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Nvidia Shield TV 2017 : 4K HDR et domotique

Publié le 05/01/2017 à 13:33 par Frédéric Cuvelier

Lors de sa conférence de presse tenue à l'occasion du CES, Nvidia a dévoilé  sa "nouvelle" box Shield Android TV, qui prend désormais en charge les flux 4K en HDR (H.265/HEVC @ 60 Hz).

Nul besoin pour autant de changer sa Shield actuelle. Nvidia s'est globalement contenté de recycler son précédent boîtier, avec de légères modifications, et de lui appliquer une mise à jour logicielle. Mise à jour qui sera également déployée courant janvier sur les boîtiers déjà vendus, rassure le caméléon.

Design et composants (Tegra X1, 3 Go de RAM et stockage de 16 Go) restent donc identiques, Nvidia ayant préféré jouer la carte des services sur cette "version" 2017. Molotov TV, Amazon Prime Video ou Google Play Films viennent en effet compléter l'offre de VOD / SVOD déjà composée de Netflix et YouTube.

Désormais pourvue par défaut d'Android 7.0, la Shield Android TV est accompagnée d'une nouvelle manette, qui avait déjà fait l'objet de fuites il y a quelques jours. Débarrassée de son pavé tactile, cette manette sera vendue 69,95 euros en France et est déjà disponible en précommande.

Elle est en revanche inclue par défaut à partir du 16 janvier dans le pack Shield Android TV, au même titre que la télécommande. Nvidia semble donc avoir fait l'effort attendu de ce point de vue. L'ensemble est disponible en précommande aux Etats-Unis au prix de 199 dollars, alors qu'en France, certains marchands le proposent à 229,99 euros. Notez qu'une version Pro, incluant un stockage de 500 Go, reste au programme (au prix de 299,99 dollars).

En plus du jeux et de la vidéo, la box de Nvidia veut également aller explorer le domaine de la maison connectée. Elle sera en effet la première à intégrer le Google Assistant, en dehors des produits Google (Home et Pixel). La Shield TV pourra ainsi servir d'interface entre vos périphériques domotiques compatibles et votre voix, afin de contrôler ces éléments d'un mot.

Nvidia compte sur ce domaine pour compléter sa proposition en matière d'accessoires, puisque le caméléon proposera dans les prochains mois le Shield Spot, sorte de relais à disposer n'importe où dans votre habitation afin d'étendre la portée de la commande vocale. Il sera commercialisé au tarif de 49,99 dollars.

GDC: Crysis 3 sous Android: CPU limited

Publié le 16/03/2015 à 07:24 par Damien Triolet

Nous avons pu nous entretenir avec Crytek au sujet du portage de Crysis 3 sous Android. Un portage qui a été réalisé en partie avec Nvidia sur base du SoC Tegra X1 et qui a été mis en avant lors de la présentation de la console/box Shield basée sur Android TV.


Actuellement, seule une partie du jeu a été portée, avec un résultat impressionnant sur le plan graphique. Certes, quelques ralentissements se font sentir sur Tegra X1 et on peut remarquer que le niveau de détail a été réduit, notamment la qualité des textures, mais il s'agit bien d'un rendu de premier plan qui n'a strictement rien avoir avec la version de Crysis 1 pour Android.

Crytek nous explique être totalement satisfait des possibilités graphiques d'un SoC tel que le Tegra X1. Par contre là où ça coince c'est au niveau des performances CPU des SoC : le portage actuel est en fait 100% limité par le CPU du Tegra X1 qui est pourtant ce qui se fait de mieux pour l'instant. C'est pour cette raison que la complexité de la scène a été réduite et dans l'immédiat Crytek n'y voit pas de solution puisqu'une grosse partie du rendu repose sur un seul thread. Une API de plus bas niveau sera bien entendu une aide précieuse.

Mais sera-t-il réellement possible de jouer un jour à Crysis 3 sur Android ? Pas sûr. Crytek nous a expliqué que la question des droits va se poser avec EA et qu'il n'est pas certain qu'une existence commerciale soit réaliste et possible pour ce titre. Mais le développeur entend bien terminer le portage complet du jeu malgré tout. Tant mieux si une commercialisation est possible, au pire cela fera office de référence pour le Cry Engine qui nourrit de nouvelles ambitions sous Android.

GDC: Nvidia annonce une console Shield pour Android TV

Publié le 04/03/2015 à 08:07 par Damien Triolet

Nvidia organisait cette année l'une des plus grosses conférences de la GDC, intitulée Made to Game, à travers laquelle le spécialiste du GPU a lancé une nouvelle console Shield, équipée en Tegra X1 et destinée à prendre place à côté de votre TV.


Après la console portable Shield et la tablette Shield, Nvidia prépare un nouveau produit fini grand public dans cette famille : la console Shield pour TV. C'est un projet qui trotte dans la tête de Nvidia depuis quelques temps déjà et l'expérience acquise sur les précédents produits Shield, la mise en production imminente des serveurs GRID, l'arrivée du Tegra X1 et surtout de l'écosystème Android TV ont fait que tous les éléments étaient en place pour une première tentative de percer ce marché.

La Shield (à ne pas confondre avec les autres Shield!), est une set top box Android TV orientée gaming. Elle repose bien évidemment sur le dernier SoC Nvidia, le Tegra X1, dont le GPU correspond pour rappel grosso modo à une demi GeForce GTX 750 sur PC. Niveau connectique, il y a 3 ports USB (dont un micro-USB), un connecteur gigabit ethernet, un port microSD (pour étendre les 16 Go internes) et une sortie HDMI 2.0, ainsi que du wifi 802.11ac 2x2 et du Bluetooth 4.1.


La box, plutôt bien finie, est livrée avec un contrôleur Shield, le même que celui proposé avec la tablette Shield. Une télécommande ainsi qu'un support pour le positionnement vertical seront vendus séparément.

Sur la partie vidéo-ludique, la Shield peut être utilisée pour profiter des jeux PC à travers le streaming et les serveurs GRID, ou directement des jeux Android, dont certains commencent à afficher une qualité graphique semblable à ce qui se faisait sur PC il n'y a pas si longtemps de cela. Lors de la conférence de Nvidia, Crytek a d'ailleurs fait une démonstration du portage de Crysis 3 plutôt convaincante, même si quelques compromis ont probablement été faits au niveau de la qualité graphique par rapport à la version PC.

La Shield est également une box prévue pour la 4K, avec la prise en charge du décodage des vidéos jusqu'en 60 Hz 30-bit. C'est un argument important pour Nvidia puisque l'arrivée du contenu 4K sur les plateformes de streaming demandera un équipement adapté et pourrait donc pousser les premiers utilisateurs vers la Shield.

Elle sera introduite fin mai aux Etats-Unis au tarif de 199$, et devrait arriver quelques temps après dans les autres régions, dont l'Europe et principalement les pays dans lesquels des serveurs GRID sont déjà implantés, ce qui est le cas de la France.

 
 

CES: Nvidia mise sur le marché automobile

Publié le 06/01/2015 à 03:29 par Damien Triolet

Lors de ce CES, Nvidia a consacré la majeure partie de sa conférence aux possibilités qu'offrent et que vont offrir ses SoC Tegra au marché automobile. Après y avoir fait ses premiers pas, notamment chez Audi, Nvidia a bien compris que le potentiel de croissance était énorme dans ce domaine mais qu'il fallait faire plus que simplement y proposer ses SoC.

Depuis quelques temps, Nvidia développe ainsi des écosystèmes complets, qui démultiplient la valeur de ses solutions matérielles avec des moteurs graphiques spécifiques pour les tableaux de bord, des outils d'analyse de l'environnement pour l'aide à la conduite etc. Nous avions déjà pu apercevoir les premiers balbutiements de tout cela lors de la présentation de Tegra K1 il y a un peu plus d'un an.

Aujourd'hui les systèmes sont mieux finis, et profitent de la puissance de calcul supplémentaire de Tegra X1. De quoi inciter Nvidia à lancer sur le marché des solutions spécifiques : Drive CX et Drive PX.


Drive CX est un mini-PC construit autour de Tegra X1 et adapté au marché automobile, avec toute la connectique et la robustesse qui est nécessaire pour cet usage. Il est capable de piloter jusqu'à 3 écrans pour une résolution totale de 16.8 MPixels/s. Cette plateforme sera accompagnée d'un stack logiciel complet avec des modules pour le rendu des cartes de navigation, des compteurs photo-réalistes ou encore des systèmes de visibilité surround.

 
 

Nvidia exploite par exemple pour son module GPS des systèmes d'éclairage 3D calibrés pour faire ressortir l'information utile, ce qui est permis par l'utilisation d'un GPU performant dont sont dépourvus les GPS classiques. Il est va de même pour les compteurs numériques qui peuvent profiter d'un rendu 3D très évolué.


De son côté, Drive PX est une plateforme d'auto-pilotage et d'aide à la conduite basée sur une paire de Tegra X1. De quoi doubler la puissance de calcul ou disposer d'une unité redondante pour les tâches critiques, un aspect non négligeable pour des fonctionnalités qui vont toucher à la sécurité. Drive PX accepte en entrée jusqu'à 12 caméras auxquelles les deux Tegra X1 auront accès avec un maximum de 1.3 GPixels/s chacun. De quoi supporter des hautes résolutions et/ou taux d'images par seconde, un dernier point qui améliore la réactivité des algorithmes d'analyse.

 
 

Drive PX sera fourni avec un écosystème logiciel qui permet de traiter la vision surround, le pilotage automatique pour le parking (dans un parking le logiciel cherche et conduit la voiture vers une place libre) et différents systèmes d'aide avancée à la conduite. Ceux-ci consistent par exemple à détecter visuellement tous les éléments tels que des piétons, des vélos, des feux rouges, des panneaux de signalisation, des radars etc. et à en informer le conducteur. Etant donné qu'il existe une infinité de ce type d'éléments, Nvidia a mis au point un système d'auto-apprentissage et fourni bien entendu les outils de développements complets avec sa solution Drive PX.

Toutes ces possibilités demandent de plus en plus de puissance de calcul et de capacités d'affichage, deux domaines qui correspondent naturellement bien aux puces que développe Nvidia. Reste à voir si Drive CX et Drive PX seront plus que des plateformes de développement, l'industrie automobile ayant des impératifs de sécurités qui impliquent un délai important entre la disponibilité d'une technologie et son exploitation pratique. Nvidia proposera Drive CX et PX à partir de mi-2015. Par contre pour le premier, l'écosystème logiciel complet n'est prévu que pour 2016, tout comme le module d'autopilotage du second.

CES: Nvidia Tegra X1: Maxwell + Cortex A57/53

Publié le 05/01/2015 à 09:30 par Damien Triolet

Comme chaque année, Nvidia profite du CES de Las Vegas pour dévoiler un nouveau SoC. Pour cette édition 2015, c'est le Tegra X1 qui est mis en avant. Au menu, le passage au 20nm, un GPU Maxwell de seconde génération optimisé pour le monde mobile et un ensemble de cœurs Cortex-A57 et A53 pour former le CPU.


Après les Tegra K1 32-bits et 64-bits, Nvidia passera dans le courant de 2015 au Tegra X1, connu précédemment sous le nom de code Erista. Une évolution qui était attendue mais qui réserve quelques surprises, notamment au niveau de sa partie CPU qui ne fait pas appel aux cœurs ARMv8 maison (nom de code Denver) exploités dans le Tegra K1 64-bits. A la place, Nvidia reprend, comme Qualcomm et Samsung, les cœurs ARM 64-bits "standards", des Cortex-A57 et des Cortex-A53.


Des cœurs ARM 64-bits standards en 20nm
Nvidia explique ce choix par le fait que le développement du Tegra K1 64-bits et du Tegra X1 s'est fait en parallèle en visant des procédés de fabrication différents. Il n'aurait ainsi pas été possible de profiter de l'expérience du développement du premier avec les cœurs Denver pour mettre au point le second. Dans ce sens il faut voir le Tegra X1 comme le successeur du Tegra K1 32-bits alors qu'une variante équipée des cœurs Denver sera dévoilée plus tard (Parker ?).


Cette approche permet à Nvidia de réduire les risques lors du passage au 20 nanomètres puisque, en amont, ARM s'est assuré de proposer un design adapté à cette technologie du fondeur TSMC. Pour son implémentation, Nvidia a d'ailleurs abandonné l'approche 4+1 des précédents Tegra qui consistait à associer un unique cœur optimisé basse consommation à un ensemble de 4 cœurs similaires mais orientés performances. L'an passé, Nvidia nous expliquait que ce mode 4+1 était beaucoup plus efficace que ce que faisait la concurrence qui avait opté pour une approche 4+4 mais avec 2 types de cœurs différents.

Changement de discours cette année, probablement parce que Nvidia n'a pas eu le choix, l'implémentation proposée par ARM a été optimisée pour du 4+4. Nvidia a donc opté pour 4 Cortex-A57 (en version cache L1 I/D de 48/32 Ko) associés à 4 Cortex-A53 (avec cache L1 I/D de 32/32 Ko). Contrairement à ce que le marketing essayera de vous vendre, cela n'en fait cependant pas un SoC octocore. Le Tegra X1 reste un SoC quadcore puisque ces 2 groupes de cœurs ne peuvent en aucun cas être exploités simultanément. Au repos ou à très faible charge CPU, les Cortex-A53 sont exploités et dès qu'une charge CPU plus lourde est initiée, ils passent au repos et les Cortex-A57 entrent en action.


Nvidia indique que son implémentation est cependant plus efficace sur le plan énergétique que celle d'autres fabricants, notamment Samsung, qui ont fait un choix similaire. Il est question d'une réduction de moitié de la consommation à performances égales et d'un gain de performances de 40% à consommation égale. Nvidia explique cela d'une part par l'expérience acquise lors du design de puces 4+1 qui lui a donné une bonne maîtrise de l'exploitation des possibilités des process de TSMC pour intégrer sur une même puce deux ensembles de cœurs CPU au profil énergétique très différent. D'autre part, Nvidia exploite sa propre interconnexion, moins gourmande que celle proposée par ARM (CCI-400).

Au niveau du sous-système mémoire, l'ensemble de Cortex-A57 profite d'un cache L2 de 2 Mo, comme les précédents Tegra, alors que les Cortex-A53 se contentent de 512 Ko. Le bus mémoire reste large de 64-bit mais passe de la LPDDR3-1866 (au départ il était question de LPDDR3-2133 mais Nvidia n'en parle plus) à la LPDDR4-3200 (jusqu'à 4 Go) pour offrir un gain de bande passante de 70%. De quoi permettre notamment d'alimenter le GPU plus musclé.


Un GPU Maxwell de seconde génération avec support du FP16
Rappelons que là où Kepler avait été portée dans le monde Tegra alors que Nvidia était déjà très avancé dans le développement de cette architecture, Maxwell est la première qui a été pensée dès le départ pour le monde mobile. Ce qui participe au fait que Nvidia ait fait un effort supplémentaire au niveau de son efficacité énergétique. Alors que de nombreux fabricants de SoC ont opté pour les mêmes cœurs CPU que ceux exploités par le Tegra X1, le GPU est bien entendu l'élément principal qui permet à Nvidia de se démarquer.


Le Tegra X1 fait ainsi appel à un GPU Maxwell de seconde génération, le GM20B, similaire au GM204 qui équipe les GeForce GTX 980 et GTX 970, mais bien entendu équipé de moins d'unités de calcul. Vous pourrez retrouver les détails à son sujet dans le dossier que nous avions consacré à ces cartes graphiques et à l'architecture Maxwell.

Là où le GM204 desktop embarque 16 blocs de 128 unités de calculs, appelés SMM, le GM20A s'en contente de 2. Le nombre d'unités de calcul principal passe donc de 2048 à 256, soit 1/8ème de la puissance de calcul du GPU le plus performant du moment, ce qui reste impressionnant pour un petit SoC. A noter que les Tegra K1 se contentaient d'un seul SMX, mais de 192 unités de calcul. Cependant sur cet ensemble, seules 128 unités était exploitables efficacement et les 64 supplémentaires n'offraient qu'un gain minime. En passant à 2 SMM avec le Tegra X1 et à une fréquence légèrement supérieure, Nvidia n'est pas loin de doubler la puissance de calcul pratique de son GPU.


Mais ce n'est pas tout. Les 256 unités de calcul du Tegra X1 évoluent pour supporter de nouvelles instructions qui vont pouvoir doubler la puissance de calcul dans certains cas. Ces instructions sont des opérations FP16 vectorielles pour les FMA, les multiplications et les additions. De plus faible précision, le format de calcul FP16 est suffisant pour bien des usages, notamment pour les jeux mobiles, et alors que la concurrence y a massivement recours pour booster les performances et l'efficacité énergétique, il était devenu inévitable pour Nvidia d'en profiter également.

Pour les GPU Nvidia précédents, aucune précision inférieure au FP32 n'est supportée directement par les unités de calcul. Si celles-ci doivent traiter une opération basse précision en FP16, elles doivent donc les traiter comme des opérations FP32 avec un débit identique et uniquement quelques petites optimisations mineures.

Pour le Tegra X1, l'ajout d'instructions vec2 permet à chaque unité de calcul FP32 de traiter deux opérations FP16 simultanément et donc de doubler le débit. Ces unités restent alimentées par des registres 32-bits classiques dans lesquels sont placées deux valeurs 16-bits. Une implémentation basique qui implique une modification mineure de l'architecture mais qui transpose tout le travail de l'exploitation du FP16 au compilateur qui devra faire en sorte de trouver des opérations vec2 dans le code et parvenir à optimiser l'utilisation du fichier registres entre les valeurs FP32 et FP16.

Cela permet de doubler la puissance de calcul théorique, qui atteint 1 TFlops à 1 GHz, mais en pratique le taux d'utilisation sera rarement optimal. Ceci étant dit il s'agit dans tous les cas d'un gain performances appréciable qui profitera notamment aux jeux mobiles friands de FP16.


Nvidia a également implémenté la dernière itération de sa technologie de compression des couleurs, et plus spécifiquement du codage différentiel. Son principe de base consiste à ne pas enregistrer directement les couleurs mais leur différence par rapport à une autre qui fait office de repère. Suivant les spécificités de chaque scène, cette technique de compression sans perte permet d'économiser une part significative de la bande passante mémoire, ce qui profite aux performances.

L'ensemble de la chaine d'affichage supporte ces méthodes de compression, ce qui permet de réduire la bande passante à tous les niveaux, jusqu'au moteur d'affichage qui ne décompresse qu'au moment de l'envoi vers l'interface de l'écran. Le cache L2 passe par ailleurs de 128 à 256 Ko, de quoi également d'éviter certains accès à la mémoire centrale. Au final, les techniques de cache et de compressions sans perte permettent par exemple de réduire la bande passante nécessaire de moitié dans Half-Life avec un gain de 30% par rapport au Tegra K1 qui était pourtant déjà plutôt efficace de ce côté.

Pour le reste, toutes les technologies supportées par les gros GPU de bureau le sont par le Tegra X1 : Direct3D 12, OpenGL ES 3.1, AEP, OpenGL 4.5, CUDA 6.0, MFAA, VXGI…


4K et 60 Hz
Le moteur vidéo, cette fois spécifique au SoC Tegra, a été lui aussi revu pour le X1. Nvidia s'est particulièrement penché sur le support de la 4K, qui lui permettra de se différencier par rapport à la concurrence sur un autre plan que la 3D. Tout le pipeline vidéo a ainsi été optimisé pour la lecture du contenu 4K à 60 fps, qui devrait être proposé notamment par le service de streaming de Netflix même s'il faut bien avouer que cela ne concernera qu'une minorité de vidéos et d'utilisateurs.


Cela passe bien entendu par un moteur de décodage 100% matériel. Il supporte la 4K à 60 fps en H.264, en H.265 (HEVC) ainsi qu'en VP9, avec un débit maximal non précisé. La profondeur des couleurs de 10-bit est également supportée en H.265 en 4K et 60 fps. Au niveau de l'encodage, Nvidia se "contente" par contre de la 4K à 30 fps en H.264 et H.265 et du 1080 à 60 Hz en VP8.

Deux écrans peuvent être supportés par le moteur d'affichage, compatible HDMI 2.0 et HDCP 2.2. Il supporte par ailleurs la technologie DSC de VESA qui permet de transmettre une image compressée à l'écran.

Le support de l'Adaptive Sync qui permettrait d'améliorer la fluidité dans le monde mobile de manière standardisée n'est par contre pas au menu. A cette question, Nvidia répond par son attachement à G-Sync accompagné d'un traditionnel "wait & see", de quoi nous laisser penser que cette technique d'affichage, ou un dérivé, pourrait être supporté sur le Tegra X1.


L'efficacité énergétique en démo
Pour mettre en avant les capacités de son SoC, Nvidia avait préparé quelques démos basées sur une plateforme de développement. Celle-ci est relativement compacte et se contente d'un dissipateur en aluminium relativement fin, censé représenter les capacités de refroidissement d'une tablette.

 
 

Quel est le TDP de ce SoC Tegra X1 ? Question délicate à laquelle il est toujours difficile d'obtenir une réponse directe. Pour ses démos, Nvidia parle d'environ 5W, mais lors de la présentation globale réalisée par son CEO, il était plutôt mentionné 10W.

 
 

Comme à son habitude, Nvidia exploite des comparaisons "isoperf" (à performances égales) pour mettre en avant l'efficacité énergétique de ses futurs SoC face aux solutions actuelles déjà sur le marché. Des données qui ont selon nous un intérêt limité puisque cette approche consiste à réduire drastiquement les fréquences et tensions du SoC le plus performant. Un calcul du rendement énergétique sur base des conditions d'utilisation réelles des puces est plus pertinent, mais cela ne permet pas d'aller chercher le fameux 2x, un must pour mettre en avant les nouveautés.

L'exemple le plus parlant est le test Manhattan, dans lequel le Tegra X1 se comporte très bien en doublant les performances par rapport au Tegra K1 et à l'A8x d'Apple. En réduisant les fréquences du Tegra X1, Nvidia observe un rendement énergétique supérieur de 77% (1.51W pour le GPU du Tegra X1, 2.68W pour celui de l'A8x). Nvidia nous indique par contre qu'à pleines performances (64 contre 33 fps), la consommation du GM20B se situe plutôt à environ 3.5W. Un petit calcul montre cette fois un gain du rendement énergétique de 48%. Un chiffre plus réaliste, mais qui reste un excellent résultat.


Le Tegra X1 face à la Xbox One ?
Souvenez-vous, lors de l'introduction du Tegra K1, il avait été comparé à la Xbox 360. Nvidia poursuit dans cette voie et pour terminer la présentation du Tegra X1, nous avons eu droit à la démo de l'Unreal Engine qui avait été utilisée pour mettre en avant les consoles de "nouvelle génération", la PS4 et la Xbox One.


Il est sans aucun doute quelque peu exagéré de dire qu'un SoC Tegra X1 dispose de capacité CPU et GPU identique à celles de ces consoles, mais le fait que cette démo (ou même une version allégée) tourne correctement sur une telle puce, montre bien les progrès qui ont été accomplis.

Si Nvidia annonce donc une fois de plus un SoC prometteur au CES, la question du timing de sa disponibilité n'a pas été abordée. Ce sera plus tard dans l'année et la concurrence proposera probablement des évolutions d'ici-là. Nvidia estime cependant que son nouveau bébé gardera la tête au niveau des capacités et des performances de son GPU. De quoi proposer une évolution de sa tablette Shield dans le courant de l'été ? Avec fonction G-Sync ?

Restera ensuite à voir quand une variante à base de cœurs Denver pourra être proposée mais l'absence totale d'information ou de démos à son niveau laisse penser qu'elle n'arrivera pas avant fin 2015 ou 2016.

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