Navi, RDNA, RX 5700 (XT) : AMD détaille ses nouvelles Radeon

Après avoir fait son retour avec vigueur sur le marché des processeurs, AMD doit désormais redonner du brillant à ses Radeon. Pour cela, le Texan dégaine l'architecture RDNA avec une première puce de la génération Navi et deux Radeon RX 5700. De quoi mettre à mal les GeForce RTX de NVIDIA ?

Ces dernières années, AMD est à la traine sur le marché graphique pour PC. Ses architectures sont en retrait face à celles de NVIDIA, et quelques choix techniques malheureux ont empêtré la société dans un immobilisme qui n'a rien arrangé. Résultat, la société perd des parts de marché de manière continue, malgré sa forte position dans les consoles.

Pour lutter, elle n'a que deux armes dont elle abuse ces derniers mois : les baisses de prix et les jeux offerts. Ainsi, l'entrée de gamme actuelle est toujours basé sur différentes déclinaisons de Polaris, une architecture officialisée en 2016. Le modèle le plus véloce, la Radeon RX 590, se trouve aux alentours de 250 euros avec deux jeux. 

Elle n'a d'ailleurs que peu d'intérêt face à la Radeon RX Vega 56, plus puissante et vendue 240 euros, là aussi avec deux jeux. Plus récente, cette génération commercialisée mi-2017 n'a pas réussi à relancer l'offre haut de gamme d'AMD face aux GeForce GTX de série 10 (Pascal). Elle est encore plus à la traine face à Turing et les GeForce RTX.

Autant dire que la relève était attendue de pied ferme. Navi et son architecture RDNA, qui bénéficient d'une efficacité accrue et d'une finesse de gravure en 7 nm, doivent permettre à AMD de faire son grand retour, à la manière de Ryzen sur le marché des processeurs.

Pour cela, deux cartes seront mises sur le marché en juillet : la Radeon RX 5700 à 349 dollars et la Radeon RX 5700 XT à 449 dollars. Une édition « 50 ans » à 499 dollars est aussi annoncée, mais ne devrait pas être disponible en France pour le moment, un point sur lequel nous attendons des confirmations.

Ces cartes visent les GeForce RTX 2060/2070 avec un atout... de taille.

10,3 milliards de transistors dans 251 mm² : dense, mais peu efficace ?

En effet, la puce produite par AMD est ridiculement petite pour un modèle de ce niveau, et donc peu chère à produire si les rendements de TSMC sont bons. Elle mesure 251 mm², soit un peu moins que les 284 mm² du TU116 des GeForce GTX 1660 (Ti) et un peu plus que les 200 mm² du TU117 des GeForce GTX 1650.

On note donc que la densité de la gravure en 7 nm de TSMC est élevée, meilleure que pour Vega 20 : 41 millions de transistors par mm² contre 39,9. Elle est de 23/24 pour les GPU Turing de NVIDIA en 12 nm FinFET.

Il y a par contre un os concernant le nombre de transistors. Car on se retrouve au niveau du TU106 d'une GeForce RTX 2070 (10,8 milliards de transistors pour 445 mm²) alors qu'AMD annonce proposer des performances similaires tout en ayant fait le choix de se passer d'unités dédiées au ray tracing et aux calculs liés à l'IA.

Nous n'avons malheureusement pas le détail des blocs de transistors et de la place qu'ils occupent au sein du die pour comprendre ce résultat. Mais NVIDIA semble faire mieux sur ce point. Les chiffres de Navi sont en baisse par rapport à ceux de Vega 10/20, c'est déjà ça.

Autre point qui nous inquiète pour le moment : la consommation et la chauffe des cartes. Si AMD vante les vertus du 7 nm de TSMC, avec une réduction de la consommation de 23 % pour des performances en hausse de 14 % par rapport à Vega 10, on a vu avec la Radeon VII que ce n'était pas le gage d'un produit efficace et silencieux.

Et lorsque l'on compare la Radeon RX 5700 XT et son TDP de 225 watts à la GeForce RTX 2070 qui annonce ne pas dépasser les 175 watts, on se pose des questions. Il faudra bien entendu vérifier le niveau de consommation réel à la prise et les nuisances sonores lors des tests, mais le fait qu'AMD élude pour le moment le sujet dans ses documents techniques n'est pas pour nous rassurer.

RDNA : de nombreux changements à la clé

Le Texan le promet néanmoins : l'architecture Radeon DNA fait mieux que celles issues de GCN (sans préciser quelle itération). Les performances par cycle seraient en hausse de 25 % avec de plus hautes fréquences et une meilleure gestion de la consommation à travers les différents éléments de la puce. 

Le gain serait de 50 % à consommation et configuration identiques. Issu à près de 60 % des améliorations de l'architecture, à plus de 20 % du 7 nm. Le reste tient du design de la puce. AMD insiste : avec RDNA, tout a changé. La puce a en effet profondément été réorganisée, même si quelques basiques de GCN se retrouvent ici ou là. 

Les 2 560 unités de traitement (Stream Processors) sont désormais regroupées en 80 Scalar Processors et 40 Compute Units (CU). On est donc toujours à 64 unités par CU, mais sous la forme de deux SIMD32 plutôt que quatre SIMD16. Surtout, elles ne se partagent plus un même scheduler, chacune a le sien.

Cela permet de regrouper les instructions à exécuter par 64 threads, mais aussi 32, d'aller jusqu'à quatre fois plus vite et de gagner en efficacité, surtout lorsque les unités sont sous-utilisées. L'unité des fonctions spécialisées passe à SIMD8 plutôt que SIMD4. AMD ne détaille pas les performances en double précision ou précision mixte, et pour cause : Navi est exclusivement pensé pour le jeu. Polaris et Vega continueront d'être exploitées dans les stations de travail et serveurs.

Les CU sont regroupées par deux et se partagent un cache local dont la bande passante a été doublée. Un cache L1 de 4x 128 ko (16-way) fait également son apparition, une portion par groupe de 10 CU. Il vient en complément du L2 de 16x 256 ko (16-way), soit un total de 4,5 Mo. AMD indique que des gains importants sont à noter sur la latence à tous les niveaux, même côté mémoire. Le contrôleur est de type GDDR6, sur 256 bits.

Bien entendu, on retrouve les habituelles optimisations de l'algorithme de compression des couleurs, les shaders pouvant désormais y accéder en lecture et en écriture, le moteur d'affichage en lecture. Il en est de même pour les Asynchronous Compute Engines (ACE) améliorés, tout comme l'unité géometrique ou les 64 ROP.

L'interface PCIe passe à la version 4.0 qui double la bande passante théorique : 64 Go/s pour du x16 contre 32 Go/s avec le PCIe 3.0. Il faudra bien entendu une plateforme compatible, comme le X570, pour en profiter.

Pas d'accélération matérielle du Ray Tracing avant RDNA2

Comme évoqué précédemment, le ray tracing n'est pas de la partie. On se demande donc ce que Microsoft et Sony utiliseront pour leurs prochaines consoles, qui misent sur Navi et ce mode de rendu. 

AMD continue d'indiquer que cela ne lui semble pas nécessaire pour le moment, ses solutons logicielles Radeon Rays et ProRender lui suffisant, notamment sur le marché professionnel. La seconde version de RDNA permettra une accélération matérielle pour certains effets de lumière.

« Nous ne pensons pas que le consommateur devrait payer pour des éléments qu'il n'utilise pas vraiment » nous confiait Scott Herkelman au Computex. Mais AMD semble surtout ne pas avoir anticipé ce besoin, car Navi doit aussi trouver sa place au sein des consoles de nouvelle génération... promettant l'accélération du ray tracing.

Sans que l'on sache exactement ce que cela signifie, la société dit plutôt miser sur le « Cloud » pour le calcul de scènes complètes via le ray tracing. Elle renvoie sans doute à l'utilisation de ses Radeon Pro dans des serveurs pour de tels usages, éloignés d'un calcul en temps réel.

Plus de possibilités dans le multimédia

Le moteur d'affichage a bien entendu été retravaillé, mais le HDMI 2.1, pourtant promis au CES 2018, n'est toujours pas là. Il faut se contenter du 2.0b. Le DisplayPort 1.4 gère de son côté le Display Stream Compression 1.2a, comme les GeForce RTX. De quoi grimper en théorie jusqu'en 4K à 240 Hz ou 8K HDR à 60 Hz via un seul câble.

Un premier écran 43" signé ASUS est compatible avec cette technologie et FreeSync2 HDR. Il grimpe à 144 Hz via une définition de 3 840 x 2 160 pixels avec une certification HDR 1000. 

Côté codecs, la décompression VP9 est présente (4K90 ou 8K24), de même que la (dé)compression H.264/H.265. Cette dernière a été améliorée et peut grimper à 8K24 en décompression et 4K60 en compression. Des points importants pour les professionnels et ceux qui diffusent du contenu en direct. Les performances et la qualité seront à étudier.

Radeon RX 5700 (XT) : les caractéristiques

Pour dépasser les performances de la GeForce RTX 2070, AMD a misé sur de grosses fréquences : 1 605 MHz de base, 1 755 MHz en jeu et 1 905 MHz en valeur maximale. Pour rappel le TDP annoncé est de 225 watts.

Exit la HBM2 au profit de la GDDR6, qui n'est plus placée aux côtés du GPU mais sur le PCB de la carte graphique. 8 Go sont présents, avec un débit de 14 Gb/s. L'interface mémoire étant de 256 bits, la bande passante totale est de 448 Go/s. Des chiffres identiques aux caractéristiques des RTX 2070/2080.

La Radeon RX 5700 classique se distingue par quatre CU désactivées (soit 36), portant le nombre d'unités de traitement à 2 304. Ses fréquences sont également en baisse : 1 465, 1 625 et 1725 MHz. Une réduction de la puissance de calcul de 17 % en moyenne. Pas de changements côté mémoire ou ROP, mais on passe de 160 à 144 unités de texturing (-10 %). Le TDP, lui, est de 180 watts (-20 %).

Les tarifs de lancement annoncés sont proches des GeForce RTX 2060/2070, que l'on trouve dès 330 euros et 470 euros. Un choix étonnant car on attendait AMD sur une position plus agressive, surtout vu la taille de sa puce. Si NVIDIA venait à baisser ses tarifs comme ce semble prévu avec l'initiative Super, elles perdraient de leur intérêt.

AMD s'adaptera-t-il d'ici son lancement ? Affaire à suivre.

Les cartes de référence

Pour le moment, seules les cartes proposées par AMD ont été officialisées. Il faudra sans doute attendre après l'été pour voir les partenaires mettre sur le marché leurs modèles avec PCB et refroidissement maison.

Le Texan vante le ventirad à chambre à vapeur utilisé pour son modèle XT, avec une pâte thermique à base de graphite pour faciliter l'échange de chaleur, comme sur la Radeon VII. Espérons qu'il sera silencieux en toutes circonstances, ce qui n'est pas toujours la marque de fabrique du constructeur... qui ne dit rien sur ce sujet ou les températures.

Si la RX 5700 arbore un design classique, ce n'est pas le cas du modèle XT dont le ventirad a une forme un peu plus travaillée, sans que ce soit une révolution du genre. Contrairement à ce que certaines photos laissent penser, les deux cartes se contentent d'un duo de connecteurs PCIe 6+8 broches pour leur alimentation.

Aucun port ne permet de relier des cartes entre elles. Côté sorties vidéo, on compte trois DP 1.4 et une HDMI 2.0b. Les deux cartes exploitent un port PCIe 4.0 x16, avec un débit relevé via 3DMark de 22 Gb/s contre 13 Gb/s pour du PCIe 3.0 selon AMD. La société nous avait vanté au Computex l'avantage de cette connectique pour les joueurs, mais n'évoque ici que son intérêt pour des usages professionnels, ce qui semble plus logique. Il faudra donc les mesurer.

Xbox Game Pass PC comme partenaire du lancement

Pour renforcer l'intérêt de ses cartes, AMD mise sur un bundle dès le lancement. Il ne s'agit pas d'un jeu cette fois, mais de trois mois d'abonnement à l'offre Xbox Game Pass PC de Microsoft.

Vous aurez ainsi accès à la centaine de titres proposée, mais une fois le délai passé, il faudra payer 10 euros par mois. C'est donc bien moins généreux que les 2 à 3 jeux offerts que l'on a pu avoir sur les gammes récentes. Il s'agit sans doute d'un premier test pour les deux partenaires.

Vega 56 tueuse de Radeon RX 5700 (XT) : le drame d'AMD ?

Les Radeon RX 5700 vont de toutes façons avoir un autre problème à régler à court terme, et il ne s'agit ni d'une offre concurrente ni d'une question de bundle. C'est le tarif de la Radeon Vega 56.

Dans sa documentation, le constructeur la présente désormais comme une carte ayant atteint ses limites, qu'il faudrait abandonner pour passer aux petites nouvelles. Les performances du modèle XT sont annoncées comme 25 à 40 % meilleures, permettant de passer les 60/90 ips dans des jeux récents avec une bonne qualité d'image.

Un discours qui se tient mais se frotte à une difficile réalité : les Radeon RX 5700 (XT) sont annoncées respectivement à 379 dollars et 449 dollars. La Radeon RX Vega 56 est disponible avec deux jeux offerts à... 240 euros. Même avec une parité euro/dollar, elles sont respectivement 16 % et 80 % plus chères. 

Et il sera difficile pour AMD de vanter l'efficacité des petites nouvelles, tant au niveau de l'architecture que de la consommation... des points pourtant décrits comme peu importants lorsqu'il s'agissait de présenter la Vega 56 comme une alternative à petit prix aux dernières GeForce.

Un retour de boomerang qui va sans doute faire mal lors des tests. Seule solution pour AMD : couper les remises sur les Vega 56 pour que son tarif remonte. Reste à voir si les revendeurs qui en ont encore en stock accepteront.

Pilotes améliorés, nouvelles fonctionnalités

Pour séduire les joueurs, AMD compte également sur la bonne évolution de ses pilotes ces dernières années, l'édition de juillet devant apporter quelques pierres à l'édifice.

On y trouvera de nombreuses fonctionnalités intéressantes, certaines nouvelles d'autres non : Chill pour l'économie d'énergie, Link pour la gestion depuis un appareil mobile, Relive pour le streaming, Wattman pour l'overclocking, etc. AMD insiste également sur son mode anti-lag (fonctionnant sur Polaris, Vega et Navi) devant améliorer la réactivité suite à un clic de souris de 20 à 30 %, soit 10 à 20 ms selon les cas et les chiffres du constructeur. 

Les Radeon RX 5700 (XT) seront par contre les seules à supporter le nouveau mode « Sharpening » qui promet une image plus nette avec très peu d'impact sur les performances. Les développeurs ont également accès à FidelityFX qui permet l'intégration d'une fonctionnalité équivalente directement au sein des moteurs ou des jeux. D'autres effets doivent suivre, cette suite d'outils devant être publiée en open source.

Pour AMD, l'intérêt de ce mode est de limiter les effets de flou obtenus avec des techniques d'anti-aliasing comme le TAA, le constructeur précisant que sa solution peut être utilisée avec n'importe quel GPU. Une manière de répondre au DLSS de NVIDIA sans proposer un strict équivalent, qui demanderait de nombreux mois de travail.