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Preview : Radeon HD 5830
Cartes Graphiques
Publié le Vendredi 26 Février 2010 par Damien Triolet et Marc Prieur

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Page 1 - Introduction



Après avoir repoussé la date à plusieurs reprises, c’est hier qu’AMD a décidé d’annoncer la Radeon HD 5830 basée sur le GPU Cypress déclassé. Voici nos premières observations sur cette nouvelle Radeon DirectX 11 qui sera en principe disponible dans quelques jours.


Cypress castré
Comme c’est en général le cas au bout de quelques mois de production d’un GPU, des déchets s’accumulent. Parmi ces déchets, certains GPUs sont partiellement fonctionnels et sont donc réutilisés castrés dans un nouveau produit. Un certain temps est nécessaire avant de fixer les spécifications d’un tel dérivé puisque parmi les déchets, le fabricant trouve un petit peu de tout : des GPUs limités au niveau de la fréquence, des GPUs avec des SIMDs (calcul + texturing) non-fonctionnels, des GPUs avec des ROPs non fonctionnels, des GPUs dont seulement certaines unités posent problème au niveau de la fréquence etc. Il faut donc faire le tri et essayer de trouver le point commun à un maximum de ces pièces qui permette en même temps la commercialisation d’un produit qui fasse sens.

Dès son arrivée, Cypress a été décliné dans une version légèrement castrée, la Radeon HD 5850, pour laquelle 2 SIMDS sur 20 ont été désativés et les fréquences revues à la baisse. AMD va bien entendu plus loin avec la Radeon HD 5830. 6 SIMDs au total sont désactivés ainsi que la moitié des ROPs. La fréquence est par contre plus élevée que sur la Radeon HD 5850. Etonnamment et contrairement à ce qui se passe d’habitude, la désactivée des ROPs n’est pas liée à une réduction proportionnelle de la largeur du bus mémoire qui reste de 256 bits, ce qui est étonnant, nous allons y revenir.


Pour cette nouvelle carte, AMD a décidé de laisser le design entièrement aux mains des partenaires qui proposeront des cartes dans le commerce sous peu. AMD nous a cependant fourni une Radeon HD 5830 maison, mais basée sur le design de référence de la Radeon HD 5870, pour nous permettre d’évaluer les performances. La plupart des fabricants semblent avoir opté pour la même approche ou pour un design maison similaire, ce qui entraîne un encombrement important :


La Radeon HD 5830 de Sapphire.


La seule exception semble être XFX dont la Radeon HD 5830 semble très courte. Cependant, cette dernière nous a rapidement fait penser à la Radeon HD 5750 512 Mo du même fabricant qui est dans notre labo en ce moment. Après vérification rapide il s’agit exactement de la même carte, à l’autocollant près. Inutile de dire qu’il est impossible de placer un GPU Cypress avec son bus mémoire de 256 bits et sa consommation plus élevée sur ce PCB. Autrement dit il s’agit d’un fake utilisé pour illustrer un produit qui visiblement n’est pas encore prêt, du coup nous ne savons pas à quoi rassemblera le produit final et s’il sera réellement basé sur un PCB plus court.


A gauche la Radeon HD 5750 et à droite la Radeon HD 5830 de XFX.


Page 2 - Spécifications, consommation

Spécifications

La Radeon HD 5830 affiche des spécifications intéressantes avec une puissance de calcul en baisse de seulement 14% par rapport à la Radeon HD 5850 pour une bande passante mémoire identique. La désactivation de la moitié des ROPs fait cependant chuter le fillrate de 45%.

Par rapport aux Radeon HD 5770 et 4890, le fillrate est légèrement plus faible mais par contre la puissance de calcul augmente de 32%. La bande passante mémoire augmente de 67% par rapport à la première mais reste presqu’identique à celle de la seconde.


Consommation
Nous avons bien entendu observé la Radeon HD 5830 à travers notre nouveau protocole de test qui nous permet de mesurer la consommation des cartes graphiques seules. En charge nous vous donnons les chiffres obtenus sous le test Pixel Shader de 3DMark 06 ainsi que sous Furmark puisque nous avons remarqué des écarts importants entre ces tests lourds.



Comme annoncé par AMD, la Radeon HD 5830 est un petit peu plus gourmande que la Radeon HD 5850, probablement parce que pour atteindre une fréquence de 800 MHz, le fabricant a augmenté légèrement le voltage.


Page 3 - Histoire de ROPs

Histoire de ROPs
Les ROPs sont les unités chargées de l’écriture en mémoire des pixels et font donc partie du sous-système mémoire du GPU. Pouvoir en désactiver la moitié sans sacrifier le bus mémoire est donc surprenant et nous ne savons pas exactement comment s’y prend AMD. Nous avons effectué quelques tests théoriques au niveau des ROPs pour essayer de trouver un élément de réponse et les avons comparés aux résultats que nous avions obtenus précédemment :


Lors des écritures simples en mémoire, la Radeon HD 5830 atteint son fillrate théorique en 32 bits. Par contre en 64 et 128 bits, elle affiche des performances très faibles, nettement inférieures à celle de la Radeon HD 5770. Etrange coïncidence, ces performances correspondent exactement à la moitié de celles de la Radeon HD 4890 qui dispose pourtant d’une configuration similaire au niveau des ROPs et de la bande passante mémoire.

Lorsque le blending est utilisé, la pression sur la bande passante mémoire augmente et le fillrate chute. Malgré son bus 256 bits, la Radeon HD 5830 peine à se démarquer de la Radeon HD 5770 et est nettement derrière la Radeon HD 4890.

Quelque chose ne tourne pas rond dans le couple 16 ROPs / 256 bits de cette Radeon HD 5830. Nous avons bien entendu questionné AMD à ce sujet, mais le fabricant a en quelque sorte fait mine de ne pas comprendre et s’est borné à insister sur le fait qu’il y a bien 16 ROPs de désactivés et que le bus mémoire est bien de 256 bits. Des simplifications différentes ayant été effectuées dans chacune de ses illustrations de l’architecture mémoire, celles-ci se contredisent quelque peu et il est difficile d’y apprendre quoi que ce soit.

Si les ROPs sont bel et bien découplés des contrôleurs mémoire qui resteraient tous actifs comme l’affirme AMD, nous pouvons supposer que chaque groupe d’entre eux ne dispose que d’un bus à la largeur limitée pour communiquer avec les contrôleurs mémoire. Un bus fixé lors du design de la puce de manière à ce que l’ensemble des groupes de ROPs puisse alimenter un bus mémoire de 256 bits et avec de la mémoire GDDR5.

La limitation au niveau de la bande passante pour les ROPs serait donc interne au GPU, ce qui empêcherait une configuration de Cypress telle que celle de la Radeon HD 5830 d’exploiter l’ensemble de la bande passante mise à sa disposition. D’autres unités (moteur d’affichage, CrossFire etc.) pourraient certes utiliser la bande passante mémoire supplémentaire, mais les plus gros consommateurs, et qui en ont bien besoin, ne le pourraient pas et seraient en quelque sorte limités à un bus mémoire de 128 bits, comme sur le GPU Juniper qui équipe la Radeon HD 5770. Cela expliquerait nos résultats ainsi que l’avantage de la Radeon HD 4890 puisque ses 16 ROPs ont été prévus pour pouvoir alimenter un bus de 256 bits.

Notez que nous ne savons pas si une partie des caches L2 est désactivée ni ce qu’il en est de leur liaison aux contrôleurs mémoire. Nous avons insisté auprès d’AMD pour obtenir plus de détails et espérons que le fabricant pourra nous en dire plus.


Page 4 - Performances

Performance
Pour cette preview, nous avons testé 4 jeux en 1920x1200, détails élevés, avec et sans FSAA 4X.






Page 5 - Conclusion

Conclusion
Pour conclure cette preview, nous avons formé un indice à partir des quelques tests que nous avons exécutés, en prenant la Radeon HD 5850 sans FSAA comme référence.


La Radeon HD 5830 se place entre la Radeon HD 5770 et la Radeon HD 5850, comme c’était attendu. Par contre elle est beaucoup plus proche de la première que de la seconde, et termine derrière la Radeon HD 4890, confirmant ainsi nos craintes au niveau de l’efficacité du couple 16 ROPs et bus mémoire de 256 bits sur cette architecture. Si ces résultats peuvent en partie s’expliquer par une limitation du fillrate qui résulte de la désactivation de la moitié des ROPs, il semble évident qu’un autre paramètre limite la carte, rejoignant ainsi nos soupçons d’une limitation pratique de la bande passante mémoire.

Nous pourrions nous dire qu’au fond, peu importe ce qui limite les performances de la carte, cela ne change pas sa valeur. Ce qui nous amène au problème de fond qui est lié : le prix de cette Radeon HD 5830. Annoncé à 220€, celui-ci est bien entendu excessif au vu de la prestation, et nous avons le sentiment que le PCB complexe ainsi que le système mémoire GDDR5 en 256 bits, autrement dit les aspects inefficaces de ce produit, se payent au prix cher. Par rapport à la Radeon HD 5770 qui se négocie à 130€, les 10% à 12% de performance supplémentaires entraînent un surcout ridicule de 70% !

AMD va donc devoir revoir la position tarifaire de cette Radeon HD 5830 mais nous avons le sentiment que sans un ensemble ROPs et mémoire adapté l’un à l’autre il sera difficile d’arriver à proposer cette carte avec un rapport performances / prix intéressant.


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