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<b>Test : Hercules 3D Prophet 9700 Pro powered by ATI</b>

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Écrit par Pascal Thevenier   
Mercredi, 18 Septembre 2002 12:22
Depuis la sortie des 3D Prophet 4000 et 4500 à base de processeurs Kyro, Hercules nous a montré qu'il était capable d'offrir autre chose que des cartes à base de processeurs graphiques NVIDIA. Lors du dernier Cebit, la surprise était de taille puisque le constructeur passait dans le clan ATi alors que les GeForce4 pointaient le bout de leur nez… Suite à ce nouveau pari, Hercules propose la 3D Prophet 9700 Pro basée sur le premier Radeon à supporter DirectX 9. Lors de l'annonce de son dernier bébé, Hercules avait clairement fait savoir que le niveau de performances et le potentiel d'overclocking seraient élevés mais sans casser les oreilles ! Objectifs atteints ?


Derrière NVIDIA…

Le combat ATI - NVIDIA dure depuis longtemps... Le Radeon est le premier GPU d'ATI.Depuis l'arrivée du port AGP, ATI et NVIDIA mènent une guerre sans pitié pour la position de leader dans le monde de la 3D. Depuis 1998, les processeurs Rage d'ATI se sont opposés aux différentes évolutions des NVIDIA Riva 128. Les matchs étaient serrés… En octobre 1999, l'arrivée du premier GPU, le GeForce256, place NVIDIA en position dominante, reléguant ATI loin en seconde position et signant l'arrêt de mort de 3Dfx. Depuis, les générations de GPU se succèdent à une cadence infernale. NVIDIA sort un nouveau processeur graphique tous les 12 mois accompagné d'une évolution tous les 6 mois. ATI a toujours peiné pour rester compétitif face aux GeForce2 GTS, GeForce3 et GeForce4 : Problèmes de drivers, retard de production, arrivée tardive sur le marché, etc. L'explication de ce désavantage est assez simple : ATI produit des cartes alors que NVIDIA ne fait que des chips !
L'adoption, il y a presque un an, de la même stratégie que son concurrent paie aujourd'hui : ATi propose le premier VPU DirectX 9. Le constructeur canadien est même le seul au rendez-vous étant donné que Microsoft a lui-même repoussé la date de sortie et que le NV30 n'est pas attendu avant Noël !


Un exploit technologique !

Le Radeon 9700 Pro ressemble à un Pentium !!!Il y a plus de six mois, NVIDIA exhibait ses GeForce4 Ti dont le haut de gamme ne compte pas moins de 63 millions de transistors cadencés à 300MHz. Un réel tour de force pour une puce gravée en .15µ. Toutefois, en fixant un nouveau standard de performances, NVIDIA a par la même occasion fixé une augmentation significative des dB générés par nos systèmes. Le GeForce4 est puissant, mais il chauffe fort et son refroidissement casse les oreilles… Il y a quelques mois, Matrox nous avait tenu en haleine avec son Parhelia-512. Ce GPU composé de 80 millions de transistors attendus à plus de 250MHz a finalement débarqué sur le marché à seulement 220MHz. Avec le Radeon 9700 Pro, ATi réalise l'exploit de placer pas moins de 107 millions de transistors dans un chip gravé en .15µ. L'opération est rendue possible par un montage flip-chip comme celui des processeurs de bureau (Pentium !!! et Athlon XP) : Le core est directement en contact avec le radiateur du système de refroidissement.


Le Radeon 9700 Pro

Le Radeon 9700 Pro n'est plus un GPU (Graphic Processing Unit) mais bien un VPU (Visual Processing Unit). Ce changement de nomenclature est une revanche du département marketing d'ATI qui a vu ses processeurs graphiques taxés de GPU, un terme inventé par NVIDIA. Le VPU d'ATI se compose de 107 millions de transistors montés dans un packaging PC-BGA avec pas moins de 1000 "pins" soit plus que les futurs ClawHammer d'AMD ! L'ensemble est cadencé à 300MHz et nous verrons plus tard que ce n'est qu'un début…
Le diagramme de la puce.
Comme le montre le schéma, le VPU est composé de différentes unités dont certaines ont un nom bien familier comme l'HyperZ. Des solutions nouvelles font également leur apparition comme un bus mémoire large de 256bits et l'interface AGP 8x.


DDR 256bits…

La mémoire DDR utilise un bus 256bits. Les puces sont d'origine Samsung.La bande passante mémoire joue un rôle capital dans les performances en hautes résolutions. Le besoin s'accroît encore de manière importante lors d'intégration de fonction comme la suppression de l'aliasing ou l'utilisation de l'anisotropic filtering qui requiert de très nombreux accès à la mémoire pour déterminer l'aspect d'un seul pixel. La Parhelia a prouvé que l'emploi d'un bus 256bits n'est pas suffisant pour soutenir un frame rate correct lorsque l'anti-aliasing et l'anisotropic filtering sont en action. L'expérience d'ATI porte ses fruits. Le constructeur utilise un contrôleur mémoire qui n'est pas sans rappeler celui des GeForce3 et 4. Ainsi, le contrôleur est divisé en quatre unités 64bits DDR. Le Radeon 9700 Pro est également équipé de la troisième version de l'HyperZ apparu sur les Radeon premiers du nom :
  • Hierarchical Z permet au VPU d’étudier une scène 3D et de ne calculer que les objets qui seront visibles. Le Radeon ne traite que ce qui sera rendu, il économise ainsi une partie de la bande passante mémoire et augmente sensiblement la vitesse de calcul en manipulant moins de données.
  • Z-Compression est un système de compression des données de profondeur. L’algorithme n’étant pas destructeur, la compression des données n’altère pas la précision du rendu sur l’axe Z.
  • Fast Z Clear permet aux processeurs Radeon d’effacer en une seule opération le Z-Buffer. Les autres chips graphiques attribuent la valeur 0 à chaque point. Chacune des trois technologie a bien entendu été éprouvée afin de mieux adapter aux besoins actuels comme le Smoothvision et l'anisotropic filtering.
    Le contrôleur du Radeon 9700 Pro et son switch.


    Au cœur d'une puce 3D…

    Une ''radiographie'' de la puce.Le Radeon 9700 Pro dispose d'une interface AGP 8x qui l'autorise à recevoir pas moins de 2Go de données par seconde. Bien entendu, cette bande passante ne sert pas uniquement à charger plus rapidement des textures dans la mémoire du VPU. Elle joue un rôle important lors de l'utilisation intensive des Vertex Shaders qui demandent un important échange de données entre le CPU et le VPU. Après le chargement des données par le biais de l'AGP 3.0, ce n'est plus le processeur central qui travaille mais le processeur graphique. Les données passent alors par les deux plus grosses parties du Radeon 9700 Pro : Les 4 unités programmables de Vertex Shaders puis les 8 pipelines et l'unité de FSAA (SmoothVision).
    Les unités programmables de Vertex Shader se chargent de ce qui incombait autrefois au moteur T&L fixe. La première étape du processus 3D est très gourmande en calculs à virgule flottante réalisés par les 4 pipelines fonctionnant à 325MHz ce qui se traduit dans le cas du Radeon 9700 Pro par une puissance brute de l'ordre de 325 millions de triangles par seconde. Cette valeur est plus de deux fois supérieure à celle d'un GeForce4 Ti 4600.
    Comme le montre le schéma d'une unité de Vertex Shader, les nombres scalaires peuvent être traités en 32 bits tandis que les vecteurs bénéficient d'un traitement en 128bits. Ceci explique en partie la puissance de traitement géométrique du VPU. La grande nouveauté est bien entendu la prise en charge de DirectX 9 et donc du support des Vertex Shader ainsi que des Pixels Shaders tous deux à la norme 2.0. Pour les Vertex Shaders, le nombre d'instructions passe de 128 (DirectX 8) à 1024 avec contrôle du flux. Les Pixels Shaders bénéficient d'évolutions encore plus importantes : Augmentation de la précision, du nombre d'instructions, etc. Si tous ces éléments restent encore très abstraits car inutilisés à présent, nous verrons qu'ils peuvent réaliser les opérations DirectX 8 avec une efficacité assez redoutable. Les données transitent ensuite vers le setup engine qui travaille en collaboration étroite avec la mémoire avant d'arriver dans les 8 pipelines équipés chacun d'une seule unité de texturing contre 2 pour la majorité des cartes actuelles. Il en résulte de meilleures performances en single texturing. Ensuite, comme le confirment les mesures du 3D Mark 2001, la puissance est comparable à la solution 4 pipelines en dual texturing.
    Il reste ensuite le passage par le SmoothVision II réalisant l'éventuel FSAA avant l'envoi des données dans le frame buffer, étape précédant le rendu final. La technologie SmoothVision a également évolué. La première mouture se contentait d'un simple supersampling coûteux en bande passante tandis qu'elle est à présent capable de travailler en multisampling plus efficace et moins gourmand. A noter que le multisampling fait intervenir le Z-Buffer de manière beaucoup plus intensive que le supersampling mais les technologies Hyper-Z pallient à cet inconvénient. ATI propose trois modes de FSAA : 2x, 4x et 6x.
    DirectX 9...


    TruForm…

    Le TruForm est une solution intéressante pour obtenir un rendu plus realiste.Même si le TruForm est un peu évincé par le support de DirectX 9, il n'en demeure pas moins présent. Le TruForm permet de donner un aspect bien plus arrondi que ce que nous avons l'habitude de voir dans les jeux 3D. Le support de cette technique est présent dans des titres comme Serious Sam 2 ou Return to Castel Wolfenstein. L'effet est assez agréable à regarder mais son degré d'implémentation n'est pas à la hauteur dans tous les jeux. Ainsi dans RTCW, au hasard des déplacements, certains objets se voient ou non appliquer le TruForm en fonction de la distance ou de l'angle de vision… Toutefois, ce problème semble lié au moteur même du jeu (Quake III) qui ne supportait pas nativement cette fonction. Dans Sérious Sam 2, il est possible d'utiliser le TruForm à un degré variable. Poussé à l'extrême, il renforce le côté déjanté du jeu…


    La vidéo via la 3D !

    ATI a toujours brillé par les possibilités multimédia de ses produits. Le Radeon 9700 Pro ne transgresse pas cette règle. Il bénéficie de la décompression MPEG II réalisée totalement par le hardware ainsi que de l’adaptative de-interlacing qui améliore le rendu des DVD-Vidéo par exemple. Le Radeon 9700 Pro va encore plus loin en offrant le Videoshader. Cette technologie utilise les shaders pour améliorer la qualité d'un streaming vidéo. Actuellement, seul RealPlayer supporte cette nouveauté mais les résultats sont intéressants. Une vidéo de basse qualité laisse souvent apparaître des "carrés". Un filtre appliqué par Pixels Shaders aux flux vidéo améliore le rendu en ajoutant un bruit. L'image est moins pixelisée mais un peu floue… Il ne peut y avoir de miracle !
    Des progrès, mais pas de miracles !


    2D, 10bits, DVI, etc.

    Une connectique à présent standard...Le rendu 2D a été longtemps oublié voire même sacrifié au profit des exploits 3D. Pourtant, les constructeurs y apportent à nouveau le plus grand soin. Le Radeon 9700 Pro embarque dans le core lui-même tous les éléments de l'affichage : Deux RAMDAC à 400MHz pour écrans CRT et un TDMS à 165MHz pour les TFT. Le processeur peut également traiter les couleurs sur RGB sur 10bits en réduisant le canal alpha à 2bits. Chaque couleur primaire dispose alors de 1024 nuances au lieu de 256…
    Le Radeon embarque une sortie TV capable de travailler en 1024x768. La sortie s'active via les drivers mais les Radeon ne sont capables d'appliquer l'overlay qu'à une seule source. Ce qui signifie qu'il est impossible de rendre une vidéo sur deux affichages différents.


    Les pilotes…

    Comme NVIDIA, ATI propose des pilotes unifiés baptisés Catalyst. Leur installation se fait en deux temps : Mise en place du pilote lui-même puis ajout du panneau de contrôle (les onglets ATI). Une technique un peu lourde qui retire une partie de l'avantage lié aux drivers unifiés… En pratique, les pilotes Catalyst 2.3 n'ont posé aucun problème lors de nos tests. Bien entendu, il faut toujours "chipoter" sous Windows XP pour bénéficier d'un taux de rafraîchissement plus élevé dans les jeux mais la faute incombe à Microsoft… Le seul reproche que nous adressons aux pilotes vient de la détection des écrans. A plusieurs reprises nous avons dû manuellement modifier les caractéristiques du moniteur (désactivation des informations DDC) pour obtenir un taux de rafraîchissement de 100Hz.


    La 3D Prophet 9700 Pro

    La carte d'Hercules et son HSF en cuivre (28dB). Noter la connecteur molex pour l'alimentation de la carte. Si ce dernier n'est pas branché : pas de boot !Nous venons de voir toutes les caractéristiques communes aux Radeon 9700 Pro. Chaque constructeur peut cependant apporter différentes améliorations notamment dans le bundle ou le système de refroidissement. L'offre d'Hercules est particulièrement intéressante. En effet, le constructeur semble avoir tenu compte de toutes les remarques faites lors de nos précédents essais. Ainsi, la 3D Prophet 9700 Pro est livrée avec un jeu complet qui exploite "pleinement' la carte : Morrowind. Ce jeu d'aventures ne repose certes que sur DirectX 8.1 mais il présente l'avantage d'être graphiquement très beau et passionnant. Nous sommes loin des jeux bridés et bradés en version limitée ! Hercules livre également Power DVD XP 4.0 également en version complète. Tant que nous couvrons la partie logicielle, nous avons apprécié la présence d'un utilitaire signé Hercules dédié à l'overclocking de la carte. Le CD-ROM, outre les pilotes, contient quelques démonstrations ainsi que des papiers paints et des économiseurs d'écrans.
    Du côté hardware, de bonnes surprises nous attendent ! La carte arbore un PCB bleu qui marque l'identité d'Hercules mais ne suffit pas à faire la différence. Le radiateur est par contre un modèle de référence : 90 grammes de cuivre finement usiné ! Hercules marque ici de très nombreux points : Le HSF est très efficace lors des overclcokings tout en n'émettant qu'un bruit minime. Hercules a également monté un heatsink en cuivre au dos du VPU afin de dissiper la chaleur qui monte immanquablement vers le haut de la carte. Les modules de DDR Samsung sont quant à eux recouverts de heatsinks en aluminium anodisé bleu… Hercules concilie ainsi look, silence et oveclocking dans sa 3D Prophet 9700 Pro.
    Pour en finir avec le côté matériel, Hercules n'a pas oublié la connectique. Le constructeur livre un adaptateur DVI -> VGA, un convertisseur S-VHS -> Composite et un câble en Y avec connecteur molex pour alimenter la carte graphique.
    Une volée d'autocollants Hercules se trouve également dans la boîte histoire de rappeler ce qui se trouve dans votre monstre.


    Configuration de tests

    Face à la Radeon 9700 Pro, nous ne pouvions aligner qu'une seule concurrente de taille : La GeForce4 Ti 4600… Bien entendu, nous avons conservé notre batterie de tests habituels mais nous avons choisi de regarder plus en détails certains tests. En effet, certaines scènes du 3D Mark 2001 SE, Serious Sam 2 ou Aquanox sont plus intéressants à étudier que Comanche 4 (trop dépendant du processeur) ou Quake III qui défile à plus de 200fps. Faute de grives, mangeons du merle : DirectX 9 n'étant pas encore disponible (ne parlons même pas des jeux), il faudra se contenter de jeux et tests DirectX 8…

    Matériel et drivers
  • Asus P4B-266-SE (i845D), Abit BD-7II et Abit SR7-8x
  • Intel Pentium 4 2,40B GHz et 2,133GHz
  • 256Mo DDRAM PC2100 CAS2
  • Seagate Barracuda IV 40Go ATA100
  • Ecran IIyama Vison Master 403 (synchronisation verticale toujours désactivée)
  • Leadtek Winfast A250 Ultra (Detonator 40.41) et Hercules 3D Prophet 9700 Pro (Catalyst 2.3).

    Logiciel
  • Windows XP français et Direct X 8a
  • Quake III + patch 1.29 (tout à fond))
  • Sandra Pro 2002
  • ZD Content Creation, CPU Mark 99 et FPU Mark 99
  • Serious Sam Public Second Contact (tout à fond)
  • 3D Mark 2001 (options par défaut)
  • Novalogic Comanche 4 (options par défaut)
  • Aquanox (options par défaut)
  • SPECviewperf 7.0


    Performances

    A gauche, le Radeon 9700 Pro à droite, le GeForce4 Ti 4600
    Les scores obtenus dans les 3D Mark 2001 SE sont impressionnants. Nous ne parlons pas ici de l'indice global qui est basé sur 3 scènes DirectX 7 où les scores se tiennent ainsi que de Nature qui repose sur DirectX 8 très favorable au Radeon (+29%) mais de tous les autres scores… Ainsi, 3D Mark 2001 SE confirme le fill rate attendu en single texturing 65% plus élevé que celui de la GeForce4 Ti 4600 qui ne se justifie pas uniquement par la différence de fréquences. Reporté à fréquence identique, le fill rate en multitexturing est par contre identique : 2325 MTexels/s pour le GeForce4 Ti 4600 à 300Mhz et 2537 MTexels/s pour le Radeon 9700 à 325MHz soit 2333 MTexels/s à 300MHz… La puissance géométrique progresse également de 19% qui ne peuvent être justifiés par les 8% d'écart entre le GPU et le VPU. Les progressions sont particulièrement impressionnantes lors des tests de Vertex Shader (+64%) et d'Advanced Pixel Shaders (+95%). Les 4 unités de Vertex et Pixels Shaders de la Radeon 9700 lui permettent de prendre un gros avantage sur la GeForce4 Ti 4600 dans les scènes complexes… Dans les autres cas, l'écart est réduit.

    Le FSAA enfin sans impact sur les performances...
    Quake III est un bon vieux bench… Il défile très rapidement sur la GeForce4 Ti 4600 surtout en faibles résolutions. Par contre, le Radeon 9700 Pro supporte nettement mieux la montée en fréquence et surtout le FSAA. Le test en 1024x768 HQ++ FSAA 4x ne fait perdre que 4% à la Radeon 9700 alors que le score de la GeForce4 Ti 4600 baisse de 47% !

    Le Radeon 9700 Pro n'a pas de problème quand l'anisotropic filtering est activé...
    Dans Serious Sam 2, nous avons volontairement activé l'anisotropic filtering. Cette fonction est particulièrement mal gérée par les GeForce4 Ti dont les performances fondent très rapidement lors de la montée en résolution. Entre le 800x600x32 et le 1600x1200x32, la Radeon 9700 Pro perd 44% de performances alors que la GeForce4 Ti 4600 baisse de 62%.

    Faibles écarts : Comache 4 demande trop au processeur central.
    Comanche 4 est uniquement donné à titre indicatif. En effet, il est bien trop dépendant du processeur central puisque nos deux concurrentes ne cèdent que très peu de fps entre le 800x600 et le 1600x1200. La Radeon perd mois de 1% et la GeForce chute de 6,2%…

    Avec un moteurs 3D récent, le Radeon 9700 Pro prend le large !
    Aqumark est le plus lourd des tests car il fait intervenir massivement les Pixels Shaders. En 800x600, les scores sont identiques mais dès le passage aux résolutions supérieures, le Radeon 9700 Pro prend le devant avec des performances de 30% à 45% plus élevées. L'écart atteint même 121% entre 1024x768x32 FSAA 4x…

    Lors du SpecViewPerfs 7.0, les scores sont étranges. En effet, les nouveaux Detonators 40.41 donnent de très bons résultats alors que les Catalyst 2.3 signent une contre-performance avec un échec lors du test UGS-01. Les résultats sont même assez peu cohérents en comparaison avec ceux que nous avons relevés sur l'Internet… Nous les publions juste à titre indicatif.

    En pratique, la Radeon 9700 Pro peut se montrer beaucoup plus performante que la GeForce4 Ti 4600. L'avantage existe clairement dans les jeux récents, lors de l'activation du FSAA ou de l'anisotropic filtering. Sur les jeux plus anciens comme Quake III ou les premières scènes du 3D Mark 2001 voire également des jeux très dépendants du CPU (Jedi Knight 2 ou Comanche4), l'écart est faible.


    Overclocking

    Excellente surprise en overclocking ! Le HSF en cuivre n'y est pas étranger.Nous avons réalisé les tests d'overclocking avec l'outil fourni par Hercules. Sans hésiter, le premier test s'est fait dans des conditions extrêmes : Les deux curseurs poussés à fond ! Soit 371MHz pour le core et 358MHz pour la mémoire. Le score du 3D Mark 2001 SE passe alors à 12906 au lieu de 12385. Le gain semble faible avec 4,2% mais certaines scènes progressent nettement comme Advanced Pixel Shader qui passe de 189,4fps à 217,5fps. Dans un exemple plus concret, Aquamark passe de 57,9fps à 63,6fps soit un gain de l'ordre de 10% en 1024x768x32 FSAA 4x. Pour ceux qui veulent tout savoir, nous avons atteint de meilleurs score d'overclocking avec une alimentation puissante et ce même avec une carte mère d'un peu moins bonne qualité. Ceux qui ont lu notre dossier 4 GeForce4 Ti 4400 savent que nous avions obtenu des fréquences plus élevées sur l'Asus P4B266-SE que sur l'Abit BD7-II. A noter que pour un problème technique, les tests d'oc ont été réalisés sur un Pentium 4 2,133GHz et non sur un 2,40GHz comme les autres tests…


    Conclusion

    Un nouveau monstre de puissance prend la première place du podium 3D !500€ semble être la nouvelle norme pour une carte graphique haut de gamme… Sont-ils justifiés ? La réponse dépend plus de vous que de nous ! Quoi qu'il en soit, à partir de l'instant où les Radeon 9700 Pro sont sur le marché, il devient caduc d'acheter une GeForce4 Ti 4600. Le Radeon 9700 ne fait peut-être pas tourner les vieux jeux beaucoup plus vite mais il gère correctement l'anisotropic filtering et souffre de moindre pertes de performances en FSAA. Comme avantage capital, il supporte DirectX 9. Il offre toujours la technologie TruForm qui ne connaît pas le succès qu'elle mérite. Aujourd'hui, ATI devient donc le leader en 3D et l'Hercules 3D Prophet 9700 Pro se place en tête de liste des best buy notamment par ses capacités d'overclocking et son silence de fonctionnement…

    Hercules 3D Prophet 9700 Pro : 9/10
    Pour :
    Performances, DirectX 9, FSAA, Anisotropic filtering, HSF cuivre, silence, soft Hercules, bundle software, qualité globale, sortie-TV
    Contre : Prix, 1 seul overlay, reconnaissance écran, problème AGP 8x (Sis et Via)
  • Mise à jour le Mardi, 10 Novembre 2009 20:23