Test de l'iMac Pro 2017 : une machine qui sait rester cool

Soumis par Anthony Nelzin-... le mar, 02/01/2018 - 20:30

Parce qu’il a bien failli remplacer le Mac Pro, parce qu’aucun autre Mac n’est aussi puissant, parce qu’il ne vaut pas moins de 5 499 €, l’iMac Pro mérite un traitement particulier. Avant de vous livrer notre avis général, nous vous proposons d’étudier certains aspects de l’iMac Pro, pour mieux comprendre cette machine très spéciale et mieux informer votre éventuelle acquisition. Deuxième article de cette série, que vous pouvez suivre avec le mot-clef « Test iMac Pro 2017 », consacré au système de refroidissement.

L’iMac Pro est très puissant, il suffit de lire la fiche technique pour s’en convaincre, même s’il vaut toujours mieux le confirmer. Reste à savoir si cette puissance est maîtrisée, c’est-à-dire si le système de refroidissement de l’iMac Pro est capable d’encaisser les demandes les plus exigeantes. Voici quelques éléments de réponse, après quatre jours et un peu plus de 800 000 points de mesure.

L’iMac Pro que nous testons : Intel Xeon W octacœur à 3,2 GHz, 32 Go de mémoire ECC à 2 666 MHz, 1 To de SSD, AMD Radeon Pro Vega 56 avec 8 Go de mémoire HBM2.

Le système de refroidissement occupe une place centrale dans la conception de l'iMac Pro. Littéralement, même, puisque le radiateur coupe la carte-mère en deux. L’image suivante, fournie par Apple, montre l’espace interne de l’iMac Pro est organisé :

  • le système sonore, les deux « L » inversés comprenant des haut-parleurs et une chambre de résonance, encadre tous les composants ;
  • la carte-mère, qui occupe les deux tiers inférieurs de la machine, s’étend autour du radiateur ;
  • la partie gauche est occupée par le processeur Intel Xeon W, entouré par les quatre emplacements RAM, le tout surmontant les ports ;
  • la partie centrale de la carte-mère comporte les deux barrettes SSD ;
  • la partie droite est occupée par la puce graphique ;
  • la carte-fille qui recouvre partiellement la partie droite de la carte-mère est l’alimentation.
L’intérieur de l’iMac Pro. Image Apple.

Noyés dans la pâte thermique, le processeur et la puce graphique sont chacun recouverts d’un dissipateur, qui mène tout droit au radiateur par le biais de caloducs. L’air frais est aspiré depuis le bas de la machine, non seulement à travers les évents du bord inférieur de l’écran que l’on retrouve sur tous les iMac, mais aussi à travers une rainure au dos.

L’air chaud est expulsé sous le pied, comme sur les autres iMac, mais à travers une large grille d’évacuation. Si le haut du pied peut devenir franchement brûlant après plusieurs heures de calcul intense, la coque n’est jamais particulièrement chaude, seulement tiède. Mieux vaut toutefois laisser une bonne quinzaine de centimètres entre l’iMac Pro et le mur le plus proche. Autrement, vous sentirez clairement une lame d’air chaud entourer la machine, une sensation assez désagréable.

La grille d’évacuation de l’air chaud, cachée sous le pied.

Laissez-lui un peu d’espace, et vous oublierez presque que vous êtes assis face à un ordinateur, tant l’iMac Pro est remarquablement silencieux. Il est difficile d’entendre ses ventilateurs, même en saturant son processeur et sa carte graphique, sauf à être seul dans une pièce calme, auquel cas on peut entendre un ronronnement grave. Ce qui peut vouloir tout dire : ce silence peut être obtenu en limitant les performances des composants.

C’est ce que l’on pourrait croire en lisant le graphique suivant, qui montre l’évolution de la fréquence et de la température du processeur pendant 75 minutes de pleine charge, dans un environnement avec une température ambiante de 21 degrés. L’enregistrement commence après quelques heures d’« échauffement » : la température du processeur est déjà à 57 degrés et monte progressivement à 65 degrés, avant de connaître quelques pointes à 68 degrés.

La fréquence du processeur, bloquée à 3,9 GHz pendant près d’une heure, chute soudainement à 3,2 GHz. La température descend immédiatement sous les 55 degrés, et la fréquence repasse à 3,9 GHz après quelques minutes. Une interprétation naïve consisterait à dire que le système atteint ses limites thermiques, et doit franchement limiter les performances du processeur pour faire baisser la température.

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Ce serait oublier que la fréquence de 3,9 GHz ne correspond ni à la fréquence de base du processeur Intel Xeon W-2140B de notre machine de test (3,2 GHz), ni à sa fréquence maximale en Turbo Boost (4,5 GHz). C’est un palier intermédiaire, qui impose de revenir sur le fonctionnement de Turbo Boost 2.0. Turbo Boost est souvent présentée, y compris par MacGeneration, comme « la fonction permettant d’augmenter ponctuellement la fréquence d’un cœur ».

Ce n’est pas faux, mais ce n’est pas tout à fait vrai non plus, puisque plusieurs cœurs peuvent bénéficier d’un coup de boost. L’ampleur des gains dépend, selon Intel, « du type de tâche, du nombre de cœurs actifs, de la consommation estimée, et de la température du processeur ». Depuis le mois de septembre, le fondeur ne donne plus les différents paliers ou les fréquences par cœur, ce qui complique la compréhension de cette fonction.

Partons du scénario le plus simple : vous utilisez une seule application, qui n’adresse qu’un seul processeur, pendant quelques minutes. Une paire de cœurs, le cœur « matériel » et son jumeau logiciel, va monter à 4,5 GHz, tandis que les autres attendent à une fréquence réduite à 1,2 GHz. Compliquons les choses : vous utilisez une variété d’applications, certaines optimisées pour le multi-threading et d’autres pas. La fréquence maximale de la première paire de cœurs baisse à 1,2 GHz, mais les autres paires de cœurs passent à 3,2 voire 3,5 GHz.

Enfin : vous saturez les 16 cœurs du processeur avec une application pleinement optimisée. La fréquence maximale de la première paire de cœurs plafonne maintenant à 3,9 GHz, et les autres cœurs tournent à 3,2 GHz. Lorsque la température augmente, la fréquence de la première paire de cœurs peut tomber ponctuellement à 3,2 GHz, la fréquence de base du processeur. Le fonctionnement de Turbo Boost prévient la surchauffe, et le système de refroidissement est suffisamment puissant pour permettre la reprise rapide des opérations à la fréquence maximale.

La modulation de la fréquence est donc moins impressionnante qu’il n’y paraît, parce qu’il ne s’agit que d’une baisse de 20 % sur 12,5 % des cœurs processeur, qui dure quelques secondes à la fois pendant une période de quelques minutes. Reste à savoir si cette modulation est plus importante lorsque la température grimpe d’un cran supplémentaire, en saturant aussi la carte graphique. Après tout, le système de refroidissement du Mac Pro tenait aussi la charge du processeur, mais s’effondrait dès que les deux cartes graphiques tournaient.

Bonne nouvelle : après avoir mis la carte graphique à l’épreuve pendant douze heures, une première fois avec une température ambiante de 21 degrés et une deuxième fois avec une température ambiante de 24 degrés, il semble qu’Apple ait retenu la leçon. La température du processeur frôle les 90 degrés et celle de la carte graphique les dépasse parfois, mais les deux n’approchent jamais des limites dangereuses. On aperçoit plus clairement les limites du système de refroidissement de l’iMac Pro, toutefois, Turbo Boost étant désactivé plus fréquemment.

Un extrait de 75 minutes de notre relevé de températures, alors que le processeur et la carte graphique sont saturés par de multiples opérations concurrentes (rendu 3D avec OpenCL, calcul de nombres premiers, exécution en boucle d’une démonstration d’un jeu vidéo en définition native, génération de polygones). La température monte rapidement, et se stabilise autour de 90 degrés, 12 degrés de plus que la température maximale d’un iMac Retina 5K. La modulation de la fréquence du processeur intervient plus rapidement : Turbo Boost est désactivé plus fréquemment, mais la machine n’est pas brûlante au point qu’il ne puisse pas être réactivé, comme le montrent les fortes variations de la température du processeur, qui correspondent aux coups de boost. Une fois les applications quittées, la machine retrouve sa température de base après quelques minutes. Cliquer pour agrandir

Surtout, l’iMac Pro reste imperturbable. Le pied est certes brûlant, mais seule la partie centrale de la coque dépasse les 40 degrés, et les ventilateurs restent très discrets. Les quelques pour cent de ressources disponibles suffisent à utiliser la machine de manière suffisamment fluide pour partir à la recherche d’un renseignement dans Safari ou prendre des notes, et bien sûr à manipuler les applications à l’origine de la charge de travail.

Ces applications quittées, l’iMac Pro retrouve sa température de croisière après quelques minutes, preuve de l’efficacité de son système de refroidissement. Bien sûr, ces tests réalisés en plein hiver à quelques mètres d’un radiateur ne disent rien des capacités du même système en pleine canicule avec une climatisation défaillante. Cette inconnue plane sur l’iMac Pro, comme celle du vieillissement de ce système, que l’on ne pourra dépoussiérer sans démonter la machine.

Pour en terminer avec les aspects énergétiques, mentionnons la consommation de l’iMac Pro, un élément qui permettra de calculer son coût d’utilisation à long terme. Sur une prise 230V, il consomme un peu moins de 7,6 W en veille, et 0,3 W éteint. En « rythme de croisière », l’écran à fond avec quelques applications de base lancées, il consomme entre 100 et 150 W. Le processeur et la carte graphique saturée, il exige 300 W. À ce régime, l’alimentation affiche une efficacité de près de 93 %.

Le premier « épisode » de cette série était consacré au processeur Intel Xeon W. Le troisième épisode de cette série sera consacré à l'écran et au SSD du point de vue des photographes et vidéastes.