AMD Radeon R9 290X et R9 290 en test : Hawaii sort ses watts

Enfin ! Cela s'active sur le segment haut de gamme jusqu'ici largement dominé par Nvidia et les GeForce GTX Titan et GTX 780. Avec un nouveau GPU de 6.2 milliards de transistors qui prend place dans les Radeon R9 290X et R9 290, AMD compte bien jouer des coudes pour convaincre les joueurs à la recherche des meilleures performances.

Hawaii : un compromis à 6.2 milliards de transistors

Proposer une évolution des cartes graphiques haut de gamme alors que le procédé de fabrication exploité pour leurs GPU n'évolue pas est loin d'être simple. C'est pourtant ce qu'attendent de nombreux joueurs et tant AMD que Nvidia doivent y répondre en essayant de tirer le meilleur compromis en termes de performances, de coûts de fabrication, de consommation et nuisances liées etc.

Pour passer du GK104 ou GK110, Nvidia a opté pour un élargissement massif de l'architecture de son GPU, ce qui lui a permis d'augmenter significativement les performances dans une enveloppe thermique donnée. Cela peut paraître contre-intuitif au premier abord, mais à l'intérieur d'une certaine plage de performances, plus un GPU est gros, moins il consomme. Ceci s'explique par le fait qu'un plus gros GPU pourra être cadencé à une fréquence moindre, ce qui veut dire tension moindre et consommation relative en nette baisse.

Cette approche a un coût important, rappelons que la surface d'une puce est un des paramètres principaux qui définissent son coût de fabrication. Le GK110, est passé à 7.1 milliard de transistors (569 mm²) par rapport aux 3.5 milliards du GK104 (294 mm²), différence qui inclut cependant l'ajout de fonctions dédiées au marché professionnel (double précision, ECC...). La voie prise par Nvidia est d'autant plus coûteuse qu'elle revient à laisser de côté une partie des performances dont est capable le GPU.


Hawaii et ses 16 puces GDDR5 : 6.2 milliards de transistors et bus 512-bit.
AMD a également élargi l'architecture de son GPU en passant de Tahiti à Hawaii, mais dans une moindre mesure, le compromis ayant été fait plus en faveur des coûts de fabrication. Presque mécaniquement, cela signifie qu'AMD doit soit se contenter de performances inférieures à celle de la concurrence, soit d'une consommation en hausse. C'est ce second choix pour lequel AMD a opté mais en travaillant l'unité de gestion Powertune du GPU pour contenir quelque peu sa gourmandise et les nuisances liées.

Pour rappel, le précédent GPU Radeon haut de gamme, Tahiti, a inauguré le procédé de fabrication 28 nanomètres et par conséquent en a essuyé les plâtres, ce qui donne à AMD une petite marge de manœuvre supplémentaire pour son évolution sur le 28nm. Nous avons des raisons de penser que Tahiti est le seul GPU qui a été fabriqué en 28nm HP alors que tous les autres GPU GCN, dont Hawaii, l'ont été sur une autre variante que nous supposons être le 28nm HPL.

Entre Tahiti et les autres GPU, AMD a par ailleurs exploité une implémentation différente de ses interfaces mémoire GDDR5 (PHY). Nettement plus compactes, ces interfaces sont potentiellement moins bien adaptées aux très hautes fréquences de bus mais permettent un gain de densité tel que l'avantage est évident. C'est ce qui a permis à AMD de placer un bus mémoire de 512-bit sur Hawaii. Même avec une fréquence limitée, il permet une progression de la bande passante, mais occupe en pratique sur le GPU une surface inférieure de 20% à celle du bus 384-bit du GPU Tahiti.

De quoi permettre à AMD d'augmenter la densité moyenne de transistors dans son nouveau GPU qui passe à 6.2 milliards de transistors et 438 mm² par rapport aux 4.3 milliards de transistors et 352 mm² de Tahiti. Un monstre plus raisonnable que le GK110, mais un monstre tout de même qui voit sa puissance de calcul progresser de 37% et ses débits de pixels et de triangles doubler.