Actualités cartes graphiques

La Game Developers Conference (GDC) de San Francisco vient d'ouvrir ses portes et nous sommes sur place pour couvrir l'évènement, tout du moins la partie qui nous intéresse, celui-ci étant particulièrement vaste.

Cette année, ce sont le streaming, la réalité virtuelle et Direct3D 12 qui sont particulièrement mis à l'honneur avec de nombreuses conférences, démonstrations et autres tutoriaux. Cette première journée est d'ailleurs tournée entièrement vers ce dernier point avec des Bootcamp divers et variés en parallèle desquels sont organisés toute une série de tutoriaux sur Direc3D 11 et 12.

Ces tutoriaux sont présentés mains dans la main par AMD et Nvidia, accompagnés de quelques développeurs qui font partie des premiers à avoir expérimenté Direct3D 12. AMD et Nvidia tiennent d'ailleurs à insister sur le fait d'avoir été agréablement surpris d'être totalement sur la même longueur d'onde concernant les réflexions partagées sur cette API, alors qu'il y avait traditionnellement plus de désaccords plus ou moins stratégiques.

Si vous n'avez pas suivi les premiers développements concernant Direct3D 12, voici un bref rappel de ses caractéristiques :


A noter que Direc3D 12 ne sera pas la seule API de plus bas niveau discutée à la GDC, puisque Khronos sera également de la partie et dévoilera officiellement "OpenGL Next", dont nous vous parlerons demain matin à la levée de l'embargo le concernant.

Ce contenu a été actualisé le 23/02/2015 après une première publication le 20/02/2015

Depuis le troisième trimestre 2014, le catalogue mémoire SK Hynix fait mention de mémoire HBM (High Bandwith Memory). La dernière version  de ce catalogue corrige une erreur qui était présente jusqu'alors, la capacité de cette puce HBM est bien de 1 Go et non 1 Gb (soit 128 Mo).

Pour rappel ce type de mémoire est composé d'un die logique de contrôleurs mémoire ainsi que de multiples dies de mémoire, ici 4, le tout étant relié les uns aux autres par des TSV (Through Silicon Vias), littéralement de petits trous dans les puces pour laisser passer des fils afin de connecter les dies entre eux.

L'avantage de la HBM se situe au niveau de la bande passante sur une même puce du fait d'un bus externe très large de 1024-bit. Malgré une vitesse de seulement 1 GT/s, cela permet à la H5VR8GESM4R-20C d'atteindre 128 Go /s. A titre de comparaison, une puce GDDR5 à 8 GT/s en 32-bit atteint 32 Go /s, mais sur les cartes graphiques plusieurs puces sont adressées en parallèle sur un bus de 128 à 512-bit, ce qui permet d'atteindre en théorie jusqu'à 512 Go /s.

Si la HBM Hynix est affichée depuis le troisième trimestre 2014 comme disponible sur son catalogue, il s'agit de plus probablement d'une erreur puisque dans une présentation datée d'octobre ce dernier indiquait avoir débuté l'échantillonnage pour qualification auprès de ses clients en septembre 2014 avec une production en volume lancée au premier trimestre 2015.

Les rumeurs vont bon train sur Internet concernant l'utilisation de HBM par le prochain GPU haut de gamme d'AMD, Fiji, dont on attend l'arrivée pour la mi-2015. Celles-ci ont parfois tendance à s'auto-alimenter comme c'est souvent le cas sur le net, autant faire un point sur le sujet. En premier lieu elles ont eu pour source le fait que la HBM est un standard JEDEC initialement co-développé par AMD et SK Hynix, AMD ayant été historiquement très actif dans dans le domaine de la mémoire graphique et d'ailleurs le premier à utiliser la GDDR5, et que la production en volume de la première génération est donc imminente chez SK Hynix. S'ajoute à ceci quelques rapports Sandra (certains datant d'Octobre ) mentionnant un GPU à 64 CU et bus 4096-bit. Enfin en début d'année 2015 un ingénieur AMD avait indiqué sur sa fiche LinkedIn qu'il avait participé au développement d'un GPU 300W "2.5D" utilisant de la HBM et un silicon interposer.

Ce faisceau d'indice qui grossit est-il suffisant pour envisager l'utilisation de HBM dès Fiji avec certitude ? Pas complètement. Tout d'abord, AMD est loin d'avoir utilisé toutes les capacités de la GDDR5 jusqu'alors puisqu'il ne fait appel qu'à de la GDDR5 à 5 GT/s sur les R9 290X. Avant de partir sur la HBM, il dispose donc d'une marge de manœuvre côté bande passante en conservant un bus 512-bit GDDR5, avec de la mémoire pouvant être 40% plus rapide en configuration 4 Go (16x256 Mo à 7 GT/s) et 60% plus rapide en 8 Go (16x512 Mo à 8 GT/s). Au mieux on pourrait ainsi atteindre 8 Go à 512 Go /s.

Si cette première génération de puces HBM est une étape importante, la combinaison de sa capacité et de son débit fait que son utilisation sur un GPU haut de gamme ne semble pas être si pertinente qu'elle peut y paraître au premier abord. Les rumeurs font ainsi état d'un énorme bus 4096-bit sur Fiji, mais cela ne permettrais finalement "que" d'adresser 4 puces HBM en parallèle et d'atteindre donc une capacité de 4 Go à une vitesse de... 512 Go /s. Quel est l'intérêt de partir sur une technologie qui en est encore à ses débuts, avec les surcoûts et risques que cela induit, si la bande passante n'augmente pas alors que la mémoire vidéo est bloquée à 4 Go, ce qui peut poser des problèmes notamment pour une déclinaison FirePro ?

L'efficacité énergétique de cette HBM de 1ère génération est supérieure à celle de la GDDR5 pour une telle bande passante, mais il n'est pas certain que ce soit un avantage décisif par rapport à la gourmandise d'un GPU haut de gamme. Les watts de gagnés au niveau des contrôleurs mémoire pourront être utilisés pour pousser plus loin le reste du GPU, mais en contrepartie les puces mémoire seront positionnées au niveau du packaging GPU ce qui va complexifier le refroidissement du tout. Est-ce pour cette raison, en sus des 300W mentionnés plus haut, que AMD envisagerais selon la rumeur de faire appel à un watercooling AIO pour Fiji ?

D'autres bruits de couloir font par ailleurs état d'une exclusivité d'AMD sur la HBM auprès de SK Hynix sur cette première génération, et il est possible que AMD souhaite dans tous les cas l'utiliser ne serait-ce que pour l'aspect marketing, voire soit obligé contractuellement d'acheter la HBM de 1ère génération à SK Hynix.


C'est surtout la seconde génération de HBM qui devrait s'imposer sans discussion possible sur les GPU haut de gamme. Les débits seront alors doublés, avec 256 Go /s par puce, et les capacités atteindront 4 et même 8 Go par puce... multipliez par 4 et les chiffres font rêver ! Alors que la GDDR5 pourrait suffire pour les GPU haut de gamme de 2015 si elle est pleinement exploitée, la HBM deviendra par contre essentielle pour tirer pleinement parti du saut de puissance attendu en 2016 avec l'arrivée du 14nm.

Une utilisation de la HBM de 1ère génération par Fiji est bien entendu possible, mais dans ce cas nous sommes impatients de savoir ce qui le justifiera par rapport à la GDDR5. Quoi qu'il en soit nous préférons ne pas avoir d'attente particulière côté mémoire et être agréablement surpris, par exemple avec une HBM qui serait plus rapide que ce qu'annonce Hynix à son catalogue (un des rapports Sandra parle de "1.25 GHz"), qu'être "déçus" si finalement Fiji se "contentait" de GDDR5... même si ce sont bien entendu les performances finales qui importent !

John Peddie Research a publié son analyse pour le marché graphique PC au quatrième trimestre 2014 et donne comme à son habitude une partie des éléments sur son site . Généralement ce trimestre est relativement stable par rapport au troisième, cette fois JPR note une baisse de 3,4% au global, plus précisément 2,7% sur les PC fixe et 3,9% sur les portables.

C'est Intel qui domine au global du fait des GPU intégrés à ses processeurs, même si ils ne sont pas toujours utilisés en pratique, avec 71,4% du marché. C'est un peu moins bien qu'au trimestre précédent (71,8%) mais la hausse est notable par rapport à l'an passé (66,8%). Nvidia occupe désormais la seconde place avec 15% du marché, un chiffre en hausse par rapport au trimestre précédent (14,1%) mais en baisse sur un an (15,7%). AMD rétrograde à la troisième place avec 13,6%, contre 14,1% il y a trois mois et 17,3% il y a un an.

Par rapport au trimestre précédent, en volume les ventes d'Intel et d'AMD baissent respectivement de 4 et 7% alors que celles de Nvidia augmentent de 2,9%. AMD souffrirait particulièrement d'une baisse de 30% des APU sur PC fixe, alors que celles sur portable sont en hausse de 4,6%. Les GPU additionnels seraient en baissent de 16% sur fixe et 16,6% sur portable. A contrario Nvidia aurait vu ses ventes augmenter de 5,5% sur les GPU pour PC fixe, contre un petit +0,1% sur portable. Sur les cartes graphiques, AMD ne serait plus qu'à 24% de parts de marché contre 76% à Nvidia.

JPR a également dévoilé  au passage deux graphiques sur l'évolution historique du marché, le premier montre l'évolution depuis 1981 des ventes de PC fixes et portables ainsi que des GPU et iGPU pour PC fixes et portables. Le second écarte les GPU intégrés pour se concentrer sur les ventes de carte graphiques additionnelles comparées à celles du nombre de PC fixe depuis 2001. JPR en déduit un % de PC vendu avec carte graphique qui est passé de 70 à 80% en début de période à moins de 40% désormais, un chiffre qu'il faut encore minorer puisqu'un même PC peut très bien accueillir plusieurs cartes graphiques au cours de son existence, en même temps ou non.

La semaine passée, nous vous indiquions que Nvidia avait purement et simplement bloqué toute possibilité d'overclocking sur les cartes graphiques mobiles équipées d'un GPU Maxwell GM204. Ce que certains utilisateurs de GeForce GTX 980M, GTX 970M ou GTX 965M avaient peu apprécié comme vous pouvez vous en douter.

Pour rappel, Nvidia avait dans un premier temps tenté de se justifier, en expliquant que les portables GeForce n'étaient pas prévus pour l'overclocking et que le fait qu'il ait malgré tout été possible de jouer avec les fréquences était un bug.

Unfortunately GeForce notebooks were not designed to support overclocking. Overclocking is by no means a trivial feature, and depends on thoughtful design of thermal, electrical, and other considerations. By overclocking a notebook, a user risks serious damage to the system that could result in non-functional systems, reduced notebook life, or many other effects.

There was a bug introduced into our drivers which enabled some systems to overclock. This was fixed in a recent update. Our intent was not to remove features from GeForce notebooks, but rather to safeguard systems from operating outside design limits.

Une explication qui n'avait pas vraiment convaincu, d'autant plus que les techniques de gestion de la consommation et des températures, telles que GPU Boost, sont censées éviter tout problème, avec ou sans overclocking. Nous n'avions pas pu en apprendre plus de la part de Nvidia qui était resté étrangement muet, tout du moins jusqu'à cet après-midi avec un joli revirement de situation, une nouvelle fois à travers un post officiel sur le forum geforce.com  :

As you know, we are constantly tuning and optimizing the performance of your GeForce PC.

We obsess over every possible optimization so that you can enjoy a perfectly stable machine that balances game, thermal, power, and acoustic performance.

Still, many of you enjoy pushing the system even further with overclocking.

Our recent driver update disabled overclocking on some GTX notebooks. We heard from many of you that you would like this feature enabled again. So, we will again be enabling overclocking in our upcoming driver release next month for those affected notebooks.

If you are eager to regain this capability right away, you can also revert back to 344.75.

De futurs pilotes, prévus pour le mois prochain, réactiveront donc l'overclocking ! Si cela ne nous permettra pas de comprendre quelle était la vraie raison de sa désactivation, les utilisateurs de GeForce GTX 900M et amateurs d'overclocking pourront se targuer d'avoir été entendus par Nvidia !

Le coil whine, vous en avez probablement déjà entendu parler, voire l'avez entendu tout court, peut dans certains cas être désagréable. Créé par des micro-vibrations au niveau des bobines qui se chargent de filtrer le courant au sein des circuits d'alimentations de nos machines, ce sifflement qui vire parfois au grésillement se fait de plus en plus entendre à mesure que nos PC gagnent en discrétion.

Tous les composants peuvent être impactés à divers degrés, de nombreux utilisateurs se sont par exemple plaints de ce phénomène avec des alimentations fanless ou avec un ventilateur à l'arrêt à faible charge. Les moniteurs peuvent également être touchés, et nous l'avons même rencontré sur des composants pour le moins inattendus tels que des SSD !

En rouge, les bobines des circuits d'alimentation GPU et GDDR5
Mais c'est surtout sur les cartes graphiques que le coil whine fait parler de lui. En soit il n'est pas nouveau, il se faisait déjà entendre sur certaines GeForce GTX 600 et Radeon HD 7900 par exemple, et même parfois avant, mais ces derniers temps il semble prendre de l'ampleur notamment du côté des GTX 900. De notre côté nous en avions particulièrement fait mention lors du test de la Radeon HD 7990, et en avons rencontré à des degrés divers dans notre test de 3 GeForce GTX 960. Bien sûr, le fait que les cartes graphiques soient de plus en plus discrètes en charge fait que la ventilation couvre moins le coil whine produit par les bobines, néanmoins on ne peut pas exclure que de mauvais choix de design ou de composant des étages d'alimentations l'amplifie. Le coil whine étant par nature aléatoire d'une carte à l'autre, il est difficile d'avoir une idée précise du phénomène.

Toujours est-il qu'il peut devenir gênant à l'usage, puisque audible même PC fermé. Plus les variations de charge sont rapides au niveau du GPU, plus le coil whine sera fort, c'est pourquoi de nombreux utilisateurs le remarquent particulièrement avec la synchronisation verticale désactivée dans certains menus de jeux qui entraînent des cadences de centaines ou milliers d'images par seconde. La synchronisation verticale ou le limiteur de fps (comme celui intégré dans Afterburner ) sont souvent appelés à la rescousse et réduisent le sifflement du fait d'une réduction des variations dans ces cas extrêmes ainsi que de la charge sur l'étage d'alimentation dans les jeux. Il ne s'agit pas pour autant d'une solution ultime, puisqu'au-delà d'un framerate élevé les variations de charge pour le calcul d'une même image ont un impact et qu'elles ont tendance à augmenter avec la complexification des moteurs 3D.


Que faire pour éviter de subir un coil whine gênant boitier fermé même avec une charge "classique" ? Le premier réflexe à avoir, c'est bien entendu de passer au crible cet aspect lors de la réception de la carte. On peut par exemple le faire sous Unigine Valley Benchmark , un benchmark gratuit qui offre une charge réaliste mais lourde avec un moteur 3D moderne. Attention nous parlons bien ici du coil whine durant la partie 3D, et pas dans l'écran de crédit quand on quitte l'application qui tourne à plusieurs milliers de fps : rares sont les cartes à être épargnées dans ce cas de figure, il semble plus opportun d'utiliser un limiteur de fps si vous ne souhaitez pas jouer avec la V-Sync pour ce cas. Mais si le coil whine est gênant en 3D, on peut alors utiliser son délai de rétractation dans le cadre d'une vente par correspondance. Si on n'est pas ou plus dans ce cadre, il faut alors faire face au service après-vente du magasin ou du constructeur qui ne sont pas forcément toujours réceptif à ce problème.

Nous avons questionné les quatre fabricants écoulant le plus de cartes graphiques en France afin de leur demander si ils acceptaient les SAV pour coil whine, et si oui dans quelles étaient les conditions requises. Voici leurs réponses :

ASUS est le premier à nous avoir répondu. Le coil whine est pris en charge pour peu qu'il soit "prononcé".

MSI nous a ensuite indiqué ne pas prendre en charge ce cas de figure, tout en précisant faire le maximum pour réduire ce phénomène qui impacterai tous les constructeurs.

Pour sa part, Sapphire nous a répondu ne pas avoir de position officielle sur le coil whine. Il nous a été précisé qu'une majorité de ses revendeurs et grossistes ont pris l'option du rachat de garantie, c'est-à-dire qu'ils obtiennent une remise forfaitaire pour gérer directement le SAV sans repasser par Sapphire. Quand ce n'est pas le cas nous n'avons pas pu obtenir plus de précisions.

Enfin Gigabyte … n'a toujours pas répondu après 13 jours et une relance. Mais c'est pour bientôt, parait-il.

Ces réponses pour le moins disparates montrent bien le problème que pose le coil whine aux constructeurs et aux services après vente. Reste qu'au-delà de ces positions il ne faut pas oublier que quelle que soit la politique de garantie du constructeur, votre vendeur doit vous garantir contre les défauts de conformité du produit. Vous êtes à ce titre couvert pour les cas important de coil whine, une carte graphique annoncée comme silencieuse comme c'est de plus en plus le cas ne l'étant plus si elle souffre d'un coil whine marqué en jeu. Bien entendu, et nous nous répétons, le plus simple reste encore de vérifier ce point durant le délai de rétractation en cas de vente par correspondance et de se rétracter si nécessaire.

Aussi complexe soit-il, le coil whine est un problème réel sur lequel tous les constructeurs de cartes et bien entendu de GPU se doivent de travailler, d'autant plus qu'ils essaient de nous vendre des produits silencieux. Le bruit ne vient pas que des ventilateurs ! Ce n'est qu'en leur mettant la pression, directement ou indirectement par les revendeurs, que ce qui semble être une tendance vers plus de coil whine sera inversée. De notre côté nous continuerons bien entendu à pointer du doigt les cartes passant entre nos mains qui en souffriront, mais malheureusement le côté aléatoire d'une carte à l'autre fait qu'on ne peut pas exclure un tri du constructeur en cas d'échantillonnage par celui-ci.