Essai de la gamme ATI Radeon HD 5000...

Au fil du temps, les processeurs graphiques sont devenus de plus en plus complexes pour finalement devenir de véritables monstres même en comparaison avec les processeurs de dernière génération comme les Core i7 et les Phenom II X6. Cette évolution des GPU est nécessaire pour « coller » aux différentes versions de DirectX avec comme but principal toujours plus de puissances pour des rendus de plus en plus réalistes. Aujourd’hui, il ne reste que deux constructeurs de cartes graphiques, ATI et NVIDIA, qui se disputent le leadership d’un marché toujours en pleine évolution… Si NVIDIA s’est très bien placé lors de la sortie de Windows Vista accompagné de DirectX 10, ATI a pris une solide avance en commercialisant ses Radeon HD 5000 en phase avec l’arrivée de Windows 7 et DirectX 11. Après les habituels problèmes de disponibilités, la gamme ATI DirectX 11 est disponible et Windows 7 a séduit la majorité des joueurs. Il est donc intéressant de faire le point sur les Radeon HD 5000…

Vista et DirectX 10 : des brouillons…

Windows Vista et DirectX 10 ont permis à Microsoft de jeter de nouvelles bases tant pour la 3D tout en gardant une rétro compatibilité avec DirectX 9 qu’au niveau du modèle des pilotes... DirectX 11 apporte trois grandes nouveautés dans des domaines différents. Dans un jeu, le moteur se compose principalement d’un gros thread pour le rendu et d’autres plus légers pour le son, l’intelligence artificielle, la physique, etc. Depuis l’avènement de l’HyperThreading et des processeurs Dual Core, les pilotes graphiques ont évolué pour profiter du mutlithreading. La plus grande avancée de DirectX 11 est probablement le mutlithreading au cœur même de l’API qui permet de « threader » efficacement le moteur 3D. Introduit par ATI avec les Radeon HD de la série 2000, l’unité de tessellation fixe permet d’augmenter facilement et avec peu de pertes de performances le nombre de triangles. Une tessellation élevée permet de rendre un ballon bien rond et pas une boule à facette… Microsoft a cependant toujours traîné des pieds pour utiliser cette « nouveauté » mais DirectX 11 dispose à présent de 2 shaders pour contrôler ce genre d’unité. Enfin, avec DirectCompute, l’API dispose à présents de shaders pour les calculs génériques et le GPU peut être utilisé comme un « CPU »…


Radeon HD 5000

Pour passer du support de DirectX 10.1 déjà pris en charge par les Radeon HD 4000 à celui de DirectX, ATI n’a pas du faire évoluer son architecture de façon majeure.

Diagramme du RV870 des Radeon HD 5800

Le haut de gamme est assuré par la puce Cypress qui compte 2,15 milliards de transistors disposés sur 334 mm². Par rapport à la génération précédente, le nombre d’unité SMID passe de 10 à 20 avec peu de changements. Chaque bloc SMID compte 16 unités vect5... Impératif de DirectX 11, les unités respectent le standard IEEE754-2008 qui se traduit par la présence de l’instruction FMA (Fused Multiply Add) en plus du très classique MAD (Multiply Add). Tous les blocs SMID ont à présent 32 Ko de mémoire contre 16 Ko sur la génération précédente. Le nombre d’unités de texturing (80 sur la Radeon HD 5870 et 72 sur la Radeon HD 4850) et celui des ROPs (32) ont été doublés. Le cache des 4 contrôleurs 64 bits a lui aussi été multiplié par deux (128 Ko). En conservant le nombre et la « largeur » des contrôleurs, le bus mémoire reste en 256 bits. Quant au setup engine, il ne se compose plus d’une grosse unité mais de deux plus simples… Enfin, les unités de texturing restent identiques.

Au niveau du milieu de gamme, on retrouve la puce Juniper composée de 1,04 milliard de transistors répartis sur 172 mm². On retrouve naturellement les mêmes évolutions que sur Cypress mais le nombre d’unités SMID est limité à 10, le bus mémoire est en 128 bits. Il n’y a plus que 16 ROPs et 40 texturing units sur les Radeon HD 5770 et 32 sur les Radeon HD 5750.

Encore un cran en dessous, le Redwood qui équipe les Radeon HD 5670 et 5570 est les troisième GPU de la famille Evergreen. Il se compose de 627 millions de transistors. On retrouve au maximum 5 unités SMID composées de 16 unités vect5, 20 texturing units et 8 ROPs, soit un demi Junpier… Le bus mémoire reste cependant en 128 bits.

En entrée de gamme, le processur Cedar est très modeste avec 1 unité SMID vect5, 8 unités de texturing, 4 ROPs et un bus 64 bits. Il compte 292 millions de transistors sur 59 mm²… On le retrouve sur la Radeon HD 5450.

Enfin, en marge du support de DirectX 11 et du décodage matériel des flux audio et video HD, les Radeon HD de la famille Evergreen bénéficie de la technologie Eyefinity qui offre des capacités multi-moniteur très étendues. Les modèles haut de gamme peuvent gérer jusqu’à 6 moniteurs en 2560x1600 (soit 7680x3200 pixels) et les pilotes proposent des options qui permettent de réduire considérablement la gène causée par les bords d’écrans. Il reste à savoir si cette technologie séduira autant les professionnels que les joueurs… Quoi qu’il en soit, l’ Eyefinity fait partie des avantages sans concurrence de la part des GeForce.


Les cartes…

Pour ce comparatif, nous avons principalement porté notre attention sur les performances sans nous attarder sur les marques ou le bundle. Il nous semble en effet plus important de savoir quels sont les Radeon HD 5000 les plus intéressants que de débattre sur tel ou tel accessoire livré ou non fait « la différence ». Nous avons cependant d’emblé regretté une chose : les systèmes de refroidissement alternatifs font souvent l’impasse sur le monitoring du ventilateur et ne se montrent pas forcément plus discrets. C'est notamment le cas de la Gigabyte GV-R585OC-1GD dont le refroidissement est plus impressionnante visuellement qu'au niveau des prestations. Enfin, les cartes qui expulsent l’air chaud hors du boîtiers se montrent souvent plus pratique tant sur le plan thermique que sonore…


Configuration de test

Il s’agit du premier comparatif réalisé avec notre configuration de tests sous Windows 7 64 bits. Les nombreux tests réalisés avec les derniers OS de Microsoft se sont parfaitement déroulés et nous n’avons obtenu aucun résultat « incohérent » et quasiment aucune variation en répétant certaines mesures. Nous avons retenu un total de 10 tests dont 2 benchs et 8 jeux représentatifs de différentes catégories. Etant donné le gain de qualité important apporté par les filtres, tous les tests ont été réalisés avec antialiasing 4x (via l’application ou via le pilote si nécessaire) et toutes les options graphiques au maximum en limitant cependant l’anisotropic filtering à 8x. Côté résolutions, nous avons retenus 1920x1200 et 1680x1050 pour les écrans larges courants et 1280x1024 pour les anciens écrans carrés au format 5/4. Si d’aucun trouveront « anormal » de faire subir des tests dans de telles conditions à une pauvre Radeon HD 5450, appliquer le même protocole de test à une gamme entière de GPU permet de clairement montrer les limites…


Matériel

S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat (Benchmrak)


Performances

Pour commancer, nous avons utilisé le 3D Mark Vantage très simple à mettre en œuvre pour situer rapidement les cartes. Comme le montre le graphe, la gamme Radeon HD 5000 est assez homogène avec une progression constante des performances. La Redeon HD 5770, le nouveau milieu de gamme, se place au niveau de la Radeon HD 4850 512 Mo, une « ancienne » référence haut de gamme, et de la GeForce GTX 260 216 SP.

Heaven est le second « benchmark » utilisé dans ce test et il permet d’utiliser DirectX 11 mais le rendu DirectX 10 se momtre plus rapide comme en atteste le meilleur score obtenu par la Radeon HD 4850 par rapport à la Radeon HD 5770. Ces deux premiers tests montrent au passage que la Radeon HD 5440 n’est pas vraiment une « carte 3D »…

Street Fighter IV permet de tester les performances très facilement. Dans ce premier jeu, on constate rapidement que la Radeon HD 5830 ne prend pas vraiment l’avantage sur la Radeon HD 5770. Nous avons également remarqué un bug assez curieux : les performances des Radeon HD 5000 sont plus faibles en 1680x1050 qu’en 1280x1024. La réinstallation de Windows 7, des mises à jour et de DirectX n’a pas corrigé ce problème…

Tom Clancy’s H.A.W.X. est un jeu DirectX 10.1 assez impressionnant au niveau graphique surtout compte tenu de la vitesse d’affichage même sur les petites cartes en haute résolution. En marge des performances fort élevées des GeForce GTX 200, on constate une fois de plus que la Radeon HD 5770 talonne la Radeon HD 5830 et que toutes les deux se situent au niveau de la Radeon HD 4850.

Dans World In Conflict, la hiérarchie des Radeon HD 5000 est bien respectée et les performances grimpent de manière presque linéaire. Dans ce jeu, la Radeon HD 5770 est clairement distancée par la Radeon HD 5830. Cette dernière est toujours au coude à coude avec la Radeon HD 4850. Globalement, la GeForce GTX 285 court dans la même catégorie que la Radeon HD 5850.

Crysis est déjà un jeu ancien mais graphiquement, il n’a pas vraiment pris une ride. Les Radeon HD 5000 (excepté les deux plus petits modèles) sont ici très à l’aise. Les Radeon HD 5770 et 5830 font jeu égal avec la GeForce GTX 285 et laissent derrière elles la Radeon HD 4850. Les Radeon HD 5850 et 5870 affichent d’excellentes performances.

Très récent, Battle Forge utilise DirectX 11. Alors que beaucoup de jeux sont soutenus par NVIDIA, Battle Forge débute avec une « publicité » pour AMD... Les Radeon HD 5830 et 5770 se tiennent dans un mouchoir de poche et prennent un bel avantage sur la Radeon HD 4850. Les GeForce sont ici complètement distancées...

Batman Arkham Asylum est un peu l’antithèse de Battle Forge était donné que son développement a été fait en collaboration avec NVIDIA. Nous avons testé sans les effets physiques... Cependant, il est important de souligner que dans ce mode, le jeu est « un peu vide » par rapport au mode PhysX uniquement supporté par les GeForce. Sans surprises, les GeForce affichent d’excellentes performances et le trio Radeon HD 4850, 5770 et 5830 se tient toujours...

Comme Tom Clancy’s H.A.W.X., Need For Seed Shift tourne très bien sur les petites cartes tout en étant graphiquement très réussi. Les Radeon HD 5670 et supérieures affichent ici de très bonnes performances. Une fois n’est pas coutume, la Radeon HD 5830 prend un avantage la Radeon HD 5770. Si les deux « grosses » Radeon excellent, les Radeon HD 5570 peine tandis que la Radeon HD 5450 ne permet, comme toujours, pas de jouer…

Dans S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat, les Radeon HD 5000 se montrent très à l’aise par rapport aux GeForce GTX 200 déjà âgées. Contrairement à ce qui se produit habituellement, la Radeon HD 5830 prend un gros avantage sur la Radeon HD 5770. Enfin, il faut souligner que les Radeon HD 5850 et 5870 sont, avec les moteurs graphiques lourds, un bon ton au dessus de leurs petites sœurs.

Les moyennes ne sont pas toujours appréciées d’autant que plus de jeux sont conçu en collaboration avec NVIDIA qu’avec AMD mais cela n’empêche pas de tirer certaines conclusions intéressantes. Il en résulte dans certains cas des performances très élevées des GeForce sur leurs concurrentes qui tendent à fausser les moyennes (surtout quand le nombre d’images par seconde est très élevé dans les tests)… AMD étant le premier à supporter DirectX 11, la tendance pourrait très clairement s’inverser et plus de jeux pourraient conduire à des résultats comparables à ceux obtenus dans Battle Forge. La différence de performances entre les Radeon HD 5770 et 5830 est très pour ne pas dire trop faible. Dans l’absolu, elles offrent des prestations similaires à un haut de gamme de la génération précédente, la Radeon HD 4850. Avec 40 fps de moyenne en faible résolution, les Radeon HD 5570 et 5670 sont à réserver à des joueurs occasionnels. A l’inverse, les Radeon HD 5850 et 5870 visent clairement les joueurs avertis et offrent d’excellentes performances.


Nuisances…

En marge des performances, d’autres facteurs peuvent avoir de l’importance dans le choix d’une carte 3D comme le bruit, la consommation et dans une moindre mesure la température. Nous avons mesuré les émissions sonores dans un Lian Li PC-8N fermé qui, dans notre cas, est une configuration silencieuse avec ~35 dBA au repos (mesure prise à 40 cm du boîtier). Chacun a ses propres tolérances au niveau du bruit maximum. Pour atteindre le niveau sonore maximum, nous avons utilisé FurMark pendant 1 heure. En raison des exigences de ce test, le bruit est supérieur à celui obtenu en jeu. On peut ainsi considérer que les cartes qui arrivent à un maximum de 40 dBA sont toujours « discrètes ». Les dBA utilisant une échelle logarithmique, au-delà de 41 dBA, le bruit est franchement présent et devient une gêne « notable ». Partant de ce constat, les Radeon HD 5770 et 5830 s’en sortent très bien compte tenu de leur puissance 3D. La Radeon HD 5850 est aussi très correcte bien qu’assez sonore en charge même dans les jeux moins stressants que FurMark.

La consommation au repos correspond à celle de la configuration complète affichant le bureau de Windows 7 sans aucune activité. La consommation maximale est mesurée durant FurMark mais elle est moindre en jeu. Grâce à leur gravure en 40 nm, les Radeon HD 5000 consomment peu au repos. La Radeon HD 5770 dont les prestations sont comparables à celle d’une Radeon HD 4850 conduit à une consommation totale du système réduite de 45% au repos et de 20% en charge. Enfin, on note qu’en charge la consommation grimpe proportionnellement à l’augmentation de la puissance graphique…

Les températures minimales et maximales sont obtenues dans les mêmes conditions (bureau de Windows 7 au repos et après 1 heure de FurMark). Le 40 nm et le système de gestion de l’énergie permettent de maintenir les Radeon HD 5000 dans les 40°C au repos. En charge, les températures restent comparables avec les précédentes générations. Dans les cartes testées, on regrette que les systèmes de refroidissement alternatifs soient souvent des solutions principalement économiques (exit le ventilateur avec PWM) plus bruyantes et pas forcément plus efficaces…

Conclusion

Nous ne nous attarderons pas sur les « petites » Radeon HD 5450, 5570, 5570 et 5670 qui ne sont pas vraiment destinées aux joueurs. La Radeon HD 5770 est par contre une franchement bonne affaire et brille par sa discrétion même en charge ! En effet, avec un prix moyen de 140 €, elle offre de très bonnes performances et surtout un rapport prix/performances bien meilleur que la Radeon HD 5830 (220 €). Cette dernière est une grosse déception au niveau des prestations principalement en raison du manque de ROPs… Quitte à investir dans du « lourd » autant passer directement à la Radeon HD 5850 qui est bien plus homogène même s’il faut débourser dans les 275 €. On peut également épingler le niveau sonore de cette carte qui reste tout à fait correct en utilisation réelle. La Radeon HD 5870 offre un très haut niveau de performances mais son prix et les nuisances sonores ainsi que son encombremet n’en font probablement pas un aussi bon achat que la Radeon HD 5850.
Avant de terminer, il faut souligner que si les Radeon HD 5000 ont un avantage non négligeable avec la technologie Eyefinity, elles ne supportent pas PhysX largement soutenu par NVIDIA. Dans des jeux comme Batman Arkham Asylum, c’est un désavantage bien réel…