UN TROP GRAND NOMBRE DE COEURS NUIT-IL AUX PERFORMANCES GPU ?

De façon surprenante, et très précisément dans le benchmark 3DMark Time Spy, la réponse semble être oui. Lors de tests approfondis menés dans notre centre de recherche OSHKO LAB, nous avons observé un bottleneck GPU des Ryzen 9 lorsque la carte RTX 5090 était associée aux processeurs AMD 9950X et 9950X3D, dotés d’un grand nombre de cœurs.

Malgré leurs caractéristiques haut de gamme, ces modèles affichaient systématiquement des scores inférieurs dans Time Spy comparés aux Ryzen 7 9700X et 9800X3D, pourtant positionnés un ou deux crans en dessous dans la gamme.

De plus, aucun écart similaire n’apparaît sous Port Royal ou Speed Way, preuve que ce bottleneck Ryzen 9 est propre à Time Spy. Ce résultat, contraire aux prévisions théoriques, nous a aussitôt interpellés : s’agit-il d’une variance statistique, d’un facteur externe, ou d’un véritable goulet CPU-GPU sur Ryzen 9 ?

LES BUILDS & PARAMÊTRES

Les ordinateurs utilisés pour ces tests sont les OSHKO Creator Pro équipés des composants suivants :

• ASUS GeForce RTX 5090 32 Go
• 128 Go DDR5 5600 MHz RAM
• 1 TB PCIe 990 PRO M.2 SSD

PROCESSEURS – SPECIFICATIONS TECHNIQUES

Les quatre processeurs testés partagent une architecture moderne, mais se distinguent nettement en termes de configuration. Pour les caractéristiques complètes, consultez la page des processeurs AMD Ryzen :

• Les Ryzen 7 9700X et 9800X3D disposent de 8 cœurs / 16 threads, tandis que les Ryzen 9 9950X3D et 9950X doublent cette capacité avec 16 cœurs / 32 threads.
• En termes de fréquences, le 9700X monte jusqu’à 5.5 GHz, le 9800X3D à 5.2 GHz, et les Ryzen 9 atteignent 5.7 GHz.
• Les variantes « 3D » (9800X3D et 9950X3D) se distinguent par leur cache L3 massif, atteignant respectivement 96 Mo et 128 Mo, contre 32 Mo pour le 9700X et 64 Mo pour le 5950x.
• Côté consommation, les Ryzen 9 affichent un TDP de 170W, contre 120W pour le 9800X3D et seulement 65W pour le 9700X, soulignant l’efficacité énergétique du modèle d’entrée de gamme.
• Enfin, en termes de prix, le 9700X est le plus abordable à 400 $, suivi par le 9800X3D à 850 $, le 9950x à 900 $ et le 9950X3D haut de gamme à 1 000 $.

Cliquez sur le tableau pour agrandir l’image

OBSERVATION INITIALE : UNE ANOMALIE SURPRENANTE

En effectuant nos benchmarks sous 3DMark Time Spy, les résultats obtenus étaient inattendus. La logique voudrait pourtant que les modèles haut de gamme, dotés du double de cœurs, surpassent ou au minimum égalent leurs homologues inférieurs.

Click on the table to enlarge the image.

ANALYSE ET HYPOTHÈSE DE DÉPART

Face à cette situation, nous avons entrepris une série d’investigations poussées. L’analyse des données de monitoring indiquait clairement que la carte graphique (RTX 5090) n’était utilisée qu’à environ 70-80 % de ses capacités avec les Ryzen 9 9950X et 9950X3D, alors qu’elle atteignait 100 % avec les autres CPU.

Afin d’interpréter ces résultats inattendus, nous avons sollicité l’avis d’experts techniques spécialisés dans le domaine. Ces échanges nous ont permis de mener de nombreuses discussions approfondies et séances de brainstorming.

De cette collaboration est née une hypothèse commune : le nombre élevé de cœurs actifs sur les Ryzen 9 pourrait entraîner des conflits d’ordonnancement ou des inefficacités dans l’assignation des tâches, empêchant ainsi une exploitation optimale des performances graphiques.

MÉTHODE DE VALIDATION : RÉDUIRE LE NOMBRE DE CŒURS POUR AMÉLIORER LES PERFORMANCES ?

Afin de valider notre hypothèse, nous avons réalisé plusieurs tests en désactivant la moitié des cœurs physiques sur les Ryzen 9 9950X et 9950X3D.

Nous avons testé trois scénarios :

• 8 cœurs équilibrés (4 cœurs actifs par CCD)
• 8 cœurs uniquement sur le CCD 0
• 8 cœurs uniquement sur le CCD 1

PROCÉDURE

Ces configurations ont été appliquées via les paramètres avancés du BIOS ASUS, en suivant la procédure suivante (valable pour les cartes mères Prime, ProArt et TUF Gaming de la série AMD 800) :

• Accéder au BIOS au démarrage du PC en appuyant sur Delete.
• Passer en Advanced Mode en appuyant sur F7.
• Aller dans le menu Advanced → AMD Overclocking.
• Accepter les conditions d’utilisation AMD (sélectionner « Accept »).
• Naviguer vers Manual CPU Overclocking → CPU Core Count Control.
• Dans les champs CCD 00 Bit Map Down Core Control et CCD 01 Bit Map Down Core Control, vous pouvez activer ou désactiver les cœurs (1 = cœur actif, 0 = cœur désactivé).
• Modifier les bits selon la configuration souhaitée (par exemple, désactiver tous les cœurs du CCD 01 pour ne garder que ceux du CCD 00).
• Appliquer les changements via Bit Map Down Core Apply Changes.

COMPARAISON ENTRE LES DIFFÉRENTES CONFIGURATIONS DE CORES (CCD)

Lorsque l’on compare les différents modes d’allocation des 8 cœurs (répartition équitable sur les deux CCD, uniquement sur le CCD 00, ou uniquement sur le CCD 01), on remarque que les performances varient très peu sur le 9950X non‑3D (écarts ≤ 1 %), et restent modestes sur le 9950X3D (écart maximal ≃ 3,3 %). Sur le non‑3D, la répartition équitable (4 cœurs par CCD) est la plus efficace.

Sur la version 3D, c’est le CCD 00 seul qui domine, probablement celui équipé de la 3D V-Cache. Toutefois, ces écarts restent modestes et peuvent très bien être liés à la variabilité naturelle des mesures ou à la précision du benchmark lui-même. Il serait donc hasardeux de tirer une conclusion définitive sur la supériorité d’un CCD par rapport à l’autre à partir de ces seules données.

En revanche, ce que ces résultats montrent clairement, c’est que réduire le nombre total de cœurs améliore nettement les performances du benchmark GPU-bound Time Spy. Cela suggère qu’un trop grand nombre de cores actifs peut nuire à la fluidité du pipeline GPU, et que concentrer la charge sur un seul CCD, notamment celui avec la V-Cache dans le cas du 3D, reste une approche pertinente.

Click on the table to enlarge the image.

Click on the table to enlarge the image.

RÉSULTATS INITIAUX VS POST-AJUSTEMENT

Les résultats obtenus dans Time Spy confirment une tendance intéressante : la réduction du nombre de cœurs actifs permet une meilleure utilisation du GPU. Pour les Ryzen 9 équipés de 16 cœurs, certaines configurations entraînent une mauvaise répartition des ressources ou une saturation des threads, ce qui bride les performances graphiques.

En effet, en passant de 16 à seulement 8 cœurs actifs, les performances augmentent de manière significative, jusqu’à +19,7 % pour le Ryzen 9 9950X et +22,8 % pour la version 9950X3D.

Click on the table to enlarge the image.

CONCLUSION ET IMPLICATIONS PRATIQUES

Cette expérience met en lumière un fait souvent sous-estimé : plus de cœurs ne rime pas toujours avec de meilleures performances, surtout lorsque l’exploitation GPU est prioritaire. Dans notre cas, la désactivation de certains cœurs sur les Ryzen 9 a permis de restaurer des performances GPU optimales dans Time Spy, en contournant ce qui semble être un bottleneck GPU des Ryzen 9. Pour les tâches fortement parallélisées (rendu 3D, montage, compilation), garder les 16 cœurs actifs demeure recommandé.

Si vous constatez des résultats décevants en benchmark ou en jeu avec un processeur très haut de gamme, tester une configuration à 8 cœurs peut s’avérer pertinent. Toutefois, cette solution reste hautement contextuelle. Elle a fonctionné dans notre environnement de test, mais pourrait ne pas convenir à d’autres configurations ou cas d’usage. Soyez donc prudent avant de modifier votre BIOS et assurez-vous de sauvegarder vos réglages.

Enfin, une question reste en suspens: pourquoi ce phénomène semble-t-il ne se manifester que dans 3DMark Time Spy et non dans Speed Way ou Port Royal ? La cause exacte reste à élucider et mériterait une enquête plus poussée.

Une seconde interrogation mérite également d’être soulevée : quel serait le niveau de bottleneck observé avec d’autres cartes graphiques de la même génération, comme les RTX 5080 ou 5070 Ti, en comparaison avec la 5090 ? Cette perspective pourrait offrir un éclairage supplémentaire sur l’impact réel de la configuration CPU dans un contexte d’évolution matérielle.

N’hésitez pas à partager votre propre expérience ou à nous poser des questions sur votre configuration. L’équipe OSHKO est là pour vous aider à tirer le maximum de votre hardware.