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AMD Radeon R9 Nano, la carte Fiji compacte en test
Cartes Graphiques
Publié le Jeudi 10 Septembre 2015 par Damien Triolet

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Page 1 - Introduction

Comme promis c'est aujourd'hui que débarque la petite Radeon R9 Nano, une déclinaison de la R9 Fury X avec laquelle AMD compte bien se démarquer de la concurrence en proposant pour la première fois une carte graphique haut de gamme ultra compacte destinée aux mini-PC. Cette nouvelle Radeon trouvera-t-elle sa niche ?


Les possibilités de la HBM
Bien qu'elle n'en reprenne pas la marque, il s'agit d'une Radeon R9 Nano et non d'une Radeon R9 Fury Nano, la nouvelle venue prend place dans ce qu'AMD appelle la famille R9 Fury. Cette famille de cartes graphiques représente un nouveau segment ultra haut de gamme pour les Radeon, un petit peu à l'image de ce qu'a fait Nvidia avec la gamme de GeForce Titan. Comme vous l'aurez probablement déjà compris, ces GeForce et ces Radeon exclusives visent la niche des joueurs qui ont les moyens de ne pas se concentrer sur le rapport performances / prix et qui sont prêts à mettre la main au portefeuille pour obtenir le meilleur du moment, que ce soit en termes de performances brutes, de technologies embarquées… et pourquoi pas dans le cadre d'un mini-PC comme AMD en fait le pari.

La première particularité de la Radeon R9 Nano est ainsi sa petite taille. Elle ne mesure que 15 cm de long alors que la plupart des cartes graphiques haut de gamme sorties ces dernières années atteignent 27 cm voire 30 cm. Sans essayer de proposer les meilleures performances dans l'absolu, AMD a fait le pari de proposer la carte graphique la plus rapide dans un format spécifique.


C'est pour rappel le passage à la mémoire HBM, soudée directement dans le packaging du GPU Fiji, qui a permis à AMD de réduire nettement la taille du PCB puisqu'il n'est plus nécessaire d'y placer de la mémoire GDDR5. Reste qu'il faut malgré tout pouvoir refroidir correctement cet ensemble ce qui peut prendre de la place, peu importe le PCB.

La Radeon R9 Fury X est construite elle aussi autour d'un petit PCB (19 cm) mais dans le but de proposer le meilleur dont est capable le GPU Fiji en termes de performances. De quoi en faire une carte graphique plutôt gourmande ce qui a imposé à AMD le recours à un système de refroidissement très performant. AMD a opté pour le watercooling avec ses avantages et ses inconvénients alors que Sapphire, par exemple, a opté pour un énorme ventirad pour son dérivé R9 Fury.

Pour proposer une Radeon R9 Nano si petite tant au niveau du PCB que du ventirad, AMD a du faire un compromis important : limiter drastiquement la consommation maximale autorisée. Une opération qui revient à limiter les performances en bridant le "turbo" du GPU, ce qui permet de faire exploser le rendement énergétique. AMD parle d'une progression conséquente par rapport la R9 Fury X et d'un rendement doublé par rapport à une R9 290X de la génération précédente. De quoi pouvoir enfin se frotter aux GeForce GTX 900 équipées de GPU Maxwell ?

Page 2 - La Radeon R9 Nano

La Radeon R9 Nano
La Radeon R9 Nano a été développée par AMD mais sera distribuée par ses partenaires comme c'est généralement le cas pour ses autres cartes de référence même si les volumes ne seront pas très élevés compte tenu de son positionnement tarifaire et du fait qu'il s'agit d'un produit de niche. En France la Radeon R9 Nano est annoncée à 690€ TTC.

AMD nous en a fourni un exemplaire de test :


La Radeon R9 Nano se contente d'un peu plus de 15 cm de long mais reste évidemment en double slot pour pouvoir accueillir un ventirad suffisamment performant. AMD a plutôt bien soigné la finition de cette petite carte graphique avec une coque en métal d'une pièce qui présente deux textures différentes. La finition reste cependant un cran en retrait de celle de la R9 Fury X qui présente des matériaux a l'esthétique plus travaillée que ce soit au niveau de la carcasse, des faces "soft touch" ou encore du logo illuminé absent de cette R9 Nano, tout l'espace disponible étant dédié au refroidissement.


A la base du ventirad, nous retrouvons une chambre à vapeur ainsi que 2 gros caloducs aplatis surmontés par un radiateur qui occupe presque tout l'espace disponible. Un troisième caloduc aplatis, associé à un petit radiateur, se charge de l'étage d'alimentation. Enfin, un ventilateur slim de 90 mm alimente le tout en air frais. Développé par AMD, ce ventirad est plus costaud que ce que nous avons l'habitude de rencontrer sur ce type de format.

A noter que les ailettes des radiateurs sont placées horizontalement, ce qui signifie que la moitié de l'air chaud pourra être expulsé du boîtier à travers la large grille prévue à cet effet. L'autre moitié sera expulsée à l'arrière de la carte.


Le PCB offre la même connectique que celui de la R9 Fury X, à savoir une sortie HDMI et 3 sorties DisplayPort, mais aucune sortie DVI qui demandera donc de passer par un adaptateur. A noter que la sortie HDMI est limitée à la révision 1.4a et ne supporte pas la 2.0 plus récente obligatoire pour jouer sur un TV 4K en 60 Hz. Une absence fâcheuse d'autant plus quand AMD pousse les comparatifs de performances en 4K qui sont plus favorables à ses GPU même si les conditions de jeux ne sont pas idéales.

Pour alimenter le GPU, AMD a prévu un connecteur PCIE 8 broches et 4 phases dédiées, ce qui couvre largement les besoins de cette Radeon R9 Nano annoncée avec une consommation typique de 175W, ce qui correspond à une consommation maximale réelle de +/- 185W comme nous allons le voir.

Comme pour ses autres Radeon de référence, AMD autorise dans le cadre de l'overclocking une augmentation de 50% de la consommation. L'étage d'alimentation est capable de l'encaisser même si le refroidissement de la carte n'est pas réellement prévu pour une telle carte. Nos quelques brefs essais ont d'ailleurs mis en avant une capacité d'overclocking très limitée, comme pour les autres R9 Fury. Mais dans le cas de cette R9 Nano ce n'est pas vraiment un problème puisque l'objectif est tout autre.

Page 3 - Spécifications, 4 Go de HBM

Spécifications

La différence principale sur le papier entre une R9 Fury X et une R9 Nano ? 50 MHz de moins pour le GPU. Les autres spécifications sont identiques et il s'agit bien d'un GPU Fiji complet, ce qui est tout à fait logique : c'est le meilleur moyen de maximiser le rendement énergétique.

Mais si les spécifications sont similaires, les performances ne le seront pas compte tenu d'un paramétrage différent de Powertune. Pour rappel, les Radeon R9 Fury X profitent d'une limite de consommation totale de +/- 385W qui n'en est pas réellement une et leur permet de maintenir en permanence leur fréquence maximale. En pratique leur consommation est moindre dans les jeux et AMD leur associe une consommation typique de 275W (nous avons mesuré jusqu'à 286W et 301W sur les échantillons testés).

C'est la technologie Powertune qui est chargée de monitorer la consommation ainsi que les températures et de s'assurer que la carte graphique reste dans les clous. Si certaines limites sont atteintes, Powertune ralenti le GPU en réduisant sa fréquence. Un comportement qui se nomme "throttling" en anglais et qui contrairement à ce que certains pensent encore n'est pas un problème mais bien un mécanisme prévu et bénéfique, même s'il rend les spécifications peu claires.

Réduire la fréquence peut avoir un impact très bénéfique sur le rendement énergétique : abandonner les derniers MHz permet de réduire significativement la tension et cette dernière à un impact plus que proportionnel sur la consommation. Le principe est semblable à celui de la configuration des puces mobiles, si ce n'est qu'AMD a prévu une limite haute qui ne sera que rarement atteinte en pratique.

AMD parle d'une fréquence GPU se situant en général entre 850 et 950 MHz. De quoi nous donner des performances qui se situeraient entre 80 et 90% de celles d'une R9 Fury X, soit proches d'une R9 Fury, pour une consommation nettement moindre. Nous avons ajouté une seconde colonne dans le tableau de spécifications pour représenter les débits bruts dans le bas de la fourchette indiquée par AMD et qui correspond à ce que nous avons observé.

Powertune observe pour rappel la consommation directe de l'ASIC, soit de l'ensemble GPU+HBM dans le cas de Fiji, à travers un ensemble de mesures et d'estimations. Pour la R9 Fury X, la limite à ne pas dépasser à ce niveau a été fixée par AMD à 300W, ce qui correspond à peu près à 385W au total pour la carte graphique une fois le rendement de l'étage d'alimentation et les quelques autres composants du PCB pris en considération.

Pour la Radeon R9 Nano, AMD annonce une consommation typique de 175W et nous a précisé que la limite Powertune au niveau de l'ASIC était fixée à 150W. En pratique cela donne une limite de consommation pour la carte dans son ensemble de +/- 185W.


4 Go de HBM, mais pas plus
Comme nous en avons déjà parlé, Fiji est actuellement limité à 4 Go de mémoire HBM. Un point délicat en 2015 autant commercialement que pour convaincre de la pérennité d'une carte graphique ultra haut de gamme. D'autant plus qu'à côté de cela, les Radeon R9 390X et 390 ne sont proposées qu'en version 8 Go, ce qui sème la confusion sur la nécessité d'aller ou pas au-delà de 4 Go.

AMD explique que 4 Go est une quantité de mémoire largement suffisante pour la majorité des jeux, ce qui est vrai, et que des optimisations pourront être mises en place au niveau des pilotes pour réduire la quantité de mémoire utilisée de manière à ne pas pénaliser les performances avec les jeux plus gourmands à ce niveau.

Interrogé à plusieurs reprises, AMD n'a par contre pas pu nous donner de réponse plus spécifique à ce niveau, ni nous donner le moindre exemple concret de ce qui a été optimisé ou de ce qui est envisagé pour l'avenir. AMD nous a finalement précisé que sa méthode de prédilection est de travailler directement avec les développeurs de jeux vidéo pour s'assurer qu'ils exploitent correctement les ressources à leur disposition.

De notre côté, sur le peu de temps que nous avons pu passer à essayer de mettre en difficulté les R9 Fury, nous n'avons pas constaté de problème lié à un manque de mémoire. Nous avons pu observer que le pilote se comportait différemment avec une R9 Fury X 4 Go qu'avec une R9 290X 4 Go. Dans certains jeux, la R9 Fury X consomme plus de mémoire, dans d'autre un peu moins. Et en observant la quantité de mémoire reportée par RivaTuner, nous avons l'impression que le pilote est plus agressif pour libérer de l'espace lorsqu'il estime que des données sont devenues inutiles.

Bien entendu, il n'est pas impossible de placer les R9 Fury dans une situation où leur mémoire est clairement insuffisante. Mais dans ces cas le niveau de performance n'est alors plus du tout réaliste. Si les 4 Go ne semblent pas être un mauvais compromis avec une seule carte et un GPU offrant un tel niveau de performance, cela se complique par contre en CrossFire. Nous avons ainsi pu observer des situations réalistes et en principe jouables dans lesquelles il nous semble évident que la mémoire de 4 Go par GPU s'avère insuffisante. Pour régler le problème, la seule solution est actuellement de réduire le niveau de détail des textures, et il reste à voir si AMD pourra améliorer le comportement des R9 Fury avec de futurs pilotes.

Page 4 - Consommation et efficacité énergétique

Consommation
Nous avons utilisé le protocole de test qui nous permet de mesurer la consommation de la carte graphique seule. Nous avons effectué ces mesures au repos sur le bureau Windows 7 et en veille écran.

Pour rappel, AMD spécifie pour le GPU Fiji une fréquence maximale alors que la tension est variable. Le niveau de consommation peut donc varier un peu plus entre échantillons que sur les GeForce pour lesquelles Nvidia fait l'inverse et spécifie une tension maximale alors que la fréquence est variable, ce qui fait par contre varier le niveau de performances. Lorsque l'occasion se présente, nous essayons de faire ces mesures sur un second échantillon comme c'est le cas ici pour la R9 Fury Tri-X de Sapphire, qui affiche à peu de choses près la même consommation que la première carte testée.

Pour la charge, nous testons d'une part Anno 2070 en mode de qualité maximale qui représente un jeu très lourd et d'autre part Battlefield 4 en mode Ultra qui représente un jeu moins lourd.

A noter que nous avons ajouté ici les mesures de consommations et de performances par watts d'une R9 Fury X dans la limite de consommation a été limitée à travers le paramètres Powertune à -50%, ce qui correspond, aux détails près de l'algorithme exact d'AMD, à la configuration de la R9 Nano. Dans l'autre sens, nous avons configuré celle-ci avec une limite de consommation revue à la hausse de 50%.



La Radeon R9 Nano affiche une consommation en charge de 185W dans les deux jeux testés. C'est un peu plus que les 175W annoncés, mais pas anormal compte tenu du fait qu'il s'agit d'une valeur de consommation typique dont la définition est vague.

Si nous poussons la R9 Nano en mode 'Uber', sa consommation maximale grimpe à 282W sous Anno 2070. Et il s'agit bien de la limite puisque la carte ne peut atteindre sa fréquence maximale de 1000 MHz contrairement à ce qui se passe sous Battlefield 4, ce qui explique la consommation de "seulement" 252W.

A l'inverse, la R9 Fury X limitée à 50% de sa puissance (soit à peu près 150W pour l'ASIC, comme pour la R9 Nano) consomme un petit peu moins, ce qui peut s'expliquer par la différence de température qui impacterait une partie estimée de la consommation ou par d'autres petits détails de Powertune.

Dans ce mode, la R9 Fury X maintient des fréquences supérieures à celles de la R9 Nano, même si nous déduisons ses 50 MHz d'avantage. De quoi nous laisser penser qu'AMD n'a pas effectué de tri particulier des GPU Fiji qui embarquent sur la R9 Nano. Notre échantillon de cette dernière semble plutôt correspondre à la seconde R9 Fury X que nous avions testée et c'est plutôt la R9 Fury X fournie par AMD qui semble être le meilleur exemplaire sur le plan de la consommation relative.

La GTX 970 Mini d'Asus est de son côté limitée à +/- 145W, une valeur proche de celle spécifiée dans son bios (148.6W) et qui tombe dans la marge d'erreur des circuits de mesure.

Bien que ces données soient approximatives, compte tenu de la variation entre échantillons d'un même modèle, nous avons mis en relation ces mesures de consommation avec les performances, en retenant des fps par 100W pour que les données soient plus lisibles, de quoi donner une idée globale sur le rendement énergétique de toutes ces cartes :


[ Battlefield 4 ] [ Anno 2070 ]

Configuré de manière conservative au niveau de sa limite de consommation, le GPU Fiji est capable de faire aussi bien que les GPU Maxwell.

De quoi nous rappeler que l'avantage de Nvidia au niveau du rendement énergétique tient en partie dans l'avance de ses GPU sur les performances de la concurrence. Un avantage qui lui permet de s'imposer des limites de consommation assez strictes et de rester très conservateur sur les fréquences, ce qui fait le bonheur des overclockeurs.

Page 5 - Nuisances sonores et températures

Nuisances sonores
Nous plaçons les cartes dans un boîtier Cooler Master RC-690 II Advanced et mesurons le bruit d'une part au repos et d'autre part en charge sous le test1 de 3DMark11. Un SSD est utilisé et tous les ventilateurs du boîtier ainsi que celui du CPU sont coupés pour la mesure. Le sonomètre est placé à 60cm du boîtier fermé et le niveau de bruit ambiant se situe à moins de 20 dBA, ce qui est la limite de sensibilité pour laquelle il est certifié et calibré.

Noter que la Radeon R9 Nano 'Uber' présente ci-dessous correspond à un paramétrage de la limite de consommation Powertune sur +50%. De quoi faire exploser sa limite de consommation et libérer son GPU au niveau des fréquences.



Au repos, la Radeon R9 Nano sait rester discrète même si d'autres cartes font encore mieux. En charge, malgré son petit gabarit, elle parvient à maintenir les nuisances sonores à un niveau raisonnable. La GTX 970 Mini d'Asus fait un petit peu moins de bruit mais elle se contente d'une limite de consommation de 148W.

Une fois en mode 'Uber', la fréquence moyenne de la R9 Nano passe de 850 à 910 MHz mais au prix d'une explosion des nuisances.

Malheureusement, cette Radeon R9 Nano souffre de coil whine. Il est de temps en temps légèrement audible au repos, mais absent à d'autres moments, et peut prendre pas mal d'ampleur en charge. Les fortes variations de fréquence GPU ne sont probablement pas là pour aider ce phénomène qui peut être agaçant suivant les personnes et l'isolation des boîtiers.


Températures
Toujours placées dans le même boîtier, nous avons relevé la température du GPU rapportée par la sonde interne :



La Radeon R9 Nano est plutôt bien refroidie. Il semblerait qu'AMD ait configuré une limite de température maximale de 85 °C mais avec un pallier à 75 °C au niveau duquel la vitesse de ventilation augmente pour essayer de stabiliser la température, mais pas de manière démesurée pour éviter de faire exploser les nuisances sonores.

Page 6 - Thermographie infrarouge

Thermographie infrarouge
Voici les photos thermiques obtenues pour ces différentes cartes graphiques avec à chaque fois 45 minutes de mise en situation :


[ Radeon R9 Fury X - Repos ]  [ Charge ]  [ Charge sans plaque arrière ]  
[ Radeon R9 Nano - Repos ]  [ Charge ]  [ Charge 'Uber' (Powertune +50%) ]  
[ Sapphire R9 Fury Tri-X - Repos ]  [ Charge ]  [ Charge Unlocked ]  
[ Sapphire R9 290X Tri-X - Repos ]  [ Charge ]  
[ Asus GTX 970 DirectCU Mini - Repos ]  [ Charge ]  
[ Gigabyte GTX 980 G1 - Repos ]  [ Charge ]  
[ GeForce GTX 980 - Repos ]  [ Charge ]  
[ GeForce GTX 980 Ti - Repos ]  [ Charge ]  

L'étage d'alimentation de la Radeon R9 Nano chauffe un petit peu mais rien d'anormal pour ce type de composants.

La GTX 970 Mini d'Asus est équipée d'une plaque arrière sans contact avec les composants et impossible à retirer sans démonter entièrement la carte, ce qui rend la comparaison difficile.

Voici ensuite ce que cela donne au niveau de l'ensemble du système :


[ Radeon R9 Fury X ]  
[ Radeon R9 Nano ]  [ 'Uber' (Powertune +50%) ]  
[ Sapphire R9 Fury Tri-X ]  [ Unlocked ]  
[ Sapphire R9 290X Tri-X ]  
[ Asus GTX 970 DirectCU Mini - Repos ]  
[ Gigabyte GTX 980 G1 Gaming ]  
[ GeForce GTX 980 ]  
[ GeForce GTX 980 Ti ]  

Pas de soucis particuliers à observer pour la Radeon R9 Nano. En mode 'Uber' par contre elle commence à envoyer pas mal d'air chaud vers les disques durs.

Page 7 - Protocole de test

Protocole de test
Pour ce test, nous avons repris le même ensemble de jeux que pour les autres Radeon de la famille R9 Fury. Tous les derniers patchs au 05/09/2015 ont été installés, la plupart des jeux étant maintenus à jour via Steam/Origin/Uplay.

Nous avons opté pour la résolution de 1440p avec un niveau de détail maximal ou très élevé. Nous avons évité d'activer l'antialiasing de type SSAA, que nous jugeons beaucoup trop gourmand par rapport à ce qu'il apporte. Nous avons fait l'impasse pour le moment sur les mesures de performances en 4K, le 1440p étant selon nous prioritaire au vu du niveau de performances des cartes testées.

Nous avons intégré une GTX 970 Mini d'Asus qui représente ce qui se fait de plus performant dans les GeForce de type mini-itx.

Pour rappel, nous n'affichons plus les décimales dans les résultats de performances dans les jeux pour rendre les graphiques plus lisibles. Ces décimales sont néanmoins bien notées et prises en compte pour le calcul de l'indice.

Nous avons utilisé les Catalyst 15.8 beta pour les Radeon et les GeForce sont quant à elles testées avec les pilotes 355.82 WHQL. Nous avons forcé l'activation du PCI Express 3.0 sur la plateforme X79 pour les GeForce.

Toutes les cartes ont été testées telles quelles avec une température ambiante contrôlée à 26 °C et, pour chaque jeux, nous avons pris le temps nécessaire pour que la fréquence GPU se stabilise. Les performances des GeForce peuvent potentiellement être surévaluées du fait de leur fréquence turbo variable. Mais nous ne cherchons plus à la limiter aux spécifications officielles depuis la génération GTX 700 avec laquelle a été introduit un contrôle de la température qui est devenu de fait l'élément de limitation principal pour les GeForce de référence. Nous somme cependant en train de reconsidérer cette approche étant donné que nous pouvons observer, avec les GTX Titan X et GTX 980 Ti, que nos échantillons de test reprennent un avantage parfois significatif par rapport aux fréquences officielles. Il n'est donc pas impossible qu'à l'avenir nous revenions à imposer à la carte de respecter la fréquence turbo officiellement garantie.

Voici les fréquences moyennes approximatives que nous avons pu observer durant nos mesures de performances :


Nous pouvons y observer que la Radeon tourne entre 845 et 950 MHz selon les jeux, soit exactement la fourchette communiquée par AMD.


Configuration de test
Intel Core i7 3960X (HT off, Turbo 1/2/3/4/6 cores: 4 GHz)
Asus P9X79 WS
8 Go DDR3 2133 Corsair
Windows 7 64 bits
Pilotes GeForce 355.82 WHQL
Catalyst 15.8 beta





Page 8 - Benchmark : 3DMark Fire Strike

3DMark Fire Strike

Nous lançons le test Fire Strike avec les 3 presets proposés par Futuremark :


[ Fire Strike ] [ Fire Strike Extreme ] [ Fire Strike Ultra ]

Après AMD avec les Catalyst 15.7, c'est au tour de Nvidia d'améliorer légèrement les performances avec ses derniers pilotes.

La R9 Nano se place entre la R9 Fury et la R9 390X.

Page 9 - Benchmark : Anno 2070

Anno 2070

Anno 2070 reprend une évolution du moteur d'Anno 1404 qui intègre un support de DirectX 11.

Nous utilisons le mode de qualité maximale du jeu et effectuons un déplacement sur une carte en mesurant les performances avec Fraps.



En général, dans Anno 2070, c'est avant tout la puissance de calcul qui compte et les GPU sont mis à rude épreuve par rapport à leurs limites de consommation ou de température. La R9 Nano souffre donc dans ce premier jeu et se contente du niveau de la R9 390X.

Page 10 - Benchmark : Batman Arkham Origins

Batman Arkham Origins

Avant-dernier opus de la série, son successeur venant tout juste de sortir, Batman Arkham Origins est toujours basé sur l'Unreal Engine 3 mais pousse un petit peu plus loin les effets graphiques dont certains ont été implémentés sur PC en collaboration avec Nvidia. C'est le cas du TXAA et d'effets GPU PhysX réservés aux GeForce (il n'est plus possible d'activer une version CPU de tous ces effets), mais également de l'occlusion ambiante de type HBAO+, d'un effet de Depth of Field plus évolué (NVDOF), d'ombres adoucies (PCSS) et de la tessellation (pour la cape et la neige) qui sont utilisables sur tous les GPU DirectX 11.

Nous utilisons le mode de qualité maximale du jeu avec du MSAA 8x. Nous relevons les performances avec Fraps, sur un parcours bien défini. Le jeu est maintenu à jour via Steam.



La R9 Nano se rapproche ici quelque peu de la R9 Fury et devance la GTX 980 G1 de Gigabyte.

Page 11 - Benchmark : Battlefield 4

Battlefield 4

Battlefield 4 repose sur le moteur Frostbite 3, une évolution de la version 2 présente dans Battlefield 3. La base du rendu reste très proche (rendu différé, calcul de l'éclairage via compute shaders) et les évolutions visibles sont mineures, DICE ayant principalement optimisé son moteur pour les consoles de nouvelle génération. Parmi les petites nouveautés, citons un support plus avancé de la tessellation et une amélioration du module "destruction" du moteur.

Sur PC, un mode Mantle spécifique aux Radeon et qui permet de réduire le coût CPU du rendu est proposé mais nous ne l'avons pas utilisé pour ce test. Pour rappel, il s'agit d'une API propriétaire de plus bas niveau dédiée aux Radeon HD 7000 et supérieures, qui a été développée par AMD et DICE. Depuis l'arrivée d'autres API de bas niveau, AMD a cependant cessé les développements autour de Mantle et n'a pas optimisé son utilisation dans les pilotes pour ses derniers GPU.

Nous testons le mode Ultra avec MSAA 4x et nous relevons les performances avec Fraps, sur un parcours bien défini. Le jeu est maintenu à jour via Origin.



Les GeForce Maxwell apprécient particulièrement ce jeu, d'autant plus qu'il ne les pousse pas dans leurs limites de consommation et permet à leurs GPU de tourner à des fréquences élevées. La R9 Nano en profite pour coller à la R9 Fury.

A noter un écart étrange de performances entre les GTX 970 Mini d'Asus et Gaming de MSI alors qu'il n'y a que 13 MHz de différence entre leurs GPU. 4% de performances pour 0.9% de gain en fréquence. Etrange. Après avoir refait ces mesures près d'une dizaine de fois nous avons fini par accepter de ne pas les comprendre.

Page 12 - Benchmark : Crysis 3

Crysis 3

Crysis 3 reprend le même moteur que Crysis 2 : le CryEngine 3. Ce dernier profite cependant de quelques petites évolutions telles qu'un support plus avancé de l'antialiasing : FXAA, MSAA et TXAA sont au programme, tout comme un nouveau mode appelé SMAA.

Ce dernier est une évolution du MLAA qui permet, optionnellement, de prendre en compte des données de type sous-pixels soit à travers la combinaison avec du MSAA 2x, soit avec une composante temporelle calculée à partir de l'image précédente. Le SMAA 1x est la simple évolution du MLAA, le SMAA 2tx utilise une composante temporelle relativement complexe et le SMAA 4x y ajoute le MSAA 2x. Notez qu'il ne faut pas confondre le SMAA 2tx proposé en mono-GPU avec le SMAA 2x proposé en multi-GPU, ce dernier utilisant du MSAA 2x sans composante temporelle.

Nous mesurons les performances avec Fraps et le jeu est maintenu à jour via Origin.



Crysis 3 est un jeu très gourmand au niveau de la puissance de calcul et la Radeon R9 Nano talonne la R9 Fury et égale la GTX 980 G1 Gaming.

Page 13 - Benchmark : Dying Light

Dying Light

Dying Light est un jeu de type survival horror animé par le Chrome Engine 6 de Techland et dans lequel le monde est plutôt vaste et ouvert. Nvidia a travaillé avec Techland pour y inclure certains effets issus de ses librairies Gameworks tels que le HBAO+ et le Depth of Field.

Nous avons mesuré les performances avec Fraps sur un parcours bien défini. Le jeu est maintenu à jour à travers Steam.



Dying Light entraîne une charge plutôt légère sur les GPU, ce qui s'explique principalement par des micro-saccades régulières qui impactent fortement la fluidité sous Windows 7. Elles sont présentes autant avec les Radeon qu'avec les GeForce, mais uniquement en mode plein écran. Les développeurs ont visiblement bien du mal à corriger ces petits bugs…

Les R9 Fury ne se comportent pas très bien dans ce jeu qui affiche une consommation mémoire très élevée. Nous n'avons pas constaté de saccades particulières et ne savons pas pourquoi leurs performances sont limitées à un niveau similaire à celui de la R9 390X.

Page 14 - Benchmark : Evolve

Evolve

Evolve, développé par Turtle Rock Studios, est basé sur le Cry Engine 3. Contrairement à ce dernier, les modes d'antialiasing à base de MSAA, extrêmement gourmands avec ce moteur, ne sont pas proposés. Un nouveau mode de SMAA a par contre été développé par Crytek et intégré dans les branches plus récentes de son moteur : le 1tx. Il s'agit d'une version quelque peu simplifiée du SMAA 2tx, antialiasing à base de composante temporelle, qui a la particularité d'être compatible avec le multi-GPU.

Nous mesurons les performances à l'aide de Fraps sur un parcours bien défini et le jeu est maintenu à jour avec Steam.



Les Radeon semblent apprécier ce titre et la R9 Nano devance la GTX 980 G1 Gaming.

Page 15 - Benchmark : Far Cry 4

Far Cry 4

Dernier opus de la série, il est basé sur une petite évolution du Dunia Engine 2 qui avait été introduit avec Far Cry 3. Ses caractéristiques sont donc similaires et parmi les petites évolutions nous notons l'ajout par les développeurs du support de l'antialiasing SMAA 1x en plus du MSAA qui est très, voire trop, gourmand avec ce moteur.

Nous activons le niveau de qualité Maximum du jeu qui inclus la HBAO+ et les godrays avancés avec du SMAA 1x. Nous utilisons Fraps sur un parcours bien défini.



Les Radeon s'en tirent un petit peu moins bien en qualité maximale qu'en qualité ultra que nous avions utilisée lors des derniers tests.

Page 16 - Benchmark : GRID 2

GRID 2

Dernier né chez Codemaster, GRID 2 reprend une évolution légère du moteur DirectX 11 maison exploité par DiRT Showdown. Pour rappel, en partenariat avec AMD, les développeurs avaient mis en place un éclairage avancé qui prend en compte de nombreuses sources de lumières directes et indirectes ainsi qu'une approximation du rendu de type illumination globale. Ces techniques sont toujours exploitées, même si le partenaire principal de Codemaster est cette fois Intel qui a aidé à la mise en place d'optimisations spécifiques aux GPU intégrés à Haswell.

Pour mesurer les performances, nous poussons toutes les options graphiques à leur maximum, y compris l'adoucissement de l'effet d'occlusion ambiante, et activons le MSAA 8x. Nous utilisons Fraps sur l'environnement de Barcelone, le plus lourd dans le jeu.



Les GeForce GTX 980 Ti et Titan X ont ici une avance confortable.

Page 17 - Benchmark : Hitman Absolution

Hitman Absolution

Hitman Absolution utilise un moteur plutôt lourd et qui manque probablement d'optimisations. La charge CPU est par ailleurs relativement élevée dans certaines scènes dans lesquelles une foule importante peut être animée. Différents effets DirectX 11 ont été intégrés avec la coopération d'AMD.

Pour mesurer les performances, nous poussons les options graphiques au niveau ultra et utilisons fraps dans le jeu.



Hitman Absolution est le jeu testé dans lequel les GeForce GTX 900 souffrent le plus, la bande passante mémoire ou les ROP étant visiblement un aspect primordial des performances. La R9 Fury X ayant du mal à se distinguer de la R9 390X, nous sommes tentés de supposer que la seconde option est la bonne. La R9 Nano devance facilement la GTX 980 G1 Gaming.

Page 18 - Benchmark : Project Cars

Project Cars

Project Cars est un jeu de course automobile développé depuis 2011 sur base d'un système de beta participative qui permettait d'accéder aux nouvelles builds régulières et d'interagir avec les développeurs de Slightlymad Studios (à l'origine des Need For Speed Shift).

Son moteur au rendu différé supporte DirectX 11 et c'est ce mode que nous avons testé en poussant toutes les options au maximum ou en mode High à l'exception de l'antialiasing pour lequel nous nous somme contenté du seul SMAA Ultra ou High.

Nous avons testé le jeu via Fraps sur un parcours bien défini et avec de la pluie au niveau des conditions météo. Un détail important à préciser puisqu'il réduit significativement les performances. Nous avons opté pour 7 concurrents qui restent devant nous pendant la mesure des performances.

Les Radeon ont beaucoup de mal dans ce jeu très attendu et ce n'est pas nouveau. Critiqué pour avoir favorisé Nvidia, le développeur s'est justifié en expliquant que ce n'était pas du tout le cas, mais qu'AMD n'avait pas voulu collaborer en amont de la sortie du jeu pour s'assurer d'optimiser les performances. Difficile de savoir ce qu'il s'est réellement passé, mais depuis AMD a commencé à introduire des optimisations spécifiques dans ses pilotes.

A noter que le dernier patch du jeu a apporté un coup de boost de +/- 20% à toutes les cartes graphiques, Radeon et GeForce.



Les Radeon sont très nettement derrière les GeForce et semblent limitées par le CPU.

Page 19 - Benchmark : Splinter Cell Blacklist

Splinter Cell Blacklist

Basé sur le LEAD engine, une version retravaillée en interne de l'Unreal Engine 2.5, Splinter Cell Blacklist profite pour la version PC d'effets graphiques supplémentaires mis en place en collaboration avec Nvidia tels que le HBAO+, la tessellation ou encore le TXAA.

Notez au niveau de l'occlusion ambiante que le jeu propose de nombreuses options dont les plus avancées représentent l'effet le plus lourd du jeu.

Nous mesurons les performances avec Fraps sur un parcours bien défini et le jeu est maintenu à jour via Uplay.



La R9 Nano se place au niveau des GTX 980.

Page 20 - Benchmark : The Witcher 3 Wild Hunt

The Witcher 3 : Wild Hunt

Très attendu, le dernier opus de The Witcher ne déçoit pas. Développé par CD Projekt RED, il repose sur le REDengine 3, un moteur conçu pour gérer de vastes mondes ouverts, raison pour laquelle il tourne exclusivement en 64-bit.

CD Projekt RED s'est associé à Nvidia pour intégrer deux effets gaphique de la suite Gameworks : le HBAO+ et surtout HairWorks. Réponse au TressFX d'AMD, HairWorks améliore la chevelure des personnages, la crinière des chevaux et la fourrure de plusieurs animaux ou créatures rencontrés dans le jeux en faisant appel à un niveau de tessellation très élevé pour chaque brindille. HairWorks est donc très gourmand et Nvidia a ferait en sorte que son implémentation complique le travail d'optimisation d'AMD, ce qui n'a pas manqué de créer la polémique, même si en pratique désactiver cet effet ne dénature pas vraiment le jeu.

Nous avons d'ailleurs décidé de le tester avec et sans HairWorks en 1440p. Lors de la moyenne, chacun de ces modes testés se verra attribuer un coefficient de 0.5, de manière à ce que ce jeu n'ait pas plus de poids que les autres. Tous les autres paramètres sont poussés à leur maximum. Nous effectuons un parcours bien défini avec Fraps.

A noter qu'avec ses pilotes récents, AMD a eu la mauvaise idée de s'attaquer à HairWorks en limitant via ses pilotes sur le niveau de tesselation maximal autorisé dans The Witcher III. Une optimisation que nous avons désactivée pour ce test, même si AMD a probablement des arguments à faire valoir face aux choix techniques de CD Projekt et surtout de Nvidia sur cet effet graphique.


[ Sans HairWorks ] [ Avec HairWorks ]

Sans HairWorks, la R9 Nano se positionne entre la GTX 980 G1 Gaming et la GTX 980 de référence, mais avec cet effet activé, elle recule derrière la GTX 970 Gaming de MSI.

Page 21 - Benchmark : Tomb Raider

Tomb Raider

Tomb Raider a été l'une des meilleures surprises de 2013. Le rendu graphique est plutôt réussi, AMD ayant collaboré avec les développeurs pour s'assurer d'une version PC de bon niveau. C'est particulièrement le cas pour TressFX, l'option de rendu avancé des cheveux de Lara qui apporte une bonne dose de réalisme.

Nous avons testé Tomb Raider en mode de qualité Ultime+ en 1440p qui inclut l'effet TressFX et le niveau de qualité maximal pour les ombres. En 4K, nous désactivons cependant ce dernier et nous nous contentons du mode Ultime classique. Nous avons mesuré les performances avec Fraps, sans utiliser le bench intégré qui correspond plus aux cinématiques qu'aux scènes de jeu classiques.



La Radeon R9 Nano fait ici plus ou moins jeu égal avec la GTX 980 G1 Gaming.

Page 22 - 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.

Nous avons attribué un indice de 100 à la GeForce GTX 980 de référence :


[ Indice complet ] [ Indice sans Project Cars ]

La Radeon R9 Nano affiche en moyenne 89% des performances de la R9 Fury X, avec des écarts qui varient entre 83 et 94% selon les jeux. De quoi la positionner à mi-chemin entre les R9 390X et R9 Fury.

Par rapport à la concurrence, elle se situe également à mi-chemin entre les GeForce GTX 980 de référence et G1 Gaming de Gigabyte et comme les R9 Fury, elle ne peut lutter contre la GTX 980 Ti de référence et encore moins contre ses variantes personnalisées et overclockées.

Si nous nous focalisons sur les deux cartes mini-ITX de ce test, la R9 Nano devance la GTX 970 Mini d'Asus de 22%. Un avantage qui pourrait par ailleurs s'amplifier une fois ces cartes placées dans certains mini-PC.

Page 23 - Fiji vs GM200 à 185W

Fiji vs GM200 : match à 185W
S'il est difficile voire impossible pour Nvidia de proposer une équivalent GeForce de la R9 Nano, nous avons malgré tout voulu voir ce que pourrait donner son architecture en termes de performances dans les mêmes conditions.

Pour cela, nous avons limité une GeForce GTX Titan X à 185W, et plus précisément à 182W sur les sources d'alimentations 12V contrôlées par GPU Boost. De quoi pouvoir organiser un match GM200 Maxwell vs Fiji GCN à consommation égale. Voici ce que cela donne :


[ Performances ] [ Ecarts ] [ Chutes ]

La chute de performances moyenne est logiquement supérieure entre les R9 Fury X et R9 Nano qu'au niveau des GeForce. Cela s'explique en partie par le fait que la GTX 980 Ti à pleine vitesse utilisée ici, par facilité puisque nous l'avions testée dans les benchs généraux, est 2% moins performante que ne l'aurait été la GTX Titan X.

En moyenne, une telle GeForce GTX à base de GM200 et bridée à 185W serait à peu près 15% plus rapide qu'une Radeon R9 Nano. De quoi devancer de peu la R9 Fury X à pleine vitesse.

Page 24 - La R9 Nano dans des systèmes mini-ITX

La R9 Nano dans des PC mini-ITX
AMD insiste fortement sur le comportement, annoncé excellent, de la Radeon R9 Nano dans les systèmes pour lesquels elle a été conçue et qui diffèrent comme vous vous en doutez des tables de benchs et autres gros boîtiers que nous utilisons habituellement pour nos tests. Les GeForce GTX 970 "mini" se comporteraient de leur côté moins bien dans ce type de plateforme.

AMD recommande ainsi d'observer le comportement de la Radeon R9 Nano dans de petits boîtiers mini-ITX tels que le Lian Li PC-Q33 ou le Cooler Master Elite 110. Deux boîtiers qui ont la particularité de ne pas accepter de cartes graphiques de plus de 22 et 21 cm.

Vérifier comment s'y comporte la Radeon R9 Nano est évidemment intéressant en ce qui nous concerne et AMD nous a fait parvenir un exemplaire du boîtier de Cooler Master.

Parallèlement à cela, il se trouve que nous exploitons personnellement une plateforme mini-ITX depuis pas mal de temps. Nous en avons profité pour observer la Radeon R9 Nano à travers un second exemple.


Le premier système prend donc place dans un Cooler Master Elite 110, un boîtier mini-ITX d'entrée de gamme dont le refroidissement interne laisse clairement à désirer d'origine. Nous l'avons testé tel quel c'est-à-dire avec un seul ventilateur de 120mm en aspiration et aucun en extraction. Un rôle dévolu à l'alimentation d'après les recommandations de Cooler Master.

Une plateforme H97 et un Core i7 4790K y prennent place.


Le second système est basé sur un PC-Q08 de Lian Li, un boîtier mini-ITX un petit peu plus volumineux mais qui peut accueillir des cartes graphiques de 30cm. Un isolant phonique est collé sur toutes ses surfaces qui ne servent pas à l'aération.

Ce système mini-ITX destiné à prendre place dans le salon non loin du TV a été prévu pour être polyvalent : machine de jeu, lecteur vidéo et serveur de stockage. En plus d'un SSD, il intègre 5 disques durs de 6 à 2 To. Un soin particulier a été apporté à s'assurer qu'il soit silencieux à faible charge et que les disques durs restent au frais, même lors des séances de jeu avec une carte graphique haut de gamme.

Pour cela un Noctua NF-P14 FLX est placé à l'avant du boîtier et souffle directement sur les disques durs sur sa partie supérieure alors que le quart inférieur du ventilateur est libre d'apporter de l'air frais vers la carte graphique. Cette dernière voit par ailleurs son ventilateur placé directement au niveau d'une grille d'aération. Un 120mm est placé en extraction sur le dessus du boîtier. Comme on ne peut pas tout avoir, un gros compromis a par contre été fait sur le refroidissement du CPU qui reçoit peu d'air frais.


Nous en avons profité pour comparer la Radeon R9 Nano et la GeForce GTX 970 Mini d'Asus à la GeForce GTX 980 Ti de référence, commercialisée à peu près au même prix que la première et qui, si elle n'a pas l'avantage de la taille, extrait tout l'air chaud du boîtier grâce à sa turbine.

Voici ce que cela donne au niveau du bruit et des températures :


[ Température GPU ] [ Nuisances sonores ] [ Vitesse du ventilateur ]

Dans le Cooler Master Elite 110, la température grimpe pour les deux petites cartes, plus du côté de la Radeon que de la GeForce, cette dernière atteignant sa température limite, au-delà de laquelle sa fréquence chute. Ce boîtier est très mal isolé et les nuisances sonores s'envolent pour les deux cartes atteignant un niveau très élevé sur la R9 Nano.

Dans le Lian Li PC-Q08, la température GPU baisse quelque peu sur la GTX 970 Mini alors qu'elle s'apprécie légèrement sur la R9 Nano, ce qui est probablement dû à l'orientation des flux d'air que leur ventilateur génère. Du coup les nuisances sonores augmentent sur cette dernière, mais restent loin de celles mesurées sur l'autre petit boîtier. Elles s'atténuent par contre dans le cas de la GTX 970 Mini d'Asus. Nous n'avons noté aucune différence sensible au niveau de la température des 5 disques durs. 4 d'entre eux ont tout juste pris 1°C de plus avec la GTX 970 Mini d'Asus (44/44/41/40 °C vs 43/43/40/39 °c).

Du côté de la GTX 980 Ti de référence, sa température ne bouge pas puisque dans les deux cas la limite est atteinte. La vitesse de ventilation est identique et le boîtier Lian Li, mieux isolé que notre gros boîtier de test habituel, atténue les nuisances sonores.

Mais qu'en est-il des performances ? Pour y répondre, nous avons observé la fréquence moyenne sur notre scène de test tirée de 3DMark11, qui est assez proche de ce que nous observons sous Anno 2070 :


[ Fréquence GPU ] [ Consommation soutenue ]

Avec le boîtier Lian Li les performances restent similaires pour les 2 petites cartes graphiques alors que la GTX 980 Ti de référence profite d'un meilleur apport d'air frais pour grappiller quelques MHz.

Dans le boîtier Cooler Master Elite 110, cela se complique par contre. Par rapport à notre gros boîtier habituel, les fréquences chutent. La fréquence moyenne de la R9 Nano passe de 849 à 824 MHz (-3%) et celle de la GTX 970 Mini plonge de 1202 à 1088 MHz (-9.5%).

Que faut-il en conclure ? Premièrement que les résultats vont dépendre de chaque boîtier de type mini-PC et du soin que vous apporterez à l'optimisation du refroidissement.

Ensuite, par rapport à la GTX 970 Mini d'Asus, la Radeon R9 Nano a plus de marge au niveau du refroidissement et de sa limite de température pour éviter une baisse de fréquence et de performances dans les petits boîtiers mal refroidis. De quoi y accroitre quelque peu son avance sur la GTX 970 Mini d'Asus, mais cela peut se faire au détriment des nuisances sonores.

Page 25 - Conclusion

Conclusion
L'objectif d'AMD avec la Radeon R9 Nano était de proposer la carte graphique compacte la plus performante du marché. Face aux GeForce GTX 970 Mini, telles que la carte d'Asus, le contrat est rempli assez facilement. Encore heureux diront certains vu la débauche de transistors et l'exploitation d'une nouvelle génération de mémoire. Il sera difficile pour Nvidia de réellement concurrencer la Radeon R9 Nano, et il est probable que le fabricant ne s'en donne pas la peine. Si son GPU GM200 est capable de faire encore mieux sur le plan du rendement énergétique et des performances brutes, il n'est pas adapté à un format aussi compact compte tenu de la place requise par son bus mémoire GDDR5 de 384-bit.


Avec d'une part la Radeon R9 Fury X et d'autre part la Radeon R9 Nano, AMD profite d'une vitrine technologique variée, qui montre l'étendue des possibilités d'un gros GPU moderne tel que Fiji. Bien entendu, le travail fait autour de la mémoire HBM a été crucial pour la mise au point de ces nouveaux formats, même s'il faudra encore un effort important l'an prochain pour réellement en tirer le bénéfice.

De notre côté, nous apprécions de voir enfin AMD essayer de se démarquer autrement que par le traditionnel rapport performances / prix, paramètre important sur certains segments de marché mais qui peut se transformer en piège sur d'autres et laisser un boulevard à la concurrence pour développer son image de marque. AMD doit se dégager de l'image de "solution moins chère" mais a évidemment besoin de produits à la hauteur pour cela. La famille R9 Fury dont fait partie la R9 Nano est un premier pas dans ce sens.

Evidemment, certains fans de la marque ou tout simplement des combats acharnés entre AMD et Nvidia, s'attendaient à retrouver une bonne affaire marquée du logo Radeon. Ils seront immanquablement déçus. Avec un tarif élevé de 690€, très proche de celui d'une R9 Fury X ou d'une GTX 980 Ti, AMD affiche clairement son intention de ne pas vouloir se battre sur le terrain du rapport performances/prix mais bien de se démarquer avec un format différent, original. Ainsi, pour la majorité des joueurs, la R9 Nano ne présente que peu d'intérêt. Elle a été conçue pour une niche spécifique, voire pour une niche dans la niche, et n'a pas de sens en dehors de ce cadre.


Si vous comptez mettre en place un système mini-ITX haut de gamme dédié au jeu vidéo, la Radeon R9 Nano fait partie des quelques cartes graphiques à prendre en considération. Elle prend l'avantage là où la compétition ne peut pas placer mieux que la GTX 970, c'est-à-dire dans les plus petits mini-PC. C'est alors la meilleure, mais aussi la plus chère, des solutions disponibles et il faudra prendre soin de la ventilation du boîtier pour éviter que celle de la carte graphique ne s'emballe.

Pour les mini-PC un peu plus gros, capables d'accueillir une carte graphique plus grande, notre préférence reste par contre sur la GeForce GTX 980 Ti de référence, encore plus performante et dont le système de refroidissement présente l'avantage d'évacuer du boîtier une plus grande partie de l'air chaud généré.

Ce type de format compact devrait être amené à se démocratiser dès l'an prochain sous l'action combinée de la montée en puissance de la HBM et du passage au 14/16nm, de quoi donner encore plus d'intérêt aux mini-PC. Reste qu'en attendant cette nouvelle génération de produits il faudra plus que la Nano à AMD pour limiter l'effritement actuel de ses parts de marché.
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