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Radeon HD 3870 et 3850 : le retour des bonnes affaires chez AMD ?

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Écrit par Pascal Thevenier   
Mercredi, 28 Novembre 2007 11:23
En novembre 2006, NVIDIA a lancé ses premiers processeurs graphiques DirectX 10. ATI qui appartient désormais à AMD a éprouvé quelques difficultés avant de riposter. Les Radeon HD 2900 XT ont fait leur apparition en mai 2007, soit six mois plus tard… En outre, elles n’ont connu qu’un succès d’estime principalement auprès des fans de l’ex-constructeur canadien. En effet, leurs performances sont souvent comparables à celle des GeForce 8800 GTS 640 Mo et dans de rares cas proches des GeForce 8800 GTX. Plus embêtant, malgré un impressionnant bus mémoire 512 bits, les pertes de performances sont très importantes lorsque les filtres sont actifs… AMD revient à présent à la charge avec les Radeon HD 3870 et 3850. Gravés plus fin, leur RV670 gomme-t-il dans la foulée les défauts du R600 ?


Trop tard pour DirectX 10…

Le R600 est arrivé beaucoup trop tard même si AMD tempère sans cesse en argumentant délivrer les technologies voulues au moment voulu… Mais focalisons-nous surtout sur les approches utilisées par AMD et NVIDIA pour leurs processeurs graphiques DirectX 10. NVIDIA a opté pour une architecture scalaire et AMD a choisi une solution vectorielle. Aux 128 Stream Processors scalaires des GeForce 8800, AMD oppose 64 unités vectorielles (vect5). Lors de toute comparaison entre les architectures, il ne faut pas perdre de vue que dans un GeForce, les Stream Processors fonctionnent généralement deux fois plus vite que le reste du core, ce qui n’est pas le cas dans les Radeon. Au final, les puissances brutes sont comparables dans les deux camps. Par contre, si les performances sont aussi du même acabit en fillrate pur, le R600 ne soutient pas la comparaison au niveau des capacités de filtrage. En effet, le R600 subit de lourdes pertes de performances quand les filtres sont actifs vraisemblablement en raison d’un souci au niveau de l’unité « programmable MSAA resolve ». Avec le G80 et plus précisément les GeForce 8800 GTX et Ultra, l’impact du filtrage anisotropique est quasiment nul et celui de l’antialiasing est très réduit : on peut presque parler de filtrage gratuit ! Ce point rapide résume la situation au niveau des G80 et R600.

En marge des caractéristiques intrinsèques des GPU concurrents, l’arrivée six mois plus tôt des G80 et les importantes aides allouées par NVIDIA aux développeurs ont conduit à faire de l’architecture des GeForce le standard DirectX 10. Tous les titres que nous avons testés avec la nouvelle API de Microsoft ont le label « The way it meant to be played »… Quant au « Get in the game » d’AMD, il semble être tombé en désuétude !
Les joueurs avertis sont bien conscients de cette situation et il n’est dès lors pas étonnant de remarquer dans les statistiques de « you gamers » (ou de « Steam ») que les GeForce 8800 tous modèles confondus sont 15x plus populaires que les Radeon HD 2900 XT... Il ne faut également pas oublier que le lancement du « Perfect 10 » d’AMD a été un fiasco complet avec une seule carte DirectX 10 lancée « au moment prévu », une confusion « maladroite » entre certaines Radeon X 2000 et HD 2000 sans oublier de vieux GPU DirectX 9 repris dans ce « Perfect 10 » axé sur DirectX 10.
Face à l’hégémonie absolue de NVIDIA dans le domaine des processeurs graphiques DirectX 10, AMD a du pain sur la planche. En effet, le constructeur doit non seulement faire oublier des erreurs marketing qui ont conduit à une certaine perte de confiance mais il doit aussi faire face aux GeForce 8800 GT 512 Mo dont le rapport prix/performances est exceptionnel grâce à la rationalisation d’une architecture franchement efficace…


Mais DirectX 10.1 en primeur…

Pour NVIDIA, DirectX 9.0c était une avancée majeure de DirectX 9.0. Inversement, DirectX 10.1 ne serait qu’une évolution mineure de DirectX 10. Naturellement, AMD prétend que l’avenir est à DirectX 10.1 et que leurs GPU disposent d’un avantage notable. Mais qu’apporte en fait cette évolution ? Tout simplement les vertex et pixels shaders 4.1 comme le montre le petit tableau. En clair, DirectX 10.1 apporte plus de souplesse aux développeurs et corrige quelques oublis et/ou erreurs de la première mouture de l’API introduite par Windows Vista. Si le support de DirectX 10.1 est un plus, la grande majorité des jeux sont conçus sur du matériel NVIDIA avec le support du constructeur… Il ne faut pas non plus oublier qu’il a fallu plus d’un an avant de voir arriver les premiers titres DirectX 10 et qu’il faudra certainement encore une année avant que les développeurs ne migrent vers DirectX 10.1 et NVIDIA ne manquera pas de les freiner des 4 fers !


Le RV670

Avec le RV670, AMD est fermement décidé à reprendre du poil de la bête. Face à un R600 de 408 mm ² gravé en 80 nm, le RV670 n’occupe que 190 mm² grâce à l’utilisation de la dernière technologie de gravure en 55 nm de TSMC. Chaque die de RV670 occupe donc deux fois moins de place sur les wafers de 300 mm. En comptant « seulement » 666 millions de transistors contre 700 millions pour le R600, le RV670 accuse un déficit de 34 millions de transistors. Difficile de savoir avec précision ce qui a engendré une telle réduction mais elle est très probablement liée à la réduction du contrôleur mémoire de 512 bits à 256 bits.

Le RV670 conserve les 64 unités vect5, les 16 unités de texturing du R600 et ses 16 ROPs. AMD laisse entendre que ces dernières ont été optimisées. Faut-il entendre par là qu’elles sont réellement fonctionnelles comme elles auraient du l’être dans le R600 ? Nous étudierons cette théorie un peu plus loin dans cet article... En pratique, le RV670 a tout d’un die shrink principalement économique.


De son côté, le G92 – concurrent direct du RV670 - dispose de 112 Stream Processors scalaires, de 28 unités de texturing et de 16 ROPs. Cependant, étant donné les architectures très différentes retenues par AMD et NVIDIA, il ne faut pas mettre en parallèle les unités de traitement des shaders et de texturing ni les ROPs. Elles n’ont absolument pas les mêmes caractéristiques… Pour plus de précisions, il faut se reporter aux tests pilotes des GeForce 8800 GTX et des Radeon HD 2900 XT.


AMD a profité de la nouvelle gravure en 55 nm pour intégrer au RV670 l’UVD ou Universal Vidéo Décoder qui faisait défaut au R600. Sur le plan multimédia, le RV670 est donc mieux armé que le G92 qui dispose du moteur Pure Vidéo 2. Enfin, il faut également souligner que le RV670 support le PCI-Express 2.0. L’augmentation de la bande passante liée à la nouvelle norme PCI-Express sera surtout bénéfique aux cartes limitées à 256 Mo. Elles auront accès à la mémoire centrale avec un taux de transfert nettement plus élevé, ce qui limitera un peu plus l’impact lié à leur quantité de mémoire réduite.


AMD se met au vert !

Lors de sa sortie, la Radeon HD 2900 XT a été vivement critiquée en raison de sa consommation très élevée et de la présence d’un connecteur d’alimentation auxiliaire 8 broches en complément du six broches PCI-Express classique. La technologie en 55 nm de TSMC utilisée pour la gravure des RV670 est dite « half node ». En d’autres mots, il s’agit grosso modo du 65 nm mais en plus fin alors que d’autres sauts de gravure nécessitent d’importants changements (par exemple le 45 nm). Quoi qu’il en soit, ce processus permet réduire de 50% la consommation lors des pics de puissance et abaisse de 66% le leakage (les pertes par « fuites »).

AMD a fait appel au « PowerPlay » pour réduire la consommation au repos du RV670. Avec une approche comparable à celle des GPU mobiles, la fréquence du RV670 descend à 297 MHz quand le GPU n’est pas sollicité. Les Radeon HD 2900 XT fonctionnent quant à elles toujours à plein régime. Quant aux récentes GeForce 8800 GT, elles n’utilisent aucun système de gestion de la fréquence… Il n’est donc pas étonnant de voir les Radeon HD 3850 et Radeon HD 3870 afficher une consommation des plus faibles surtout au repos.


La mise au vert est cependant coûteuse pour AMD. En effet, si l’utilisation d’un PCB avec un bus mémoire 256 bits permet de réduire les coûts de production tout comme la gravure du RV670 en 55 nm, les systèmes de refroidissement retenus par AMD font massivement appel au cuivre beaucoup plus cher que l’aluminium. Alors que la GeForce 8800 GT 512 Mo pèse seulement 420 grammes grâce à un radiateur simple étage combinant heatpipes en cuivre et aluminium, la Radeon HD 3870 accuse 645 grammes en raison d’un radiateur double étage entièrement en cuivre. La Radeon HD 3850 affiche aussi un poids de 420 grammes à cause d’un radiateur avec heatpipe totalement en cuivre. Si ces systèmes de refroidissement interviennent d’une manière plus importante dans le prix des cartes AMD que celles de NVIDIA, le bilan sonore est particulièrement positif. Les Radeon HD 3800 sont silencieuses, surtout la Radeon HD 3850 dont le ventilateur a toujours été inaudible lors des tests. Celui de la Radeon HD 3870 monte parfois en régime mais au final, il n’est pas plus bruyant que celui de la GeForce 8800 GT 512 Mo que nous avons qualifiée de silencieuse lors de son test.




Quid des performances avec filtrage ?

Lors de l’article consacré à la Radeon HD 2900 XT, nous avions mis en évidence une forte baisse des performances lors de l’activation des filtres. Toutefois, pour ce premier essai, les pilotes étaient très récents et de nombreux points séparaient les GeForce 8800 GTS/GTX de la Radeon HD 2900. Cette fois, le RV670 et le G92 ont au moins la largeur du bus mémoire en commun… Nous avons utilisé le récent jeu World In Conflict en 1680x1050 dans le mode haute qualité pour mesurer l’impact de l’antialiasing et du filtrage anisotropique ainsi que leur combinaison.


Comme le montrent les résultats, la Radeon HD 3870 512 Mo est moins puissante que la GeForce 8800 GT 512 Mo. En outre, la Radeon voit ses performances se dégrader de manière beaucoup plus marquée que sa concurrente… Avec l’AA 4x, la Radeon HD 3870 perd 6% de performances en plus que la GeForce 8800 GT. En poussant l’AF à 16x, la Radeon HD 3870 ne conserve que 80% de ses performances brutes là où la GeForce 8800 GT offre encore 89% des performances sans filtrage. La combinaison de l’AA et de l’AF pèse vraiment sur les performances de la Radeon HD 3870 qui cède 11% et 15% à la GeForce 8800 GT.


Nous ne disposions malheureusement plus d’une Radeon HD 2900 XT pour une comparaison directe. Lors du test de cette dernière, ses performances se dégradaient déjà plus que celles d’une Radeon X1950 XTX. Partant du constat que la Radeon HD 3870 perd proportionnellement toujours plus de performances qu’une Radeon X1950 XTX, nous mettons sérieusement en doute une pseudo amélioration ou la correction des unités d’AA défectueuses du R600… Ce qui était vivement critiquable sur une Radeon HD 2900 XT à plus de 450 € l’est cependant beaucoup moins sur une Radeon HD 3870 proposée à moins de 250 € !
Compte tenu de sa mémoire limitée à 256 Mo, la Radeon HD 3850 perd encore plus de performances avec les filtres mais il s’agit cette fois d’un produit à moins de 200 € pas vraiment destiné à de telles prestations.


Configuration de test

Nous avons repris la même machine que celle utilisée pour les tests de la GeForce 8800 GT 512 Mo. Grâce à de nouveaux pilotes, nous avons été en mesure de réaliser des mesures avec PT Boats et dans la foulée, nous avons ajouté World In Conflict. Malheureusement, nous n’avons pas été en mesure d’aligner à nouveau les GeForce 8800 GTS 320 et 640 Mo. On peut regretter la valse des pilotes chez NVIDIA avec des Forceware spécifiques à la GeForce 8800 GT 512 Mo dans un premier temps suivis d’une version bêta unifiée corrigeant enfin certains bugs. Chez AMD, il faut jongler avec les récents Catalyst 7.11 et un « hot fix » pour Crysis aussi gros que des pilotes Catalyst complets… Enfin, les Catalyst 7.11 n’activent pas l’AA dans la démo d’Unreal Tournament 3. Lors du prochain comparatif, nous espérons que les pilotes seront enfin plus aboutis et nous réaliserons les mesures avec les jeux et non plus les démonstrations.

Matériel
  • Gigabyte P35-DSR3
  • Core 2 Duo E6850
  • Crucial Ballistix Tracer BL2KIT12864AL804 (2 x 1 Go DDR2-800 4-4-4-12)
  • NVIDIA GeForce 8800 GTX 768 Mo, GeForce 8800 GTS 640 Mo, GeForce 8800 GTS 320 Mo, GeForce 8800 GT 512 Mo, GeForce 7900 GTX, AMD Radeon X1950 XTX, Radeon HD 3870, Radeon HD 3850.
  • Samsung SpinPoint 160 Go SATA-150
  • Dell 2407WFP
  • Coolink Silentator avec 120 mm à 750 rpm
    Logiciel
  • Windows Vista Ultimate + DirectX update
  • ForceWare 169.02, 163.75 et 169.09 / Catalyst 7.11 et Crysis Hotfix
  • Catalyst 7.10
  • 3D Mark 2006 1680x1050 AA 4x et AF 8x
  • Call Of Juarez 1680x1050, shadow map 1024x1024, qualité normale, MSAA 2x
  • Crysis 1680x1050, High
  • World In Conflict 1680x1050 haute qualité
  • PT Boats 1680x1050, Medium, AA 4x
  • Lost Planet 1600x1000, qualité maximale, AA 4x
  • Unreal Tournament 3 1680x1050, qualité maximale, AA 4x
  • Company of Heroes 1680x1050, qualité maximale, AA du jeu actif
  • F.E.A.R. 1680x1050, qualité maximale, AA 4x et AF 16x
  • Quake 4 1650x1050, haute qualité, AA 4x
  • TrackMania 1680x1050, qualité maximale, AA 4x, AF 16x
  • Oblivion 1680x1050, qualité maximale, AA 4x et HDR
  • Tomb Raider Legend 1680x1050, contenu next gen, AA du jeu actif


    Performances…


    Le test 3D Mark 2006 n’est franchement pas intéressant dans sa configuration par défaut (1280x1024 sans filtrage). En 1680x1050 avec AA 4x et AF 8x, il est nettement plus révélateur du potentiel des cartes. Dans ce test, la GeForce 8800 GT 512 Mo est presque 10% plus rapide que la Radeon HD 3870. Quant à la Radeon HD 3850, elle est ici nettement moins véloce que les GeForce 8800 GTS 320 et 640 Mo.


    Pour commencer, la démo de Call Of Juarez est peu ou prou le seul moteur initialement optimisé pour les Radeon. Dès lors, il n’est pas étonnant de voir la Radeon HD 3870 rivaliser avec la GeForce 8800 GTX et la petite Radeon HD 3850 256 Mo faire mieux que les GeForce 8800 GTS. Le jeu est heureusement plus équilibré…


    Crysis utilise et de loin le moteur le plus intéressant de ce panel. Le test a été réalisé avec la démonstration (1680x1050 high sans filtrage) qui est moins fluide que le jeu final. La Radeon HD 3870 est clairement distancée par la GeForce 8800 GT. Par contre, la Radeon HD 3850 fait « aussi bien » que la GeForce 8800 GTS 640 Mo et nettement mieux que la GeForce 8800 GTS 320 Mo alors qu’elle n’embarque que 256 Mo. Curieux résultats !


    PT Boats est une démonstration intéressante dans la mesure où elle utilise vraiment peu de textures mais beaucoup de shaders. Ce titre fait partie des jeux du programme « The way it meant to be played » et il est donc développé sur des GeForce… Lors de l’évaluation de ce bench, nous avons opté pour des mesures en 1680x1050 niveau moyen avec AA 4x. Ce mode est particulièrement catastrophique pour les Radeon qui souffrent réellement d’un problème au niveau des unités de MSAA. Nous avons rapidement conduit quelques mesures annexes sans AA. Dans ces conditions, la Radeon HD 3870 affiche 37 fps contre 50 fps pour la GeForce 8800 GT…



    Les comparaisons sous Lost Planet et Unreal Tournament 3 tombent à l’eau ! Le premier utilise des résolutions exotiques qui ne sont pas toutes supportées par les Radeon HD 3800 tandis que dans le second, l’antialiasing n’est pas actif... Malheureusement, nous ne disposions plus des GeForce 8800 GTS pour recommencer des mesures qui, sans AA, auraient de toutes manières été inutiles compte tenu des cadences d’affichage très élevées dans ce titre.





    Tomb Raider utilise un contrôle interne de l’AA ainsi que Company of Heroes, F.E.A.R. et Track Mania qui ont en plus un réglage direct du filtrage anisotropique. Nous avons bien entendu activé ces deux filtres. Dans ces conditions, les deux nouvelles Radeon cèdent beaucoup de terrain aux GeForce. La Radeon HD 3870 se retrouve alors plus ou moins reléguée au niveau des GeForce 8800 GTS. Elle ne peut dans ces titres rivaliser avec la GeForce 8800 GT…


    Dans Oblivion que nous testons pourtant avec AA 4x en HDR, les Radeon HD 3870 et 3850 affichent de brillantes performances même s’il faut souligner que toutes les concurrentes récentes se situent dans une fourchette assez étroite comprise entre 40 et 50 fps. Une excellente nouvelle pour les fans d’Oblivion qui auront accès au 1680x1050 HDR et AA 4x avec une Radeon HD 3850 à moins de 200 €…


    Ancienne bête noire d’AMD, le moteur de Quake IV est aujourd’hui une formalité et les Radeon n’accusent plus de retard dans ce jeu ni dans ceux qui en dérivent même avec un antialiasing 4x.

    Le bilan des Radeon HD 3800 est correct mais pas franchement exceptionnel. La cause de ces résultats en demi-teinte est l’héritage du R600 : des capacités de filtrage assez bancales. Cependant, nous ne parlons plus ici d’une Radeon HD 2900 XT à plus de 400 € mais d’une Radeon HD 3870 à moins de 230 € et d’une Radeon HD 3850 nettement sous la barre des 200 €. Ceci conduit naturellement à relativiser les critiques. Cependant, la GeForce 8800 GT 512 Mo, affichée généralement à plus de 250 € soit presque 15% de plus, tend aussi à être presque 15 % plus rapide. Elle conserve également de bien meilleures performances lorsque les filtrages sont actifs. Bref, à l’exception des tarifs et de la consommation, on retrouve les critiques initiales faites aux architectures respectives...


    Overclocking

    L’overclocking de la Radeon HD 3870 n’est pas exceptionnel. Avec une fréquence de 775 MHz, le RV670 est déjà fortement cadencé. Nous n’avons atteint que 818 MHz (soit +8 %) pour le GPU et 1233 Mhz contre 1175 MHz par défaut pour la mémoire (+5 %). Le 3D Mark 2006 en 1680x1050 AA 4x AF 8x passe ainsi de 6627 à 6843 (+3 %)… En augmentant la vitesse du ventilateur avec RivaTuner 2.06, il est possible d’atteindre 855 MHz (+10 %) et 1255 MHz (+7 %), ce qui se solde par un score de 7055 (+6,5 %). A 870 MHz, l’affichage part d’emblée en vrille… Quant à la mémoire, elle ne parvient pas à dépasser 1260 MHz de manière stable. Enfin, le niveau sonore varie de 32 dbA à 55,4 dbA en forçant le ventilateur à pleine vitesse… En charge, il monte automatiquement jusqu’à 33 % de la vitesse maximale (rarement plus) ce qui correspond à 33,5 dbA.

    La Radeon HD 3850 fonctionne d’origine à 670 MHz au niveau du core et à 833 MHz côté mémoire. L’overclocking permet d’arriver à 765 MHz (+14 %) et 1030 MHz (+24 %). Le score 3D Mark 2006 en 1680x1050 AA 4x AF 8x progresse alors de 5509 à 6038 (+ 10%). Côté nuisances, le ventilateur à plein régime engendre un niveau sonore maximum de 54 dbA. En pratique, il ne dépasse pas 33 % de sa vitesse maximale soit ~32 dbA (inaudible).

    L'outil intégré aux pilotes Catalyst permet d'overclocker directement les Radeon HD 3850 et HD 3870. Comme le montre la capture issue du test de la Radeon HD 3850, la plage de fréquence proposée est suffisante. On note aussi que le GPU est à 300 MHz lors de l'affichage du bureau.


    Conclusion

    Avant de conclure, nous tenons à remercier Stéphane de Matbe qui nous a prêté ses Radeon HD 3870 et 3850. Avec le RV670, AMD corrige certains points faibles du R600. C’est notamment le cas de la consommation, du bruit, du prix et de l’UVD. Cependant, le RV670 ressemble trop à un simple die shrink de l’architecture 3D sans la moindre révision. En effet, les pertes de performances lors de l’activation des filtrages restent bien trop élevées pour un GPU moderne. Dans le cas des Radeon HD 3870 mais surtout 3850, elles sont plus importantes que sur une vieille Radeon X1950 XTX… Si une telle situation est vraiment pénalisante sur une carte graphique haut de gamme, les tarifs des Radeon HD 3800 permettent de fermer un peu les yeux sur ce défaut. A l’heure où nous terminons la rédaction, les Radeon HD 3870 (pas plus disponibles que les GeForce 8800 GT 512 Mo) sont proposées à partir de 210 € (avec une moyenne de 220 €). Les GeForce 8800 GT 512 Mo, en pénurie, sont dans le meilleur des cas annoncées à 230 € mais le prix moyen semble être plus proche des 250 €. AMD a donc judicieusement positionné son produit dans la mesure où une Radeon HD 3870 jouit en apparence d’un aussi bon rapport prix/performances qu’une GeForce 8800 GT 512 Mo tout en restant « psychologiquement » plus proche des 200 € que des 250 €. Il reste à savoir si ces deux nouvelles Radeon HD 3800 seront moins fantomatiques que leurs concurrentes...

    Une chose est certaine, nous ne déconseillons pas l’achat d’une Radeon HD 3870 mais nous ne le conseillons pas non plus. Elle est certes un peu moins chère que la GeForce 8800 GT 512 Mo mais moins performante surtout avec filtrages et moins « constante ». En outre, elle nécessite un système de refroidissement à deux étages là où sa concurrente directe se contente d’un radiateur simple slot mais le support de DirectX 10.1, la faible consommation et l'UVD plaident en sa faveur.

    Le cas de la Radeon HD 3850 256 Mo est plus intéressant. En effet, les tarifs débutent à 165 € et aucune carte n’offre de telles performances (comparables à une GeForce 8800 GTS 320 Mo) à ce niveau de prix sans oublier un consommation très faible, l'UVD et la prise en charge de DirectX 10.1. En attendant l’arrivée et surtout la disponibilités des GeForce 8800 GT 256 Mo, la Radeon HD 3850 256 Mo est un produit bien sympathique pour lequel la chute de performances liée aux filtrages n’est plus réellement un point faible. A ce niveau de prix, on peut être conciliant surtout en considérant son potentiel d’overclocking ! La version 512 Mo prévue à moins de 200 € devrait être une affaire exceptionnelle dans cette tranche de prix...

    AMD Radeon HD 3870 256 Mo (220 €) : 8/10
    Pour :
    Consommation, niveau sonore, UVD, DirectX 10.1, bon rapport prix/performances mais …
    Contre : … lourdes perte de performances avec filtrages, radiateur double slot, overclocking limité, la concurrence du GeForce 8800 GT 512 Mo plus cher mais sans réel défaut.

    PS : Une erreur s'est glissée dans notre fichier et donc dans tous nos graphes. La GeForce 8800 GTX dispose de 768 Mo et non de 784 Mo.

    AMD Radeon HD 3820 256 Mo (165 €) : 9/10
    Pour
    : Consommation, niveau sonore, UVD, DirectX 10.1, prix très contenu, radiateur simple slot, overclocking de bon niveau, bonnes performances malgré seulement 256 Mo.
    Contre : Mémoire un peu juste, il faut oublier les filtres…
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