Intel Core de 13e génération contre AMD Ryzen 7000 pour la CAO et au-delà

Avec Intel Core de 13e génération et AMD Ryzen 7000, la concurrence dans les processeurs de station de travail n'a jamais été aussi forte. Greg Corke explore les meilleurs processeurs pour les workflows centrés sur la conception, de la CAO à la modélisation et au rendu de la réalité

Au cours des dernières années, la concurrence entre AMD et Intel a été intense. Cela est particulièrement vrai avec AMD Ryzen et Intel Core, des processeurs populaires pour les stations de travail de bureau grand public.

AMD a conservé une avance en termes de performances dans les flux de travail extrêmement multithreads comme le rendu, mais la bataille pour la suprématie dans les applications monothread comme la CAO et le BIM a été âprement disputée. Dans une certaine mesure, AMD et Intel jouent à saute-mouton à chaque nouvelle génération depuis fin 2020.

L'automne 2022 a vu les calendriers de lancement des deux fabricants de puces s'aligner. La série AMD Ryzen 7000 a été annoncée en août tandis que le processeur Intel Core de 13e génération a été diffusé pour la première fois en septembre. Haute fréquence, ces processeurs de stations de travail grand public sont idéaux pour la CAO et le BIM, mais offrent encore beaucoup pour les charges de travail multithread, y compris le rendu, la simulation, le traitement des nuages ​​de points, la photogrammétrie, la FAO et plus encore.

Les deux familles de processeurs sont désormais disponibles dans les stations de travail de fabricants spécialisés comme Armari, Workstation Specialists, BOXX et Scan (qui a fourni les machines de test pour cet article). Nous n'avons pas encore vu les machines des principaux fabricants de postes de travail. Cependant, c'est la norme de HP, Lenovo, Dell et Fujitsu - il y a toujours un peu de décalage entre le lancement et la prise en charge des nouvelles technologies.

La série de processeurs de bureau Ryzen 7000 est basée sur l'architecture « Zen 4 » 5 nm d'AMD. Il existe quatre modèles, variant en fréquence et en nombre de cœurs.

L'AMD Ryzen 9 7950X haut de gamme dispose de 16 cœurs et d'une fréquence de suralimentation maximale allant jusqu'à 5,7 GHz. Les processeurs bas de gamme ont des vitesses d'horloge légèrement inférieures et moins de cœurs, mais sont considérablement moins chers. L'AMD Ryzen 5 7600X, par exemple, a six cœurs et une augmentation maximale de 5,3 GHz, mais coûte moins de la moitié du prix du Ryzen 9 7950X.

La gamme complète peut être vue dans le tableau ci-dessous.

Par rapport à la génération précédente de la série Ryzen 5000, le nombre de cœurs pour chaque classe de processeur reste le même. Tous les modèles prennent en charge le multithreading simultané (équivalent d'AMD à Intel Hyper-Threading). Cela utilise deux fois plus de threads que de cœurs physiques pour aider à améliorer les performances de certains flux de travail multithreads, tels que le rendu de lancer de rayons.

Le Ryzen 7000 tire ses performances d'une augmentation significative de la fréquence de base et d'amplification, d'une augmentation de 13 % des instructions par horloge (IPC), du double du cache de niveau 2 et de la prise en charge de la mémoire DDR5 (jusqu'à 128 Go).

L'un des compromis avec les nouvelles puces est une augmentation significative de la puissance de conception thermique (TDP), une mesure de la consommation d'énergie sous la charge théorique maximale. Les deux premiers modèles de la série Ryzen 7000 présentent un TDP de 170 W et une puissance de crête de 230 W, contre 105 W et 142 W dans la génération précédente. Cependant, les processeurs ne sont susceptibles de tirer une telle puissance que lorsqu'ils utilisent plusieurs cœurs en combinaison avec Precision Boost Overdrive (PBO), une fonctionnalité des processeurs Ryzen qui augmente les tensions pour permettre au processeur de cadencer plus haut.

La famille de processeurs Intel Core de 13e génération (nom de code « Raptor Lake ») reprend là où la 12e génération Intel Core « Alder Lake » s'était arrêtée, avec une architecture hybride qui comprend deux types de cœurs différents : les cœurs de performance (P-cores) pour le primaire tâches et des cœurs efficaces plus lents (E-cœurs).

Les cœurs P prennent en charge Hyper-Threading, la technologie de cœur virtuel d'Intel, de sorte que chaque cœur P peut exécuter deux threads. Les cœurs électroniques ne prennent pas en charge l'hyperthreading. Les charges de travail sont réparties "intelligemment" à l'aide du directeur de threads d'Intel.

La grande différence avec le processeur Intel Core de 13e génération est qu'il possède plus de cœurs électroniques que son prédécesseur. Le produit phare Intel Core i9-13900K, par exemple, en a 16, soit le double du Core i9-12900K. Cela peut améliorer considérablement les performances dans les flux de travail hautement multithreads tels que le rendu.

Bien sûr, les cœurs P ont également été améliorés et bien que leur nombre reste le même (huit au total avec le Core i9-13900K), Intel affirme que les utilisateurs peuvent s'attendre à des performances monothread jusqu'à 15 % supérieures à celles de la génération précédente. avec une augmentation de l'IPC et une fréquence Max Turbo de 5,8 GHz.

L'Intel Core de 13e génération est encore plus gourmand en énergie que l'AMD Ryzen 7000. Les deux premiers modèles présentent un TDP de 125 W et une puissance turbo maximale de 253 W. La consommation d'énergie du Core i9-13900K est comparable à celle de l'AMD Ryzen 9 7950X dans les flux de travail à un seul thread, mais nettement plus élevée dans les flux de travail à plusieurs threads (nous en reparlerons plus tard).

Les autres fonctionnalités incluent jusqu'à deux fois le cache L2 et un cache L3 accru, ainsi que la prise en charge jusqu'à 128 Go de mémoire (DDR5 ou DDR4).

Alors que les projecteurs sont braqués sur le produit phare Core i9-13900K, Intel a lancé un total de six processeurs Intel Core de 13e génération – trois avec des graphiques intégrés et trois sans.

Comme avec AMD, les autres modèles échangent la fréquence et les cœurs pour un prix inférieur. Cependant, la baisse de la vitesse d'horloge est plus dramatique. L'Intel Core i5-13600K, par exemple, possède 6 cœurs P, 8 cœurs E et une fréquence Max Turbo de 5,10 GHz.

L'idée derrière l'architecture hybride d'Intel est que les logiciels critiques, en particulier les applications actives actuelles, s'exécutent sur les cœurs P, tandis que les tâches moins urgentes s'exécutent sur les cœurs E. Il peut s'agir d'opérations en arrière-plan telles que des mises à jour Windows, des analyses antivirus, des onglets masqués sur un navigateur Web ou des applications qui ont été minimisées ou placées en arrière-plan (plus à ce sujet plus tard).

Pour aider à attribuer des tâches aux cœurs appropriés, les processeurs Intel Core de 13e génération incluent un « directeur de thread » basé sur le matériel. Intel déclare que cela fonctionne mieux avec Windows 11. Nous n'avons effectué aucun test réel sur les systèmes d'exploitation, mais nous avons entendu des rapports selon lesquels certaines applications ne fonctionneront que sur les cœurs électroniques de Windows 10. Il peut également être utile d'utiliser les dernières versions logicielles. ou des packs de services.

Diviser le CPU en P-cores et E-cores ne signifie pas que les processus hautement multithreads s'exécutent simplement sur les P-cores, laissant les E-cores inactifs. Dans les logiciels de rendu de lancer de rayons comme V-Ray ou KeyShot, par exemple, le processeur Intel Core i9-13900K maximisera les 24 cœurs et les 32 threads.

Bien sûr, dans les flux de travail AEC modernes, le multitâche est courant et les architectes et ingénieurs utilisent souvent plusieurs applications en même temps. Thread Director vous permet de déprioriser certains processus en minimisant simplement une application ou en la déplaçant en arrière-plan en maximisant une autre. Cela force les calculs de l'application inactive à s'exécuter uniquement sur les cœurs E, laissant les cœurs P plus puissants libres pour l'application active.

Avoir ce niveau de contrôle peut être utile si vous exécutez souvent des applications intensives de calcul simultanées, telles que le rendu, le traitement de nuages ​​de points, la FAO, la photogrammétrie et autres. Il vous permet de hiérarchiser les tâches rapidement et facilement, à la volée.

L'inconvénient de cette approche est lorsque l'application de premier plan est moins exigeante. Si, par exemple, vous modélisez dans Solidworks ou Revit et effectuez un rendu en arrière-plan avec V-Ray ou KeyShot, vous n'avez pas vraiment besoin de dédier huit P-Cores ultrarapides à une application CAO ou BIM qui, dans de nombreuses parties , ne peut tirer parti que d'un seul noyau.

Une façon de contourner cela est de garder les deux applications au premier plan, peut-être chacune sur son propre moniteur, ou même de laisser une petite partie de l'application visible.

Bien que nos tests ne soient pas allés plus loin, il peut y avoir d'autres solutions, telles que l'attribution d'applications à des cœurs spécifiques à l'aide de Processor Affinity dans le Gestionnaire des tâches. Cependant, ce ne serait qu'une solution temporaire jusqu'au redémarrage. Peut-être qu'un outil comme Process lasso ou Prio pourrait donner une priorité permanente aux applications.

Comparer AMD Ryzen 7000 avec Intel Core de 13e génération ne concerne pas seulement les spécifications, les performances et les fonctionnalités, mais également les machines que vous pouvez acheter. En ce qui concerne les postes de travail, tous les clients n'ont pas le libre choix du fournisseur, de nombreuses grandes entreprises AEC n'étant autorisées à s'approvisionner en informatique qu'auprès d'un grand fabricant mondial comme Dell, HP, Lenovo ou Fujitsu.

Alors que les stations de travail Intel Core de 13e génération et AMD Ryzen série 7000 sont désormais disponibles auprès de fabricants spécialisés tels que Scan, BOXX, Armari et Workstation Specialists, nous nous attendons à ce qu'Intel continue de dominer les stations de travail grand public des principaux fabricants mondiaux.

Lenovo est actuellement le seul parmi HP, Dell et Fujitsu à proposer un processeur de bureau AMD Ryzen dans une station de travail grand public, et c'est avec l'AMD Ryzen Pro 5000 dans la ThinkStation P358, lancée en août 2022. Que Ryzen 7000 (et le Ryzen Pro 7000 qui suivra vraisemblablement) devient le catalyseur pour que d'autres emboîtent le pas reste à voir.

Pour nos tests, nous nous sommes concentrés sur les modèles haut de gamme des deux familles de processeurs - l'AMD Ryzen 9 7950X (16 cœurs, 32 threads et une horloge boost maximale jusqu'à 5,7 GHz) et l'Intel Core i9-13900K (8 P -cores, 16 E-cores, 32 threads et une fréquence turbo maximale de 5,8 GHz).

Nos processeurs étaient logés dans des postes de travail très similaires - l'AMD Ryzen 9 7950X dans le Scan 3XS GWP-ME A132R et l'Intel Core i9-13900K dans le Scan 3XS GWP-ME A132C.

Hormis les processeurs et les cartes mères, les autres spécifications étaient presque identiques. Cela inclut l'hydrocooler Corsair H100i Pro XT de 240 mm. Les autres spécifications peuvent être vues ci-dessous. Le plan d'alimentation Windows a été défini sur hautes performances.

Scanner 3XS GWP-ME A132R(Station de travail AMD Ryzen 7000)

Scanner 3XS GWP-ME A132C(Station de travail Intel Core de 13e génération)

Lisez notre examen complet des deux postes de travail

Nous avons testé les deux postes de travail avec une gamme d'applications réelles utilisées dans l'AEC et le développement de produits. Nous avons également comparé les performances des stations de travail de la génération précédente, notamment Intel Core de 11e génération (Core i9-11900), Intel Core de 12e génération (Core i9-12900K) et AMD Ryzen 5000 (Ryzen 5950X). Les comparaisons ne sont pas parfaites; les anciennes machines exécutaient toutes Windows 10 avec différentes configurations de mémoire, de stockage et de refroidissement, mais devraient toujours offrir une assez bonne approximation des performances relatives.

Les applications de CAO telles que DS Solidworks et Autodesk Inventor, ainsi que les outils de création BIM tels qu'Autodesk Revit, sont le pain quotidien des concepteurs de produits, des ingénieurs et des architectes. Dans l'ensemble, ils sont à thread unique et bien que certains processus puissent utiliser quelques cœurs de processeur, ce n'est généralement que le rendu de trace de rayon qui peut tirer pleinement parti de tous les cœurs de processeur, tout le temps.

Dans Autodesk Revit 2021 utilisant le benchmark RFO v3, la station de travail Intel était environ 10 % plus rapide dans la création et l'exportation de modèles et, étonnamment, environ 5 % plus rapide lors du rendu. Nous avons vu des résultats similaires dans Solidworks 2021 en utilisant le benchmark SPECapc 2021, bien que l'avance d'Intel ait été considérablement étendue dans la « reconstruction de modèle ».

Avec le benchmark InvMark for Inventor de Cadac Group et TFI, Intel avait une petite avance dans la plupart des sous-tests, qui sont soit à thread unique, n'utilisent que quelques cœurs (threads) simultanément, soit utilisent beaucoup de cœurs, mais seulement en courtes rafales. . AMD a mieux réussi dans le sous-test de rendu, qui utilise tous les cœurs disponibles, et lors de l'ouverture de fichiers et de l'enregistrement sur disque.

Les benchmarks Solidworks et Inventor testent également les capacités de simulation CAO natives via Solidworks Simulate et la simulation dynamique / FEA d'Autodesk Inventor. Ces tests utilisent quelques cœurs de processeur, alors que certains des outils de simulation les plus avancés, tels qu'Ansys Mechanical, peuvent en tirer davantage parti.

Ici, il convient de souligner le tableau ci-dessous où vous pouvez voir comment la fréquence diminue à mesure que davantage de cœurs (threads) sont activés.

Entre 1 et 8 threads, Intel maintient une fréquence plus élevée qu'AMD, ce qui permet à Intel de prendre une longueur d'avance sur les charges de travail qui utilisent un nombre similaire de threads.

Bien sûr, le code de base de nombreux outils de CAO est assez ancien et les outils de nouvelle génération, y compris nTopology pour la conception pour la fabrication additive, sont conçus à partir de zéro pour les processeurs multicœurs (et, plus récemment, le calcul GPU). Pour notre test d'optimisation de la géométrie nToplogy, nous nous sommes concentrés uniquement sur le processeur et, avec tous les cœurs utilisés, la station de travail Intel avait l'avantage sur AMD.

Agisoft Metashape est un outil de photogrammétrie qui génère un maillage à partir de plusieurs photos haute résolution. Il est multithread, mais utilise des cœurs de processeur par à-coups et utilise une combinaison de traitement CPU et GPU.

Nous avons testé en utilisant une référence du fabricant américain spécialisé de stations de travail Puget Systems. Dans la plupart de nos tests, le Ryzen 9 7950X a mal fonctionné et était encore plus lent que le Ryzen 5950X. Intel avait une nette avance – entre 25% et 39% plus rapide.

Dans le logiciel de traitement de nuages ​​de points, Leica Cyclone Register 360, qui peut fonctionner sur jusqu'à cinq threads CPU sur des machines avec 64 Go de mémoire, Intel avait une avance de 7 à 10 % lors de l'enregistrement de nos deux ensembles de données de nuages ​​de points. En pratique, l'avance sur les processeurs Intel Core et Ryzen 5000 de 11e/12e génération serait encore plus élevée, car ces machines avaient 128 Go de mémoire, de sorte que le logiciel utilisait 6 cœurs de processeur.

Le Ryzen 9 7950X commence à montrer de réels avantages lors du rendu, un processus qui peut exploiter chaque cœur, tout le temps. Dans V-Ray et KeyShot, deux des outils de visualisation de conception les plus populaires, le Ryzen 9 7950X affichait une avance d'environ 10 % sur le Core i9-13900K.

Dans Unreal Engine, l'avance était plus petite lors de la recompilation des shaders, un processus qui utilise chaque cœur de processeur, ainsi que le GPU.

Dans Cinebench 23, un benchmark basé sur Cinema4D, il n'y avait pratiquement rien entre les deux processeurs.

Nous avons également effectué des tests de résistance pour voir comment la fréquence du processeur diminuait au fil du temps. Lors du rendu dans KeyShot, le Core i9-13900K a commencé à 4,89 GHz, est tombé à 4,63 GHz après quelques minutes, mais a maintenu cette fréquence pendant plus d'une heure. Le Ryzen 9 7950X s'en est mieux sorti ici, commençant à 5,5 GHz mais conservant ensuite un solide 5,0 GHz.

Cela est dû en grande partie à la consommation électrique relative des deux processeurs, sur laquelle vous pourrez en savoir plus plus tard.

De nos jours, très peu d'architectes, d'ingénieurs ou de concepteurs de produits utilisent des applications uniques et, avec l'augmentation des flux de travail intensifs en calcul, tels que la modélisation, le rendu et la simulation de la réalité, il est très important de prendre en compte la capacité d'un processeur à effectuer plusieurs tâches.

Même avec le cœur Intel de 13e génération bas de gamme et les processeurs AMD Ryzen série 7000, qui ont moins de cœurs, il sera possible de laisser une ou plusieurs tâches multithread s'exécuter en arrière-plan, tout en laissant des ressources libres pour le pain et - modélisation 3D du beurre.

Pour explorer le potentiel multitâche, nous avons poussé les deux machines à leurs limites, consistant en un traitement de nuages ​​de points et une photogrammétrie.

Nous avons enregistré un ensemble de données de nuages ​​de points de 24 Go dans Leica Cyclone Register 360 tout en traitant une série de photographies haute résolution dans Agisoft Metashape.

Si cela avait été fait de manière séquentielle, cela aurait pris 1 039 secondes à la machine AMD et 826 secondes à Intel. Cependant, en exécutant les deux travaux en parallèle, AMD s'est terminé en 625 secondes et Intel en 646 secondes. Avec plus de threads essayant de s'exécuter simultanément, des vitesses d'horloge en baisse et certains processus poussés vers des E-Cores plus lents, la station de travail Intel commence à ralentir.

Pour pousser les machines encore plus fort, nous avons ajouté le lancer de rayons dans le mélange, rendant une scène 8K dans KeyShot en utilisant 8 cœurs et 16 threads. Ici, les 16 cœurs hautes performances d'AMD ont montré un réel avantage, accomplissant les trois tâches en 729 secondes contre 779 secondes sur Intel.

La vitesse du processeur a une certaine influence sur les performances graphiques, mais la mesure dans laquelle elle dépend du logiciel. Dans Revit, une application réputée pour être limitée en CPU, l'Intel Core i9-13900K a montré une avance de performances d'environ 7% sur l'AMD Ryzen 9 7950X lors de l'utilisation du même GPU Nvidia RTX A4500. Cette avance était plus petite dans Solidworks, qui dispose d'une API graphique plus moderne qui exploite mieux la puissance du GPU.

Dans Unreal Engine 4.26, une application réputée pour être limitée par le GPU plutôt que par le CPU, la différence entre Intel et AMD était négligeable lors des tests avec le modèle Audi Car Configurator.

Par rapport aux générations précédentes, les deux processeurs consomment beaucoup d'énergie. L'Intel Core i9-13900K a une puissance de conception thermique (TDP) de 125 W et une puissance turbo maximale de 253 W. L'AMD Ryzen 9 7950X a un TDP de 170W et une puissance de crête de 230W. Mais les spécifications ne racontent qu'une partie de l'histoire.

En réalité, la puce Intel consomme nettement plus de puissance dans les flux de travail multithreads qu'AMD. Cela a été observé au niveau de la prise de courant, lors de la mesure de la consommation électrique de l'ensemble des systèmes - en tenant compte du processeur, de la carte mère, de la mémoire, du stockage et du refroidissement.

Lors du rendu dans Cinebench en utilisant tous les cœurs, par exemple, la station de travail AMD consomme 341 W à la prise, mais la station de travail Intel l'emporte considérablement avec un énorme 451 W. Dans KeyShot c'est encore plus avec Intel à 509W et AMD à 382W

La consommation d'énergie dans les flux de travail à thread unique est nettement inférieure et beaucoup plus égale, les stations de travail AMD et Intel consommant respectivement 127 W et 122 W.

Cependant, comme vous pouvez le voir dans le tableau ci-dessous, à mesure que l'utilisation du cœur augmente, Intel commence bientôt à consommer plus de puissance.

Bien sûr, plus de puissance signifie plus de chaleur, ce qui signifie que les ventilateurs du poste de travail doivent travailler plus fort. Cela a un effet d'entraînement sur l'acoustique, et la machine Intel était nettement plus bruyante lors du rendu, en particulier sur de longues périodes. Cela pourrait potentiellement être atténué avec un refroidisseur tout-en-un haut de gamme.

Mais ce que vous voulez vraiment savoir, c'est comment l'augmentation de la consommation d'énergie pourrait avoir un impact sur votre facture d'électricité. Sur la base du tarif d'électricité britannique actuel de 0,34 £ par kWh pour les ménages (et de 0,211 £ par kWh pour les entreprises), le rendu pendant huit heures par jour, cinq jours par semaine, vous coûterait 241 £ (150 £) par an avec l'AMD. Station de travail Ryzen 9 7950X et 319 £ (198 £) par an avec la station de travail Intel Core i9-13900K.

Bien que le rendu toute la journée soit un cas d'utilisation extrême, cela devrait donner matière à réflexion, surtout si votre entreprise utilise plusieurs postes de travail. Les prix de l'énergie devraient également augmenter en avril 2023. Nous explorerons cela plus en détail dans un prochain article.

Pendant des années, Intel a été la seule option sérieuse pour les processeurs de station de travail. Mais maintenant, avec AMD Ryzen 7000 et le cœur Intel de 13e génération, les concepteurs, ingénieurs et architectes ont un véritable choix.

D'après nos tests, l'Intel Core i9-13000K démontre une nette avance sur l'AMD Ryzen 9 7950X dans les flux de travail à thread unique et légèrement fileté. Et avec plus d'E-Cores qu'auparavant, il a également considérablement réduit l'écart dans le rendu du lancer de rayons.

Pour le contexte, il y a 18 mois, AMD Ryzen offrait presque le double des performances de rendu d'Intel Core (Ryzen 5000 vs 11e génération). Cette avance est maintenant réduite à environ 10 %.

Et tandis qu'AMD est toujours en tête du multitâche, Intel est désormais beaucoup plus compétitif, même dans les scénarios où il échouait auparavant.

Mais les bonnes performances globales d'Intel ont un coût. Alors que les demandes de puissance des deux processeurs sont similaires dans les flux de travail à un seul thread, le Core i9-13900K commence bientôt à accumuler les watts lorsque davantage de cœurs de processeur entrent en jeu. L'efficacité énergétique supérieure d'AMD est une grande victoire, à la fois en termes de consommation d'énergie et d'acoustique.

Bien sûr, Ryzen 7000 et Intel Core de 13e génération ne sont pas seulement des modèles haut de gamme. Pour les utilisateurs de CAO au budget serré, les processeurs Intel Core i5-13600K et AMD Ryzen 5 7600X ressemblent à des processeurs de grande valeur. Et avec le 7600X ayant une fréquence de suralimentation légèrement plus élevée, nous nous attendons à ce qu'il y ait peu entre les deux processeurs dans les flux de travail CAO à thread unique.

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