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Après 18 mois de gestation, Khronos annonce la disponibilité immédiate de la variante plus bas niveau d'OpenGL : Vulkan. Pour les premiers pas de cette API graphique qui promet une meilleure exploitation des différentes plateformes, sont directement proposés des kits de développements, des pilotes et même le portage beta d'un jeu PC.

Il y a un an, lors de la GDC 2015, Khronos dévoilait Vulkan, sa vision de l'API graphique de plus bas niveau. Face à Mantle, Direct3D 12 ou encore Metal, Khronos se devait de réagir rapidement pour rester dans la course. Avec cette concurrence et une demande insistante des développeurs, une évolution radicale d'OpenGL, son API graphique historique, était aussi nécessaire que difficile à mettre en place. Pour bouger rapidement et éviter tout compromis boiteux, Khronos a pris la décision de mettre au point une API complémentaire à OpenGL et non de faire évoluer cette dernière vers un plus bas niveau d'abstraction. OpenGL et Vulkan vont coexister, évoluer côte à côte dans le futur, partager certains points communs mais rester distinctes sur d'autres.

Ces API de plus bas niveau permettent aux développeurs de mieux contrôler le GPU et sa gestion, ce qui a pour principal effet de réduire le coût CPU des commandes de rendu et d'autoriser une exploitation efficace du multi-threading. En contrepartie, le travail des développeurs se complexifie quelque peu, notamment en ce qui concerne la robustesse de leur code, qui ne sera plus facilitée par de lourdes sécurités mises en place au niveau des API classiques et de leurs pilotes. Ce dernier point est cependant un mal pour un bien puisque les meilleurs développeurs auront tout le contrôle nécessaire pour assurer un code robuste, sans devoir prendre en compte l'inconnue de ce qui peut se passer à l'intérieur des pilotes.

Pour en savoir plus sur la philosophie qui se cache derrière Vulkan, n'hésitez pas à repasser par l'actualité liée à la présentation de Vulkan en mars dernier. Rappelons simplement qu'à la base des travaux de Khronos, nous retrouvons l'API Mantle qui a été "offerte" par AMD (une contribution que Khronos affiche sans détour contrairement à Nvidia qui ne peut s'empêcher d'essayer de la minimiser autant que possible).

Ses fondamentaux sont toujours là, il aurait été inutile de réinventer la roue, mais après 18 mois de travaux, de nombreuses modifications plus ou moins importantes ont été apportées par le groupe de travail mis en place au sein de Vulkan. Dans sa documentation destinée aux développeurs, Nvidia indique ainsi qu'une douzaine de sociétés ont apporté des contributions majeures et au moins le double étaient sérieusement impliquées dans le projet. Neil Trevett, le Président du consortium (et accessoirement le Vice-Président de l'écosystème développeur chez Nvidia) avec lequel nous avons pu nous entretenir, a tenu à insister sur l'implication plus importante que jamais des développeurs de moteurs de jeu.

Si les plus grosses modifications concernent la gestion des ressources et la prise en compte des architectures de type TBDR (Tiled-Based Deferred Rendering), telles que celle des GPU PowerVR, la présence des développeurs a fait en sorte de contrebalancer les demandes spécifiques que pouvaient avoir les concepteurs de GPU pour éviter de trop complexifier l'API.

Vulkan supporte tout type d'extensions, exactement comme OpenGL, mais face à la large plage de possibilités liée au matériel supporté (de type OpenGL ES 3.1 mobile à OpenGL 4.5 desktop et supérieur), Khronos a mis en place des feature sets, soit un niveau de fonctionnalité minimum garanti. Ceux-ci sont définis par plateforme, de préférence par l'organisme qui contrôle la dite plateforme, et par Khronos si cet acteur tiers ne souhaite pas s'impliquer. Ces feature sets sont toujours en cours de finalisation et ne devraient être publiés que d'ici 1 ou 2 mois.

Sur PC, comme vous vous en doutez, Microsoft n'a pas réellement intérêt à pousser l'arrivée de Vulkan, préférant sa propre API Direct3D 12 liée à Windows 10 et qui est également disponible sur Xbox One. C'est donc Khronos qui se chargera de définir le feature set sous Windows (avec un support de Windows XP à Windows 10), après les premiers retours des développeurs et en jonglant avec le lobbying intense d'AMD, d'Intel et de Nvidia. Ce même feature set devrait également être étendu à Linux, même si certaines releases pourraient mettre en place un feature set spécifique. Il sera évidemment possible d'aller plus loin que le feature set, via le système d'extensions.

Sous Android, Google sera aux commandes. Et c'est là le point qui est probablement le plus important pour Vulkan. L'an passé, nous émettions quelques doutes quant au succès de Vulkan. Pourquoi ? Bien que tout cela n'ait jamais été annoncé publiquement, nous savons de multiples sources sûres que Google préparait sa propre API de bas niveau avec pour projet de la rendre disponible sur d'autres plateformes. Mais quelque part entre la GDC et la fin de 2015, Google a changé son fusil d'épaule, est passé au statut de Promoter au sein de Khronos (le plus élevé) et a abandonné son API propriétaire au profit exclusif de Vulkan. Google proposera ainsi un peu plus tard une version d'Android avec intégration complète de Vulkan, ce qui ne manquera pas de faciliter l'adoption de cette API.

Les possibilités pour cette API sont multiples. Vulkan a un intérêt évident dans le monde mobile, en termes de performances directes bien entendu, mais également au niveau des effets indirects que cela peut avoir : un coût CPU moindre implique une réduction de la consommation, un argument de poids. Vulkan devrait également trouver sa place dans le monde professionnel où les moteurs de visualisation sont souvent lourdement limités par le CPU. Vulkan pourra également aider à réduire la latence et à éviter les petites saccades dans le cadre de la réalité virtuelle.

 

 

C'est d'ailleurs une autre observation importante que nous pouvons faire aujourd'hui. Si l'ADN de Mantle d'AMD est bel et bien à la base de Vulkan, ce qui a mis Nvidia dans une position inconfortable au départ, c'est bien ce dernier qui est progressivement devenu le plus actif autour de cette nouvelle API. Nvidia propose ainsi un pilote Vulkan beta à destination de ses GPU Kepler et Maxwell, qu'ils soient GeForce, Quadro ou Tegra, et que ce soit sous Windows 7-8-10, sous Linux ou sous Android 6.0.

Mais surtout, Nvidia est particulièrement actif au niveau de la documentation et des démos fournies aux développeurs et a mis en place plusieurs mécanismes pour aider ces derniers à passer à cette nouvelle API. Le pilote Vulkan de Nvidia accepte ainsi les shaders OpenGL classiques de type GLSL et pas uniquement le langage intermédiaire SPIR-V de la nouvelle API. Par ailleurs, ce pilote autorise de faire tourner Vulkan à l'intérieur d'un contexte OpenGL. De quoi pouvoir faire des essais rapidement et expérimenter avec Vulkan sans devoir repartir de zéro, ce que de nombreux développeurs devraient apprécier.

> Les pilotes Nvidia pour Windows 7/8.1/10 et Linux 

La documentation et les démos de Nvidia pour les développeurs 

Du côté d'AMD, qui en amont a communiqué très peu (ou très mal ?) sur Vulkan, aucun pilote n'a encore été certifié par Khronos  mais nous venons de remarquer qu'un pilote beta est disponible sur son portail GPUOpen. Il est compatible avec tous les GPU GCN, même s'il y a probablement des limitations pour les plus anciens de ces GPU, et supporte Windows 7, 8.1 et 10. La version Linux arrivera un peu plus tard. Nous ne savons pas pourquoi ce pilote n'a pas encore passé la certification de Khronos.

> Les pilotes AMD pour Windows 7/8.1/10 

La documentation d'AMD pour les développeurs 

Du côté d'Intel, un pilote a été certifié par Khronos pour Skylake sous Linux, mais nous ne savons pas quand il sera disponible. Imagination dispose également d'un pilote certifié sous Linux (nous avons pu le voir en démo lors du CES), tout comme Qualcomm sous Android 6.0. ARM est également annoncé comme prêt à fournir un pilote sous peu.

> La page dédiée d'Imagination 

Notons que dans le cas du support sous iOS, qui ne sera pas natif, Apple privilégiant Metal, Vulkan devrait être proposé d'une manière détournée puisque The Brenwill Workshop développe Molten (MetalGL + MetalVK), une surcouche qui permet de faire tourner OpenGL ES ou Vulkan par-dessus Metal. A voir cependant quelles seront les limitations et autres impacts sur les performances.

Enfin, Khronos tient à insister sur le fait que Vulkan, comme les autres API de plus bas niveau, n'est pas fait pour tous les développeurs, compte tenu de sa complexité plus élevée et d'avantages qui ne s'appliquent pas à toutes les situations. Mais au vu de l'intérêt apporté à ces API par les spécialistes du moteur graphique et d'autres middlewares, qui feront le travail pour la plupart des développeurs de jeux vidéo, le premier point ne devrait pas être un obstacle. Attendez-vous à de nombreuses annonces annexes lors de la GDC 2016 qui se tiendra le mois prochain à San Francisco.

Pour plus d'informations techniques, les spécifications de Vulkan sont disponibles sur le site de Khronos  et nous avons ajouté ci-dessous la présentation complète de Khronos destinée à la presse technique :

 

 

Introduit en 2013 sur les GT 640 et 630, renommées ensuite en GT 730 DDR3 64 bits et GDDR5, le petit GPU Kepler GK208 est utilisé sur une nouvelle référence, la GT 710. A l'instar de la GT 720, seule la moitié des 384 unités de calcul de la puce sont actives, mais la fréquence passe de 797 MHz à 957 MHz.

En termes de puissance GPU une GeForce GT 710 est donc supérieure à une GeForce GT 720, ce qui est pour le moins inexplicable. Par contre elle ne pourra être équipée que de DDR3 à 1.8 Gbps (900 MHz) là où le GT 720 pouvait également être décliné en version GDDR5 à 5 Gbps (1250 MHz), une déclinaison toutefois assez rare en pratique.

Bref, dans la plupart des cas, une GeForce GT 710 sera plus rapide (ou moins lente…) qu'une GT 720, cherchez l'erreur ! Difficile de savoir ce qui motive le lancement de cette nouvelle référence. Dans tous les cas, si on souhaite l'utiliser en 3D il est bon de rappeler que pour faire mieux qu'un iGPU récent, il convient de faire appel au moins à une GT 730 GDDR5 (ou une R7 240 GDDR5) avec une puissance de calcul doublée et une bande passante mémoire 2,8 fois supérieure.

Nvidia vient de mettre en ligne les pilotes 361.75 WHQL, qui contiennent notamment des optimisations ainsi que des profils SLI pour Rise of the Tomb Raider et Tom Clancy's The Division Beta. Diverses correction de bug sont au programme, ainsi que des mises à jour des profils SLI pour Metal Gear Solid V, Sebastien Loeb Rally Evo et Tom Clancy's Rainbow Six : Siege.

Ces pilotes intègrent de plus le support, en version beta, d'une carte graphique externe via Thunderbolt 3 pour les GPU Maxwell : GTX 900, Titan X, GTX 750 et 750 Ti. Bien entendu la bande passante est réduite par rapport à une carte interne puisqu'on est en PCIe x4 Gen3 soit 2 à 4 fois moins, mais en jeu l'écart pourrait être réduit et compensé par les avantages offerts par un dock externe avec une carte graphique puissante associé à un portable ou un mini-PC. MSI avait présenté un tel dock lors du dernier IDF.

• Windows 10 64 bits 
• Windows 7/8 64 bits 

A moins d'être en hibernation depuis quelques mois, vous savez probablement que l'année 2016 sera marquée par l'arrivée de deux nouvelles architectures GPU, avec d'un part Polaris chez AMD et de l'autre Pascal chez Nvidia. Ces architectures ont en commun l'utilisation de nouveaux procédés de fabrication, que ce soit le 14nm LPP chez Samsung / GlobalFoundries ou le 16nm FinFET+ chez TSMC, qui combinés avec les nouvelles mémoires (HBM2, GDDR5X) et les raffinements architecturaux promettent un gain important en terme de performances.

Côté AMD, Polaris a été évoqué officiellement à l'occasion du CES en ce début d'année. L'accent a notamment été mis sur un saut historique de la performance par watt, et deux puces seraient prévues, Polaris 10 et Polaris 11. L'une est prévue pour des livraisons à compter de mi-2016, il s'agit d'une puce de relativement petite destinée aux PC compacts et aux portables et qui sera associée à de la GDDR5. L'autre, plus grosse, serait destinée au haut de gamme et pourrait faire appel à la HBM2 mais aucun détail n'a été donné pour ce qui est de la date de commercialisation.

Chez Nvidia, Pascal fait les titres depuis longtemps puisqu'il en a été question dès la GPU Technology Conference qu'il a organisé en 2014. Le GTC 2015 en mars dernier a été l'occasion de quelques précisions, Nvidia mettant en avant une puissance de calcul par watt doublée (et même quadruplée grâce au FP16) ainsi qu'une capacité et une bande passante mémoire en forte hausse grâce à la mémoire 3D (la HBM2 en pratique). Lors du CES, Nvidia n'a évoqué Pascal que pour le Drive PX2 et n'en a pas fait de démonstration contrairement à son concurrent : il faudra probablement attendre le GTC 2016 en avril prochain, ou au mieux la GDC qui a lieu mi-mars, pour qu'il en dévoile plus.

A quelle date faut-il s'attendre à voir débarquer ces GPU ? De part et d'autre c'est le grand secret, sauf pour l'entrée de gamme chez AMD, autant pour ne pas donner d'indication à son (unique) concurrent que pour de ne pas impacter négativement les ventes de la génération actuelle. Ces derniers jours une "roadmap" établie sur la base de rumeurs et autres déductions, remplie de points d'interrogations et publiée à l'origine sur un site japonais  a fait le tour de nombreux sites sans que les pincettes de rigueur soient de mise, voire parfois en laissant penser qu'il s'agissait d'une véritable roadmap. Il était notamment question sur ce document d'un premier gros GPU Pascal, GP100, lancé en avril lors de la GTC puis d'un second GPU, GP104, qui aurait fait son apparition en juin au Computex sous la forme d'une GeForce GTX 1080.

On ne peut malheureusement pas accorder de crédit à ces informations. Il faut bien admettre que Nvidia comme AMD gardent bien le secret pour la génération à venir, et les seules bribes d'informations qui nous parviennent laissent plutôt à penser que leur disponibilité interviendra au troisième trimestre, alors qu'initialement nous comptions plutôt sur le second trimestre. Mais il est tout à fait possible que l'un ou l'autre masque au maximum son jeu pour avoir un effet de surprise lors du lancement qui ne serait pas sans retombées commerciales positives… wait & see !