Test Sapphire Radeon RX 7900 XTX : une réponse efficace à la RTX 4080 de Nvidia

Architecture RDNA 3

Les deux nouvelles cartes graphiques, les RX 7900 XT et RX 7900 XTX profitent du GPU Navi 31. Nous ne pouvons plus parler d’une « puce graphique », car AMD a utilisé une solution de puces combinant des éléments gravés en 5 nm et 6 nm. Au total, cet assemblage « multi-die » compte 58 milliards de transistors.

La partie principale est appelée GCD (Graphics Compute Die). C’est une matrice fabriquée selon le procédé TSMC en 5 nm. Sa surface est relativement petite par rapport au GPU AD102 4 nm de Nvidia qui est de 608 mm². La GCD Navi 31, lui n’occupe que 300 mm². C’est important, car les coûts de fabrication sont nettement inférieurs aux GPU de Nvidia. Ils permettent ainsi à AMD de vendre leurs cartes à des prix inférieurs.

Le chiplet GCD contient toutes les ressources de calcul hautes performances. Nous avons les blocs CU, mais aussi les moteurs multimédias et le bloc de sortie vidéo. Le Navi 31 a 96 CU au total, ce qui lui donne 6 144 shaders.

Chaque bloc CU a quatre unités de texture (donc 4 x 96 = 384 au total), un accélérateur de rayons (96 au total) et deux unités AI (192 au total). Les 96 blocs CU sont divisés en six moteurs de shader (SE pour shader engine), l’ensemble du GPU ayant 192 ROP (32 ROP par SE).

De plus, nous avons six chiplets MCD (Memory Cache Die) attachés autour du GCD. Ceux-ci sont fabriqués à l’aide du procédé 6 nm moins cher (également fourni par TSMC). Ces chiplets sont nettement plus petits (37 mm²). Ils contiennent des composants de sous-système de mémoire, notamment un contrôleur de mémoire GDDR6 d’une largeur totale de 64 bits par chiplet et un bloc Infinity Cache de 16 Mo. Comme il y a six MCD dans les chiplets Navi 31, nous avons un bus mémoire de 384 bits et 96 Mo de cache Infinity de deuxième génération.

Ce cache Infinity de 2e génération a une capacité inférieure à celle du GPU Navi 21 précédent (il avait 128 Mo). Cependant, son utilisation réelle est améliorée. Même avec une capacité inférieure, il contient des données auxquelles le GPU accède à plusieurs reprises et de façon plus efficace (selon AMD). Il fait donc un meilleur travail en éliminant le trafic vers la mémoire principale et donc en réduisant également la consommation d’énergie.

Pour faire fonctionner l’Infinitiy Cache, malgré son placement en dehors de la puce principale, les chiplets MCD sont connectés via une interface de hautes performances. La communication entre GCD et MCD a une bande passante allant jusqu’à 5,3 To/s. L’interconnexion des chipsets GCD et MCD serait implémentée à l’aide de la technologie Elevated Fanout Bridge. Ce sont des ponts de silicium intégrés dans le substrat (technologie similaire à l’Intel EMIB).

AI units

Selon AMD, chaque bloc CU a 2 accélérateurs d’IA. L’utilisation de ces unités peut atteindre des performances 2,7 fois plus élevées que la génération précédente. Mais il s’agit d’une comparaison entre Navi 31 et Navi 21 et cette augmentation des performances est aussi due au nombre plus élevé de CU (96 au lieu de 80) et à des fréquences plus élevées. 

Efficacité énergétique en hausse de 54 %, densité de transistors en hausse de 165 %

Un autre changement significatif dans l’architecture RDNA 3 est l’augmentation de 50 % du fichier de registre physique avec lequel le CU fonctionne. Ces registres sont utilisés par les shaders, par les accélérateurs de rayons pour le calcul du Ray Tracing ainsi que pour les unités IA. Ce partage de ressources est considéré par AMD comme l’une des principales caractéristiques conceptuelles de l’architecture RDNA 3 dans le but de tirer le meilleur parti d’une zone donnée de silicium.

L’architecture RDNA 3 est conçue pour atteindre une densité de transistors très élevée. Il y a 165 % de transistors en plus par millimètre carré que le RDNA 2 avec le processus 7 nm. Il s’agit d’une augmentation beaucoup plus importante que ne le permettrait la transition de 7 nm à 5 nm. Dans l’architecture RDNA 2, une paire de CU avait 215 millions de transistors dans une zone de 4,33 mm². Pour RDNA 3, une paire CU a 331 millions de transistors dans seulement 2,50 mm².

AMD déclare que l’objectif avec RDNA 3 était d’améliorer l’efficacité énergétique (performance par watt) de 50 % par rapport à RDNA 2. Au final, c’est plus que cela, les mesures d’AMD suggèrent une amélioration allant jusqu’à 54 %.

Accélérateurs de rayons

Les accélérateurs de rayons ont également une architecture améliorée. Leurs performances sont censées être supérieures de 50 % par CU et ils sont censés gérer 50 % de rayons en plus à la fois.

Les accélérateurs de rayons ont diverses améliorations dans le tri et l’analyse des « boxes » utilisées lors des calculs de Ray Tracing en utilisant la méthode BVH (Bounding Volume Hierarchy) utilisée dans les jeux aujourd’hui. Selon AMD, même les shaders génériques, qui effectuent une partie du travail dans ces calculs non relégués à des unités RT dédiées, ont de nouvelles instructions pour améliorer les performances de Ray Tracing.

Nouveau moteur d’affichage, nouveau moteur multimédia

Les GPU RDNA 3 comportent également de nouveaux blocs pour la sortie d’affichage et le multimédia. La sortie d’affichage est gérée par un composant appelé l’AMD Radiance Display Engine. Sa principale nouvelle fonctionnalité – et celle pour laquelle la nouvelle génération de GPU de Nvidia n’a pas de réponse, est la prise en charge de la sortie DisplayPort 2.1. En conséquence, AMD promet une prise en charge bien meilleure des nouveaux écrans haute résolution et à taux de rafraîchissement élevé.

8K jusqu’à 165 Hz, 4K à 480 FPS avec DP 2.1

Le Navi 31 et les Radeon basés sur celui-ci prennent en charge une résolution 4K (3840×2160 pixels) jusqu’à 480 Hz grâce à ce bloc de sortie et grâce au DisplayPort 2.1. Ils peuvent gérer une résolution 8K (7680×4320 pixels) jusqu’à 165 Hz (avec des couleurs HDR à 12 bits par canal). À 2560×1440 pixels, il serait possible d’avoir jusqu’à 900 images par seconde.

Encodage et décodage AV1 en 8K à 60 images par seconde

Navi 31 dispose également d’un nouveau moteur multimédia avec des encodeurs et décodeurs vidéo matériels. Ou plutôt, il y a deux moteurs dans le GPU, donc deux flux d’encodage ou de décodage indépendants qui peuvent être traités simultanément. Les formats pris en charge sont H.264, HEVC et AV1, pour lesquels non seulement le décodage (dont les graphiques RDNA 2 étaient déjà capables), mais aussi l’encodage matériel (compression) à ce format est désormais pris en charge. C’est une nouvelle fonctionnalité également apportée par les GeForce RTX 4000 et les Intel Arc.

L’AV1 peut être encodé et décodé jusqu’à une résolution de 8K à 60 images par seconde, et le bloc multimédia prend également en charge l’utilisation de divers filtres de post-traitement basés sur l’IA. Le moteur multimédia fonctionnerait à une vitesse d’horloge 80 % supérieure à celle des puces d’architecture RDNA 2.

SmartAccess Video

AMD a également introduit une nouvelle fonctionnalité, le SmartAccess Video. Il s’agit d’utiliser le processeur (ou éventuellement son iGPU) lors de l’encodage et du décodage vidéo pour améliorer les performances d’encodage et/ou de décodage matériel. Il peut améliorer les performances jusqu’à 30 %, en particulier dans les situations où plusieurs flux sont traités simultanément et si les moteurs multimédias sont déjà saturés. AMD parle de « transcodage multi-flux » parallèle.

Mais cette fonctionnalité est apparemment exclusive aux PC équipés à la fois des Radeon RX 7000 combinés aux processeurs Ryzen 7000. Il devrait être disponible dans diverses applications logicielles comme OBS, Premiere Pro, mais aussi FFmpeg.