Radeon VII d’AMD : faut-il craquer ?

La Radeon VII vient d'être lancée par AMD. Plus chère que prévue (760 euros), elle est aussi peu disponible. Elle reste pour autant intéressante à analyser, au-delà des habituels relevés de performances.

On pourrait répondre simplement à la question-titre de cet article en vous expliquant qu'elle ne se pose pas, la Radeon VII n'étant pour le moment qu'un paper launch. En effet, elle n'est vendue en France que via le groupe LDLC, qui l'affiche en précommande, à un tarif plus élevé (à partir de 760 euros) que celui annoncé par AMD : 739 euros. 

Aucune date de disponibilité n'est donnée, seuls des modèles de référence sont proposés. Selon nos informations, très peu de cartes seront mises en vente. De fait, si vous voulez acheter une Radeon VII, l'obtenir ne sera pas facile. Certains l'ont bien compris, comme ASUS et sa carte de référence sans aucune spécificité... à 850 euros.

AMD avait bien évoqué une vente directe sur son site au tarif public, mais semble s'être ravisée depuis. La société renvoie en effet vers une liste de ses revendeurs officiels : LDLC et Materiel.net en France. C'est là que l'intérêt d'un article prend tout son sens : vous expliquer par le menu les détails de ce produit et de ce lancement.

Car se contenter de vous dire de passer votre chemin face à ce qui n'est pour le moment qu'une carte graphique fantôme ne serait pas à la hauteur de notre mission, qui est de vous aider à comprendre tant les évolutions des produits que celles des constructeurs. Dont la manière qu'ils ont de s'adresser au marché. 

Vega 20 : quelles nouveautés ?

Les Radeon RX Vega 56/64 d'AMD n'ont pas été une grande réussite, ni pour leur mise sur le marché ni pour leurs performances. Coûteuses, avec leurs 8 Go de HBM2, elles étaient aussi gourmandes en énergie. Elles arrivaient à peine à la cheville des GeForce GTX 1080 de NVIDIA, tout en consommant plus.

Gravées en 14 nm, elles étaient pénalisées par une architecture à bout de souffle. Vega 10 n'est en effet qu'une énième évolution de Graphics Core Next (GCN), pas vraiment à la hauteur des défis à relever. Malgré les promesses de Raja Koduri et ses équipes à l'époque (il est désormais chez Intel), rien n'est venu montrer l'intérêt des choix effectués.

Au contraire, pour continuer à occuper le marché, AMD a dû baisser drastiquement le prix de ses cartes. On trouve ainsi des Radeon RX Vega 56/64 aux alentours de 300/400 euros, contre 500/600 euros au lancement. Et en attendant une nouvelle architecture lui permettant de repartir sur des bases plus saines, la société fait le dos rond.

C'est le but de Vega 20, qui n'est qu'une légère évolution de la génération précédente avec un atout de taille : une gravure en 7 nm. Ainsi, bien qu'elle passe de 12,5 à 13,2 milliards de transistors, la puce n'occupe plus que 331 mm², contre 495 mm² auparavant. Soit de 25 millions à 40 millions de transistors par mm², une amélioration de la densité de 58 %.

On aurait pu s'attendre à ce qu'AMD en profite pour lancer un produit de cœur de gamme à la tarification agressive, mais non. Le choix historique de la HBM2, implémentée aux côtés de la puce sur le packaging, a sans doute empêché une telle stratégie, tout comme la volonté de rester sur un même GPU pour différents marchés.

Celui présent au sein de cette Radeon VII est ainsi identique à celui des nouvelles Radeon Instinct, n'étant pas utilisé à son plein potentiel. La carte reprend donc les caractéristiques de la MI50 et non de la MI60. Par rapport à la Radeon RX Vega 64, cela revient à une baisse de certains chiffres.

On passe de 4 096 unités de calcul à 3 840 (-6,25 %), soit 4 des 64 blocs de la puce désactivés. On reste par contre à 64 ROP. La fréquence grimpe pour compenser : de 1 400 à 1 800 MHz, contre 1274 à 1630 MHz précédemment (+10 %). L'espace supplémentaire au sein du packaging est utilisé pour doubler la quantité de HBM2 à 16 Go.

L'interface mémoire est également multipliée par deux (4 096 bits) permettant d'atteindre un débit très important : 1 To/s. Le TDP passe de son côté de 295 à 300 watts.  AMD évoque seulement des optimisations lui permettant de revoir les fréquences à la hausse et de réduire la latence, tout en améliorant la bande passante pour les ROP. Bref, des avantages surtout liés à l'évolution de la HBM2 et au 7 nm.

Au final, le constructeur n'a pas profité de cette finesse de gravure pour proposer une carte moins gourmande en énergie, mais plutôt un modèle plus performant au TDP inchangé, devant lutter contre la GeForce RTX 2080.

16 Go or not 16 Go ?

Dans sa communication, AMD indique que cette carte a été pensée pour les joueurs. Au regard de ses caractéristiques, on voit pourtant surtout des atouts pour les professionnels, notamment par sa mémoire.

Mais la société insiste, développant un argumentaire sur l'intérêt d'une telle quantité de HBM2. Un billet de blog affirme ainsi que, même si Assassin's Creed Odyssey en 4K se limite à 4,7 Go de mémoire utilisée, l'activation du Max Resolution Scaling (qui consiste à calculer une image encore plus grande) triple presque ce chiffre. Qui compte utiliser une telle combinaison ? Sans doute personne. Surtout que les performances risquent d'y être désastreuses.

AMD nous sort alors un benchmark exploitant un chipset X99 et un vieux Core i7-5960X à 3 GHz pour nous expliquer que les 16 Go de la Radeon VII permettent d'éviter des pertes de fluidité dans certains cas face à la GeForce RTX 2080, limitée à 8 Go, la RX Vega 64 devant de son côté être sauvée par le High Bandwidth Cache Controller (HBCC), peu exploité.

Dans la pratique, on ne constate rien de tel, et même les titres récents peinent à s'approcher de la limite de 8 Go. Le surcoût de la solution utilisée par AMD semble démesuré face à l'intérêt potentiel en termes de performances dans les jeux, actuels ou à venir. Surtout en 4K (nous en reparlerons).

C'est au final l'argument du besoin en VRAM d'applications comme Adobe Premiere pour la compression de vidéos 4K/8K qui est le plus convaincant. Le plus simple aurait donc été d'assumer que cette carte est avant tout un modèle pour les professionnels, en précisant que ses 16 Go de HBM2 pouvaient avoir un intérêt à la marge pour les joueurs.

Nouvelles sondes de température

Si le gros de l'architecture n'a pas évolué, on note du changement dans les relevés de température de la puce. Un réseau de 64 capteurs y est intégré, le double de la génération précédente selon AMD. Il permet de déterminer la température maximale au sein de la puce (T° Junction) en plus de celle relevée de manière plus classique.

La nouveauté réside surtout dans le comportement de la carte et de son système de refroidissement, en exploitant cette valeur. Elle peut être relevée dans l'interface Wattman des pilotes, les logiciels tiers devant encore se mettre à jour afin de l'exposer correctement.

De quoi assurer un fonctionnement plus optimal selon AMD. Mais le gain mis en avant dans les documentations techniques n'est que de 2 %, avec des températures plus élevées qu'avec le précédent mode de gestion. Nous verrons plus loin que cela n'empêche pas la carte d'être décevante sur les nuisances sonores.

Performances FP64 et BIOS/UEFI

Autre point intéressant, les capacités de calcul de la puce. Prévue au départ pour le marché professionnel où la demande en matière d'IA et d'inférence est forte, elle intègre la précision mixte et les formats INT8/INT4. Le tout accompagne l'arrivée de Radeon Open Compute 2.0 (ROCm).

Mais Vega 20 offre surtout des performances en double précision (FP64) assez élevées, 1/2 des performances FP32 contre 1/16 pour la génération précédente. Malheureusement pour la Radeon VII, il avait été initialement précisé que ce rapport serait ramené à 1/16, produit grand public oblige.

Quelle était donc notre surprise lorsque nous avons relevé que la puissance de calcul FP64, non communiquée dans les documentations techniques distribuées à la presse, était annoncée à 3,46 TFLOPS, contre 13,8 TFLOPS en FP32, soit un rapport de 1/4 :

En réalité, face aux nombreuses critiques émises, AMD a fait machine arrière. Les communicants ont alors eu pour mission de vanter l'écoute des clients et du marché, les cartes et pilotes distribués ayant déjà été mis à jour en conséquence.

La Radeon VII se retrouve ainsi avec la moitié des performances FP64 des Instinct MI50/60 (6,7 et 7,4 TFLOPS), mais bien plus que les GeForce RTX, NVIDIA imposant encore une forte limitation à ses cartes grand public sur ce point, avec un rapport de 1/32, soit 200 à 400 GFLOPS seulement.

Reste néanmoins un problème de taille auquel AMD ne peut pas répondre pour le moment : l'absence d'unités dédiées. Là où NVIDIA mise sur ses Tensor Cores et RT Cores pour accélérer les calculs d'inférence (IA) ou le ray tracing, en proposant des solutions pour en profiter dans les jeux le père des Radeon mise encore sur des unités généralistes.

Les évolutions à venir seront intéressantes à surveiller sur ce point, le constructeur ayant déjà évoqué Pro Render pour le ray tracing dans le rendu 3D, des couches exploitant WinML dans les jeux. Suffisant ? Pas sûr.

Vient enfin la question du BIOS. TechPowerUp a relevé que les premiers exemplaires des cartes étaient incompatibles avec les UEFI, du fait de leur BIOS. Cela n'a pas d'impact particulier, mais ralentit le démarrage et empêche l'activation de Secure Boot. La société a néanmoins rapidement réagit, indiquant que ses partenaires disposaient déjà d'une mise à jour, qui serait également distribuée sur son site via un outil « one-click ».

La Radeon VII de référence

La conception de la Radeon VII n'est pas une grande surprise. Elle reprend un ventirad déjà connu, plutôt robuste. Il affiche le logo Radeon sur sa tranche ainsi que sur le coin avant droit, avec des LED rouges. Trois ventilateurs de 75 mm surmontent le large radiateur et la chambre à vapeur, équipés de cinq caloducs.

La carte est aussi longue qu'une GeForce RTX 2080 : 268 mm. Elle occupe deux emplacements PCIe et n'est qu'à la norme 3.0 (x16), contrairement aux MI50/60 en PCIe 4.0. Autre différence notable avec la RTX 2080 : deux connecteurs PCIe 8 broches, contre 6+8 broches chez la concurrence.

Quatre sorties vidéo sont présentes : 3x DP 1.4, 1x HDMI 2.0.

Pour le moment, aucun modèle de partenaire n'est proposé et on ne sait pas si la situation évoluera. AMD se défend de l'interdire, mais quel constructeur irait proposer un design spécifique pour un GPU si peu disponible ? Tout dépendra des volumes de production. Mais il y a fort à parier que le gros des puces ira plutôt au profit des Radeon Instinct MI50.

Notre protocole de test

Passons maintenant au sujet qui intéresse le plus les joueurs : le concours de celui qui affiche le plus d'images par seconde, au pourcent près, graphiques à l'appui. Ici, nous avons décidé de nous distinguer des pratiques habituelles sur plusieurs points, à commencer par le choix de l'environnement de test.

Nous effectuons nos relevés dans une pièce maintenue à 20°C, dans un boîtier fermé. Celui-ci est volontairement un modèle compact, mais compatible avec de grandes cartes graphiques : un Versa H17 de Thermaltake. Objectif, mettre nos cartes graphiques dans un environnement peu confortable, mais dans l'intérêt de l'utilisateur.

Car relever les performances sur un banc de test à l'air libre – des conditions idéales et peu contraignantes – est une chose. Le faire en environnement réaliste, où silence et compacité sont des valeurs primordiales, en est une autre. Et c'est celle qui nous intéresse, nous permettant au passage de mieux mettre en valeur les choix des constructeurs en termes de refroidissement et de nuisances sonores, tout comme leurs limites.

Le reste de la configuration est composé d'un Core i5-9600K accompagné de 16 Go de DDR4 (2 667 MHz) et d'une alimentation modulaire de 600 watts signée Cooler Master (80Plus Gold). Le tout est installé sous Windows 10 dans son édition October 2018, composants et logiciels à jour en date du 6 février 2019.

Pour ce test, nous avons utilisé les versions publiques des pilotes 418.81 WHQL (NVIDIA) et Adrenalin 19.2.1 sur l'intégralité de nos cartes graphiques, sans réutilisation de résultats effectués lors de tests antérieurs. La Radeon VII ayant pour le moment droit à une version spécifique de ses pilotes, nous l'avons utilisée (build du 6 février).

La Radeon VII est opposée aux Radeon RX Vega 64 (Sapphire Nitro+) et GeForce RTX 2080 (Founders Edition). Toutes deux sont des modèles légèrement overclockés.

Pour chaque relevé, nous effectuons un tour de chauffe, pour éviter d'être trop dépendants des mécaniques de Turbo qui peuvent avoir un effet temporaire. Il n'est pas utilisé dans nos résultats. Nous réalisons ensuite deux tests consécutifs. Si les chiffres ne sont pas similaires (à 2% près), nous effectuons un troisième test et enregistrons la moyenne.

Quelles performances dans les jeux ?

Passons maintenant aux résultats, tout d'abord dans des outils de mesure de performances (benchmarks). Ces derniers ne permettent pas de tirer des conclusions, mais offrent un premier aperçu des rapports de force. Ils fournissent également des résultats aisément reproductibles à comparer à votre propre configuration :

Ici, le constat est (presque) sans appel : l'avance de la Radeon VII sur la RX Vega 64 est de 15 à 20 % selon les cas, sans exception. Mais la carte reste en retrait face à la GeForce RTX 2080. C'est parfois imperceptible, parfois non. Reste le second test de Fire Strike Ultra (3DMark) où AMD s'en tire avec une avance d'un peu plus de 10 % sur sa concurrente.

Dans les jeux, nous effectuons des relevés dans trois définitions : 1080p, 1440p et 2160p. Ces cartes étant des modèles haut de gamme, nous poussons les paramètres à leur maximum, excepté pour l'AA où nous utilisons parfois le TAA, qui offre un bon compromis performances/qualité d'image :

En moyenne, l'avance de la Radeon VII sur la RX Vega 64 perdure. Il est de 10 à 20 %, l'écart se creusant avec la hausse des définitions. La montée en fréquence et la bande passante mémoire augmentée font le job, malgré le nombre d'unités en baisse. On voit néanmoins que, comme la GeForce RTX 2080, cette carte n'est pas vraiment « 4K ready ».

Avec une moyenne sous les 60 ips, des scores qui vont bien en dessous, une telle définition n'est exploitable qu'avec des jeux ou des réglages moyennement gourmands. Cela rend d'autant plus caduc l'argument des 16 Go de mémoire pour les joueurs, surtout s'ils utilisaient une définition de calcul supérieure.

AMD réussit néanmoins à se hisser au niveau de la GeForce RTX 2080 et donc de la GeForce GTX 1080 Ti, ce qui n'était pas le cas de la gamme précédente. Elle se permet même de lui passer devant dans quelques situations. Mais pour y parvenir, le constructeur a dû mettre en œuvre des moyens lourds, qui ont leurs conséquences.

Consommation, chauffe et nuisances sonores

Commençons par la consommation. Selon nos relevés, la GeForce RTX 2080 consomme toujours quelques watts de moins que sa concurrente au repos. Mais lorsqu'elle est en pleine charge, les deux cartes ont une gourmandise similaire, la GeForce nécessitant parfois plus de puissance.

Des résultats qui diffèrent des relevés de nos confrères, mais confirmés après plusieurs séances de tests répétés. Si nous trouvons des chiffres plus en phase lors de séances courtes en environnement ouvert, ce n'est plus le cas boîtier fermé quand la température des puces et la vitesse des ventilateurs augmentent. 

Mais au final, et contrairement à ce que l'on pourrait penser, c'est plutôt une victoire pour NVIDIA. En effet, le constructeur se permet d'afficher un rapport performances/watt proche (29,74 contre 29,96) de son concurrent, malgré l'utilisation d'une finesse de gravure de génération antérieure (12 nm). 

D'autant qu'AMD a dû faire un compromis sur un élément critique, qui porte totalement préjudice à sa carte : les nuisances sonores. Les deux modèles de référence partagent le même défaut de ne pas être semi-passifs. Le ventilateur tourne donc même lorsque le GPU est peu sollicité. Mais dès qu'un applicatif 3D est lancé, leur comportement diffère.

NVIDIA privilégie en effet le silence, sa GeForce RTX 2080 se tenant à une température de 83°C qu'elle ne doit pas dépasser. Les deux ventilateurs de 85 mm à 13 pales peuvent atteindre jusqu'à 2 300 tpm. Mais ils restent silencieux, parfois au détriment des performances et de la température globale de la machine, cette dernière restant de fait agréable à utiliser en toutes circonstances.

Selon nos relevés, la fréquence de fonctionnement du GPU, pouvant atteindre les 1,9 GHz, reste en général dans les 1,8 GHz au plus bas. Le GPU affiche une température de 30°C au repos, 44°C cinq minutes après une période de charge et atteint les 83°C lors de nos tests les plus lourds. Il est possible d'augmenter cette limite, comme celle du TDP ou la vitesse des ventilateurs, et donc de revoir les performances à la hausse si on le souhaite. 

De son côté, AMD a fait un choix radicalement différent : préserver les performances de sa carte, quel qu'en soit le coût. Ainsi, dès qu'un applicatif 3D est lancé, les ventilateurs atteignent rapidement 3 000 tpm et un niveau de bruit bien trop important. Pas dérangeant pour un serveur, mais pour une machine du quotidien, c'est une autre histoire.

Lors de nos tests, nous avons relevé une température entre 33°C et 78°C, et 45°C cinq minutes après une période de charge. Ce qui n'empêche pas la carte d'avoir une fréquence qui varie, parfois de manière importante : jusqu'à 1,5 GHz environ. Il faut dire que la température interne (T° Junction) est parfois grimpée jusqu'à 113°C !

Ce phénomène n'est pas propre à notre protocole. Nous avons obtenu des résultats identiques avec boîtier ouvert, comme nos confrères. Il s'agit simplement du mode de fonctionnement classique de la carte qui cherche à maximiser ses fréquences malgré une température de fonctionnement qui peut être importante.

AMD n'avait pas le choix, malgré le 7 nm : garder sa carte silencieuse, c'était passer à côté de performances similaires à la GeForce RTX 2080. La situation rappelle de précédents modèles du constructeur, où l'arrivée de cartes de partenaires avait pu changer la donne. Ici, ce n'est pas le cas (pour l'instant ?).

Notez que changer la pâte thermique n'a que peu d'influence.

Applications professionnelles et rendu 3D

Passons maintenant à un cas plus complexe : les applications de rendu 3D. Ces calculs sont historiquement effectués à travers un CPU, mais les choses changent depuis quelques années, avec la montée en puissance de CUDA/OpenCL et l'accélération matérielle du ray tracing. 

La situation est pourtant loin d'être stabilisée, ne nous permettant pas de savoir quel est le meilleur produit dans cette catégorie. Outre les moteurs maison (ProRender chez AMD, OptiX/RTX chez NVIDIA), chaque application affiche des résultats parfois à l'opposé de ce que l'on peut constater ailleurs. 

Pour mieux comprendre, voici par exemple les résultats que nous obtenons avec les outils de mesure de performances de LuxCore et V-Ray : 

Comme on peut le voir, le premier (qui n'exploite qu'OpenCL) donne une nette victoire aux Radeon, surtout avec la scène la plus légère à calculer. Ensuite, les choses se compliquent. On aboutit à une avance plus classique, de 25 % face à la Radeon RX Vega 64 et 10 % face à la GeForce RTX 2080.

Mais, à l'inverse, cette dernière affiche un avantage de 62 % dans V-Ray ! Il faut dire que dans ce test, les Radeon ne semblent pas exploitées à leur plein potentiel. Pour preuve : leur consommation est inférieure à nos relevés habituels et elles sont presque silencieuses. Qu'en conclure ? Simplement que ces deux outils sont mal optimisés.

Face à ce genre de cas, nous utilisons en général une application open source de référence. Dans le domaine du rendu 3D, Blender. Bonne pioche : AMD le cite comme révélateur de l'avance de la Radeon VII sur la RX Vega 64. Mais voilà, l'outil est en pleine mutation vers son nouveau moteur de rendu Cycles.

Les GeForce RTX ne sont ainsi pas encore supportées dans la version actuelle (2.79b). Cela changera avec la branche 2.8, actuellement en bêta. Nous avons donc utilisé une nightly (build du 6 février) afin de relever les performances avec les scènes fournies.

Le rendu n'est effectué que sur le GPU, via CUDA ou OpenCL, selon les cas :

Comme on peut le voir, deux scènes ne fonctionnaient pas avec la Radeon RX Vega 64, alors que nous ne rencontrons aucun souci avec la Radeon VII. Dans les cas testés, le gain de cette dernière est notable : de 12 % à 34 %. Nos chiffres sont par contre bien meilleurs avec la GeForce RTX, qui affiche parfois une avance de 75 %.

Un écart déjà relevé dans de précédents tests il y a quelques mois avec des versions alpha de Blender 2.8. Il semble se confirmer, mais il vaut mieux attendre la version finale pour être définitivement fixés.

Résultats complexes également avec un autre standard de l'industrie : SPECviewperf 13. Là aussi, les avantages de l'une ou l'autre carte dépendent des logiciels :

On note une avance de la Radeon VII sur sa petite sœur, plus faible : de 5 % à 15 %. Dans deux cas (Energy et Showcase), l'avance est plus notable : 30 et 45 %. Elle est également d'un peu plus de 30 % sous Maya en 4K. Siemens NX (snx-03) semble de son côté préférer la précédente génération pour le moment. 

Face à la GeForce RTX 2080, c'est plus mitigé. Les écarts peuvent aller de -60 % à +75 % selon les applications. 3DSMax, Creo et Maya affichent de bien meilleurs résultats chez NVIDIA. Les six autres, dont Catia et Solidworks, bénéficient plutôt à AMD. Tout dépendra donc de vos usages et de vos besoins... mais aussi peut-être de l'évolution des pilotes.

Radeon VII : une carte de transition

Que penser de cette Radeon VII ? Avec son GPU gravé en 7 nm, AMD montre qu'il sait encore prendre des risques, payants sur le plan technique. Il est le premier à utiliser ce processus de fabrication et à proposer une carte avec 16 Go de HBM2 à 1 To/s de bande passante dans cette gamme de prix.

Mais une carte graphique n'est pas qu'une liste de caractéristiques. Dès que l'on repasse en conditions réelles, la Radeon VII est moins attractive, surtout pour les joueurs. Les 16 Go de HBM2 ne sont pas nécessaires pour un tel usage et le niveau de performances d'une RTX 2080 n'est obtenu qu'au prix d'un système de refroidissement trop bruyant.

Surtout, la carte ne dispose pas d'un positionnement tarifaire capable de faire oublier tout ça. Ce, alors qu'elle n'est pas vraiment disponible et que seuls des modèles de référence sont proposés.

On attendait AMD sur un produit agressif, ce qui était d'une facilité déconcertante face aux pratiques tarifaires de NVIDIA sur ses GeForce RTX 2080 (Ti). Finalement, on a droit à une Radeon VII offrant les mêmes performances que la concurrence, au même niveau de tarif, sans certains avantages mais avec des défauts supplémentaires.

Certes, AMD n'avait sans doute pas le choix pour la conception de son produit. Mais on comprend mal la communication autour de cette carte, qui aurait pu jouer l'anguille en se plaçant entre les Radeon classiques et les modèles Pro, tout en reprenant certaines de leurs fonctionnalités.

Elle a finalement été présentée comme un produit « Gamer », livré avec trois jeux. Ce, sans se détacher sur ce marché et avec des atouts pouvant surtout séduire les professionnels. Si ces derniers ont été câlinés avec les performances FP64 revues à la hausse, ils sont prévenus : ce n'est pas une Radeon Pro. Oubliez par exemple l'idée d'utiliser son GPU dans le cadre de la virtualisation... cela risquerait de rendre ce produit intéressant.

AMD nous livre dans tous les cas une première réponse à la GeForce RTX 2080 de NVIDIA, en attendant qu'une nouvelle architecture prenne le relais. C'est sans doute mieux que rien.