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AMD Radeon HD 5970
Cartes Graphiques
Publié le Mercredi 18 Novembre 2009 par Damien Triolet

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Page 1 - Introduction



Après les Radeon HD 5800 et 5700, c’est au tour de la Radeon HD 5970 de faire son apparition. Déclinaison bi-GPU des Radeon HD 5800, celle-ci vient compléter le haut de gamme de la nouvelle famille de cartes graphiques AMD qui entend bien asseoir sa domination actuelle.


La famille s’agrandit

Avec la Radeon HD 5970 ce ne sont pas moins de 5 cartes DirectX 11 qu’AMD a lancé en très peu de temps, une exécution parfaite et rapide que nous n’étions pas habitués à observer à ce niveau. Malheureusement, si AMD est bel et bien parvenu à développer une nouvelle famille de GPUs en un temps record, TSMC a par contre du mal à les fabriquer. Le process 40 nanomètres du fondeur semble encore souffrir de gros problèmes ce qui limite sérieusement la production des GPUs qui y font appel.

Un problème probablement accentué par une mauvaise estimation de la demande par AMD qui a probablement estimé il y a quelques mois qu’elle serait faible étant donné la crise et le fait que nous ne sommes pas dans une période de renouvellement massif du matériel des joueurs. Du coup AMD a arrêté la production des Radeon HD 4800. De son côté, Nvidia a réduit fortement la production des ses cartes haut de gamme pour éviter de devoir les brader et de perdre trop d’argent face à des produits bien plus compétitifs.

Tous ces éléments font que le segment haut de gamme est aujourd’hui très peu disponible, toutes marques confondues. Les Radeon HD 5800 arrivent au compte goute, ce qui fait, comme vous pouvez vous en douter, monter les prix. Ce sera également le cas pour cette Radeon HD 5970 qui ne sera disponible dans l’immédiat qu’en très faibles quantités.


Page 2 - Spécifications, Radeon HD 5970

Spécifications
La Radeon HD 5970 embarque 2 GPUs Cypress avec une configuration identique à celle qu’ils prennent sur la Radeon HD 5870 mais avec les fréquences de la Radeon HD 5850. Le tout affiche une puissance de calcul impressionnante de plus de 4.5 Tflops !




Radeon HD 5970
Pour ce test, AMD nous a fourni une Radeon HD 5970 de référence :





La Radeon HD 5970 propose 2 sorties DVI Dual-Link et une sortie DisplayPort. Elle reprend le même design que les autres Radeon HD 5000 elle reçoit un carter arrière. Malheureusement, l’aspect esthétique a primé sur l’aspect pratique puisque la coque de la carte dépasse à l’arrière de 15mm, ce qui allonge un PCB déjà énorme avec ses 295mm. Au total ce sont donc 310mm qu’il faudra faire rentrer dans votre boîtier. Inutile de dire que tous ne l’accepteront pas. De notre côté nous avons d’ailleurs dû attaquer à la Dremel notre boîtier Sonata 3 que nous utilisons pour les tests thermiques et de nuisances sonores.

Annoncée avec un TDP de 294 watts, la Radeon HD 5970 est alimentée par un deux connecteurs PCI Express (6 + 8 broches) et est équipée d’un dissipateur conséquent qui repose sur une chambre d’évaporation comme c’est le cas sur les systèmes de refroidissements Vapor-X de Sapphire. AMD précise que la carte est taillée pour l’overclocking et que le dissipateur est capable d’encaisser jusqu’à 400 watts !

La mémoire GDDR5 est signée Hynix et certifiée à 1250 MHz, soit 2500 MHz pour l’envoi des données et un débit de 5 Gbps.


La Radeon HD 5970 fait appel à un switch PCI Express PLX PEX8647, comme c’était déjà le cas sur les Radeon HD 4870 X2. Vous noterez cependant que PLX semble offrir une gravure personnalisée façon Ipod chez Apple !


Page 3 - Consommation et nuisances sonores

Consommation
Les données sont obtenues à partir des mesures effectuées à la sortie de la prise de courant : il s’agit donc de la consommation totale de l’alimentation de la machine, ici une Cooler Master Real Power PRO 1250 watts.


AMD a fait un très bon travail au niveau de la consommation au repos de ses Radeon HD 5000. Avec les systèmes multi-GPU, AMD est maintenant capable de presqu’éteindre complètement le ou les GPUs secondaires.

La Radeon HD 5970 affiche une consommation similaire à celle d’un système CrossFire à base de deux Radeon HD 5850.


Nuisances sonores
Nous mesurons d'une part le bruit au repos et d'autre part le bruit au bout de 30 minutes de charge.


Si la Radeon HD 5970 ne produit qu’un très léger bruit au repos, elle se fait clairement entendre en charge et est plus bruyante que les 2 Radeon HD 5850 en CrossFire.


Page 4 - Températures

Températures
Nous avons relevé la température du GPU rapportée par la sonde interne. Dans le cas des systèmes bi-GPU, nous reprenons dans ce graphique la température du GPU le plus chaud. Sur la carte-mère utilisée pour ce test, la Rampage Extreme d’Asus, les ports PCI Express graphiques sont espacés de 2 slots ce qui fait que même avec des cartes double slots, il reste un espace entre les cartes graphiques qui permet de les alimenter un air plus efficacement que sur d’autres cartes-mères.



D’une manière plus complète, voici toutes les mesures que nous avons relevées. Notez que quand les GPUs secondaires sont dans un état de repos avancé, il n’est pas possible d’obtenir le relevé de leurs sondes internes.




Les températures à l’intérieur du boîtier augmentent avec les systèmes CrossFire, dangereusement au niveau du northbridge. Nous avons d’ailleurs dû désactiver la protection de la carte-mère qui se mettait en protection à 90 °C.

Voici ce que cela donne en image :




Radeon HD 5970, Radeon HD 5850 CrossFire et Radeon HD 5870 CrossFire, cartes au repos.




Radeon HD 5970, Radeon HD 5850 CrossFire et Radeon HD 5870 CrossFire, cartes en charge.




Radeon HD 5970, Radeon HD 5850 CrossFire et Radeon HD 5870 CrossFire, systèmes au repos.




Radeon HD 5970, Radeon HD 5850 CrossFire et Radeon HD 5870 CrossFire, systèmes en charge.


Page 5 - Protocole de test

Protocole de test
Nous avons repris le protocole de test introduit avec les Radeon HD 5800 à une différence près : S.T.A.L.K.E.R. Clear Sky a été remplacé par S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat qui supporte Direct3D 11.

Les tests ont été exécutés en 1920x1200 et en 2560x1600. La première résolution parce qu’elle représente bien l’utilisation haut de gamme d’une carte graphique et la seconde résolution parce qu’elle permet de charger autant que possible les cartes graphiques les plus puissantes et reste un défi dans certains jeux.

Tous les tests ont été réalisés avec MSAA 4x et avec MSAA 8x. Notez à ce sujet que nous nous sommes bien assurés de tester ce mode sur les GeForce, ce qui n’est pas toujours évident. Dans les pilotes Nvidia, l’antialiasing 8x est un fait du MSAA 4x avec un CSAA 8x qui n’offre pas la même qualité qu’un MSAA 8x, qui est, lui, appelé antialiasing 8xQ. C’est donc bien celui-ci qui a été testé.

Nous avons décidé de ne plus afficher les décimales dans les résultats de performances dans les jeux pour rendre le graphique plus lisible. Ces décimales sont néanmoins bien notées et prises en compte pour le calcul de l’indice. Si vous êtes observateurs vous remarquerez que c’est également le cas pour la taille des barres dans les graphes.

Nous sommes passés à Windows 7 64 bits pour notre plateforme de test, d’une part parce qu’elle est très efficace et d’autre part parce que nous nous attendons à ce que de très nombreux lecteurs passent sous ce système d’exploitation, s’ils n’y sont pas déjà. Au niveau des pilotes, nous avons utilisé les pilotes beta 8.663.1 beta4 fournis par AMD, qui se situent entre les Catalyst 9.11 et 9.12, et les pilotes 195.55 arrivés en dernière minute chez Nvidia et qui corrigent un gros bug dans Need for Speed Shift.


Configuration de test
Intel Core i7 975 (HT et Turbo désactivés)
Gigabyte GA-EX58-Extreme
6 Go DDR3 1333 Corsair
Windows 7 64 bits
Forceware 195.55
Catalyst 8.663.1 beta4


Page 6 - Need for Speed Shift

Need for Speed Shift

Pour tester le dernier né de la série des Need for Speed, nous poussons toutes les options à leur maximum et effectuons un déplacement bien défini. Le patch 1.1 est installé.





Page 7 - ArmA 2

ArmA 2

Pour tester ArmA 2, nous effectuons un déplacement bien défini après avoir chargé une sauvegarde. Nous utilisons le niveau de détails « très élevé » du jeu en plus duquel nous poussons toutes les options avancées à leur maximum (en laissant la distance de visibilité sur 3600m).

ArmA 2 est particulier au niveau de la résolution puisqu’il permet de paramétrer différemment la résolution de l’interface de celle du rendu 3D qui est ramenée à hauteur de la première via un filtre. De notre côté nous utilisons une résolution de rendu identique à celle de l’affichage.

Les paramètres proposé pour l’antialiasing dans le jeu sont peu clairs et différents entre les cartes AMD et Nvidia. Du côté d’AMD, 3 modes sont proposés : faible, moyen et élevé. Ils correspondent au MSAA 2x, 4x et 8x. Du côté Nvidia, ça se complique :

- faible et moyen = MSAA 2x
- élevé et très élevé = MSAA 4x
- 5 = MSAA 4x + CSAA 8x (appelé 8x dans les pilotes Nvidia)
- 6 = MSAA 8x (appelé 8xQ dans les pilotes Nvidia)
- 7 = MSAA 4x + CSAA 16x (appelé 16x dans les pilotes Nvidia)
- 8 = MSAA 8x + CSAA 16x (appelé 16xQ dans les pilotes Nvidia)

Les modes à utiliser de notre côté sont donc élevé (4x) et 6 (8x).

Le patch 1.4 a été installé.





Page 8 - World in Conflict Soviet Assault

World in Conflict Soviet Assault

Très réussi visuellement et très gourmand, World in Conflict supporte DirectX 10. Son add-on Soviet Assault ajoute quelques petits options graphiques supplémentaires, bien que le test interne, que nous utilisons, exploite la même scène. Nous utilisons le mode de qualité « très élevé » ce qui inclus le mode DirectX 10, poussons le filtrage anisotrope à 16x et activons toutes les options graphiques. Le jeu ne supporte pas le MSAA 8x.




Page 9 - Anno 1404

Anno 1404

Pour tester Anno 1404, nous effectuons un trajet bien défini sur une carte relativement lourde. Toutes les options sont poussées à leur maximum.

Nous avons installé le patch 1.1 qui corrige un bug qui affectait le rendu du côté des Radeon dans la version DirectX 10 du moteur que nous utilisons.





Page 10 - Red Faction Guerilla

Red Faction Guerilla

Très gourmand, Red Faction Guerilla est testé avec toutes les options poussées au maximum. Nous mesurons les performances durant la scène d’introduction.





Page 11 - Crysis Warhead

Crysis Warhead

Crysis Warhead vient remplacer Crysis dont il reprend le moteur graphique très gourmand à tous les niveaux. Nous le testons dans sa version 1.1 hotfix et en mode 64 bits puisque c’est la principale nouveauté apportée. Crytek a renommé les différents modes de qualité graphique, probablement pour ne pas heurter les joueurs déçus de ne pas pouvoir activer le mode très haute qualité pour cause de gourmandise excessive. Le mode haute qualité est ainsi renommé « Gamer » et le mode très haut qualité « Enthousiast ». Nous avons testé ces 2 modes.








Page 12 - Far Cry 2

Far Cry 2

La suite de Far Cry n’en est pas réellement une puisque Crytek était à l’origine du premier épisode. La licence appartenant à Ubisoft c’est ce dernier qui s’est chargé de son développement, Crytek optant alors pour Crysis. Pas facile de reprendre l’héritage de révolution graphique qui accompagne Far Cry, mais les équipes d’Ubisoft s’en sont bien tirées même si l’aspect graphique n’est pas aussi abouti que celui de Crysis. Le jeu est aussi moins gourmand ce qui n’est pas plus mal. Il supporte DirectX 10.1 pour améliorer les performances du côté des Radeon. Nous avons installé le patch 1.02 et utilisé le mode de qualité graphique « ultra élevé ».





Page 13 - H.A.W.X.

H.A.W.X.

Dernier jeu de Tom Clancy, H.A.W.X. est un jeu d’action qui se passe dans les airs. Il utilise un moteur qui prend en charge DirectX 10.1 pour optimiser le rendu. Parmi les effets graphiques supportés, notons la présence de l’occlusion ambiante qui est poussée à son maximum tout comme les autres options. Nous utilisons le benchmark intégré et le patch 1.2 est installé.





Page 14 - Batman Arkham Asylum

Batman Arkham Asylum

Enorme hit du moment, nous ne pouvions pas ignorer Batman Arkham Asylum malgré le côté partisan des technologies qu’il exploite. Nous parlons ici bien entendu de GPU PhysX, une bibliothèque propriétaire au niveau de son accélération par le GPU qui ne supporte que les GeForce.

Nous avons installé le patch 1.1 et utilisé le benchmark intégré avec toutes les options poussées au maximum, à l’exception des effets PhysX dans un premier temps.

En aidant les développeurs à mettre en place l’antialiasing dans le jeu, Nvidia en a profité pour restreindre cette fonctionnalité aux seules GeForce. Comme nous le supposions dès le départ, il s’agit bien d’une implémentation standard et donc compatible avec les Radeon également mais protégée par Nvidia. Une pratique détestable qui a pour but principal de forcer les utilisateurs de Radeon, et les testeurs, à activer l’antialiasing via le panneau de contrôle, ce qui est nettement moins efficace que directement via le jeu puisque le pilote applique aveuglément l’antialiasing sur toutes les surfaces alors que ce n’est pas nécessaire. Heureusement, il suffit de faire passer une Radeon pour une GeForce avec ATI Tray Tools pour que le panneau de contrôle accepte d’activer l’antialiasing. C’est donc ce que nous avons fait et nous avons pu constater un gain important par rapport à nos précédents résultats.




Nous avons également testé le jeu avec les effets PhysX élevés activés :


Les Radeon ne pouvant pas accélérer ces effets, ils sont limités par le CPU dont tous les cores ne sont, qui plus est, pas exploités.


Page 15 - BattleForge

BattleForge

Premier jeu à supporter DirectX 11, ou plus précisément Direct3D 11, il nous était difficile de ne pas l’intégrer à ce test. Une mise à jour déployée le 30 septembre a en effet ajouté le support de la nouvelle API de Microsoft à BattleForge.

Ce sont les Compute Shaders 5.0 qui sont ici exploités par les développeurs pour accélérer le traitement du SSAO, soit de l’occlusion ambiante. Par rapport à l’implémentation classique, via les Pixel Shaders, la technique permet d’exploiter plus efficacement la puissance de calcul disponible en saturant moins les unités de texturing. BattleForge propose deux niveaux de SSAO : High et Very High. Seul le second, appelé HDAO (High Definition AO) par AMD, exploite les Compute Shader 5.0.

Sur le forum de Beyond3D, le développeur explique  ne pas avoir implémenté cet effet pour les cartes actuelles en version Compute Shader 4.0 ou 4.1 parce que ceux-ci ne sont pas encore complètement documentés par Microsoft et ne disposent pas des fonctionnalités nécessaires à une implémentation performante.

Nous avons utilisé le benchmark intégré au jeu.




Nous avons observé de plus près les gains apportés par Direct3D 11 :




Page 16 - S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat

S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat

Cette nouvelle suite de S.T.A.L.K.E.R. repose sur une nouvelle évolution du moteur qui passe en version 1.6.01 et supporte Direct3D 11 qui est exploité d’une part pour améliorer les performances et d’autres part la qualité avec en option des ombres et des éclairages plus détaillés ainsi qu’un premier support de la tessellation !

Notez que Call of Pripyat n’est actuellement disponible qu’en russe et en allemand. Il faudra attendre début 2010 pour que les autres versions soient commercialisées.

Le mode de qualité utilisé est « maximum ». Nous n’avons pas activé les améliorations de la qualité disponibles dans la version Direct3D 11 du moteur de manière à avoir ici des chiffres comparables. Le jeu ne supporte pas l’antialiasing 8x.



Nous avons observé de plus près les gains apportés par Direct3D 11 ainsi que l’incidence sur les performances de l’activation de la tessellation qui est appliquée sur les personnages. Nous avons utilisé deux scènes. La première est celle utilisée pour les tests des différentes cartes et se situe en extérieur, sans personnages proches. La seconde est en intérieur avec 3 autres personnages dans la pièce.




Page 17 - Récapitulatif des performances

Récapitulatif
Bien que les résultats de chaque jeu aient tous un intérêt, nous avons calculé un indice de performances en nous basant sur l'ensemble de résultats et en attachant une importance particulière à donner le même poids à chacun des jeux. Les modes Gamer et Enthousiast de Crysis Warhead se voient ainsi attribuer un coefficient de 0.5. Quant à Batman Arkham Asylum en mode PhysX, il n’est pas intégré à l’indice.

Nous avons attribué un indice de 100 à la Radeon HD 5870 en 1920x1200 FSAA 4x.



En moyenne et par rapport à la Radeon HD 5870, la Radeon HD 5970 affiche un gain de 30 à 45% dans les jeux, suivant la résolution. Aucune carte graphique de Nvidia ne peut rivaliser avec un tel niveau de performances.

S’il est logique de retrouver le système CrossFire à base de Radeon HD 5870 en tête, il est étonnant de retrouver également une avance régulière des deux Radeon HD 5850 sur la Radeon HD 5970 qui est sur le papier plus puissante. Nous allons observer cela plus en détail dans la page qui suit.


Page 18 - HD 5970 vs HD 5800 CrossFire

HD 5970 vs HD 5800 CrossFire
Etant donné les performances étrangement plus faibles de la Radeon HD 5970 par rapport au système CrossFire moins puissant équipé de 2 Radeon HD 5850, nous avons voulu observer plus précisément l’écart avec un système CrossFire de puissance identique. Pour cela nous avons cadencé deux Radeon HD 5870 à 725/1000 MHz. Nous en avons profité pour comparer cette solution aux Radeon HD 5850 en CrossFire qui différent par un nombre d’unités de calcul réduit de 10%.


Maintenez la souris sur le graphe pour afficher les performances absolues.


Le système CrossFire équivalent à la Radeon HD 5970 est bel et bien plus performant. La nouvelle venue est en effet 1 à 13% en retrait, suivant les jeux. Nous ne pouvons que supposer que connecter les deux GPUs au système via un switch et un seul connecteur PCI Express est une limitation. Il est bien entendu possible qu’AMD puisse réduire cette perte d’efficacité avec de futurs pilotes.

Vous remarquerez que les unités supplémentaires des Radeon HD 5870 n’apportent pas de gros gain. Celles-ci tirent donc leur avantage principalement de leur fréquence plus élevée.


Mise à jour du 23/11/2009 :

Suite aux résultats de la Radeon HD 5970, inférieurs à ceux d’un système CrossFire à base de Radeon HD 5870 cadencées à des fréquences identiques, et même inférieurs à ceux d’un système CrossFire à base de Radeon HD 5850 pourtant moins performant sur le papier, une questions qui nous est revenue fréquemment est de savoir si cela aurait également été le cas sur une plateforme P55 dont les ports PCI Express fonctionnent en 8x, soit avec une bande passante vers les GPUs réduite de moitié par rapport à notre système de test.

Etant donné que sur la Radeon HD 5970 les 2 GPUs doivent se partager un seul port PCI Express 16x pour communiquer avec le reste du système, il est pertinent de se demander si cela ne peut pas être la limitation. Bien que nous estimions peu probable qu’une différence significative puisse venir de là, nous avons voulu nous en assurer en réduisant physiquement la largeur du bus PCI Express de 16 à 8 lignes par carte.

Comme vous pouvez-vous le voir dans le graphique qui a été mis à jour, il n’en est rien et la bande passante vers le système n’est pas le problème puisque l’incidence sur les performances est minime comme nous le supposions. Cela rassurera les utilisateurs d’une plateforme P55 qui pouvaient penser que le CrossFire de Radeon HD 5800 serait moins intéressant pour eux.

Reste à savoir d’où viennent ces performances moindre de la Radeon HD 5970. Il reste toujours possible que le switch PLX soit une limitation (latence, efficacité etc.), que les pilotes soient perfectibles ou que la carte réduise ses performances pour éviter une surcharge/surchauffe bien que nous n’ayons pas observé de baisse de fréquence lors de son monitoring.


Page 19 - Conclusion

Conclusion
Si les cartes bi-GPUs de la génération précédente pouvaient prétendre, dans certains cas tout du moins, devancer les Radeon HD 5000, tout cela est fini. Avec la Radeon HD 5970, AMD enfonce le clou et prend une avance indiscutable sur les Radeon HD 4870 X2 et GeForce GTX 295.

Cela se paye cependant au prix fort, ou plutôt devrions-nous dire « long » au vu de la taille de la carte qui ne rentrera pas dans tous les boîtiers. Bien sûr, ce n’est pas une carte graphique destinée à tous, c’est un produit extrême qui vise une poignée de passionnés, mais malgré tout il faut espérer qu’AMD n’ira pas plus loin à ce niveau !


Si la Radeon HD 5970 est bel et bien la carte la plus performante du moment, elle doit faire face à une concurrence du côté des systèmes CrossFire à base de Radeon HD 5800. Deux Radeon HD 5850 reviennent ainsi légèrement moins cher que le nouveau ultra haut de gamme, sont plus performantes et produisent moins de bruit. En contrepartie elles occupent 4 slots, soit un espace non négligeable dans le système qui risque d’être « étouffé » et de surchauffer s’il n’est pas accompagné d’une ventilation importante dans le boîtier. Une solution qui est donc à réserver à un public averti qui prendra soin de ces détails. Paradoxalement, la Radeon HD 5970 pose moins de problèmes à ce niveau, une fois rentrée dans le boîtier bien entendu.

Reste l’épineuse question de la disponibilité qui devrait évoluer entre faible et ridicule pour cette carte et ce, jusqu’à la fin de l’année. Autant nous pouvons comprendre qu’AMD ait envie de respecter sa roadmap et de lancer un produit prestigieux tel que celui-ci dès qu’il est prêt, autant il aurait probablement été plus opportun d’attendre que la production de Cypress, le GPU qui équipe toutes ces cartes, monte en puissance. L’arrivée des Radeon HD 5000 au compte goûte, associée à une rupture des produits de la génération précédente fait grincer des dents et exploser les prix. Annoncée à 560 €, la Radeon HD 5970 risque en réalité de se négocier entre 600 et 800 € !


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