introduction d'une technique turboboost (dans laquelle visiblement Intel excelle). Mais, c'est quand même le summum de la c*nnerie puisque en gros, c''est une technique qui permet de contourner les défauts liés à la multiplication des cores !

Au fond, il y a multiplication des cores pour des utilisateurs qui n'en n'ont pas besoin et on est obligé de pallier aux problèmes que cette multiplication entraîne !

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Pour les utilisateurs « ordinaires » je suggère de regarder la moyenne géométrique des deux Geekbench monocoeur et multicœur.

Exemple avec les Geekbench 4 des MBP 2019 15 pouces trouvés dans l’article Consomac consacré au test

i7 hexacoeur mono 5521 multi 23770 moyenne géométrique 11456;

i9 octocoeur mono 5371 multi 28024 moyenne géométrique 12269 soit environ +7% sur cet indicateur composite.

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Posted (edited)
Il y a 3 heures, Sethenès a dit :

Pire même, si on y réfléchi, les derniers gros "boost" (très relatifs) en mono-cœur sont liés à l'introduction d'une technique turboboost (dans laquelle visiblement Intel excelle). Mais, c'est quand même le summum de la c*nnerie puisque en gros, c''est une technique qui permet de contourner les défauts liés à la multiplication des cores ! 

Le turbo-boost (qui n'est rien d'autre qu'un overclockage temporaire) n'est pas en soi directement lié à la multiplication des cores, c'est une technique applicable même sur un CPU monocore (même si ça a plus d'intérêt sur des CPU multicore, vu que la fréquence de base tend à y être abaissée).

De toutes façons la tendance multicore n'est pas réellement un choix, elle est plus ou moins imposée par le mur physique auquel se heurtent les concepteurs de puces, et qui fait -comme tu le notes- que les perfs d'un coeur unique ne peuvent dorénavant que faiblement progresser. Il devient compliqué d'augmenter les fréquences, et les optimisations d'exécution internes aux processeurs atteignent déjà des sommets de complexité.

PS : "Excel' et calculs hautes performances, hum :-)...

Edited by pehache

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J'ai volontairement tardé à répondre à la discussion. Je ne voulais pas rentrer dans un débat.

Effectivement l'idée de pondérer le score mono par le score multi n'est pas bête.

Je profite de cette discussion pour (paradoxalement) en prendre le contre-pied et évoquer la révolution qui est en train de se produire. Je pèse mes mots. La sortie d'AMD de la fin 2019 a poussé Intel à réagir et force est de constater que cette réaction est d'ampleur.

Si on peut discuter sur l'utilité de la multiplication des cœurs pour le plus grand nombre, celle-ci reste utile pour certaines niches. Mais la baisse des prix chez Intel, elle; profite (ou devrait profiter) à tout les acheteurs car visiblement, elle devrait toucher une grande partie de (toute ?) la gamme.

Les prix de la nouvelle série 10xxx ont pratiquement été divisé par 2. Je n'ai évidemment pas tenu une liste des tous les prix de ces dernières années, mais à titre d'exepmle, le 6-cores de 2015 était facturé 550 euros (92 euros/cores). Le meilleur modèle de cette année était facturé 1000 euros pour un 8 cores (125/cores).

L'année suivante (2016/2017), Intel a augmenté les prix en laissant le 6 et le 8 au même prix et à propulsé le 10-cores à 1700 euros (170/cores).

Par la suite, les prix (de mémoire) n'ont pas vraiment baissés.

Mais aujourd'hui, le 10-cores est proposé à 749 euros (75/cores) !

Et la 18 coeurs est à 1230 euros, soit 68 euros/cores. C'est exactement 2,5x moins que le 10 cœurs d'il y a 3,5 ans (en prix par core).

Je le redis, pour moi, c'est une véritable révolution au point que toutes les machines actuellement en rayon viennent de prendre un sacré coup de vieux !

La vidéo est assez moyenne mais ils évoque le 10700 pas encore sorti en plus des 10900 et des 10500 déjà testé et disponibles pour certains modèles.

https://www.youtube.com/watch?v=dMoyFXMNYYc

 

Edited by Sethenès

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C'est ce que tu me disais par MP. :)
Qu'en sera t'il des Mac ? Apple va t'elle répercuter le prix en baisse des CPU Intel sur le prix des Mac ? Peut-être mais je n'y crois pas trop.

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Les prix, probablement pas. Mais je ne peux pas imaginer que le nombre de cœurs ne va pas connaitre un bond dans les prochaines mises à jour.

Alors je suis le premier à dire que cette augmentation sera utile à très très peu d'utilisateurs mais pour les chanceux ...

D'autre part, il semble quand même que les possibilités d'overclocking de cette génération est impressionante.

Donc cela permet "aussi" de mieux tirer parti des performances mono-coeur car il y a d'une part moins de throttling et d'autre par, des fréquences de base plus élevées même si le refroidissement n'est pas optimum. Et ça, c'est quand même vrai pour de nombreux modèles d'Apple : tous les MacBook, l'iMac, l'iMac Pro et le Mini.

Autre chose, je viens de lire aujourd'hui qu'Intel vient de contre-attaquer sur le marché des PCs Arm puisqu'un fabricant vient de décliner un PC équipé jusqu'ici uniquement d'un processeur ARM avec un tout nouveau CPU d'Intel.

C'est aussi pour ça que je parle de révolution. Pour moi, c'est très clair : acheter un PC (ou même un Mac) ajd, c'est prendre le risque de rater une très bel upgrade dans les trimestres qui viennent.

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