La Radeon HD 7990 est-elle la nouvelle référence ?

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10. Hitman: Absolution


Framerate moyen

Hitman: Absolution semble taillé pour les AMD Radeon HD 7970 en CrossFire et la nouvelle Radeon HD 7990. Mieux encore : les images partiellement affichées sont presque entièrement absentes, ce qui permet à leurs framerates perçus d'être pratiquement au niveau de leurs framerates matériels. L'écart entre les deux valeurs n'est dû qu'à quelques images perdues, qui ne sont jamais affichées.
Curieusement, toutes les cartes Nvidia sont coincées aux alentours de 55 images/s. Le fait que ce soit la GeForce GTX Titan qui arrive en tête suggère qu'un élément extérieur limite les performances de la GTX 690 et des 680 en SLI.
Évolution du framerate dans le temps

On remarque quatre portions du benchmark où une poignée d'images perdues fait baisser le framerate perçu de la Radeon HD 7990. Ceci étant dit, les cartes AMD s'en sortent réellement bien dans Hitman.
Variance interimages

En lisant les notes de version des pilotes Catalyst 13.3, on remarque qu'AMD a optimisé les latences de ses produits pour deux jeux supplémentaires : Hitman: Absolution et Tomb Raider. Si l'on ajoute à la liste Borderlands 2 et Skyrim, tous deux optimisés dans la version 13.2, quatre des huit titres testés aujourd'hui sont censés fonctionner plus fluidement que les autres.
Les cartes AMD affichaient de bonnes performances dans Borderlands 2 ainsi que dans Hitman. Celles de Nvidia continuent à afficher les images avec plus de fluidité, mais un goulot d'étranglement dont nous n'avons pas pu déterminer l'origine les empêche de générer les mêmes framerates perçus que les Radeon.
Nous notons avec intérêt que le pilote prototype n'aide pas les cartes AMD dans Hitman. Les représentants de la société nous ont confié qu'il était en fait basé sur une branche plus âgée des pilotes. Il est donc tout à fait possible que les améliorations publiées avec les Catalyst 13.3 et reprises dans la version 13.5 Beta 2 soient absentes du prototype.

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11. The Elder Scrolls V: Skyrim


Framerate moyen

Cela fait bien longtemps que nous avons compris que Skyrim était un jeu dont les performances dépendent essentiellement du processeur. Inutile pour en profiter d'avoir une grosse carte graphique bi-GPU. Il n'y a donc rien d'étonnant à ce que seules 11 images/s séparent les premiers des derniers éléments du classement.
Pour l'occasion, les cartes Nvidia terminent en première, deuxième et troisième positions ; cette victoire est néanmoins plus symbolique qu'autre chose.
Évolution du framerate dans le temps

Toutes les cartes testées affichent des performances similaires lors des 25 secondes de notre benchmark. Les écarts entre ce que les GPU produisent et ce qui s'affiche réellement à l'écran sont plus marqués sur les AMD, bien que relativement limités ; FCAT nous montre que ces creux sont provoqués par des images perdues.
Variance interimages

Skyrim est le troisième titre de ce comparatif pour lequel AMD a délibérément optimisé ses pilotes en vue de réduire la latence entre images successives. Cela se traduit par une variance interimages extrêmement limitée sur la Radeon HD 7990. Les valeurs au 95^ecentile ne grimpent qu'en raison de pics survenant de manière intermittente tout au long du benchmark (avec un maximum de 64 ms à une occasion).
Les latences au 95^e centile sont comparables sur les deux Radeon HD 7970 en CrossFire, mais les valeurs moyennes et au 75^e centile sont plus élevées.
Couplée au pilote prototype, la Radeon HD 7990 affiche plus ou moins la même fluidité qu'avec le pilote classique, si ce n'est au 95^e centile ; cette légère baisse est sans doute due aux codes plus anciens du prototype.
AMD a effectué sur Skyrim un travail suffisamment correct pour éliminer tout désavantage dont les Radeon auraient pu souffrir, mais il faut néanmoins constater que les GeForce bénéficient de latences systématiquement plus faibles.

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12. Tomb Raider


Framerate moyen

L'AMD Radeon HD 7990 obtient ici le framerate perçu moyen le plus élevé, bien qu'elle gâche une partie de ses efforts de rendu en images perdues et partiellement affichées. Elle fait considérablement mieux que le CrossFire de Radeon HD 7970, qui souffrent du nombre élevé d'images ne s'affichant à l'écran que pendant quelques millisecondes. Le pilote prototype aide la 7990 à faire un peu mieux encore, mais il est fort possible que, Tomb Raider ayant bénéficié d'optimisations dans les Catalyst 13.3, la majeure partie des gains qu'il apporte soient déjà disponibles aujourd'hui.
Évolution du framerate dans le temps

Les lignes en pointillés représentent les framerates matériels et les lignes pleines les framerates réellement perçus après décomptage des images perdues et partiellement affichées.
Variance interimages

Bien qu'elle soit victime de la latence la plus élevée du classement au 95^e centile, la Radeon HD 7990 couplée aux pilotes Catalyst 13.5 Beta 2 génère une variance interimages moyenne plus faible que les deux autres cartes AMD.
Malheureusement, bien que ses résultats puissent paraître assez encourageants, les volontaires que nous avons invités à mener des tests dans notre laboratoire ont pour la plupart indiqué que le gameplay paraissait moins fluide avec la Radeon HD 7990 qu'avec la GeForce GTX 690.

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13. Radeon HD 7990 vs GeForce GTX 690 : test à l'aveugle<a title="Radeon HD 7990 vs GeForce GTX 690 : test à l'aveugle" class="cDefault label db" style="outline-style: none; display: block; white-space: nowrap; overflow: hidden; text-overflow: ellipsis;"><span class="innerL10" style="padding-left: 10px;">


En intégrant FCAT à notre protocole de test et en retirant les résultats générés par Fraps de nos articles consacrés aux configurations multi-GPU, nous avons récolté un nombre important d'informations quantitatives sur les performances des cartes graphiques. En théorie, nous devrions donc être en mesure d'avoir plus que jamais confiance en nos conclusions.
Il nous manque cependant une information vitale : comment les joueurs perçoivent-ils la latence entre images ? Accordons-nous simplement plus d'importance à la fluidité parce que nous avons maintenant les outils pour la mesurer ? Ne sommes-nous pas en train de faire tout un plat d'une question autrement sans importance ?
Nous sommes actuellement en train de faire appel au lectorat de Tom's Hardware pour générer des données qui seront intégrées à un autre article consacré à ce que pensent les joueurs de certaines variables d'après leur expérience propre. Pour l'article que vous lisez en ce moment, cependant, nous avons trouvé qu'il était important d'inviter quelques joueurs chez nous, où il ont pu essayer la Radeon HD 7990 et la GeForce GTX 690, l'une après l'autre, dans les mêmes jeux.

Nous avons monté deux bancs d'essai ouverts, identiques en tous points à l'exception de la carte graphique et connectés à deux écrans Auria EQ276W de 27" Équipés de cartes-mères à chipset Z77, de processeurs Core i7 Ivy Bridge et de 16 Go de mémoire DDR3-1600, ils contenaient des SSD de 256 Go sur lesquels étaient installée la même image disque. Les cobayes ignoraient quel ordinateur contenait quelle carte et à quel banc d'essai leur écran était connecté. L'expérience ayant duré sept heures, nous avons toutefois fini par les informer des conclusions que leurs avis nous menaient à formuler. Chaque joueur passait entre 10 et 15 minutes devant chaque écran avant de changer et de répéter l'opération. Nous n'avons malheureusement pu impliquer que cinq personnes dans ce test ; à l'avenir, nous souhaiterions au moins doubler ce chiffre.
Verdict

À l'unanimité, les membres du groupe ont trouvé que le gameplay le plus fluide était celui obtenu avec la GeForce GTX 690. Bien que nous ayons eu peur que la pression collective affecte les résultats, nous avons demandé à chaque joueur d'identifier les facteurs qui ont influé sur son jugement et nous avons obtenu des réponses circonstanciées.
Évidemment, nous aurions pu procéder de manière plus scientifique, prendre plus de temps, un échantillon de plus grande taille et plus de matériel, mais nous sommes suffisamment satisfaits du résultat de la discussion pour l'inclure dans ces lignes.

Nous avons effectué la majeure partie des tests impliquant la Radeon HD 7990 avec les pilotes Catalyst 13.5 Beta 2. Sans prévenir, nous avons toutefois installé le prototype pilote sur la machine AMD et demandé aux membres du groupe de réessayer les titres auxquels ils avaient déjà joué. Cette fois encore, la réaction a été universelle : le rendu a été perçu comme plus fluide dans la plupart des jeux, mais haché par intermittence dans certains autres (Crysis 3 et Tomb Raider). Ces résultats contredisent en fait ceux des benchmarks, où le pilote prototype, optimisé pour le frame pacing, donnait justement un framerate perçu plus élevé dans ces deux titres.
Après avoir vu quelques titres semblant plus saccadés avec le pilote prototype (en particulier Battlefield 3), notre hypothèse actuelle est la suivante : bien que l'insertion délibérée de latence contribue à réduire le nombre d'images perdues et partiellement affichées et donc à augmenter le framerate calculé par FCAT, l'opération n'est pas toujours réalisée de manière suffisamment précise pour éliminer les artéfacts perceptibles. Ce pilote est cependant toujours en chantier et constitue indéniablement un pas dans la bonne direction. Skyrim, en particulier, s'est attiré les compliments de joueurs qui l'avaient précédemment trouvé haché avec le couple Radeon HD 7990 / Catalyst 13.5 Beta 2.

The Pepsi Challenge: Radeon HD 7990 Vs. GeForce GTX 690

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14. Températures, émissions sonores et vitesse des ventilateurs


Nous avons effectué toutes nos mesures acoustiques dans une chambre semi-sourde à une température ambiante de 22°C et à une distance de 50 cm, avec le microphone perpendiculaire au ventilateur central de la Radeon HD 7990. Comme à notre habitude, nous publions les volumes en dB(A) afin de tenir le plus compte possible des particularités de l'oreille humaine.
Nous employons pour ces tests le même matériel étalonné que pour nos mesures acoustiques relatives aux PC, car notre microphone de studio permet de prendre des mesures plus précises qu'un sonomètre aux fréquences supérieures à 8 kHz. Pourquoi nous donnons-nous tant de mal ? Parce que le niveau de pression acoustique ne nous donne pas toutes les informations dont nous avons besoin. En effet, bien que nous préférions légèrement l'acoustique des trois ventilateurs de la Radeon HD 7990 à celle de l'unique ventilateur de la GeForce GTX 690, nous devons également composer avec le fait que, cette fois-ci, le bruit du ventilateur n'est pas celui que l'on risque le plus d'entendre en plein jeu. Comme nous l'avons indiqué précédemment, les variations de charges de travail font vibrer les condensateurs et la carte de circuits imprimés, ce qui entraîne un sifflement des plus désagréables.
AMD affirme avoir déjà beaucoup fait pour minimiser le problème et nous a conseillé d'activer la synchronisation verticale pour plafonner le framerate, aplanir les variations de charges de travail et ainsi réduire la gêne sonore. Cela nous ramène à notre analyse et au fait que les impressions subjectives peuvent être très différentes de ce qu'un sonomètre aurait mesuré. Si tout cela vous semble un peu confus, ne vous en faites pas, la vidéo de la page suivante devrait tout clarifier.

Températures

Le premier point qui nous intéresse est la comparaison entre la température maximale de la Radeon HD 7990 et celle de la GeForce GTX 690. Pour ce faire, nous mettons les deux cartes sous pression au moyen d'une application de calcul GPGPU qui génère une charge constante de 100 %. Alors que la carte bi-GPU de Nvidia fonctionne en permanence à 914,5 MHz, incapable de pousser plus loin sa fréquence principale, la Radeon HD 7990 oscille encore entre 950 et 1000 MHz après dix minutes (bien qu'elle ait tendance à rester plus proche de sa fréquence de base).

Comme on peut le voir, la Radeon HD 7990 chauffe un peu moins, mais qu'en est-il de la vitesse de rotation de ses ventilateurs ?
Vitesse des ventilateurs

Contrairement à la GeForce GTX 690, qui est équipée d'un ventilateur axial dont les grosses ailettes sont assez fortement inclinées, la Radeon HD 7990 compte trois ventilateurs axiaux dont les ailettes sont plus incurvées et moins inclinées. Ce choix d'AMD ouvre la voie à des nuisances sonores et à des températures plus faibles, et ce, même si les trois ventilateurs tournent plus vite.

La courbe de vitesse de rotation des ventilateurs d'AMD est moins progressive que celle de Nvidia, mais elle est en général plus « conservatrice ». Les ventilateurs de la 7990 tournent moins vite tant que la température ne dépasse pas 60°C. En théorie, cela devrait permettre de limiter très fortement les émissions sonores au repos ou en charge modérée. Cela constituerait un véritable coup d'éclat pour AMD, qui a si souvent été critiqué en la matière par le passé ! Malheureusement, les charges plus lourdes déclenchent le sifflement de la carte qui est plus bruyant que les ventilateurs.
Émissions sonores

Ce qu'AMD qualifie de vibrations des condensateurs et de la PCB finit par coûter à la Radeon HD 7990 son avantage théorique. Nous aimerions réellement voir la firme régler ce problème et, ce faisant, redéfinir la notion même de « carte haut de gamme réellement silencieuse ».
Ce qui nous amène à la question suivante : quelle est la part des ventilateurs dans le bruit que génère cette carte ?

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15. Analyse acoustique : spectre de fréquences et vidéo


Commençons par une tâche qui génère une charge de travail en perpétuelle évolution n'atteignant jamais 100 % et ne descendant jamais en dessous de 40 %. Nous débutons notre analyse en vidéo par une partie de Crysis 3. Vous allez entendre le sifflement à partir de la cinquième seconde.

AMD HD 7990 - Coils

Étant donné que les ventilateurs se mettent en route tout doucement et ne deviennent audibles que vers la fin de cette vidéo, nous nous concentrons sur le bruit parasite qui domine le reste du temps. Les ventilateurs ne sont absolument pas responsables du bruit émis par cette carte. Pour mieux comprendre ce qui se passe, le mieux est d'utiliser un spectrogramme de fréquences. Son échelle de couleurs représente le volume sonore ; elle débute au bleu (silencieux) puis passe successivement par le violet (moyen), le rouge (niveau de bruit élevé) et l'orange pour terminer au jaune (très bruyant). Le vert est la limite supérieure prédéfinie, que l'on n'atteint jamais :

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Les ventilateurs n'accélèrent jamais que lorsqu'une application très gourmande pousse les deux GPU à pleine charge, auquel cas ils remplissent l'extrémité inférieure du spectre audio. Cela les rend plus bruyants à notre oreille, comme s'ils étaient responsables de l'ensemble du volume sonore. Une fois encore, une vidéo nous permet de mieux illustrer le phénomène.

AMD Radeon 7990 GPGPU

Et voici le spectrogramme qui correspond à cette vidéo. Celui-ci nous montre qu'à pleine charge, les ventilateurs noient aisément le sifflement des condensateurs et de la PCB.

Nous apprenons deux choses : premièrement, il est impossible de mesurer les émissions sonores correctement avec un simple sonomètre, car ses composants génèrent du bruit à différentes fréquences ; et deuxièmement, le sifflement gâche en partie les progrès réalisés dans la conception du système de refroidissement de la carte. Même si le résultat global n'est pas mauvais (nous sommes sans hésitation plus contents de la 7990 que de la 6990), cette stridulation aigüe est suffisamment perceptible pour avoir suscité des remarques de la part des observateurs, qui se disent à juste titre qu'une carte graphique ne devrait pas faire ce genre de bruit.

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Référence en charge : la GeForce GTX 690

Pour vous donner un point de comparaison, nous avons appliqué la même charge à la GeForce GTX 690 et avons enregistré ses émissions sonores.

GeForce GTX 690 - Full Load (GPGPU)

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16. OpenCL : calcul GPGPU


Mesurer les performances en calcul généraliste d'un produit multi-GPU est toujours un défi, car, d'une part, beaucoup d'applications sont incapables d'exploiter plus d'un processeur graphique à la fois et, d'autre part, nous devons exclure les logiciels spécifiques à CUDA ou à Stream/APP de notre protocole. Cela ne nous laisse pas énormément de choix, raison pour laquelle nous avons limité notre recherche aux applications accélérées via OpenCL.
L'avantage le plus évident d'OpenCL est que les cartes des deux fabricants s'affrontent sur un terrain de jeu aussi égal que possible. En outre, une comparaison faisant appel à des indicateurs utilisés dans le monde réel et basés sur les mathématiques en virgule flottante (FP32) et en double précision (FP64) est bien plus intéressante qu'une batterie complète de benchmarks artificiels. Comme à notre habitude, nous avons inclus dans le comparatif une série de cartes pour stations de travail afin de les comparer à leurs homologues pour grand public.
Rendu

Nous avons choisi deux moteurs de rendu différents, qui adoptent des approches presque diamétralement opposées de l'optimisation. Le premier est LuxMark, un benchmark connu basé sur le moteur LuxRender. Le second est le benchmark intégré à RatGPU, un application qui à tendance à favoriser les cartes Nvidia mais n'est pas particulièrement optimisée pour l'une ou l'autre architecture. LuxMark mesure ses résultats en échantillons par seconde, RatGPU en temps nécessaire à l'exécution du benchmark.

Le graphique généré par LuxMark est assez clair : l'architecture GCN d'AMD domine et avec une application optimisée pour OpenCL et capable d'exploiter deux GPU, les performances grimpent en flèche.

RatGPU, quant à lui, nous rappelle ce que de nombreux moteurs de rendu prévus pour CUDA nous avaient déjà appris, à savoir qu'aucune des GeForce basées sur l'architecture Kepler n'est en mesure de battre une GeForce GTX 580 (basée sur l'architecture Fermi) en calcul généraliste. Il est toutefois un peu étrange que la Radeon HD 6970, basée sur l'architecture VLIW4, soit plus rapide que la Radeon HD 7970 GHz Edition.
Chiffrement

Le logiciel que nous utilisons pour ce test traite les cartes multi-GPU comme si elles ne comportaient qu'une seule puce, donc les performances évoluent très bien. La Radeon HD 7990, qui semble exceller dans les opérations de hashage sur entiers, tire particulièrement son épingle du jeu, suivi de plusieurs autres cartes GCN.

Analyse financière (virgule flottante/FP32)

L'évolution des performances est presque idéale également dans nos quatre benchmarks d'analyse financière (deux benchmarks fois deux niveaux de précision). La Radeon HD 7990 se montre pratiquement deux fois plus performante que la Radeon HD 7970 GHz Edition, en dépit de ses fréquences légèrement inférieures. Les GeForce GTX Titan et 690, par contre, sont complètement dépassées.

Analyse financière (double précision/FP64)

Les écarts sont encore plus apparents lorsque nous répétons les deux benchmarks précités en double précision. Paradoxalement, alors que les autres cartes Nvidia peinent à calculer en FP64, la Titan s'en sort plutôt bien, en particulier face aux GeForce GTX 690 et 680 et à leurs puces GK104. L'astuce consiste à se rendre dans le pilote de la carte pour y activer le mode double précision du CUDA, qui permet à l'OpenCL de profiter de cette fonctionnalité. Cela a un effet négatif sur les fréquences, mais la Titan se montre alors plus rapide dans les charges de travail orientées FP64.
La Radeon HD 7990, quant à elle, n'a besoin d'aucun réglage pour finir première du classement, avec des performances des plus impressionnantes.

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17. OpenGL : benchmarks synthétiques orientés jeux


Unigine Heaven 4.0

Unigine Heaven 4.0 est l'un des ces tests qui nous aident à évaluer les performances de ces fonctionnalités graphiques ultra-haut de gamme dans un vrai moteur de jeu lorsque nous effectuons des benchmarks sous DirectX 11. Mais que se passe-t-il lorsque nous le faisons tourner en OpenGL ? Voici les principales fonctionnalités disponibles :

• Utilisation complète de la tessellation matérielle avec paramètres réglables
• Ciel dynamique avec nuages volumétriques et cycle jour/nuit réglable
• Éclairage global en temps réel et SSAO
• Modes caméra cinématique ou marche/vol interactif

Si la Radeon HD 7990 finit bien en tête, il est évident que le SLI est plus efficace que le CrossFire dans ce benchmark en OpenGL.
Unigine Sanctuary (OpenGL)

Le deuxième benchmark d'Unigine met l'accent sur un autre jeu de fonctions, dans lesquelles les cartes Nvidia s'en sortent étonnamment bien. Les Radeon semblent rencontrer des difficultés avec le système de particules de Sanctuary, problème que nous avons déjà observé dans d'autres benchmarks ; submergez-les de particules et elles ralentissent fortement.

• Cinq lumières dynamiques
• Rendu HDR
• Parallax Occlusion Mapping
• Ambient Occlusion Mapping
• Translucidité
• Lumière et brouillard volumétriques
• Système de particules
• Post-traitement

Unigine Tropics

La Radeon HD 7990 reprend ici l'avantage sur la GeForce GTX 690 et inverse la tendance que nous observons sur les cartes mono-GPU basées sur la même puce. Voici un résumé des éléments essentiels de ce test :

• Ciel dynamique avec diffusion de lumière
• Eau vive avec zone de déferlement et substances caustiques
• Matières spéciales pour la végétation
• Rendu HDR
• Parallel-Split Shadow Map
• Profondeur de champ
• Ambient Occlusion en temps réel
• Jusqu'à 2 millions de polygones par image
• Simulation des changements de conditions lumineuses