Test de la nVidia GeForce GTX 470 Fermi

C’est une histoire aussi ancienne que l’industrie selon laquelle la fortune d’une entreprise de technologie s’élargit tandis que celle d’une autre s’affaiblit. Les tendances vont et viennent, une technologie en remplace une autre, une idée de ciel bleu du champ gauche prend son envol tandis qu'une autre s'écrase. Il n’est donc pas surprenant que les deux plus grands fabricants de cartes graphiques de la dernière décennie aient vu leur fortune monter et descendre. Récemment, c’est ATI qui s’est bien amusé grâce à son Radeon HD 5xx0 série de cartes graphiques. Depuis un peu moins de six mois, elles ont été le choix évident grâce à des performances, des fonctionnalités et une consommation d’énergie de premier ordre et bien sûr, ce sont les seules cartes compatibles DirectX 11 sur le marché. Enfin, cependant, ATI n’a pas à lui seul le DirectX 11, car nVidia a lancé la GTX 480 et la GTX 470, deux cartes basées sur sa dernière technologie de puce nommée Fermi.

Sur le papier, ces deux cartes semblent être en bonne voie pour amener les performances à un nouveau niveau. La GTX 480 dispose de 480 processeurs de flux, soit le double de la précédente carte haut de gamme de nVidia, la GTX 285, tandis que la GTX 470 en a 448. Associées à une mise à niveau de la mémoire de GDDR3 à GDDR5 et à toute une myriade de changements architecturaux, ces cartes semblent avoir tout ce dont elles ont besoin pour rattraper ou dépasser les meilleures d'ATI.

Normalement, lorsqu'une nouvelle gamme de cartes graphiques arrive, nous examinons d'abord la partie phare et profitons de l'occasion pour analyser également l'architecture sous-jacente. Cependant, en raison du nombre limité d'échantillons de test de nVidia, nous allons en fait examiner la carte GTX 470 plus lente dans cette revue. Cependant, nous continuerons d’examiner en profondeur l’architecture globale de Fermi qui alimentera cette carte et toute la gamme de nVidia dans un avenir prévisible.

Fermi est donc l'architecture sous-jacente sur laquelle seront construites les puces utilisées à l'intérieur des GTX 480, GTX 470 et des futures cartes nVidia. Il partage certains des éléments de base des dernières générations de conceptions nVidia, mais en raison des exigences de DirectX 11, de nombreux éléments ont été repensés.

En commençant par ce qui est le même, le bloc de construction de base de Fermi est toujours le CUDA Core (Core) ou Stream Processor comme on l'appelait auparavant. Ce petit processeur est l'unité de base de calcul des nombres qui fait le travail d'âne en termes de calculs pour le rendu de tous ces jolis graphismes dans vos jeux ou le barattage des données pour d'autres tâches accélérées par GPU comme l'encodage vidéo et le rayon tracé. Cependant, en montant d'un niveau, alors que les choses semblent encore vaguement similaires, elles sont fondamentalement différentes.

Dans G80 et GT200 - les puces utilisées pour alimenter respectivement les 8800GTX et GTX 280 - ces cœurs ont été regroupés en groupes de huit dans ce que l'on appelle un multiprocesseur en continu (SM). Au-dessus se trouvait le cluster Texture / Processor (TPC), qui ajoutait des unités de texture et plus de mémoire aux procédures. Avec Fermi, cependant, un SM comprend maintenant 32 cœurs et quatre unités de texture ainsi que quelque chose appelé le moteur PolyMorph, qui nous oblige à revenir aux bases pour expliquer.

Contrairement à ce que vous pourriez penser, une carte graphique ne fait pas tout pour rendre une scène 3D sur votre ordinateur. Le CPU installe en fait le modèle de fil de fer sur lequel tous les effets fantaisie que vous voyez sont ensuite plâtrés. Cependant, comme un processeur fait tant d'autres choses - comme l'IA, la physique, l'animation - en même temps, ces wireframes doivent rester assez simples pour maintenir un niveau de performance décent. C'est pourquoi, malgré toutes les avancées graphiques que nous avons vues ces dernières années, vous obtenez toujours des personnages de jeux avec des têtes pointues et du tôle ondulée que lorsque vous vous approchez. vous réalisez qu'il est complètement plat - il est tout simplement trop gourmand en calculs de construire tous les triangles nécessaires pour représenter avec précision les surfaces complexes d'un réaliste monde.

La solution (en partie) est de transmettre une partie du travail de création de la géométrie de base d'une scène au GPU. Cela se fait à l'aide de deux techniques de base appelées tessellation et cartographie de déplacement, qui font leurs débuts pour les jeux basés sur DirectX avec la nouvelle API DirectX11.

(centre)Pas de tessellation - Tessellated - Déplacement mappé(/centre)
Tesselation fonctionne en remplissant simplement les espaces entre les sommets d'un modèle filaire de base, créant une surface beaucoup plus réaliste et lisse. Il n’ajoute pas plus de détails, mais amène simplement le modèle à un stade où il a un aspect plus naturel.

Pendant ce temps, une carte de déplacement est une texture (image 2D) qui exprime des informations de hauteur qui, lorsqu'elles sont appliquées à un modèle, sont utilisées pour modifier la position relative des sommets dans le modèle. Cela ajoute tous les petits détails du modèle qui lui donnent vraiment vie. Le résultat est des modèles 3D infiniment plus réalistes qui nécessitent intrinsèquement moins d'autres tromperies graphiques pour leur donner un aspect réaliste. Parce que cela affecte également la géométrie centrale, d'autres effets graphiques, comme l'application d'ombres, sont considérablement amélioré car ils suivent les lignes précises du modèle complexe plutôt que celui de base, c'est-à-dire que vous ne devenez pas pointu ombres.

Le résultat de l'introduction de toute cette manipulation de la géométrie est que la section d'interprétation de la géométrie traditionnelle d'un GPU a dû être réimplémentée (ou du moins nVidia pense que c'est le cas; ATI a gardé les choses plus simples avec sa série HD 5xx0), passant d'une seule étape de configuration de la géométrie monolithique à plusieurs. Cela nous ramène au moteur Polymorph car c'est la partie qui gère les calculs de géométrie pour chaque SM.

De même, Fermi supprime un seul moteur de rastérisation (la partie qui gère la conversion de tous ces 3D triangles en pixels 2D) et en a quatre, chacun étant associé à quatre SM pour former un traitement graphique Cluster (GPC).

Enfin, au-delà de cela, nous revenons à une disposition plus familière avec le planificateur de thread principal qui préside toute l'affaire avec l'interface hôte et les contrôleurs de mémoire.

En plus de ces changements globaux, nVidia a également apporté une foule d'améliorations plus subtiles. Tout d'abord, le CUDA Core a amélioré la gestion des calculs en virgule flottante simple et double précision et répond à la nouvelle norme IEEE 754-2008 à cet égard. Les unités de texture ont également été révisées, y compris un ralentisseur et la prise en charge de nouveaux formats de compression de texture. Un nouveau grand cache L2 réduit le besoin d'adresser la mémoire système, réduisant ainsi la latence également.

(centre)"" Enfin, nous obtenons AA sur le feuillage de Crysis ""(/centre)
Les unités ROP prennent désormais en charge un nouveau mode anti-alisage d'échantillonnage de couverture 32x qui offre un mélange des bords encore plus fluide et plus réaliste. Il existe également un nouveau mode AA super-échantillonnage qui permet pour la première fois de lisser les bords du feuillage dans Crysis. Les performances globales du ROP ont également été améliorées grâce à un certain nombre d'améliorations de la compression et de l'efficacité. Pendant ce temps, l'ajout de caches plus grands et mieux implémentés améliore la bande passante vers le framebuffer, améliorant considérablement la vitesse de traçage de rayons, entre autres.

Un ajout un peu plus ésotérique est celui de 3D Vision Surround. Comme ATI, il s'agit d'une tentative pour trouver une raison pour que les joueurs investissent dans plusieurs cartes graphiques haut de gamme, car le jeu conventionnel ne nécessite sans doute pas de matériel aussi coûteux. Essentiellement, il vous permet de jouer à des jeux sur trois moniteurs chacun avec une résolution allant jusqu'à 1 920 x 1 080 pixels, tout comme Eyefinity d'ATI. Cependant, nVidia est allé plus loin en ajoutant également la prise en charge de la 3D stéréoscopique. Donc, si vous êtes prêt à acheter deux GTX 480, trois moniteurs capables de taux de rafraîchissement assez rapides pour la 3D, et une paire de lunettes 3D, alors l'option est là pour un jeu vraiment 3D (en toute honnêteté, vous pouvez également jouer en 3D sur un seul surveiller). Cependant, nous n’avions pas une telle configuration pour tester.

Fermi est ensuite implémenté pour la première fois dans la puce GF100 qui alimente les GTX 480 et GTX 470. Il utilise quatre GPC pour un total de 512 cœurs, 64 unités de texture, 16 moteurs PolyMorph et quatre moteurs raster. Ceux-ci sont couplés à 48 ROP répartis en six groupes de huit, chaque groupe étant desservi par un contrôleur de mémoire 64 bits.

Maintenant, la chose à noter ici est que 512 cœurs est plus que ce que j'ai mentionné le GTX 480 au début de cet article. En effet, nVidia a désactivé l'un des SM, et il ne peut y avoir qu'une seule conclusion pour expliquer pourquoi: nVidia ne peut tout simplement pas faire en sorte que les GF100 fonctionnent dans leur intégralité. C'est un problème courant et c'est généralement la raison pour laquelle des cartes graphiques comme la GTX 470 existent. En désactivant les parties de la puce qui ne fonctionnent pas, vous pouvez toujours obtenir une puce en état de marche, mais ses performances sont inférieures. Cependant, c’est la première fois que nous voyons une entreprise recourir à la désactivation de certaines parties d’une puce pour un produit phare. Tel est le risque de fabriquer une puce de la taille du GF100, contenant comme trois milliards de transistors. Les vitesses d'horloge de ces cartes sont également assez faibles donc si nVidia peut améliorer sa fabrication fortunes, il pourrait bien y avoir une carte cadencée plus rapidement utilisant l'ensemble de la puce GF100 non inhibée dans le proche avenir.

(centre)"" NVidia GeForce GTX 480 ""(/centre)
Pour l'instant, bien que nous ayons deux cartes disponibles en pré-commande (le stock sera expédié le 14 avril). Les prix commencent à 448,99 £ pour une GTX 480 tandis que la GTX 470 demande 319,99 £. À ces prix, la GTX 480 est environ 40% plus chère que la HD 5870 et il ne manque que 50 £ de la double puce HD 5970. Quant à la GTX 470, elle est au même prix qu’une HD 5870 et 60 £ de plus qu’une HD 5850. À ces types de prix, ces cartes auront besoin de chiffres de performance vraiment impressionnants pour se rapprocher d'une recommandation.

(centre)"" NVidia GeForce GTX 470 ""(/centre)
Comme mentionné précédemment, nous examinerons la GTX 480 phare en temps voulu, mais pour l'instant, examinons de plus près la GTX 470. Compte tenu de la préparation de ce lancement et de la connaissance de l'avancée technique de son GPU, la GTX 470 est plutôt modeste dans la chair (même si, en toute honnêteté, la GTX 480 est plus un spectacle). À 9,5 pouces de long, il a la même longueur qu'une carte mère est large et ne devrait donc avoir aucun problème à s'intégrer dans la plupart des boîtiers PC de taille ATX. Il est également relativement léger et a une glacière assez conventionnelle, donc encore une fois devrait être facile à installer.

Grâce au processus de fabrication de 40 nm de la puce, sa consommation d’énergie est relativement faible pour sa complexité nécessite donc «seulement» deux prises d'alimentation PCI-E à six broches, de sorte que la plupart des blocs d'alimentation modernes ne devraient pas avoir de problème avec il. Cela dit, avec une puissance totale de la carte de 215W, cette carte aspirera plus de jus que même une HD 5870.

La récolte actuelle de cartes haut de gamme d’ATI dispose de quatre sorties d’affichage (deux DVI-I Dual-link, une HDMI et un DisplayPort), ce qui signifie que l'un d'eux doit empiéter sur la deuxième fente pour carte, qui est normalement utilisée pour évacuer l'air chaud du carte. Cependant, nVidia est resté fidèle à trois sorties d'affichage (deux DVI-I Dual-link et un mini HDMI), ce qui signifie que toute l'étendue du deuxième emplacement est réservée à l'évacuation de l'air chaud.

Avec l'arrivée du matériel concurrent DirectX 11 d'ATI et de nVidia, il est enfin temps de commencer à comparer les performances de jeu DirectX 11. Cependant, nous avons commencé les tests en effectuant notre sélection habituelle de titres DX9 et DX10. Nous avons testé cette carte de la manière habituelle, en l'ajoutant à notre système de référence, dont les détails sont ci-dessous, puis nous avons exécuté une série de benchmarks de jeu. À l'exception de Counter-Strike: Source (CSS) et Crysis, les résultats sont enregistrés manuellement à l'aide de FRAP pendant que nous jouons à plusieurs reprises à la même section du jeu. Pour CSS et Crysis, nous lisons des démos de temps et la fréquence d'images est enregistrée automatiquement. Tous les résultats sont répétés pour vérifier la cohérence et la moyenne des résultats est enregistrée. Pour Crysis, tous les paramètres de détail du jeu sont définis sur Élevé tandis que tous les autres jeux sont exécutés avec leurs paramètres graphiques les plus élevés possibles.

Étant donné que nous ne regardons que la GTX 470 aujourd'hui, nous avons gardé nos tests DX11 à seulement deux cartes, la GTX 470 et HD 5850 car ils sont censés se concurrencer au même prix (même si ce n'est pas le cas actuellement). Nous avons organisé trois jeux, Just Cause 2, Colin McCrae: DIRT 2 et Battlefield Bad Company 2. Tous avaient les paramètres graphiques du jeu montés au maximum et nous avons enregistré les fréquences d'images à l'aide de FRAP pendant les exécutions manuelles.

"Système de test - Jeux DX9 et DX10" "

• Intel Core i7 965 édition extrême
• Carte mère Asus P6T
• 3 x 1 Go de RAM DDR3 Qimonda IMSH1GU03A1F1C-10F PC3-8500
• Raptor numérique occidental de 150 Go
• Microsoft Windows Vista Édition Familiale Premium 64 bits

"Cartes testées" "

• nVidia GeForce GTX 470
• nVidia GeForce GTX 295
• nVidia GeForce GTX 285
• AMD ATI HD 5970
• AMD ATI HD 5870
• AMD ATI HD 5850

"" Jeux testés ""

• Far Cry 2
• Crysis
• Pilote de course: GRID
• Call of Duty 4

"Système de test - Jeux DX11" "

• Intel Core i7 965 édition extrême
• Carte mère Asus P6T
• 3 x 2 Go de RAM DDR3 Kingston KHX1333C9D3K2 / 4G PC3-8500
• Seagate Barracuda XT 2 To
• Microsoft Windows 7 Édition Familiale Premium 64 bits

"Cartes testées" "

• nVidia GeForce GTX 470
• AMD ATI HD 5850

"" Jeux testés ""

• Just Cause 2
• Colin McCrae: DIRT 2
• Battlefield Bad Company 2

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En regardant d'abord les performances des DX9 et DX10, la GTX 470 garde certainement une longueur d'avance sur son prédécesseur, la GTX 285. Cependant, mis à part Far Cry 2, il offre à peu près les mêmes performances qu'un HD 5850 et est nettement derrière le HD 5870. Aux prix actuels, ce n’est tout simplement pas suffisant. Oui, dans Far Cry 2, il tire une bonne avance sur les deux cartes d'ATI, mais un jeu sur quatre ne suffit pas à nos yeux.

En ce qui concerne les jeux DX11, nous constatons une répartition assez égale avec la GTX 470 tenant une avance constante dans Colin McCrae: DIRT 2, les deux cartes offrant à peu près les mêmes performances dans Battlefield: Bad Company 2 et le HD 5850 détenant une bonne avance dans Just Cause 2. Cependant, lorsque nous remettons en valeur, le HD 5850 ou bien le HD 5870 serait le meilleur choix.

En regardant la consommation électrique, l’image n’est pas plus rose pour la GTX 470. Au ralenti, il consomme 10 W de plus qu’un HD 5870 et en cas de charge, il absorbe 66 W de plus. Même si cela n’ajoute pas des centaines de livres à votre facture d’énergie, ce n’est certainement pas idéal.

C'est une histoire similaire quand on regarde le niveau de bruit car la GTX 470 est plus bruyante que les HD 5870 et HD 5850 à la fois au ralenti et sous charge. Cependant, il convient de noter qu'aucune de ces cartes n'est exactement silencieuse au ralenti et que la GTX 470 ne l'est pas beaucoup plus distrayant lors du jeu que les autres - toutes ces cartes font un sifflement perceptible sonner.

Une chose que nVidia a pour lui, c'est sa technologie exclusive, en particulier PhysX et les jeux 3D. Le premier apparaît toujours comme un supplément supplémentaire dans certains jeux et il ajoute vraiment au spectacle quand il le fait. En ce qui concerne les jeux 3D, nous pensons toujours que c'est un peu un gadget, mais avec nVidia prétendant déjà être compatible avec plus de 400 jeux, il pourrait bien être sur le point de décoller. Au total, aucune de ces fonctionnalités ne nous semble suffisante pour justifier le coût supplémentaire des cartes GTX 4 × 0.

"'Verdict"'

Nous attendons depuis longtemps l’arrivée du véritable matériel graphique de nouvelle génération de nVidia et, sur le plan technique, cela en valait la peine. L'architecture Fermi regorge de fonctionnalités et a certainement le potentiel de faire progresser les performances des applications de jeu et non-gaming. Cependant, dans la lumière froide du jour, l'architecture est entièrement théorique et jusqu'à présent, le produit final ne livre tout simplement pas. La GTX 470 est tout simplement surévaluée et sous-performante.