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Après avoir dévoilé sa petite carte graphique il y a un peu plus de 2 mois, et joué d'un teasing régulier entre temps, c'est finalement aujourd'hui qu'AMD lance officiellement la Radeon R9 Nano. Pour cette solution haut de gamme atypique, qui reprend la même technologie que la Radeon R9 Fury X, le focus s'est porté non pas sur les performances mais sur le rendement énergétique et sur un format ultra compact qui se contente d'un refroidissement à air.

La Radeon R9 Nano se contente d'un peu plus de 15cm de long mais reste évidemment en double slot pour pouvoir accueillir un radiateur suffisamment performant. A la base de celui-ci, nous retrouvons une chambre à vapeur ainsi que 2 gros caloducs aplatis et un troisième associé à un petit radiateur se charge de l'étage d'alimentation. Développé par AMD, ce ventirad est bien plus costaud que ce que nous avons l'habitude de rencontrer sur ce type de format. La qualité de finition est par ailleurs identique à celle de la R9 Fury X.

C'est 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 que, dans la cadre des R9 Fury, cet ensemble est plutôt gourmand ce qui impose le recours soit au watercooling, soit à un énorme ventirad. Une modification importante était donc nécessaire pour concevoir la Radeon Nano : réduire drastiquement sa consommation. AMD parle de 175W au lieu de 275W. Une chute importante alors que les spécifications restent similaires :


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 comment est-ce possible ? En fait 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 la 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).

Plus spécifiquement, 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. Powertune observe en réalité la consommation directe de l'ASIC, soit de l'ensemble GPU+HBM, 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 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, mais ne communique aucun détail sur sa limite de consommation totale ou sur celle que Powertune surveille au niveau de l'ASIC. La consommation typique étant une conception technico-marketing assez vague, il est difficile de savoir ce qu'elle représente exactement dans le cadre de la R9 Nano. Nous pouvons ainsi supposer que la limite de consommation de l'ASIC correspond à un total supérieur à 175W au niveau de la carte mais que la limite thermique (température maximale de 75 °C) impose après quelques temps un niveau de consommation proche de 175W, suivant les conditions environnantes.

Dans tous les cas, c'est Powertune qui va réduire la fréquence du GPU (et par la même occasion sa tension) pour permettre à la Radeon R9 Nano de ne pas dépasser ce dont elle est capable au niveau du refroidissement ou de l'alimentation du GPU. Réduire la fréquence peut avoir un impact très bénéfique sur le rendement énergétique : abandonner les derniers MHz permet d'abaisser significativement la tension alors que 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 (à moins de pousser manuellement les limites Powertune à la hausse et de changer le système de refroidissement).

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. Des affirmations qui demandent évidemment à être vérifiées à travers des tests rigoureux.

A noter qu'il ne s'agit aujourd'hui que d'une annonce, la disponibilité et les premiers tests étant prévus pour le 10 septembre. AMD estime que cette Radeon R9 Nano a autant de valeur qu'une Radeon R9 Fury X et la proposera au même tarif de 649$ soit un peu plus de 700€ en France. AMD ne recherche donc clairement pas à proposer une carte au rapport performances/prix intéressant mais essaye plutôt de créer de la valeur d'une autre manière, ce qui est loin d'être insensé. Reste à voir si une telle carte graphique pourra trouver son public et se démarquer suffisamment des solutions concurrentes qui visent également les plateformes mini-ITX, telles que les GeForce GTX 970 compactes proposées pour un tarif presque deux fois moindre.

Nous tâcherons de vous en proposer un test complet dès que possible.

Alors que la R9 Nano devrait être annoncée cette semaine, avec une disponibilité prévue pour début septembre, AMD a déjà donné quelques indications sur les performances pratiques de la carte lors de la conférence Hot Chips. Pour rappel, la R9 Nano est une carte compacte (15cm de long) basée sur un GPU Fiji dont la fréquence est réduite afin de profiter d'une meilleure efficacité énergétique.

Sous Far Cry 4 dans un réglage non communiqué, probablement en 4K, là ou une R9 290X est à 30,5 fps et une Fury X à 42,5 fps environ, une R9 Nano serait à 33,5 fps. C'est bien entendu du côté performance par watts que la Nano tire son épingle du jeu puisque si une 290X a un indice 100 alors la Fury X est à 130 et la Nano à 190 !

Reste donc à savoir si ce cas peut être généralisé et comment AMD compte positionner cette nouvelle référence originale.

Parallèlement au lancement des Radeon R9 et R7 300, AMD dévoile aujourd'hui les spécifications complètes de la Radeon R9 Fury X, ainsi que quelques détails de plus au sujet du nouveau GPU Fiji qu'elle embarque. En attendant, notre test complet, voici un récapitulatif des informations qui, pour l'heure, sont publiques.

Le GPU Fiji d'AMD est une puce énorme, conçue dans le même esprit que le GPU GM200 de Nvidia, à savoir proposer un maximum de performances dans les jeux tout en restant sur le procédé de fabrication 28nm.

Fiji : 8.9 milliards de transistors pour 598 mm²
Hawaii : 6.2 milliards de transistors pour 438 mm²
Tonga : 5.0 milliards de transistors pour 368 mm²
GM200 : 8.0 milliards de transistors pour 601 mm²
GM204 : 5.2 milliards de transistors pour 398 mm²

Ce n'est pas un hasard si Fiji et le GM200 sont des puces de tailles similaires, elles s'approchent en fait du maximum autorisé par la technologie actuelle. A noter que les puces d'AMD affichent une densité de transistors légèrement supérieure ce qui peut s'expliquer par l'utilisation de règles de design différentes, par une proportion plus importante de mémoire (généralement plus dense) dans les GPU GCN, ou encore par un calcul différent du nombre de transistors, puisque ce dernier est approximatif et obtenu par conversion.


Fiji mesure à peu près 23x26mm, c'est un petit plus que ce à quoi nous nous attendions sur base des illustrations d'AMD qui n'étaient pas tout à fait correctes. L'interposer, soit le morceau de silicium qui permet d'interconnecter le GPU Fiji et la mémoire HBM, mesure quant à lui à peu près 36x28mm soit 1011 mm². C'est énorme et là aussi proche des limites de ce que permettent les technologies de fabrication actuelles. C'est une des raisons pour lesquelles AMD n'a pas cherché à faire en sorte qu'il soit possible de connecter 8 puces HBM, et donc 8 Go, à Fiji : l'espace est limité sur l'interposer.

L'augmentation du nombre de transistors par rapport à Hawaii permet bien entendu d'intégrer le sous-système mémoire capable de piloter le bus 4096-bit lié à la mémoire HBM. Rappelons que le principe de la mémoire HBM est de réduire la fréquence tout en augmentant fortement la largeur du bus de communication, ce qui permet d'améliorer l'efficacité énergétique mais exige l'utilisation d'un interposer puisqu'il n'est pas possible de tracer un tel bus directement sur le PCB. Vous pourrez retrouver plus d'informations à ce sujet dans notre focus consacré à la mémoire HBM.

Pour accompagner ce bus 4096-bit, AMD a intégré 2 Mo de cache L2, contre 1 Mo sur Hawaii par exemple. De son côté, Nvidia a opté pour 3 Mo sur le GM200.


Les transistors de plus servent également à faire exploser le nombre d'unités de calcul. Elles passent à 4096, à comparer aux 2048 de Tonga ou aux 2816 de Hawaii. Ces 4096 unités sont réparties dans 64 Compute Units (CU), elles-mêmes réparties dans 4 Shader Engines. Ce nombre est similaire pour Tonga et Hawaii, ce qui signifie que les débits bruts de Fiji en termes de triangles par seconde, avec ou sans tessellation, n'augmentent pas. AMD parle d'un rendement supérieur mais n'a pu répondre à aucune question plus spécifique. Il est donc possible que ce rendement supérieur découle simplement de la puissance de calcul en hausse.

Le nombre de ROP reste à 64, comme pour Hawaii. Autrement dit, le débit de pixels n'augmente pas non plus. AMD nous a simplement indiqué que ses simulations avaient montré qu'il était plus intéressant sur le plan des performances de se concentrer sur les unités de calcul, alors que pousser le nombre de ROP, ce qui signifiait probablement passer de 64 à 128, aurait eu un coût important en termes de transistors, pour un gain moindre.

Pour pouvoir passer à 4096 unités de calcul, AMD a d'ailleurs dû simplifier le design des CU par rapport à Hawaii. Il s'agit de CU identiques à ceux de Tonga, soit en GCN "1.2", mais qui ne supportent pas le calcul rapide en double précision. Là où Hawaii peut tourner en demi-vitesse en DP, Tonga et Fiji se contentent de 1/16ème. Fiji n'est donc pas un GPU polyvalent envers le monde professionnel, même si un dérivé FirePro pour certains usages spécifiques n'est pas exclu.

Petite nouveauté sur le plan de l'architecture par rapport à Tonga, le moteur vidéo UVD évolue et supporte le décodage du H.265 (HEVC), comme sur l'APU Carrizo. Par contre AMD n'a pas mis à jour son moteur de gestion des sorties vidéo et Fiji ne supporte par le HDMI 2.0. Une connectique absolument nécessaire pour jouer sur une TV 4K en 60 Hz. Plus qu'incohérent sur ce point, AMD met en avant l'intégration de Fiji dans des mini-PC mais explique qu'en fait un GPU haut de gamme n'est pas réellement adapté au salon… Face à la concurrence dont les derniers produits supportent tous cette connectique, il ne s'agit malheureusement pas d'une absence anecdotique.

Comme toutes les puces GCN "1.1 et 1.2", Fiji support le niveau de fonctionnalité matérielle 12_0 de Direct3D, mais fait l'impasse sur le niveau 12_1 supporté par les GPU Nvidia Maxwell de seconde génération. Par contre, au niveau de l'autre niveau de spécification important de Direct3D12, les "Binding Resources" (le nombre de ressources à dispositions des développeurs), Fiji est au niveau maximum, Tier 3, là où les GPU Nvidia sont limités au niveau Tier 2. Autant AMD que Nvidia ont ainsi l'opportunité de proposer aux développeurs des effets graphiques qui seraient incompatibles avec le matériel de l'autre.

Passons maintenant aux spécifications de la Radeon R9 Fury X, la première carte graphique à embarquer ce GPU Fiji :


La Radeon R9 Fury X embarque un GPU Fiji complet, qualifié de « XT » par AMD, ce qui indique que la totalité de ses 4096 unités de calcul sont actives.

Comme nous en avons déjà parlé, Fiji est actuellement limité à 4 Go de mémoire HBM. Un point délicat pour AMD qui explique que c'est largement suffisant 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. AMD n'a cependant pu répondre à aucune question 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. A 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.

Comme vous pouvez le constater, les débits bruts en termes de triangles et de pixels par seconde ne progressent pas et les dérivés Nvidia à base de GM200 profitent d'une large avance à ce niveau. La puissance de calcul et de texturing progresse par contre nettement sur Fiji qui affiche sur ces points une avance de 30% sur les GTX Titan X et 980 Ti. Au niveau de la bande passante mémoire, l'avantage est de 50% sur les solutions concurrentes, de 60% sur la R9 290X et de 33% sur la R9 390X.

Des spécifications qui annoncent un match très serré. AMD met en avant un gain de performances sur la GTX 980 Ti de référence, mais Fiji devra également lutter contre les versions personnalisées de cette dernière, ce qui va compliquer sa tâche.


Comme vous le savez déjà, la carte de référence fait appel à un système de watercooling AIO pour son refroidissement. Un passage jugé nécessaire par AMD compte tenu du niveau de consommation potentiellement élevé de Fiji XT. Sans cela températures et nuisances sonores auraient peut-être été problématiques, comme pour les Radeon R9 290X et 290 de référence. Une situation qu'AMD a de toute évidence voulu éviter.

A noter qu'AMD ne communique ni TDP, ni limite de consommation PowerTune et se contente d'un chiffre magique appelé "Typical Board Power", qui permet de brouiller les pistes sur le niveau de consommation de la Radeon R9 Fury X. Ce TBP de 275W correspond probablement à un TDP de 300 à 350W. Il est dans tous les cas supérieur à celui de la Radeon R9 290X (~285W). AMD n'a pu répondre à aucune de nos questions à ce sujet et il sera intéressant d'observer le niveau de consommation réel de la Fury X.

Contrairement à la R9 295 X2, AMD n'a pas simplement apposé un kit AIO à peu près standard sur le GPU Fiji. AMD a cette fois pris le temps de développer une solution spécifique, plus efficace et qui permet de refroidir également l'étage d'alimentation. Plus aucun ventilateur n'est donc nécessaire sur la carte. AMD parle d'une température GPU qui resterait autour de 50 °C et de nuisances sonores réduites. En contrepartie, des petits bruits liés à la pompe se feront probablement entendre, comme c'est en général le cas avec ce type de designs.

L'avantage de cette solution est d'autoriser un design compact pour la carte graphique (un peu moins de 20cm) et de profiter donc pleinement du gain lié à la HBM de ce côté. Ce à quoi il faut bien entendu ajouter l'espace occupé par le radiateur et son ventilateur.

AMD a conservé la fonction de double bios, mais il ne s'agit ici que d'un backup. D'origine, les deux bios seront identiques. Au niveau de la connectique, nous retrouvons 3 DisplayPort et un HDMI. De toute évidence un adaptateur DP vers DVI ou HDMI vers DVI sera fourni avec ces cartes.

Au niveau de l'alimentation, 2 connecteurs 8 broches seront nécessaires. La carte pourra donc consommer jusqu'à 375W en restant dans les normes PCI Express. Pour alimenter le GPU, AMD a opté pour un étage d'alimentation à 6 phases capable de délivrer jusqu'à 400A, de quoi laisser suffisamment de marge pour l'overclocking.

Nous vous proposerons un test complet de la Radeon R9 Fury X le 24 juin à 14h. N'ayant pu obtenir de réponse à la moindre de nos questions techniques lors de la présentation à la presse spécialisée, nous retenterons notre chance par email d'ici-là et tâcherons tout du moins d'extraire plus de détails à travers nos tests.


La Radeon R9 Fury X watercoolée n'est cependant pas le seul dérivé prévu pour Fiji. Une Radeon R9 Fury (sans X) est prévue pour le 14 juillet et devrait être préparée exclusivement par les partenaires d'AMD. Il n'est cependant pas impossible que seul Sapphire soit sur le coup dans un premier temps. Cette Radeon R9 Fury devrait se négocier tout juste sous la barre des 600€, mais ses spécifications et son niveau de performances n'ont pas encore été dévoilés par AMD.

Plus tard, AMD compte lancer une Radeon R9 Nano, elle aussi sur base du GPU Fiji. Cette carte sera refroidie par un seul ventilateur axial et ne mesurera que 15cm de long. AMD a bien entendu dû réduire fortement l'enveloppe thermique de la carte graphique et annonce un TBP de 175W, soit un TDP qui tournera probablement autour de 200W. Pour y parvenir, la fréquence GPU a de toute évidence été réduite drastiquement, de manière à pouvoir profiter d'une faible tension. Attendez-vous plutôt à 750 MHz qu'à 1 GHz. AMD annonce par contre malgré tout parvenir à surpasser la Radeon R9 290X.


Dans ses labos, AMD a également travaillé sur un autre design : Project Quantum. Il s'agit d'un mini-PC qui intègre 2 GPU Fiji et le reste de la plateforme sur base de composants standards. Le refroidissement de l'ensemble est assuré par du watercooling.

Avec ce design original, AMD a travaillé l'aspect esthétique autant que le côté fonctionnel. Tous les composants prennent place dans la partie basse. La plaque de refroidissement est prise en sandwich par les GPU d'une part et le CPU et la carte-mère d'autre part. La partie haute reçoit de son côté un gros radiateur et les ventilateurs. AMD considère des options à base de CPU AMD mais aussi de CPU Intel, la version actuelle étant basé sur une carte mère LGA 1150 modifiée pour l'occasion.

Ce projet ne sera pas disponible avant quelque temps, mais AMD compte bien convaincre au moins un de ses partenaires de le commercialiser plus tard dans l'année. Un système qui ne semble manquer que du HDMI 2.0 pour être le partenaire idéal d'un téléviseur 4K…

Rendez-vous donc mercredi prochain pour notre test de la R9 Fury X !