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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.

Bien caché dans un coin du stand du consortium VESA dédié au DisplayPort, nous avons pu apercevoir un prototype d'adaptateur capable de convertir le signal DisplayPort 1.2 vers du HDMI 2.0. Proposé par BizLink, qui était également le premier sur le hub DisplayPort, il s'agit d'un câble-adaptateur actif mais qui n'a pas besoin d'alimentation externe.

Pour prouver qu'il était bien fonctionnel, une démonstration connectait une TV 4K 60 Hz en HDMI 2.0 à un Mac Pro, équipé de FirePros incompatibles avec cette connectique. Il s'agissait bien d'un format de type 24-bits par pixel, sans réduction de la qualité, mais probablement sans HDCP 2.2. Nous ne savons pas si la commercialisation est prévue, et si c'est le cas quand elle devrait intervenir, mais techniquement cette conversion semble donc être possible.

Le HDMI Forum (une association fondée par Hitachi, Panasonic, Philips, Silicon Image, Sony, Technicolor et Toshiba) vient d'annoncer la version 2.0  de son standard de connectique vidéo et audio HDMI.

Cette nouvelle version apporte plusieurs nouveautés, mais surtout en premier lieu une amélioration du débit par rapport aux versions antérieures. Le HDMI 1.3 lancé en 2006 apportait pour rappel un débit maximal de 10.2 Gb par seconde, un débit conservé pour la version 1.4 lancée en 2009 qui apportait surtout des nouveautés autour du protocole (arrivée de l'Audio Return Channel, gestion de la 3D stéréoscopique, encapsulation IP, etc…).

Entre temps, la version 1.2 de DisplayPort est arrivée (fin 2009) en augmentant le débit à 17.28 Gb/s, ce qui permet entre autre de gérer des écrans 4K en 60 Hz. Sans trop de surprise donc, le HDMI 2.0 s'aligne sur ces caractéristiques puisqu'il propose une bande passante de 18 Gb/s. Au-delà du débit, le protocole évolue aussi avec la possibilité de gérer jusqu'à 32 pistes audio LPCM (au lieu de 8) ainsi que la diffusion de deux flux vidéo et quatre flux audio distincts en simultanée.

Côté connectique, pas de changement puisque l'on retrouve toujours les mêmes prises. Bonne nouvelle également, les câbles ne changent pas. Les câbles dits de catégorie 2 sont en effet annoncés comme compatibles avec les débits 18 Gb/s.

Nos confrères de TechRadar  nous rapportent que le HDMI Licensing LLC, l'organisme qui gère les licences HDMI évoque la possibilité de s'en prendre aux câbles Mini DisplayPort (de plus en plus utilisé sur les portables) vers HDMI que l'on peut trouver dans le commerce. Selon l'organisme, ces câbles ne correspondent pas aux accords de licences signés par leurs constructeurs, ce dernier stipulerait en effet que seuls les câbles HDMI mâle/mâle sont autorisés.

Cela ne veut pas dire pour autant que la conversion DisplayPort/HDMI est impossible, les dongles de conversion sont bel et bien autorisés, à condition qu'ils utilisent à leur extrémité un port HDMI femelle. Il faudra donc y connecter un câble HDMI classique (male/male) en sus. Pour éviter la double connectique, des câbles DP/HDMI étaient disponibles depuis quelques temps chez différentes marques (par exemple Konïg ici mais aussi Belkin et d'autres). Ce sont ces câbles que le HDMI Licensing LLC remet en cause, ce qui devrait pousser les différentes marques à arrêter leur mise en vente sous peine de remise en cause de leur licence HDMI. Le fait que le DisplayPort (norme concurrente du HDMI) soit spécifiquement visé n'est bien entendu pas anodin, mais l'application stricte de la licence HDMI pourrait également remettre en cause d'autres types de câbles de conversion, par exemple les câbles HDMI mâle/DVI mâle.