Test • Nvidia GeForce RTX 4070 Ti SUPER : la RX 7900 XT en ligne de mire

Spécifications

Avant d'aborder les spécifications des différentes cartes lancées, un mot rapide sur les GPU et procédés de fabrication associés. Commençons par le cas le plus simple, à savoir Intel qui se contente pour l'heure de 2 GPU : l'ACM-G10 pour les solutions moyen de gamme et performance (ARC A770/750 et théoriquement A5xx que nous n'avons jamais vues) et l'ACM-G11 pour l'entrée de gamme (ARC A3xx). Intel est un fondeur, mais plutôt que de faire appel à ses propres capacités de production, il sous-traite la gravure de ces 2 puces à TSMC via son procédé de fabrication N6, une optimisation du nœud 7 nm. Clairement dépassé en termes de densité ou de performance par le 5 nm (et maintenant 3 nm) du géant taïwanais des semiconducteurs, ce procédé de fabrication à l'avantage d'être bien moins cher. ACM-G10 est une puce plutôt conséquente, avec un peu plus de 400 mm² de surface et pas moins de 21,7 milliards de transistors. Son petit frère se contente de 157 mm² pour 7 milliards de transistors.

NVIDIA de son côté a fait un choix totalement différent, en basculant l'intégralité de sa gamme sur le 4N de TSMC, une déclinaison "personnalisée" du très performant 5 nm. Pas moins de 5 GPU différents ont été conçus, allant d'AD102 intégrant plus de 76 milliards de transistors sur une superficie de 608 mm² et animant la RTX 4090, au petit AD107 se contentant de 159 mm² pour presque 19 milliards et affecté cette fois à la RTX 4060. Entre ces 2 extrêmes, se trouvent les puces AD103 (RTX 4070 Ti SUPER / RTX 4080), AD104 (RTX 4070 Ti / RTX 4070 / RTX 4070 SUPER) et AD106 (RTX 4060 Ti) par ordre décroissant de superficie et complexité. Ces 5 références monopolisent le haut du classement en matière de densité de transistors par mm², multipliant pratiquement par trois cette valeur en comparaison du précédent N8 de Samsung utilisé par la génération Ampere (RTX 30). Il existe donc une différence très conséquente entre ces 2 nœuds de gravure, et ce contrairement à ce que laisseraient penser leurs nomenclatures commerciales respectives. Le N8 est en fait une optimisation du node 10nm, NVIDIA "enjambant" donc le 7 nm pour passer directement au 5 nm, soit un saut de 2 générations.

AMD a lui opté pour un "en même temps" au moyen de chiplets, une stratégie que ne renierait pas un homme politique français, ayant été élu à deux reprises à la magistrature suprême. Le N5 de TSMC est donc dévolu aux GCD, alors que les MCD doivent de leur côté se contenter du N6, tout comme Navi 33. Ce dernier, purement monolithique, mesure 204 mm² pour 13,3 milliards de transistors et se charge d'animer la RX 7600. À l'autre bout de la gamme, les 6 MCD plus le GCD d'un Navi 31 complet occupent une superficie totale de presque 530 mm², pour 57,7 milliards de transistors. La densité est donc légèrement moindre que sur les puces intégralement en 4N du caméléon, mais finalement pas si éloignée malgré le mix des nœuds de gravure. Cela tendrait à corroborer l'assertion d'AMD quant aux faibles gains (en densité au moins) à attendre d'une gravure plus fine pour certains éléments constitutifs d'un GPU. Et le Navi 32 des RX 7700 XT et 7800 XT ? Il couple un GCD de 200 mm² gravé en 5 nm, à 4 MCD gravés en 6 nm par TSMC. La partie logique étant fortement réduite sur ce nouveau GCD, la densité va finalement se positionner entre celle de Navi 33 et Navi 31.

Détaillons à présent les caractéristiques des cartes employant ces GPU en comparaison d’un certain nombre de cartes des segments performance, haut de gamme, et enthusiast, des générations actuelle et précédentes.

Rappelons qu'il est très difficile d'inférer les performances pratiques d'une carte graphique sur la seule base des valeurs brutes annoncées. Plusieurs raisons à cela, dont les fréquences réellement appliquées (qui diffèrent plus ou moins largement de celles officielles comme vous le verrez page suivante), mais aussi les subtilités architecturales quant aux conditions d'exécution de certaines unités ou l'impact par exemple des larges caches sur la bande passante mémoire effective. Toujours est-il que la RTX 4070 Ti SUPER dispose d'un avantage de 10 % en puissance de calcul théorique par rapport à la RTX 4070 Ti.

C'est plus de deux fois moindre que l'écart séparant la 4070 de la 4070 SUPER. Ce n'est toutefois valable que si les fréquences réellement appliquées de part et d'autres sont celles officielles, ce qui n'est que rarement le cas. Côté bande passante mémoire, le passage à un bus 256-bit permet un gain de 33 % ce qui est considérable, néanmoins, le cache L2 est inchangé entre les deux Ti, à 48 Mo. Ce dernier permet d'amplifier la bande passante si les données requises sont présentes en cache (qui profite alors du débit de ce dernier), et plus il est important plus il y a de chances que cela se produise comme explicité ci-dessous.

Impact du cache L2 sur les générations précédant Ada Impact du cache L2 sur la génération Ada

L'impact du cache L2 sur les besoins en accès mémoire

Tâchons donc d'y voir plus clair en exécutant quelques tests synthétiques de bas niveau.

Tests synthétiques

Nous utilisons la suite de tests Geeks 3D pour estimer les performances synthétiques de la nouvelle venue, lors de l’exécution de certaines tâches particulières. Ainsi, PixMark Julia FP32 permet de mesurer la puissance de calcul brute en simple précision (FP32) et le fillrate qui en découle. Il dépend donc à la fois des unités de calcul et des ROP. Le test GiMark, s’attache de son côté à évaluer les performances de nos cartes au niveau de la géométrie (génération de primitives 3D). Enfin, TessMark permet de son côté de mesurer les capacités en tessellation des différentes cartes. Ces tests étant relativement brefs et spécifiques (n’utilisant donc qu’une partie des ressources totales des GPU), ils permettent aux modèles limités par leur température et/ou puissance électrique maximale autorisée, de conserver des fréquences plus élevées que lors d’une session de jeu par exemple.

En matière de puissance de calcul brute, la RTX 4070 Ti SUPER prend un avantage de 9 % par rapport à la 4070 Ti. C'est donc dans l'ordre de grandeur attendu, tout du moins après mise à jour du bios de notre carte (cf. page suivante). En termes de géométrie, on retrouve le comportement erratique d'AD103 sur ce test, puisque à l'image de la RTX 4080, la nouvelle-née sous-performe elle aussi, sans qu'aucune raison logique puisse expliquer ce fait, d'autant que les écarts retrouve la "normalité" hiérarchique pour le test de tesselation, exécuté comme le précédent par les Polymorph Engines (unités géométriques des GeForce). Il faut toutefois garder à l'esprit que ces tests utilisent des scènes spécifiques, qui ne sont pas vraiment l'usage typique d'un rendu 3D. Qui plus est, ils s'appuient sur OpenGL, une API commençant à dater.

Tests synthétiques - RTX 4070 Ti SUPER

Passons à présent à des tests synthétiques issus de 3DMark, en s’attachant à vérifier les capacités des cartes graphiques sur diverses fonctionnalités. DXR, au nom explicite, sollicite de manière intensive les capacités d’accélération du Ray Tracing par le GPU, au travers de l’API de Microsoft. La nouvelle venue s'en sort plutôt bien en devançant la 4070 Ti de 18 %, bien aidé par l'augmentation du nombre de RT Cores, mais aussi sa bande passante mémoire.

Mesh Shader évalue la capacité de traitement de ces derniers par les GPU modernes. Le test permet de comparer les performances avec et sans Mesh Shaders actifs, mais cette représentation ne permet pas une comparaison pertinente entre cartes. Nous affichons donc les performances de chaque référence avec Mesh Shaders actifs. La RTX 4070 Ti SUPER fait la grimace, puisqu'elle s'incline face à la RTX 4070 Ti, qui profite de fréquences de fonctionnement plus élevées. Le test PCIe confirme l'emploi de 16 lignes Gen 4 sur la nouvelle-née, sans surprise.

Le test Sampler Feedback, mesure de son côté l’impact de cette fonctionnalité introduite (comme la plupart des autres) par les cartes Turing. La bande passante mémoire entrant cette fois en jeu, les écarts sont en faveur de la nouvelle-née, 15 % devant sa devancière. Enfin, le test VRS, abréviation de Variable Rate Shading, permet de mesurer le gain apporté par cette fonctionnalité lorsqu’elle est activée. Là aussi, le test affichant une comparaison entre 2 passes, nous préférons reporter ici le score atteint par chaque carte une fois la fonctionnalité activée, permettant ainsi une comparaison brute entre elles. La 4070 Ti SUPER rechute, même si elle conserve l'avantage cette fois, pour 5 %.

Test fonctionnalités - RTX 4070 Ti SUPER

Voilà pour les spécifications des différentes cartes et leurs performances synthétiques, passons page suivante à l'analyse de leurs fréquences en jeu pour tâcher de comprendre un peu ce qui se cache derrière ces performances en dents de scie.