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Comme prévu Microsoft vient de lever le voile sur sa future API DirectX 12 ou pour être plus précis sur sa composante graphique Direct3D 12. Lors de la première session consacrée au sujet, Microsoft n'est pas rentré dans le détail et s'est contenté de nous donner les grandes lignes de son API. Des grandes lignes qui correspondent à ce qu'AMD propose avec son API propriétaire Mantle.

Direct3D 12 propose un niveau d'abstraction plus bas que les précédents Direct3D, la responsabilité du contrôle du GPU se retrouve alors en partie transférée de l'API et des pilotes vers l'application et les développeurs. Le premier intérêt est de réduire le surcoût CPU de la gestion des états et du rendu 3D en lui-même. L'API et les pilotes ont moins de vérifications à faire, ce qui réduit la pression au niveau du CPU. Par ailleurs, regrouper une grosse partie du contrôle en un seul endroit, l'application, permet d'enfin exploiter le multithreading de manière efficace. Actuellement, le développeur ne sait pas ce que vont faire de ses commandes le pilote et l'API et il lui est donc impossible de prévoir un multithreading efficace.




Plus spécifiquement, Direct3D 12 va tout d'abord réduire le coût des changements d'états à travers des "pipeline state objects", sorte d'empreinte de l'état du GPU pour un type de tâche particulière. De quoi pouvoir préparer les changements d'états en amont et appliquer ces changements en bloc. Ensuite, Direct3D 12 fait appel au concept de "bundles", des groupes de commandes de rendu liés à un objet particulier de la scène qui, une fois préparés, pourront être stockés en cache et réutilisés autant de fois que les développeurs le jugent nécessaire, que ce soit à l'intérieur d'une même image ou dans des images successives. Direct3D 12 supporte également un nouveau modèle de listes de commandes asynchrones pour faciliter le bon support du multithreading, une gestion des ressources plus flexibles, mieux adaptée aux GPU modernes etc.

Tout cela est très proche voire identique à ce que fait AMD avec Mantle. Oxide Games estime d'ailleurs que les performances de son renderer Direct3D 12 seront similaires à celles de son renderer Mantle.


Direct3D 12 apportera également quelques nouvelles fonctionnalités, mais ce n'est pas l'objectif principal. Sans rentrer dans le détail, Microsoft cite par exemple le support du blending programmable, d'un OIT (order independant transparency) efficace ou encore d'une rastérisation conservative.

Microsoft a tenu à donner un exemple de la différence que peut faire Direct3D 12 en se basant sur 3DMark 11, dont le code lui a été fourni par Futuremark :



D3D11 à gauche, D3D12 à droite
Comme attendu, Direct3D 12 permet de réduire drastiquement le temps CPU qui est réduit par 2 sur la partie graphique. Plus important, le thread principal se retrouve nettement allégé au niveau de l'API et des pilotes (UMD et KMD), cette fois d'un facteur 5x. Un tel exemple met en avant la possibilité d'exploiter mieux de "petits" CPU multicores.


L'autre démonstration de Microsoft concernait le portage de Forza Motorsport de l'API D3D11.X de la Xbox One vers D3D12. Celui-ci aurait été très rapide, l'équivalent du temps de travail de 4 ingénieurs sur un mois.

Ensuite, lors de cette première session consacrée à Direct3D 12, Microsoft a tenu à inclure ses partenaires en les invitant tour à tour à prendre la parole et en organisant une improbable photo de famille de tous ces concurrents :


De gauche à droite, Chris Tector (Forza Motorsport, Microsoft), Anuj Gosalia (Microsoft), Eric Mentzer (Intel), Raja Koduri (AMD), Tony Tamasi (Nvidia), Eric Demers (Qualcomm, ex-ATI/AMD).
Tour à tour et par ordre alphabétiques, chacun a expliqué apprécier avoir travaillé en étroite collaboration avec Microsoft et abordé la question du support de cette future API :

AMD :


Du côté d'AMD, qui a évité de prononcer le mot Mantle durant cette présentation, le support concernera tous les GPU depuis la première génération GCN, soit les Radeon HD 7000 (hors renommages), HD 8000, R200 et supérieures.

Intel :

Intel souligne qu'il s'agit de la plus grosse évolution de ces dernières années. Si Intel a largement profité dans le monde PC de l'inefficacité de Direct3D pour justifier l'utilisation de ses CPU les plus performants, une API plus efficace l'intéresse également puisque cela va permettre de libérer ses GPU lorsque l'enveloppe thermique est limitée. Si les cores CPU peuvent se contenter d'une fréquence plus faible, cela laisse plus de marge pour le turbo du côté GPU. Le support de Direct3D 12 sera assuré pour tous les processeurs Core à partir de la 4ème génération (Haswell).

Nvidia :



Nvidia est probablement le fabricant qui devrait proposer le plus large support de Direct3D 12 pour ses anciens produits puisque cela concernera les générations Fermi, Kepler et Maxwell. De quoi permettre à Nvidia d'estimer qu'à sa sortie, le parc compatible Direct3D 12 sera à 40% composé de GeForce.

Nvidia indique avoir travaillé en étroite collaboration avec Microsoft depuis un an sur Direct3D 12 (la démonstration de Forza Motorsport tournait d'ailleurs sur une GeForce GTX Titan Black), et termine par citer Epic Games, un partenaire proche, qui annonce qu'ils travailleront main dans la main avec le fabricant de GPU pour porter l'Unreal Engine sous DirectX 12.

Qualcomm :

Enfin, Qualcomm explique voire dans Direct3D 12 de nouvelles opportunités d'augmenter le rendement énergétique, la priorité pour le fabricant de SoC. Ce dernier nous avait par ailleurs indiqué précédemment que les GPU Adreno 4xx, tels que l'Adreno 420 présent dans le Snapdragon 805, seraient compatibles avec ce nouveau Direct3D.


Au final, à partir de ce jour, Microsoft estime que tous les nouveaux GPU PC supporteront Direct3D 12, que 80% des nouveaux PC destinés aux joueurs supporteront Direct3D 12 et que 50% des joueurs seront équipés de matériel adapté lorsque l'API sera disponible. La Xbox One sera bien entendu compatible. Microsoft ne donne aucune information par rapport aux niveaux de fonctionnalités matérielles mais il est probable que tous les GPU compatibles Direct3D 12 n'en supportent pas toutes les fonctionnalités.

Malheureusement, il faudra encore patienter un petit peu pour cela. Dans l'immédiat, Microsoft propose un accès à une beta au cas par cas aux développeurs qui en font la demande et prévoit une préversion publique pour la fin de l'année. Le but visé par Microsoft concerne les jeux de Noël 2015, mais pour quel OS ? Un point que le géant de Redmond n'est pas encore prêt à aborder mais il est possible, sur PC, que passer à Windows 9 sera obligatoire pour profiter de DirectX 12 et Direct3D 12. De futures versions de Windows adaptées aux tablettes et aux smartphones profiteront elles aussi de cette API.

D'après le timing de Microsoft, AMD devrait encore disposer d'une fenêtre de plus d'une année pour profiter des avantages de Mantle. Et au vu de la proximité apparente entre les deux API, les développeurs devraient pouvoir réutiliser une grosse partie du travail fait autour de l'API propriétaire d'AMD.

Si les chiffres du marché du processeur x86 sont régulièrement publiés par divers instituts, ceux concernant le marché global des microprocesseurs sont plus rares. IC Insights  a publié ces données pour l'année 2012. Attention il s'agit d'un classement en valeur et non en unités qui serait moins favorable à Intel et AMD qui disposent d'un prix de vente moyen supérieur :

Si Intel reste largement en tête avec 65,3% du marché, AMD a perdu la seconde place qu'il occupait depuis les années 90s à la faveur de Qualcomm et de Samsung (les chiffres de Samsung incluant les processeurs Apple qu'il fabrique). AMD pointe désormais à la 4è place avec 6,4% de part de marché, environ 1/10è d'Intel.

Cette baisse dans le classement est lié à une forte baisse (-21%) chez AMD alors qu'elles étaient en hausse chez Qualcomm et Samsung, avec respectivement +28 et +78%. Il est à noter que 83% des revenus de Samsung pour les microprocesseurs proviennent en fait d'Apple.

Au global IC Insights note que si les microprocesseurs restent toujours le produit du marché des semi-conducteurs avec 22% des ventes. La croissance n'a toutefois été que de 2% en 2012 après une hausse de 19% en 2011, une petite hausse portée par les microprocesseurs pour Smartphones et Tablettes alors que processeurs pour PC de bureau, PC portables, serveurs et applications embarquées ont connu un recul de 6%.

Lors de la GDC, dont l'édition 2013 s'est terminée vendredi dernier à San Francisco, les plus importants fournisseurs de technologies graphiques (les GPU Radeon, Mali, PowerVR, HD Graphics, GeForce, Adreno) étaient présents avec notamment pour but de convaincre les développeurs de jeux vidéo d'exploiter toutes les possibilités de leurs produits récents à travers des techniques de rendu toujours plus évoluées que ce soit sur PC ou dans le monde mobile, qui progresse à vive allure.

En plus de diverses présentations, AMD, ARM, Imagination, Intel, Nvidia et Qualcomm étaient présents à travers des stands principalement exploités pour mettre en avant leurs outils maisons : AMD GPU PerfStudio, ARM Mali Graphics Debugger, Imagination PVRTune, Intel Graphics Performance Analyzers, Nvidia Nsight, Qualcomm Adreno Profiler…


Ici en exemple, l'Adreno Profiler de Qualcomm qui permet d'observer assez facilement le comportement des GPU Adreno et d'appliquer des modifications à la volée pour identifier des bugs ou des goulots d'étranglement (bottlenecks). Il est ainsi possible de modifier un shader, de désactiver la synchronisation verticale, de réduire la taille de toutes les textures, etc., et d'observer l'impact en temps réel sur le smartphone ou sur la tablette.

Les outils de tous les acteurs cités proposent des possibilités similaires, chacun ayant des petits avantages ou inconvénients par rapport à la concurrence. Ils sont en général autant adapté au débogage et à l'optimisation de la partie graphique que de la partie "compute" éventuellement exposée pour les GPU.

Lors de plusieurs rencontres avec des développeurs, nous avons voulu savoir quels outils ils préféraient et pourquoi. La réponse de nos interlocuteurs a été unanime : aucun ! Pourquoi ? Tout simplement parce que la multiplication de ces outils devient problématique et que peu importe leurs qualités ou leurs défauts, devoir utiliser un outil spécifique à chaque marque de GPU est tout sauf pratique, d'autant plus quand il faut en supporter bon nombre comme c'est le cas sous Android.


Même avec seulement 3 acteurs, c'est un problème dans le monde PC comme le rappelle Crytek en parlant des opportunités et défis à venir. Il serait ainsi intéressant que Microsoft et Google proposent des outils de développement plus évolués qu'actuellement et dans lesquels les concepteurs de GPU pourraient venir s'interfacer pour proposer autant de détails que dans leurs propres outils mais d'une manière plus ou moins unifiée.

Notez au passage que Crytek en profite pour rappeler à Microsoft qu'il serait peut-être bon de travailler sur la documentation de DirectX !

Nos confrères de X-bit Labs  rapportent des propos tenus par Paul Otellini lors d'une conférence technologique organisée par la firme Sanford Bernstein, CEO en partance d'Intel, concernant les transitions à venir sur le marché des semiconducteurs.

Selon Paul Otellini, plusieurs transitions à venir dans la décennie (le passage de wafers 300mm vers 450mm et l'utilisation de la lithographie EUV) pourraient avoir un impact fort sur les acteurs du marché, le futur ex CEO indiquant qu'historiquement, seule la moitié des acteurs du marché survivaient à un changement de taille de wafers.

Contrairement à Intel et comme nous l'avions évoqué précédemment, le reste de l'industrie n'est en effet pas particulièrement pressé de passer au 450mm, une transition maintes fois retardée même si l'on avait noté il y à un peu plus d'un an de cela un début d'accord de la part des principaux acteurs côté fabrication. On avait d'ailleurs vu Intel, TSMC et Samsung investir successivement dans le fournisseur d'outil ASML.

L'impact du 450mm touchera probablement plus, et c'est ce que soulignait Paul Otellini, les acteurs dits fabless qui n'auraient pas des besoins en volume aussi importants que les autres, ou qui pourraient souffrir encore plus qu'actuellement de problèmes d'allocation sur les process de fabrication dernier cri. On avait vu récemment Qualcomm et Apple  tenter de négocier par un investissement de plus d'un milliards de dollars des droits de productions exclusifs sur certaines usines.