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Alors que la DDR4 commence à peine à se démocratiser avec l'arrivée de Skylake, Samsung a profité de l'IDF pour parler de l'après DDR4. D'après les projections de Samsung, cette mémoire devrait faire son apparition aux alentours de 2020, en premier lieu sur serveurs.

Côté vitesse cette mémoire pourrait atteindre un débit de 3.2 à 6.4 Gbps (soit "DDRx-6400"), avec une capacité par puce de 8 à 32 Gb, le tout gravé en moins de 10nm. Samsung indique au passage qu'une bande passante de 51,2 Go /s par canal en 64-bit nécessitera probablement un nouvel interfaçage, évoquant un passage à des connexions optiques. Cela ne serait pas sans conséquence sur les coûts, si bien qu'on peut se demander si cette future mémoire ne serait alors pas réservée aux serveurs, les PC "classiques" se contentant d'une mémoire HBM très rapide mais non upgradable intégrée au sein du packaging CPU.

Enfin Samsung a rapidement évoqué les mémoires intermédiaires entre DRAM et NAND telles que la TT-MRAM, la PRAM et la Re-RAM, indiquant toujours travailler sur le sujet mais que les technologies manquaient encore de maturité.

Lors de l'IDF, Samsung a annoncé qu'il allait lancer en 2016 de la mémoire HBM. Pour rappel ce type de mémoire a été co-développée par AMD et Hynix et est devenu un standard ratifié par le Jedec, il a fait sa première apparition sur les R9 Fury X.

A l'instar de la seconde génération de HBM Hynix prévue également pour l'an prochain, la HBM de Samsung sera basée sur des dies de 8 Gb qui seront empilés par 2, 4 ou 8 au sein de puces capables de fournir une bande passante de 256 Go /s chacune.

Cela permettra d'envisager de nombreuses configurations, de 2 Go à 256 Go /s à 48 Go à 1.5 To /s, les GPU haut de gamme devant probablement se "contenter" de 8 à 16 Go à 1 To /s, une bande passante doublée par rapport à la Fury X qui devrait être la bienvenue avec le passage des GPU au 14/16nm.

Alors que certaines rumeurs indiquaient qu'AMD allait avoir les faveurs d'Hynix en ce qui concerne l'approvisionnement en HBM de seconde génération du fait de leur passif, l'arrivée de Samsung sur ce marché devrait donc faire les affaires de Nvidia qui prévoit également d'utiliser ce type de mémoire avec sa prochaine architecture Pascal.

Le partenaire d'Intel sur la mémoire 3D XPoint était présent sur l'IDF avec un stand ou l'on pouvait apercevoir un wafer de NAND 16nm, ainsi qu'un module 3D NAND de 256 Gbits.

La société a également effectué une présentation ou elle a évoqué ses technologies mémoires. Le constructeur continue de travailler sur l'Hybrid Memory Cube (HMC), une technologie qui supperpose des dies de mémoires avec une couche de contrôleurs logiques. La troisième génération est en cours de développement même si l'on ne sait pas encore ce qu'elle apportera.

Micron est également revenu sur la complexité de la fabrication de la mémoire DRAM a 20nm et au dela. L'augmentation des coûts via les masques et les opérations rend de plus en plus difficile chaque passage à un nouveau node. Malgré tout le fabricant s'est felicité de ses yields atteint en 20nm et a indiqué travailler sur le 15nm et au delà.


Côté NAND, Micron a confirmé que le 16nm serait son dernier node « traditionnel » et qu'il passait au delà à une gamme 100% 3D NAND. Cette variante de la NAND permet pour rappel de construire les cellules verticalement pour les empiler en augmentant la densité. Un avantage important qui permet d'utiliser des process plus anciens, et mieux maitrisés, autour de 50nm pour la première génération de Micron. La seconde génération de 3D NAND apparaitra en 2016.

3D XPoint a été peu évoqué, si ce n'est sur le fait qu'il y aura une seconde génération de cette mémoire en 2016. On notera que Micron parle toujours sur ses roadmaps d'une seconde nouvelle mémoire qui arriverait en 2017. Une variante de STTRAM (Spin Transfer Torque RAM) semble être l'une des possibilités, il faudra attendre un peu avant d'en savoir plus !

Lors de notre test de Skylake, nous avions pu publier quelques détails sur le fonctionnement de son architecture graphique. L'IDF a cependant été l'occasion d'obtenir quelques précisions supplémentaires que nous allons essayer de vous détailler. En pratique la grande majorité des modifications a surtout un impact sur la consommation, et non sur les performances comme l'ont montrés nos tests pratiques.

Architecture

De haut niveau, la génération graphique 9 de Skylake est assez proche de celle de Broadwell. Comme nous l'indiquions à l'époque on retrouve les mêmes concepts de « slices » et d'EU. C'est à l'intérieur de ces unités que l'on retrouve les changements.

On notera au niveau de la gestion de la géométrie que toute la partie tessellation a été optimisée pour tenter de diminuer au maximum la génération de géométrie inutile (et donc améliorer les performances).


Au niveau du rasterizer on note quelques changements. Côté anti-aliasing un mode MSAA x16 apparait, tandis que les modes inférieurs gagnent en performance et l'on note l'augmentation de la taille du L3 graphique (qui passe de 512 Ko à 768 Ko). La compression ne se limite pas aux buffers de couleurs, mais s'applique également aux Render Target, une compression sans pertes est disponible (jusqu'a un ratio de 2:1) qui permet de réduire l'impact sur la mémoire et le cache. Un changement qui permet de réduire la consommation, et d'augmenter un petit peu les performances.

On notera enfin quelques petits changements qui visent plus précisément l'aspect « compute » avec une amélioration des performance de la gestion de la cohérence du cache et de nouvelles instructions atomiques (pour un élément, a l'inverse des instructions vectorielles qui s'appliquent a plusieurs éléments à la fois).

QuickSync et media

Nous avions dans notre test noté le saut de qualité offert par QuickSync en ce qui concerne l'encodage vidéo H.264. La raison principale de ce changement semble être l'ajout d'une gestion de l'adaptative rate control pour relancer l'encodage de frames jugées comme mal encodées après coup. Au delà de l'amélioration de qualité, nous avons noté que sur les transitions de scènes (hors I-Frame), Broadwell et Skylake se distinguent largement des architectures Intel précédentes, ce qui peut être lié à ce changement.


Cette amélioration nette de la qualité d'encodage n'est cependant pas le seul changement apporté. En pratique le GPU de Skylake inclut trois blocs pour ces traitements, un dédiée à l'encodage/décodage (MFX), un aux traitements vidéos (VQE), et un nouveau bloc pour les conversions de formats vidéo (changement d'espaces de couleur) et de scaling (SFC).

Du côté du MFX la plus grosse nouveauté concerne l'arrivée du décodage et de l'encodage du format H.265/HEVC 8 bit (le profil main). Intel confirme que pour l'instant, le HEVC 10 bit n'est pas décodé par le MFX, une accélération « GPU » est annoncée mais elle n'est pas transparente comme l'accélération DXVA des autres formats. Intel a également ajouté un encodage des formats JPEG et MJPEG, des formats triviaux à encoder pour le processeur, le but étant surtout de réduire la consommation via des unités fixes.


C'est d'ailleurs l'autre nouveauté que l'on retrouve au niveau de l'encodage H.264/AVC, Intel a ajouté des unités fixes pour réaliser un encodage temps réel (FF Mode). Le but de ce mode alternatif est de proposer un encodage d'une qualité un peu inférieure, mais avec un débit et un temps de compression prévisible.


Nous avons pu voir une démo sous Starcraft II, ou l'on pouvait noter une qualité en dessous de ce que l'on obtient via le mode classique, mais tout à fait suffisante pour streamer en temps réel une partie en ligne avec un impact minimal sur la consommation et les performances CPU.

Du côté du VQE, c'est le traitement des formats RAW qui est accéléré avec les opérations de correction de balance des blancs, conversions d'espace colorimétrique et correction de gamma nottament. Des traitements qui peuvent s'appliquer non seulement aux photos, mais également aux vidéos RAW en provenance de DSLR/caméras vidéos 4K.


Enfin, le SFC est une nouveauté, c'est lui qui permet la gestion de ce que Microsoft appelle le mode Multi Plane qui permet d'afficher les vidéos en limitant au maximum les interactions avec la mémoire en accélérant en temps réel les opérations de scaling et conversions de couleurs. Les vidéos décodés sont ainsi adaptées directement à l'écran sans avoir besoin de passer par la mémoire centrale ou un cache pour traitement. Une fonctionnalité qui est également implémentée par AMD dans ses APU Carrizo pour rappel.

Système d'affichage

De ce côté Intel a effectué plusieurs remises à niveau de sa plateforme, en supprimant la liaison FDI entre le CPU et le chipset et en supprimant dans ce dernier la gestion des sorties analogiques VGA. Aujourd'hui, si l'on souhaite ajouter à sa carte mère Skylake une sortie VGA, il faudra rajouter une puce pour convertir le signal numérique en analogique, ce qui explique la rareté des sorties VGA sur beaucoup de cartes mères annoncées par les constructeurs, là ou elles étaient pléthoriques dans les gammes Z87/Z97 !

On retrouve toujours à l'intérieur trois « display pipe » qui peuvent être utilisées en simultané pour gérer jusque trois écrans. En pratique chaque pipe est capable de « composer » les images à partir de plusieurs plans (4 dans Skylake, une nouveauté). Typiquement en plus d'un fond fixe, on peut avoir une ou plusieurs vidéos, ainsi qu'un plan dédié en général à l'affichage du curseur de souris. Les pipes composent ainsi indépendamment jusque trois images. Ces sorties sont enfin multiplexées vers les trois sorties DDI, qui s'occupent de convertir les images générées vers le format de sortie (DisplayPort ou HDMI).


Avec Skylake l'autre nouveauté principale est qu'il est désormais possible d'atteindre le 4K 60 Hz pour les versions desktop. Comme nous l'avions indiqué à l'époque, Intel ne gère pas le HDMI 2.0, même s'il est possible en théorie de convertir la sortie d'un port DP 1.2 vers le HDMI 2.0. Plusieurs cartes mères Z170 avaient été annoncées avec ce support mais comme nous l'avons vu chez Gigabyte, l'annonce de ce support a été retirée des spécifications même si le convertisseur est bien présent sur la carte, sans que l'on sache s'il s'agit d'un problème de firmware ou d'autre chose.


Notez que le support diffère sur les modèles U (15W) et Y (4.5W) ou le constructeur limite la résolution maximale pour limiter la consommation. On note avec attention que certains modes sont autorisés uniquement si l'OEM propose un refroidissement suffisant.


On notera enfin qu'en ce qui concerne l'affichage, Intel a indiqué être prêt à adopter l'extension « adaptive sync » de la norme DisplayPort. Cette extension qui permet de faire varier le taux de rafraichissement à la volée avait été développée pour rappel par AMD. On ne sait pas quand, ni avec quels iGPU l'adaptive sync pourrait être supporté par Intel. Théoriquement le support de la version eDP semble être présent depuis Broadwell mais rien ne dit que cela puisse s'appliquer aux DDI qui gèrent les sorties DP actuellement dans Broadwell et Skylake.

Au milieu des sessions sur l'USB 3.1, Intel présentait également Thunderbolt 3. Pour rappel, Thunderbolt 3 a été annoncé l'année dernière par Intel et utilise lui aussi le connecteur USB Type-C.

Techniquement, Thunderbolt 3 repose sur ce que l'USB-IF appelle « l'alternate mode », un mode de fonctionnement alternatif qui permet, après négociation, de reconfigurer les quatre canaux de données présents dans les câbles USB Type-C.

L'alternate mode est déjà utilisé pour la gestion du DisplayPort au travers de l'USB. Un autre mode alternate est reconnu aujourd'hui par l'USB-IF, le MHL développé par le MHL Consortium . Le MHL vise plus particulièrement à résoudre les questions de connectivité avec les téléviseurs et autres périphériques grand public, ainsi que l'électronique embarqué dans les automobiles.

Une différence fondamentale entre DisplayPort, MHL et Thunderbolt 3 est que dans le cas des deux premiers, il s'agit de standards ouverts. Pour cela, l'USB-IF a crée une nouvelle classe d'identifiants (les SID) qui peuvent être partagés par les constructeurs qui adhèrent au standard.

Thunderbolt 3 est différent car il s'agit d'une norme propriétaire d'Intel, ce qui veut dire qu'Intel n'utilise pas de SID, mais des VID classiques (Vendor ID). Pour faire simple, seul Intel pourra développer des contrôleurs Thunderbolt à l'avenir car le mode alternatif ne peut s'activer qu'entre des périphériques qui disposent de SID ou de VID identiques. On ne s'attendra donc pas a voir Intel proposer des licences à d'autres constructeurs de contrôleurs USB à l'avenir.


Thunderbolt 3 ajoute également un mode réseau peer to peer, qui est également possible avec l'USB 3.1, mais qui réclame un support dans le système d'exploitation. Un interlocuteur de Microsoft nous a confirmé que Windows 10 ajouterait sous peu un mode réseau via USB, ce qui est une magnifique nouvelle !
D'un point de vue technique, l'idée de Thunderbolt pour rappel est de faire passer des lignes PCI Express, dans le cas du 3, au travers de l'USB, une des rares choses (voir notre article précédent) qui n'a pas été standardisée par l'USB-IF. Interrogé sur le sujet, la question a pourtant bel et bien été envisagée. Dell, HP, et d'autres constructeurs de PC portables avaient commencé à développer un standard ouvert et interopérable en mode alternatif, qui aurait pu être utilisée pour standardiser le fonctionnement de docks par exemple.

Malheureusement l'effort n'a pas abouti et aujourd'hui la seule option pour faire passer du PCI Express par l'USB est Thunderbolt. Officiellement, l'USB-IF ne s'intéresse pas au développement d'une alternative même s'ils ont indiqué que la porte reste ouverte « si il y a de la demande ».


Le contrôleur USB 3.1/Thunderbolt 3 Alpine Ridge d'Intel
Aujourd'hui un seul contrôleur Thunderbolt 3 est « disponible », l'Alpine Ridge d'Intel. En pratique la disponibilité n'est pas encore effective et si Gigabyte a annoncé quelques cartes mères Z170 avec ce contrôleur, elles ne sont pas disponibles aujourd'hui.


La très très lourde Z170 G1 Gaming de Gigabyte dont même les ports SATA Express sont recouverts de métal !
Nous avons croisé quelques cartes sur le stand de Gigabyte mais en ce qui concerne la disponibilité, il semblerait au mieux qu'elle soit effective le mois prochain (Intel n'a pas voulu préciser officiellement mais la disponibilité d'ici un mois a été évoqué par un ingénieur dans les allées).


En pratique l'intérêt de Thunderbolt pourra se faire pour des docks, c'est le cas d'un portable MSI qui était montré avec un dock externe qui en plus d'avoir divers ports incluait un GPU graphique mobile AMD. Ce dock gère en même temps l'USB-PD pour charger le portable.


Une autre option montrée est un cas que l'on a vu de nombreuses fois au fil des années, celui d'utiliser une carte graphique desktop avec un portable. Un boitier de ce type était montré avec une Radeon R9 270 a l'intérieur. En pratique on reste limité à une connexion PCI Express x4.


Globalement notre avis ne change pas sur Thunderbolt. Si l'idée de partager des lignes PCI Express est excellente, Thunderbolt ne fait que fragmenter le futur écosystème de l'USB 3.1/Type-C. La stratégie d'Intel sera très probablement contre-productive a l'avenir et si le constructeur se vante dans ses présentations du fait que seul ses ports Thunderbolt 3 gèrent « toutes » les options de l'USB Type-C, en pratique cela ne fait qu'ajouter à la confusion. D'autant plus problématique quand ses propres contrôleurs sont en retard !

Il serait salutaire que l'USB-IF poursuive son effort de développement d'un standard d'encapsulation du PCI Express ouvert, pour mettre un terme définitif à l'aventure propriétaire Thunderbolt.