Matrox Parhelia-512 - version imprimable

Matrox Parhelia-512
Cartes Graphiques
Publié le Mardi 14 Mai 2002 par Marc Prieur

URL: /articles/423-1/matrox-parhelia-512.html

Page 1 - Introduction

Il y a un an, qui aurait pu croire au retour de Matrox sur le devant de la scène ? A part les ingénieurs de Matrox travaillant sur le Parhelia-512 et les membres du comité de direction, personne ou presque. Pourtant, lors de la commercialisation des premières puces graphiques 2D/3D, Matrox était bien là. Je ne pense pas forcément aux Matrox Millenium et Mystique, qui avaient le mérite d'exister mais dont les fonctions 3D étaient assez limitées, mais plutôt aux G200 et G400.

Le G200 fut annoncé à la mi-1998, c'est-à-dire après les Rage Pro / i740 / Riva128 (ZX) / Voodoo2. Ce chip fut lors de sa sortie un succès puisqu'il offrait de très bonnes performances 3D pour un chip 2D/3D, et ce sans contrepartie sur la qualité d'affichage. Malheureusement le G200 ne resta pas longtemps au top des puces 2D/3D, du fait de l'arrivée dès la rentrée 1999 d'une véritable bombe, le RIVA TNT de NVIDIA.

Mi-1999, Matrox nous a refait le coup avec le G400. La encore les performances étaient de très bon niveau puisqu'en Direct3D on était au niveau d'une TNT 2 Ultra (mais pas en OpenGL, les premiers drivers n'étant pas top). Matrox offrait en plus deux fonctions innovantes désormais bien connues : le Dual Head et la première implantation hardware de l'EMBM. Mais l'annonce du GeForce256 à la rentrée 1999 par NVIDIA éloignait le G400 du cœur des fous de performances 3D.

Depuis le G400 ... c'était le calme plat, ou presque. Il y a bien eu la sortie du G450 Mi 2000, mais il ne s'agissait que d'une évolution du G400 moins chère à produire, puis celle du G550 Mi 2001 ... qui en pratique arrivait tout juste à rivaliser en 3D avec ce bon vieux G400 Max. Qui aurait donc pu parier sur le retour de Matrox ?

Page 2 - Le retour, Le Parhelia-512

Matrox, le retour

Bien entendu, cela ne fait pas 3 ans que Matrox travaille sur le Parhelia-512. Cela ne fait pas non plus 3 ans qu'ils se contentent de battre leurs records d'apnée dans la piscine du siège social. En fait, entre le G400 et le Parhelia, les ingénieurs de Matrox avaient déjà travaillé sur une nouvelle génération de puce ... qui fut malheureusement abandonnée car trop chère à produire. Il y a deux ans, Matrox décidait alors de se lancer dans le développement d'une nouvelle puce graphique connue aujourd'hui sous le nom de Parhelia-512.

Les premières rumeurs concernant cette puce ont émergé lors de l'annonce du G550. Un de nos interlocuteurs nous avait alors indiqué que Matrox reviendrait sur le devant de la scène d'ici à la fin de l'année avec une puce qui serait bien plus puissante que les actuelles GeForce3. Nous n'avons pas eu de nouvelles de ce chip miraculeux jusqu'au mois de Mars 2002. Le 7 Mars, Matrox Users, le plus gros site consacré à Matrox, publiait en effet une news donnant quelques détails sur la prochaine puce Matrox, que l'on appelait alors Parhelia. Les spécifications semblaient alléchantes et il s'agissait sans aucun doute de la puce dont nous avions entendu parler mi 2001, mais avec quelques mois de retard.

Bien entendu nous avons tout de suite contacté Matrox France, qui à l'époque n'avait pas pu nous dire grand-chose, mais nous avait demandé d'être disponible à la mi-Avril. Lors du CeBIT, la possibilité d'un retour de Matrox faisait plus sourire certains fabricants qu'autre chose, mais un mois plus tard nous recevions une invitation pour une présentation sous NDA du nouveau processeur graphique de Matrox le 16 Avril à Paris ...

Le Parhelia-512

Certes, le nombre de transistors d'une puce ne fait pas tout, mais il en dit long sur sa complexité de cette dernière, et c'est pourquoi il nous semble important de parler en premier lieu de cet aspect du Parhelia-512, qui est composé de pas moins de 80 Millions de transistors ! Pour comparaison, le GeForce4 en a 63 Millions, contre 60 pour le Radeon 8500 et 57 pour le GeForce3. On est donc bien loin des RIVA TNT et autre Rage128, qui disposaient respectivement de 7 et 8 Millions de transistors, et mêmes des GeForce2 et Radeon, avec 25 et 30 Millions.

http://www.watch.impress.co.jp/pc/docs/2002/0514/matrox.htm

Comme d'habitude, Matrox ne donne aucune information en ce qui concerne les fréquences de sa puce. Toutefois, nous savons que certaines versions betas utilisées pour la démonstration fonctionnaient déjà à des fréquences atteignant 250 MHz. Matrox nous a ensuite indiqué que la fréquence devrait être comprise entre 250 et 300 MHz, pour ensuite se raviser en nous indiquant qu'elle ne sera pas dans cette intervalle, sans vouloir nous indiquer si cela serait plus ... ou moins ! Certains parlent de 350 MHz. En tout cas une chose reste sûre : étant donné le système de refroidissement (heureusement non définitif) utilisé sur les pré-versions des cartes, le Parhelia-512 chauffe beaucoup.

Bien entendu nous espérons que la fréquence ne sera pas inférieure à 250 MHz mais bien supérieure à 300 MHz comme l'indiquent les rumeurs non confirmées par Matrox, même si c'est un challenge assez important pour une puce graphique de 80 Millions de transistors gravée en 0.15µ. Dans tous les cas, comme l'a prouvé AMD avec son Athlon XP, la fréquence ne fait pas tout !

Comment Parhelia-512 fait-il pour avoir des caractéristiques deux fois supérieures à un GeForce4, tel que nous l'avions annoncé, malgré des fréquences de fonctionnement qui restent 'conventionnelles' ? C'est ce que nous allons voir maintenant ...

Page 3 - 256 Mo de mémoire 256 bits DDR

256 Mo de mémoire 256 bits DDR

Premièrement, comme le G200 et le G400 qui étaient respectivement des puces 128 et 256 bits selon Matrox, le Parhelia-512 est une puce 512 bits. En fait, cela ne veut pas dire grand-chose car on ne sait pas exactement ce qui est 512 bits dans le Parhelia et ce qui ne l'est pas, en dehors du bus utilisé pour la communication interne entre la puce et son contrôleur mémoire. Ce qui est sûr par contre, c'est que l'interface mémoire et de type DDR 256 bits, alors que les autres puces utilisent une interface 128 bits.

La première puce graphique PC disposant d'une interface mémoire 128 bits fut le NVIDIA RIVA TNT, introduit à la rentrée 1998. L'arrivée du bus 128 bits DDR (équivalent 256 bits) s'est pour sa part effectuée fin 1999 avec l'arrivée du GeForce256 DDR. Depuis, le seul moyen utilisé par les constructeurs pour augmenter la bande passante mémoire a été l'augmentation de la fréquence, qui est passée de 150 MHz fin 1999 à 325 MHz sur les dernières GeForce4 Ti 4600.

On peut donc jouer sur trois tableaux afin d'augmenter la bande passante mémoire : la largeur du bus (64, 128, 256 bits), le nombre d'envois d'informations par cycle (1 en SDR, 2 en DDR, 4 en QDR), et la fréquence (nombre de cycles, exprimée en MHz). Matrox a donc décidé de jouer sur la largeur du bus, qui passe de 128 à 256 bits tout en conservant la technologie DDR, ce qui permet tout simplement de doubler la bande passante tout en utilisant des puces actuelles. En effet, les puces de DDR-II (qui permettent de transmettre 4 mots par cycle) ne devraient pas être disponibles avant le courant du second semestre, et on est encore très loin de pouvoir produire des puces de DDR-SDRAM fonctionnant à 650 MHz.

Bien entendu, le passage d'un bus mémoire 128 bits DDR à un bus mémoire 256 bits DDR a des inconvénients. Premièrement, toutes les données à lire / écrire en mémoire ne font pas 512 bits, et avec des données d'une taille inférieure - qui ne représentent heureusement pas la majorité des accès - ce type de bus n'est donc pas optimal. Deuxièmement, d'un point de vue purement matériel l'intégration d'un bus 256 bits sur une carte graphique est plus complexes et plus coûteux, si bien que les cartes basées sur le Parhelia devront utiliser un PCB 8 couches. C'est beaucoup, mais les GeForce4 Ti 4400 et 4600 font de même.

Là encore Matrox ne donne pas d'indication sur la fréquence de la mémoire utilisée. Toutefois, étant donné que Matrox annonce une bande passante supérieure à 20 Go /s, on peut en déduire que la fréquence sera d'au moins 312.5 MHz (équivalent 625 MHz). Encore mieux, d'après les premières images des cartes Parhelia-512, la mémoire sera de la Samsung au format BGA, c'est-à-dire la même que sur les GeForce4 Ti 4400 et 4600. Il s'agira donc forcément de mémoire 2.8ns, comme sur les 4600, étant donné que c'est le seul modèle chez Samsung à être certifié pour une fréquence de fonctionnement de plus de 300 MHz. On peut également tabler sur une fréquence égale à celle que l'on trouve sur les 4600, soit 325 MHz (équivalent 650 MHz).

Le Matrox Parhelia-512 disposera donc a priori d'une bande passante mémoire de 20.8 Go /s, c'est deux fois plus que le GeForce4 Ti 4600. Cette mémoire pourra d'ailleurs atteindre 256 Mo, c'est également deux fois supérieur à ce qui est faisable sur 4600.

On regrettera toutefois que Matrox n'ait pas intégré de technologies similaires à l'HyperZ d'ATI ou au Lightspeed Memory Architecture de NVIDIA. Ces technologies, destinées à optimiser l'utilisation de la bande passante mémoire, permettent en effet d'améliorer les performances de 20 à 30%. Matrox n'a pas intégré de telles technologies, pensant peut être qu'avec une telle bande passante mémoire ce n'était pas utile. Le Matrox Parhelia-512 se contente donc de quelques petits blocs de cache pour les informations géométriques et de textures, comme c'est le cas depuis des années sur les processeurs graphiques, ainsi que d'une unité de 'depth acceleration' dont le but semble être d'optimiser la gestion du Z-Buffer.

Page 4 - 4 x Vertex Shader 2.0

Vertex Shader 2.0

La bande passante mémoire n'est bien entendu pas le seul point amélioré par Matrox par rapport aux puces graphiques actuelles. Il en est en effet de même pour les unités de Vertex Shader, qui en sus d'être DirectX 9 sont au nombre de 4.

Tout d'abord, il convient de rappeler rapidement ce que sont les Vertex et Pixel Shader. Introduit avec DirectX 8, les shader sont en fait de petits programmes qui peuvent être exécutés par le GPU, et dont le but est d'agir sur les données associées aux vertices (sommets des triangles) dans le cas des Vertex Shader ou à celles des pixels dans le cas des Pixel Shader. Cette nouvelle flexibilité des unités de T&L et de rendu permet aux développeurs de créer des effets inédits.

Alors que le GeForce3 et le Radeon 8500 ne disposent que d'une unité de Vertex Shader, que le GeForce4 Ti en a 2, le Parhelia-512 de Matrox va plus loin puisqu'il en intègre 4 et devrait donc en théorie avec un Vertex Shader deux fois plus performant à fréquence égale qu'une GeForce4 Ti. En effet, le Parhelia-512 pourra traiter jusqu'a 4 instructions de base par cycle (add, max, min, mov, mul, etc ...) et executera les macro instructions, qui nécessitent de 3 à 12 cycles d'horloges, 2 fois plus rapidement. Certes, on attend encore autre chose qu'une démo technologique qui exploite correctement les deux Vertex Shader du GeForce4 ... mais comme vous le verrez un peu plus loin le Parhelia-512 intègre une fonction appelée Displacement Mapping et qui devrait donner du travail aux quatre Vertex Shader.

Il est à noter que les Vertex Shader sont de type 2.0, c'est-à-dire DirectX 9.0 ! Les Vertex Shaders 2.0 sont une évolution des 1.1. Ils disposent notamment d'un nombre d'instructions de type assembleur plus nombreuses, puisqu'elles passent à 256. De plus, les Vertex Shaders seront plus flexibles, avec l'ajout de conditions, de boucles, de saut ou encore de sous-routines. Cela devrait permettre aux développeurs d'avoir une plus grande liberté dans la création de leurs effets. Il est à noter qu'il est également possible d'utiliser pour les shader DX9 un langage de plus haut niveau (proche du C) qui sera automatiquement compilé en assembleur.

Page 5 - Quad Texturing & 64 texture sample

Quad Texturing & 64 texture sample

Le Parhelia-512 se distingue également au niveau de son moteur de rendu. Certes, tout comme le Radeon 8500 ou les GeForce3/4 Ti, il dispose de 4 pixel pipeline. Mais cette fois ci, chacune de ses pipelines dispose de 4 unités de texturing. Le Parhelia-512 est donc capable d'effectuer le rendu, pour chaque cycle, de 4 pixels en quad-texturing, alors que le Radeon 8500 et les GeForce3/4 Ti ne peuvent en rendre que deux. Voici un exemple d'utilisation de quatre textures :

Bien entendu cela n'est possible qu'en bilinear filtering, puisque le Parhelia-512 est capable de charger et d'attribuer dynamiquement entre ses pixels pipeline jusqu'à 64 texels (point d'une texture). Etant donné que le filtrage bilinéaire nécessite 4 texels pour être effectué. En bilinear filtering, on a donc besoin de 4 texels pour chacune des 4 textures utilisées pour chacun des 4 pixels (4x4x4=64).

En fait, si le quad texturing est intéressant, il ne devrait pas représenter la majeure partie des éléments à texturer puisque même dans les jeux récents le dual-texturing est majoritaire. Le Parhelia-512 se montrera toutefois également à son aise dans ce type d'utilisation à partir du moment ou l'on utilise ... l'anisotropic filtering ! En effet, voici un petit tableau récapitulant le nombre de pixel par cycle que peut rendre le chip selon les différents modes de filtrage :

Comme vous pouvez le voir, l'architecture du Parhelia-512 est également utile pour les applications utilisant simplement le trilinear filtering ou l'anisotropic filtering. En effet, contrairement à ses concurrents ses performances ne baissent pas entre bilinear et trilinear lorsque l'on est en dual texturing. Lorsque l'on passe en Anisotropic 16-tap (mode 2x dans les drivers NVIDIA), les performances sont divisées par deux par rapport au Trilinear, comme chez NVIDIA. Mais au final le Parhelia-512 est aussi rapide en Anisotropic 16-tap qu'un GeForce3/4 en Trilinear.

Update : Comme nous le pensions, NVIDIA avait déjà utilisé une architecture dotée d'unités de texturing capable de lire 8 texels par cycle. Mais il s'agissait du GeForce256, qui disposait d'une unité de texturing pour chacune de ses 4 pixel pipeline. Toutefois depuis le GeForce2 GTS NVIDIA a changé cette architecture pour des pixel pipeline dotés de 2 texture engine pouvant chacun lire 4 texels (2x4x4, soit 32 texels par cycle).

Dans tous les cas il ne s'agit là que de théorie, et d'autres paramètres entrent en compte. En pratique on n'a jamais vu une puce graphique avoir des performances dans les jeux divisées par deux lors de l'activation du trilinear, et divisées une nouvelle fois par deux lorsqu'on active l'Anisotropic 16-tap. Toutefois, étant donné la bande passante mémoire importante dont dispose le Parhelia-512, on peut penser qu'en pratique il sera aussi rapide en Anisotropic 16-tap que ses concurrents en Trilinear Filtering. Il est à noter que dans le tableau nous n'avons pas pu donner de chiffre en ce qui concerne ATI, qui utilise une méthode d'Anisotropic moins gourmande mais aussi moins efficace dans certaines situations qui restent heureusement peu nombreuses (selon l'angle de la texture).

Page 6 - 5-Stage Pixel Shader 1.3

5-Stage Pixel Shader 1.3

Du côté du Pixel Shader, on en reste à la version 1.3 de DirectX 8. Pour information le GeForce3 supporte la version 1.1 des Pixel Shader, contre 1.3 pour le GeForce4 et 1.4 pour ATI et le Radeon 8500. Matrox a toutefois amélioré son Pixel Shader par rapport à la concurrence, puisqu'il est capable d'effectuer sur chacun des 4 pixels 5 instructions de Pixel Shader par cycle (ou 10 sur 2 pixel en combinant deux pipeline). Pour information, les GeForce3 / 4 Ti (et a priori le Radeon 8500 également selon Matrox mais nous n'avons pas trouvé l'information chez ATI) sont limités à deux instructions sur chaque pixel par cycle.

Voici donc, selon la longueur du pixel shader utilisé, la baisse des performances obtenues sur le fillrate théorique du GPU :

Bien entendu il ne s'agit là que du fillrate théorique, et en pratique l'impact sera moins important car il existe d'autres facteurs qui rentrent en jeu tels que la bande passante mémoire. De plus, toutes les instructions ne permettent pas ce traitement en parallèle, et le peu de pixel shader utilisés dans les jeux actuels n'ont pas été fait pour tirer parti de ce type d'architecture. Mais dans tous les cas, le potentiel est bien là !

En ce qui concerne les Pixel Shader 2.0, ils ne sont tout simplement pas supportés, ce qui prive le Parhelia-512 d'une compatibilité complète avec le futur DirectX 9. Il faut dire que dans leurs versions 2.0 les Pixel Shader sont bien plus compliqués à intégrer, avec notamment des opérations qui se font toutes en virgule flottante.

Bref, dans un jeu relativement ancien en dual texturing et bilinear filtering, le Parhelia-512 n'apporte strictement rien par rapport aux architectures des chips existant chez la concurrence en dehors de sa bande passante mémoire. Mais au fur et à mesure que l'on utilise des effets plus complexes (plus de niveau de textures, plus de filtering, plus de pixel shader), le Parhelia-512 devrait creuser l'écart sur la conccurence.

Page 7 - Fragment Antialiasing (FAA)

Fragment Antialiasing (FAA)

A titre de rappel, l'aliasing au sens général du terme est l'ensemble des défauts visuels d'une image qui font qu'elle n'est pas photo réaliste, du fait de limites techniques. Dans une scène 3D, ces limitations viennent notamment du nombre de pixels restreint dont on dispose pour rendre l'image. Les deux défauts usuels dus à l'Aliasing sont les effets d'escalier et le pixel popping.

Afin de venir à bout de l'aliasing, ATI et NVIDIA utilisent une méthode appelée supersampling (GF1, GF2) ou multisampling (GF3, GF4). Le principe de base est dans les deux cas plutôt simple puisque le GPU effectue en interne le rendu de la scène dans une résolution supérieure à la résolution affichée au final, puis baissait la résolution de cette dernière en appliquant un filtre plus ou moins complexe.

Mais le gros problème du supersampling, c'est qu'il entraîne une baisse importante des performances du fait d'une forte augmentation de la consommation en bande passante mémoire. En effet, toute la scène est rendue dans une résolution plus importante puis réduite à la résolution réelle – ce qui entraîne au passage un certain flou sur les textures. Le principe du Fragment Antialiasing est simple : effectuer en Antialiasing 16x uniquement sur les parties de l'image en ayant besoin, c'est-à-dire 5 voir 10% de la scène (3.2% même sur la scène ci dessus provenant de 3D Mark 2001).

Pour se faire, le Parhelia-512 utilise un algorithme de détection des pixels qui ont besoin d'être anti-aliasés. Les pixels qui n'ont pas besoin d'antialiasing sont écris directement dans le frame buffer, alors que les autres sont envoyés dans le fragment buffer afin d'y subir un antialiasing de type 16x. Pour finir, ces pixels sont combinés aux autres dans le frame buffer afin de donner l'image antialiasée.

Les avantages du FAA par rapport au FSAA sont évidents. D'une part, les performances sont supérieures. Certes, la technique utilisée par Matrox a un coût mais il est inférieur à celui nécessaire au FSAA 4x. Il est intéressant de noter que Matrox ne fait référence qu'au FSAA 4x en ce qui concerne les performances, et on peut donc penser que le FAA 16x reste donc tout de même moins performant que le FSAA 2x. Bien entendu la qualité n'a rien à voir puisque là où il est nécessaire l'antialiasing est de type 16x, et que la qualité des textures sur la scène est préservée. Selon Matrox, le FAA ne sera pas compatible avec environ 10% des applications. Du coup, le Parhelia-512 supportera également le désormais commun FSAA, et ce jusqu'en 4x.

Page 8 - Hardware Displacement Mapping

Hardware Displacement Mapping (HDM)

Lors de la sortie du G400, Matrox était le premier à supporter une technologie appelée Environment Mapped Bump Mapping (EMBM). Cette technologie avait pour but, comme l'Emboss Bump Mapping, de créer un effet de relief non pas via la création de nouveau polygones, mais en jouant sur la réfraction de la lumière.

L'une des nouveautés de l'EMBM était d'utiliser une Bump map. Il s'agissait d'une texture en niveau de gris qui définissait le relief de chaque pixel de la texture conventionnelle. Les niveaux de gris les plus clairs représentaient les zones les plus élevées, alors que les niveaux de gris les plus sombres représentaient les zones les plus basses. Bien entendu le Bump Mapping restait limité à un relief peu important, et sous certains angles il ne fonctionnait logiquement pas.

Le Displacement Mapping reprend exactement la même technique, à la différence près que cette fois cette Bump map, appelée Displacement map n'est pas utilisée pour simuler un relief mais bel et bien pour donner du relief aux objets 3D ! En effet, si il y a 3 ans on cherchait à limiter le nombre de polygone pour ne pas trop charger le processeur central, désormais c'est différent puisque c'est le GPU qui se charge de la majeure partie du travail.

L'avantage est assez simple. Si vous devez représenter un terrain en relief, vous n'avez à envoyer au GPU qu'un modèle 3D (plat) en très basse résolution. Le Parhelia-512 se chargera ensuite d'effectuer la tesselation, c'est-à-dire la subdivision de ce modèle en une multitude de triangles. Il est à noter que cette tesselation peut se faire par interpolation linéaire (plane), ou via les N-Patch introduits par la Radeon 8500 et qui sont également supportés par le Parhelia-512. Cette tesselation peut se faire en fonction de la distance de l'objet par rapport à la caméra (détails moins importants lorsque l'on s'éloigne).

A partir de là, le Parhelia-512 donnera du relief à l'objet 3D en utilisant les informations contenues dans la Displacement map. Les avantages de cette technologie sont multiples. D'une part, en terme de compression des données géométriques (Matrox annonce un taux pouvant atteindre 44:1), elle est meilleure que les RT-Patch (NVIDIA) ou les N-Patch (ATI) pour des utilisations telles qu'un relief : en effet avec les RT-Patch et N-Patch, qui ne font que courber les objets, il faudra tout de même envoyer de nombreux polygones au GPU. D'autre part, toujours pour les reliefs, il est possible d'utiliser les données topographiques officielles afin de créer facilement une Displacement map et donc des reliefs à l'identique de la réalité. Enfin Displacement Mapping permet également de créer à partir d'un même modèle 3D différents personnages.

Bien entendu, comme l'EMBM a son époque, le succès du Displacement mapping sera conditionné par son utilisation dans les applications ainsi que son support par les prochains GPU de ATI ou NVIDIA. Matrox a marqué un bon point puisque cette fonction est une nouveauté intégrée dans DirectX 9, mais l'EMBM l'était aussi dans DirectX 6 et cela n'a pas empêché la concurrence de ne l'intégrer que bien plus tard ... (dans le Radeon chez ATI et dans le GeForce3 chez NVIDIA !).

Page 9 - TripleHead

TripleHead

Sans atteindre la flexibilité de Matrox, NVIDIA et ATI ont lancé depuis maintenant quelques mois des solutions concurrentes au DualHead. Matrox a donc décidé d'aller plus loin avec le Parhelia-512, qui supporte jusqu'à 3 écrans !

Le TripleHead permet comme son nom l'indique de gérer jusqu'à 3 écrans avec une seule et même carte. Deux modes sont disponibles :

Le TripleHead Desktop, qui est un bureau étendu sur 3 écrans pouvant fonctionner dans une résolution allant jusqu'au 3840*1024 en 32 bits (1280*1024 32 bits sur chaque écran). Bien entendu ce type d'utilisation est plutôt destiné aux professionnels ...

... ce qui n'est pas le cas du Surround Gaming ! Cette fois, il s'agit de lancer un jeu capable d'utiliser les 3 écrans (en Direct3D ou OpenGL) afin de disposer d'un angle de vision bien plus important. Plusieurs jeux seront capables d'utiliser le Surround Gaming dès la sortie de la carte : c'est notamment le cas de Quake III, Soldier Of Fortune II, Jedi Knight II et Flight Simulator 2002. Nous avons pu assister à une démonstration de la chose sous Quake III Arena, Jedi Knight et Flight Simulator 2002.

Autant vous le dire tout de suite, c'est plutôt pour ce dernier type de jeu, à savoir les simulateurs de vol, que le Surround Gaming est le plus utile et le plus impressionnant. En effet, dans un Quake Like on a déjà fort à faire avec l'écran principal, et en cas d'action rapide cela donne plus mal à la tête qu'autre chose. De plus, le fait d'avoir un angle de vision de 90x3 soit 270 degrés lors d'une partie multi-joueur s'apparente plus à de la triche qu'autre chose, et nous espérons que le Surround Gaming ne sera pas active lors de parties en réseau.

Il est à noter que pour utiliser le TripleHead, il faut absolument utiliser l'une des deux configurations suivante :

- CRT + CRT + CRT
- DVI + CRT + CRT

Les cartes à bases de Parhelia-512 seront en fait dotées de deux sorties DVI, et il sera possible de connecter sur l'une des sorties un câble en Y permettant de disposer de deux sorties CRT. Il est à noter qu'en dehors de la résolution maximale qui est de 1280*1024 32 bits, on ne sait pas quels sont les caractéristiques de la troisième sortie au niveau de la fréquence de rafraîchissement.

Page 10 - DualHead HF, UltraSharp, 10 bits, Glyph AA

DualHead High Fidelity

En ce qui concerne les deux premières, on sait par contre qu'il s'agit de deux RAMDAC 400 MHz. C'est la première fois que Matrox intègre deux RAMDAC fonctionnant à la même vitesse, puisque jusqu'alors il s'agissait d'un RAMDAC primaire 360 MHz et d'un secondaire à 230 MHz. Le Parhelia-512 gère une sortie TV, jusqu'au deux écrans CRT et deux écrans DVI (jusqu'en 1600*1200, voir 1920*1200 pour les écrans supportant la période de blanking réduite).

Les combinaisons possible, en dehors du TripleHead, sont les mêmes que le G550 (CRT+CRT, CRT+DVI, CRT+TV, DVI+TV, DVI+DVI), tout comme les modes DualHead :

- DualHead Multi-display : Mode multi-moniteur standard
- DualHead Zoom : Zoom sur la deuxième sortie d'une partie de l'image de la 1ère.
- DualHead Clone : La même image est affichée sur les deux sorties
- DualHead DVDMax : Vidéo en plein écran sur la 2ème sortie, et en fenêtré sur la 1ère

UltraSharp, 10 bits, Glyph AA

Matrox a bien entendu mis un point d'honneur à la qualité 2D de sa carte. Pour se faire, le design de la carte ainsi que le les filtres RFI (Radio Frequency Interference, nécessaires pour diminuer les interférences émises par la carte afin d'être agrée FCC & CE) ont été spécialement étudiés afin d'obtenir le signal le plus stable possible, que le RAMDAC soit utilisé à fond ou non. D'après les résultats de tests fournis par Matrox les résultats semble probant puisque le Parhelia-512 arrive en tête devant le GeForce4 Ti (carte PNY) et le Radeon 8500 (carte ATI). Etant donné la réputation méritée de Matrox du côté de la qualité 2D, on a du mal à mettre en doute leurs dires sur le sujet, mais bon cela reste tout de même des infos fournies par un constructeur ...

L'autre atout pour ce qui est de la qualité, c'est le 10 bit. Alors que jusqu'alors on travaillait en 8 bits par channel RGB (Rouge, Vert, Bleu), le Parhelia-512 est en effet capable de travailler avec 10 bits par channel du début (Textures RGBA 10:10:10:2, seulement 2 bits pour l'Alpha channel) à la fin du rendu (sortie TV, comme c'était déjà le cas pour le Rage Theater d'ATI, mais aussi RAMDAC). L'intérêt est évident en théorie, puisqu'au lieu de disposer de 256 nuances pour chacune des couleurs primitives on dispose de ... 1024 nuances ! Du coup le nombre de couleur disponibles passe de 16.7 Millions (256x256x256) à 1073 Millions (1024*1024*1024).

Autant vous le dire tout de suite, en dehors de certaines applications pro bien spécifiques nous ne pensons pas que la technologie 10-bit Gigacolor soit très utile, surtout avec les écrans (et les yeux) dont on dispose actuellement. En fait, le seul avantage pour 99.9% des utilisateurs se situera au niveau des calculs 3D qui pourront se faire en interne avec une précision de 10 bits par canal, ce qui diminuera la perte en précision lors du cumul d'effets et améliorera donc la qualité d'affichage des textures et des effets spéciaux.

Pour en finir avec la 2D et les caractéristiques du Parhelia-512, sachez qu'il intègre le Glyph Antialiasing. Il s'agit en fait d'une accélération matérielle du lissage des polices en 2D ainsi que du correction gamma ajustable. Certes, comme le précise Matrox le lissage de police est actuellement effectué en software par le processeur et la prise en charge en hardware permettra de le décharger de cette tache. Mais il faut bien dire que ce type de carte ne se couple pas avec n'importe quel processeur, et qu'avec un processeur puissant le lissage des polices n'a rien de pénalisant dans la pratique ...

Page 11 - Conclusion

Conclusion

Sur le papier la supériorité technologique du Parhelia-512 sur les GeForce4 Ti de NVIDIA, qui sont actuellement la référence en terme de performance, ne fait aucun doute. Que ce soit au niveau de la bande passante mémoire, des vertex shader, des pixel shader ou encore du nombre de pixel pouvant être rendu par cycle en quad texturing ou avec anisotropic ce dernier est dépassé. Si l'on rajoute à cela le FAA, très prometteur par rapport au FSAA tant au niveau des performances que de la qualité, on peut s'attendre à un saut en terme de performances par rapport à la génération de produit actuelle qui reste toutefois à confirmer en pratique.

Bien entendu, les performances ne font pas tout est des fonctions telles que le Displacement Mapping, le TripleHead, le DualHead HF ou encore tout simplement le soin apporté par Matrox afin d'offrir une qualité 2D ne sont pas à négliger. On regrettera l'absence d'un Pixel Shader 2.0 (DX9), même si d'ici à ce que ces fonctions soient utilisées massivement dans les jeux on en sera (comme d'habitude) au Parhelia-1024 et autres NV40/R500. De même, Matrox a délaissé tout ce qui concerne la prise en charge matérielle de la décompression vidéo (MPEG-2, MPEG-4 ...), et il est dommage que la puce n'intègre pas de technologies comparables à l'HyperZ ou le LMA malgré son énorme bande passante mémoire.

Reste qu'il faut savoir conserver un certain recul par rapport à toutes ses spécifications, d'autant qu'on ne connaît pas la fréquence exacte de la puce, qui pourrait d'ailleurs être variable selon les cartes. Comme nous vous l'avons indiqué, Matrox nous avait dis dans un premier temps 250 à 300 MHz, mais s'est ravisé par la suite en nous indiquant que ce ne serait pas dans cet intervalle, sans vouloir nous dire si c'était plus ou moins (même si selon les rumeurs, c'est plus). En attendant d'avoir une carte entre les mains, ce qui devrait être le cas dans moins d'un mois, c'est donc la grande inconnue. De plus, il faut voir le travail qu'aura effectué Matrox au niveau des drivers, notamment en ce qui concerne l'OpenGL dont le support doit être parfait si Matrox veut s'attaquer au marché de la 3D professionnelle, même si dans tous les cas l'absence d'OpenGL 2.0 se fera ressentir dans les mois qui viennent.

Qu'en est t'il de la disponibilité des cartes ? Matrox devrait annoncer durant la première quinzaine de Juin les différentes cartes basées sur le Parhelia-512 (64/128/256 Mo, avec diverses fréquences), et elles devraient arriver en magasin dans le courant du mois de Juillet. Le prix sera pour sa part inférieur à 400$ (520 €) en ce qui concerne la version 128 Mo. Certains diront que c'est cher, il est vrai qu'il s'agit d'une grosse somme, mais il ne faut pas oublier qu'il s'agissait également du prix de lancement de la GeForce4 Ti 4600 qui était pourtant bien moins innovante à sa sortie. En tout cas une chose est sûre le GeForce4 Ti 4200 restera le meilleur compris performance / prix, si le RV250 ne l'a pas dépassé bien entendu.

Matrox à une très belle carte à jouer pour son retour sur le marché des cartes graphiques, il ne reste plus à espérer qu'elle ne sera pas gâchée par des retards sur la disponibilité comme ce fut le cas lors de la sortie du G200 et surtout du G400 ! Car en attendant, NVIDIA et ATI travaillent activement sur leurs projets NV30 et R300, qui devraient êtres 100% DX9 et encore un cran au dessus...

P.S. : Notre confrère HardOCP a mis en ligne les documentations et les vidéos de Matrox sur le Parhelia-512, chose que nous ne pouvons faire pour des raisons de bande passante. Rendez vous sur HardOCP si vous êtes intéressés !