Canard PC Hardware

La première déclinaison de la famille, le RV770, est sorti fin juin 2008 sous les noms commerciaux de Radeon HD 4850 et Radeon HD 4870. Ces deux GPU haut de gammes font parties de l’architecture R700 d’ATi, qui englobe tous les chips graphiques de la série Radeon HD 4000. La première chose à faire est donc d’expliquer les spécificités techniques du R700. Précisons tout de suite qu’à titre personnel, je considère toujours ces chips comme de gros amas de transistors à peine plus évolués que des DSP et bien loin de rivaliser avec un noble CPU. Ceci principalement à cause de l’incapacité des GPU à traiter efficacement un flux de donnée doté de branchements complexes.

Sur cet aparté inutile, continuons. Le R700 est un GPU Direct X 10.1 (comme son prédécesseur, le R600) doté de nombreuses unités de traitements, également appelés core. Ces coeurs sont architecturés de la même manière que les unités SIMD des processeurs, c'est-à-dire qu’on applique en une fois plusieurs instructions (transformations) sur la même donnée. Exemple : on rétréci et on change la couleur d’une texture. Voyons tout ceci de plus prêt grâce à ce schéma savamment commenté par nos soins :

Les cœurs SIMD, qui s'échangent des données par le biais d'un cache de 16 Ko, sont eux-mêmes constitués de sous-blocs, les unités vec5. Chaque core SIMD en contient 16 dans le RV770, soit 160 unités vec5 au total. Une unité vec5 est constituée de 4 unités basiques capables d’effectuer des opérations simples (des additions et des multiplications, principalement) et d’une unité « généraliste » pour les opérations complexes comme les racines carrées :

Récapitulons, un RV770 comporte 10 cœurs SIMD, chacun intégrants 16 unités vec5, chacune embarquant 5 processeurs de flux. On a donc au final 10*16*5 = 800 Stream processors. A titre de comparaison, les Radeon HD 3800 ne comportait que 320 Stream processeurs car le GPU ne disposant que de 4 cœurs au lieu de 10. C’est l’une des améliorations majeures du R700 par rapport au R600. Les autres améliorations concernent les 16 ROPs (les unités de post-traitements chargés principalement de l’antialiasing) dont certains bugs ont été corrigés et qui devraient offrir des performances maximales doublées, et la mémoire, où la GDDR4 laisse la place à la GDDR5. Quelle différence entre les deux types de mémoires ? Pas grand-chose en fait. Les deux utilisent toujours un prefetch de 8 banks mémoires en parallèle, mais la GDDR5 utilise en plus un mécanisme de correction d’erreur (CRC), une fréquence adaptative en fonction de la qualité du lien entre le GPU et la mémoire, et surtout, une réduction de la vitesse des lignes CK (commandes et adresses), à la moitier de la fréquence nominale. En effet, le principal frein à la montée en fréquence de la GDDR4 n’était pas tant les lignes de données en elles-mêmes, mais plutôt les lignes d’adresses. Au final, entre la GDDR3 utilisée par Nvidia et la GDDR5, ATI annonce un gain de 200% (x3) du débit par pin, et cela avec un routage des pistes nettement plus simple sur le PCB ! Le RV770 utilisera donc de la GDDR5 interfacée en 256 bit avec une fréquence de base de 225 MHz. Ceci nous donnera un débit maximum de : 225 (MHz) * 8 (bits de prefetech) * 2 (DDR) * 256 (bits bus) / 8 (bits -> octet) = 115.2 Go/s.

Les cartes que nous avons testés

ATI Radeon HD 4890

Dépassé par Nvidia dans le très haut de gamme, AMD a fini par régir en Avril 2009 avec la Radeon HD 4890, une carte toujours basée sur le R700 mais qui n’est au final rien de plus qu’une 4870 overclockée. La fréquence du GPU passe ainsi de 750 à 850 MHz et la mémoire de 900 a 975 MHz, entrainant mécaniquement une hausse de performance (et de la consommation électrique) de l’ordre de 10%. Toutes les autres caractéristiques (unités de shaders, type et bus mémoire, …etc.) restent strictement identiques. A noter qu’avec la bénédiction d’AMD qui encourage fortement les fabricants à overclocker ce GPU, des Radeon HD 4890 dont le cœur est cadencé à 1 GHz ont rapidement vu le jour. La carte que nous avons testée utilisait un cœur à 850 MHz, soit la fréquence d’origine. Vu que toutes les GPU disposent d’un potentiel d’overclocking (y compris celles de Nvidia), il n’aurait pas été honnête de tester la version overclockée d’usine.

Coeur	Gravure	SP	Fréq (Coeur)	Fillrate	RAM	RAM (Fréq)	RAM (débit)	Conso
RV790	55 nm	800 (160x5)	850 MHz	34 GT/s	GDDR5 (256 bit)	975 MHz	124.8 Go/s	180 Watts

ATI Radeon HD 4870

La Radeon HD 4870 est l’essence même du RV770, c’st à dire qu’elle incorpore toutes les technologies qui ont été développées pour ce GPU. On y retrouve les 800 Stream Processors répartis en 160 unités vec5 sur un chip gravé en 55 nm par TSMC. Côté mémoire, la GDDR5 à 900 MHz est bien entendu présente, mais la capacité finale (512 Mo ou 1 Go) reste à l’appréciation du fabricant. La différence entre les deux reste très faible, à part quelques exceptions en très haute résolution et/ou avec un fort anticrénelage actif. D’un point de vue pratique, la Radeon HD 4870 est refroidie par un ventirad qui occupe malheureusement deux slots et chauffe beaucoup puisqu’elle doit dissiper jusqu’à 150 Watts. Les cartes sont généralement équipées de deux sorties DVI compatibles HDMI/HDCP 1.3, supportent le CrossFire X (jusqu’à quatre GPU) et s’interfacent sur un bus PCI Express 16x 2.0 (compatible 1.0). Enfin, dans les cas d’une upgrade, il est important de noter que les Radeon HD 4870 utilisent deux connecteurs d’alimentation PCI Express à 6 broches.

Coeur	Gravure	SP	Fréq (Coeur)	Fillrate	RAM	RAM (Fréq)	RAM (débit)	Conso
RV770	55 nm	800 (160x5)	750 MHz	30 GT/s	GDDR5 (256 bit)	900 MHz	115.2 Go/s	150 Watts

ATI Radeon HD 4870 X2

Carte « Armageddon », la Radeon HD 4870 X2 est, comme son l’indique, constituée de deux Radeon HD 4870 montés sur le même PCB et accompagnés de 2 x 1 Go de GDDR5. Les GPU RV770 et la mémoire utilisés sont strictement identiques à ceux employés sur la carte mono-GPU, fréquences comprises. Les deux GPU sont interconnectés au système par le biais d’un pont PLX compatible PCIe 2.0. La principale nouveauté réside dans l’utilisation de deux contrôleurs PCI Express au sein des GPUs. L’un est utilisé pour la connexion au pont PLX et l’autre pour la communication avec l’autre GPU, afin d’améliorer les performances. Côté dissipation thermique, la Radeon HD 4870 X2 est un four, en plus bruyant. Il faut dire qu’avec plus de 250 Watts à dissiper avec un refroidissement à peine supérieur à une 4870 classique, ceux-ci turbinent souvent à fond. Enfin, prenez garde à sa taille (27 cm de long !) qui risque de ne pas rentrer dans votre boitier et au fait que la carte nécessite un double connecteur PCI Express 8 et 6 broches. Les fous pourront aussi faire du CrossFire, bien que l’aspect logiciel reste encore franchement perfectible.

Coeur	Gravure	SP	Fréq (Coeur)	Fillrate	RAM	RAM (Fréq)	RAM (débit)	Conso
2*RV770	55 nm	800 (160x5)	750 MHz	30 GT/s	GDDR5 (256 bit)	900 MHz	115.2 Go/s	260 Watts

ATI Radeon HD 4850

Petite sœur de la 4870, la Radeon HD 4850 reprend le même GPU RV770 que son ainée. On a donc toujours droit aux 800 Stream Processors. Toutefois, ATI a baissé sa fréquence puisque celle-ci passe de 750 à 625 MHz. La mémoire change aussi puisque la couteuse GDDR5 est ici remplacée par de la classique GDDR3 cadencée à 993 MHz. Ceci diminue quasiment de moitié la bande passante qui passe de 115.2 à 63.5 Go/s. La quantité de mémoire, quant à elle, reste fixée à 512 Mo ou 1 Go, selon les fabricants. Bonne nouvelle : la réduction des fréquences de fonctionnements permet au dissipateur de la Radeon HD 4850 de n’occuper qu’un seul slot, au prix toutefois d’un dégagement de chaleur important : il n’est pas rare que le GPU atteigne, voir dépasse, les 90°C. Dans la même lignée, les cartes conçues autour du 4850 ne nécessitent généralement qu’un seul connecteur d’alimentation PCI Express 2.0, un bon point dans le cas d’un upgrade ! Terminons en indiquant que, bien entendu, le CrossFire X est également supporté sur ces cartes.

Coeur	Gravure	SP	Fréq (Coeur)	Fillrate	RAM	RAM (Fréq)	RAM (débit)	Conso
RV770	55 nm	800 (160x5)	625 MHz	25 GT/s	GDDR3 (256 bit)	993 MHz	63.5 Go/s	110 Watts

ATI Radeon HD 4830

Annoncée fin Octobre 2008, la Radeon HD 4830 se distingue par son GPU RV770 tronqué. En effet, contrairement aux autres déclinaisons de la famille 48xx, celui-ci ne dispose plus que de 640 Stream Processors répartis sous la forme de 128 unités Vec5. Toutefois, vu que cette désactivation est effectuée de manière « software », on a toujours à faire au RV770. ATI a également revu à la baisse les fréquences de fonctionnement puisque le cœur perd 50 MHz par rapport à la Radeon HD 4850 et que les 512 Mo de GDDR3 sont désormais limités à 900 MHz. Ceci permet une dissipation thermique moindre et une modification substantielle du dissipateur qui, désormais, ne refroidit plus les puces mémoires. La consommation électrique de la Radeon HD 4830 passe ainsi sous la barre des 100 Watts et il est toujours possible de faire fonctionner deux de ces cartes en CrossFire X. Enfin, méfiez-vous de certains dissipateurs propriétaires qui condamnent un deuxième slot PCI Express !

Coeur	Gravure	SP	Fréq (Coeur)	Fillrate	RAM	RAM (Fréq)	RAM (débit)	Conso
RV770	55 nm	640 (128x5)	575 MHz	18.4 GT/s	GDDR3 (256 bit)	900 MHz	57.6 Go/s	95 Watts

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