AMD Dual Graphics : au delà des benchmarks ?

Introduction

Ce qu’AMD appelle désormais Dual Graphics est une technologie connue à l’origine sous le nom de Hybrid CrossFire. D’un point de vue technique, l’ancienne dénomination était probablement plus exacte, dans la mesure où la fonctionnalité repose sur la technologie multi-GPU du fabricant pour combiner le moteur graphique d’un APU à une carte graphique distincte.

En pratique, cela signifie qu’il est possible de prendre une configuration basée sur un APU, d’y ajouter une Radeon, de les lier et de profiter de l’ensemble des ressources disponibles pour pousser le framerate au-delà de ce qu’il serait possible d’obtenir chacun des deux éléments pris séparément.

AMD a lancé la désignation Dual Graphics en même temps que ses APU Llano, que nous avions testés en 2011. Si nous reconnaissions à l’époque l’attrait potentiel de la technologie, nous rencontrions quelques problèmes avec sa première version. Nous émettions alors l’espoir de pouvoir revenir sur le produit une fois qu’il aurait eu le temps de mûrir. Avec le temps, les Llano ont été remplacés par les Trinity puis par les Richland.

AMD a eu trois générations pour affiner son matériel et les aspects logiciels associés à celui-ci ; nous avons donc estimé qu’il était temps de tester le Dual Graphics de manière plus approfondie. La société avance en effet des gains de performances assez spectaculaires. Qu’on en juge par la diapositive ci-dessous, qui accompagnait le lancement des APU Richland :

Les deux dernières années ont vu les questions s’accumuler concernant la technologie Dual Graphics. Par exemple, AMD recommande maintenir l’équilibre avec ses APU et donc d’éviter de les coupler à une carte graphique plus puissante qu’un Radeon HD 6670. Et pourtant, nous avons entendu dire que la Radeon HD 7750 se comportait plutôt bien au sein d’une configuration Dual Graphics. Est-il même possible d’associer un APU dont le moteur graphique repose sur l’architecture VLIW5 à une carte graphique de type GCN ? Si c’est le cas, les cartes plus rapides que la Radeon HD 6670 permettent-ils d’obtenir des résultats qui justifient leur prix ? Le Dual Graphics n’engendre-t-il pas lui-même certaines limitations qu’il convient de connaître ? Notre objectif est aujourd’hui de trouver la réponse à toutes ces inconnues.

Nous voulions également faire état des résultats de notre analyse FCAT, un outil qui fait appel à la capture vidéo pour mesurer les images perdues et partiellement affichées (trop petites pour être perçues par l’œil) que génère une configuration multi-GPU. Malheureusement, nous ne sommes pas parvenus à traiter correctement les vidéos obtenues en Dual Graphics et AMD nous a signalé qu’il ne prévoyait pas de régler le problème. Si vous vous rappelez de notre article AMD A10-6700 And A10-6800K Review: Richland Hits The Desktop, publié en juin, le souci est que des bouts d’images s’affichent de manière adjacente et forment des artéfacts à l’écran :

Comme on peut le constater sur la capture d’écran ci-dessus, des « déchirures » apparaissent dans l’image, ce qui est très gênant et nous a obligé à trouver une autre manière d’évaluer l’efficacité du Dual Graphics, à savoir revenir directement aux captures vidéo que nous analysons normalement à l’aide de l’outil FCAT. Comme vous pourrez les constater par vous-même, les résultats sont pour le moins étonnants. Mais avant de vous précipiter sur les vidéos, une petite manipulation s’impose ; explications en page suivante.

Vidéos de démo, configuration et protocole de test

Nous avons toujours voulu vous montrer exactement ce que nous voyons à l’écran lorsque nous comparons les performances de différentes cartes graphiques. Le problème est qu’une capture vidéo sans perte à 60 Hz et en 1920 x 1080 génère un fichier absolument colossal, très nettement trop volumineux pour être téléchargé, mais que YouTube limite le framerate à 30 images/s, ce qui ne représente que la moitié des informations enregistrées. Heureusement, la solution existe à présent et prend la forme de la version d’essai de YouTube en HTML5. Pour activer cette fonction beta, vous devez vous rendre sur cette page puis cliquez sur le bouton « Participer à l’essai HTML5 » :

Ceci fait, redémarrez votre navigateur et vous devriez avoir accès aux options permettant de régler la vitesse de lecture des vidéos, via la roue dentée :

Il faut savoir que nous avons pour l’opération encodé nos vidéos à mi-vitesse. Par conséquent, si vous les lisez à la vitesse normale de YouTube (30 images/s), vous pouvez observer le résultat au ralenti et vous faire une bonne idée des différences dont nous parlons. Si, par contre, vous voulez regarder la vitesse à vitesse réelle, vous devez régler la vitesse sur 2,0x (60 images/s). Cette technique nous permet enfin de vous montrer ce que nous voyons en 60 Hz ; vous pouvez ainsi vous faire une idée de ce que nous faisons pour obtenir les résultats de nos benchmarks.

Quelques suggestions concernant l’essai HTML5, toutefois. Premièrement, attendez que la vidéo soit entièrement chargée avant de la lire en accéléré. Cela nécessite plus de bande passante, mais cela vous évitera d’être influencé par les à-coups dus au processus de streaming. Deuxièmement, il arrive que YouTube ne tienne pas compte du changement de vitesse tant que l’on n’a pas rechargé la page. Troisièmement, nous vous recommandons de commencer par regarder la vidéo à vitesse normale (30 images/s) avant de l’accélérer ; sur une capture vidéo, les écarts de fluidité se remarquent plus facilement de cette manière.

Vous remarquerez que nous avons utilisé les pilotes Catalyst 13.6 Beta 2 au lieu des 13.8 Beta, auxquels AMD a ajouté une fonction de frame pacing visant à réduire les micro-saccades et à améliorer la fluidité du rendu. La firme indique que les nouveaux pilotes n’ont aucune influence sur les configurations Dual Graphics et que le frame pacing ne fonctionne qu’avec le CrossFire de cartes graphiques distinctes. La configuration utilisée est donc à jour.

Configuration et protocole de test

Tomb Raider

Framerate

Nous débutons notre analyse par Tomb Raider, qui représente probablement un cas idéal pour le Dual Graphics étant donné qu’il s’agit d’un titre sponsorisé par AMD. Incidemment, c’est aussi un excellent jeu.

En théorie, ces résultats nous montrent que le Dual Graphics a une incidence très marquée sur les performances, qui vont bien au-delà de celles qu’une carte graphique d’entrée de gamme ou un APU pourrait générer seul. Comme le suggérait AMD, la configuration offrant le meilleur rapport performances/prix est une Radeon HD 6670 couplée à un A10-6800K ; les performances sont alors doublées par rapport à celles de la carte seule.

Les gains engendrés par les cartes équipées de mémoire GDDR5 sont moins impressionnants, probablement en raison du mélange des architectures VLIW5 et GCN ; ils n’en restent pas moins appréciables.

Évolution du framerate au cours du test

L’évolution du framerate dans le temps confirme nos conclusions préliminaires : les configurations Dual Graphics affichent des framerates assez nettement plus élevés que les APU ou les cartes graphiques seuls.

Variance interimages

Les choses changent par contre du tout au tout lorsqu’on prend en compte la variance interimages. Comme on peut le voir, le Dual Graphics engendre une latence considérable entre images consécutives, ce qui signifie que certains images passent entièrement à la trappe ou s’affichent rabotées. Cela annule complètement les gains censés être générés par la hausse du framerate.

Dans la vidéo ci-dessous, vous pouvez voir une comparaison côte à côte de l’APU A10-6800K (24,1 images/s en moyenne), de l’A10-6800K couplé à une Radeon HD 6670 DDR3 en mode Dual Graphics (43,3 images/s en moyenne) et d’une Radeon HD 7750 seule (49,2 images/s en moyenne).

La vidéo à mi-vitesse nous donne une démonstration limpide de ce que Fraps ne nous disait pas : la configuration Dual Graphics est aussi saccadée que l’A10-6800K utilisé seul, et ce, bien que son framerate soit deux fois plus élevé. Le rendu de la Radeon HD 7750, de son côté, est parfaitement fluide. L’effet est moins visible à vitesse normale, mais il reste présent.

Ce n’est que le premier titre que nous testons, et les différences entre ce que l’on perçoit en réalité et ce que nous indique Fraps sont déjà parfaitement évidentes. L’augmentation de la variance interimages confirme ce que nous craignions dès le départ : le Dual Graphics augmente certes le nombre d’images générées par seconde, mais comme il s’agit essentiellement d’images perdues et rabotées, le joueur n’en profite pas.

The Elder Scrolls V: Skyrim

Framerate

Les Radeon HD 6670 voient leurs performances très nettement améliorées en mode Dual Graphics, contrairement à la Radeon HD 7750, qui n’en bénéficie absolument pas.

Évolution du framerate au cours du test

Rien de bien inattendu sur le graphique d’évolution du framerate dans le temps ; toutes les configurations affichent des variations très cohérentes.

Variance interimages

Skyrim souffre d’une variance interimages alarmante dans toutes les configurations mono-GPU à l’exception de la Radeon HD 7750, basée sur l’architecture GCN. De manière totalement inexplicable, cette variance diminue lorsqu’on active le Dual Graphics ; la question que l’on se pose donc tout naturellement est de savoir si cette technologie améliore l’expérience de jeu dans le titre de Bethesda.

Malheureusement, il semble n’y avoir dans Skyrim aucune corrélation entre la variance interimages et la fluidité perçue. La Radeon HD 6670 DDR3 en mode Dual Graphics génère un framerate moyen de 40,7 images/s, ce qui est relativement proche des 47,9 images/s de la Radeon HD 7750, et pourtant le rendu à l’écran est aussi saccadé qu’avec un A10-6800K seul, qui ne permet pourtant d’atteindre que 23,8 images/s.

Company Of Heroes 2

Framerate

Même avec les détails au minimum, Company of Heroes 2 met toutes nos configurations à genou en 1920 x 1080. Une baisse de résolution leur faciliterait sans aucun doute la tâche, mais le fait est qu’elles ne sont tout simplement pas suffisamment puissantes pour ce titre. Techniquement parlant, le Dual Graphics améliore quelque peu la donne, mais avec un framerate minimum qui demeure coincé sous les 20 images/s, il n’y a pas de quoi se réjouir pour autant.  

Évolution du framerate au cours du test

L’évolution du framerate dans le temps montre clairement que les minimas dont nous faisions état sur le graphique précédent sont loin d’être anecdotiques et occasionnels : les performances de nos différentes configurations chutent sous les 30 images/s pendant une bonne partie du test.

Variance interimages

La variance interimages est extrêmement élevée dans Company of Heroes 2, mais les framerates sont si bas que cela n’a au final que peu d’importance. Le titre n’est pas jouable, il n’y a donc aucun intérêt à comparer les différentes configurations en vidéo : elles sont toutes saccadées de toute manière.

F1 2012

Framerate

Le CrossFire d’APU+GPU apporte un léger gain de performances dans F1 2012, mais seule la Radeon HD 7750 permet d’obtenir un framerate minimum qui dépasse les 30 images/s avec les réglages choisis.

Évolution du framerate au cours du test

Lorsqu’on analyse l’évolution du framerate dans le temps, on remarque que le mode Dual Graphics semble entraîner plus de pics et de creux que les configurations mono-GPU.

Variance interimages

Les Radeon HD 6670 voient leur variance interimages augmenter considérablement en mode Dual Graphics. Voyons ce que cela donne en pratique :

Bien que Fraps nous certifie que son framerate moyen est plus élevé, la Radeon HD 6670 DDR3 en mode Dual Graphics souffre d’autant de saccades, voire plus, que l’APU A10-6800K utilisé seul. Une fois encore, à titre de comparaison, la Radeon HD 7750 n’a aucun problème de fluidité.

Metro: Last Light

Framerate

Metro: Last Light est un titre notoirement gourmand et de fait, même au niveau de détails le plus faible, aucune des cartes graphiques testées ne permet d’obtenir un framerate minimum dépassant les 25 images/s. Le Dual Graphics n’améliore le framerate moyen que s’il est utilisé avec une Radeon HD 6670 équipée de mémoire DDR3 ; les cartes dotées de GDDR5 ne bénéficient absolument pas des « bienfaits » de l’APU.

Évolution du framerate au cours du test

Bien que la Radeon HD 7750 n’affiche qu’un framerate minimum de 25 images/s, elle tombe en fait rarement sous la barre des 30 images/s. À ce niveau de détails, elle permet donc de jouer à Metro: Last Light de manière plutôt correcte.

Variance interimages

En termes de variance interimages, la Radeon HD 6670 DDR3 s’en sort de manière assez catastrophique, mais finalement pas bien pire que l’A10-6800K ou que les configurations Dual Graphics à base de 6670. Seules les cartes équipées de mémoire GDDR5 affichent des résultats satisfaisants dans ce domaine.

Une fois encore, le titre n’étant pas particulièrement jouable en mode Dual Graphics, nous faisons l’impasse sur la comparaison en vidéo.

BioShock Infinite

Terminons avec BioShock Infinite, dernier titre en date de la série, développé à l’aide de l’Unreal Engine 3. Le mode Dual Graphics permet-il d’accroître le framerate dans ce jeu sponsorisé par AMD ?

Framerate

Effectivement, c’est le cas : en Dual Graphics, la Radeon HD 6670 DDR3 voit ses performances s’approcher de celles de la Radeon HD 7750, à tout le moins si l’on en croit le framerate moyen mesuré par Fraps.

Évolution du framerate au cours du test

Le graphique ci-dessus révèle que seules les configurations Dual Graphics et la Radeon HD 7750 permettent de rester au-dessus de la barre fatidique des 30 images/s pendant la majeure partie du benchmark.

Variance interimages

Les chiffres de variance interimages indiquent clairement que le Dual Graphics génère un surcroît de latence, mais celle-ci reste contenue, mais dans les pires cas. D’après notre expérience, les joueurs commencent à remarquer les écarts dès qu’ils atteignent 5 ms, ce qui correspond à peu près aux résultats que nous obtenons ici. Rien de bien dramatique a priori donc. Confirmons cela en vidéo :

En dépit de différences de variance interimages assez importantes, l’A10-6800K (21,4 images/s) affiche un rendu pratiquement impossible à distinguer de celui de la Radeon HD 6670 DDR3 en mode Dual Graphics (37,3 images/s). À l’inverse, la Radeon HD 7750 (42,6 images/s) est nettement plus fluide que la configuration Dual Graphics, alors que son framerate moyen est à peine plus élevé.

Résultats avec les pilotes Catalyst 13.8 Beta

Certains lecteurs nous ont demandé de prouver que les pilotes Catalyst 13.8 Beta ne réglaient pas les performances du mode Dual Graphics. 

Rappelons qu’un représentant d’AMD nous avait lui-même indiqué que la technologie n’était pas affectée par ce pilote, dont les améliorations concernent les cartes graphiques dédiées en CrossFire.

Ceci étant dit, nous sommes ici pour vous permettre de prendre des décisions d’achat en toute connaissance de cause et avons donc décidé de recapturer les vidéos avec les pilote 13.8 Beta.

Comme vous pouvez le constater de visu, les nouveaux pilotes ne changent rien au Dual Graphics.

Conclusion

Est-il possible d’augmenter le framerate de vos jeux favoris en ajoutant une carte graphique dédiée à un APU AMD et en activant le mode Dual Graphics ? Sans le moindre doute… selon Fraps.

Mais est-ce que cela résulte pour autant en un gameplay plus fluide ? Après avoir fait le test par nous-même, nous ne le pensons malheureusement pas. Problème : comment vous le montrer ? Étant donné que FCAT ne fonctionne pas en raison de problèmes liés aux pilotes d’AMD, nous avons choisi de prendre un peu de recul et de vous montrer directement les captures vidéo que nous analysons normalement à l’aide de l’utilitaire. Et il faut bien avouer que le résultat n’est pas glorieux pour le Dual Graphics.

Il y a en effet un décalage total entre la hausse de framerate détectée par Fraps et ce que l’on voit affiché à l’écran. Il s’agit pourtant d’une fonctionnalité dont AMD parle depuis près de deux ans. Le Dual Graphics est censé être un produit mûr. Il est difficile de savoir combien de joueurs « mainstream » ont acheté une carte graphique pour accompagner leur APU Llano, Richland ou Trinity en pensant obtenir une expérience de jeu nettement plus agréable, mais d’après ce que nous avons constaté, il s’agit là d’un investissement consenti en pure perte.

Alors oui, certes, Fraps affirme que le framerate moyen est plus élevé en mode Dual Graphics. Mais ce paradoxe est exactement à l’origine de l’utilitaire FCAT. Si Fraps comptabilise chaque image perdue ou rabotée comme s’il s’agissait d’une image réellement affichée, il n’y a rien d’étonnant à ce qu’il annonce un framerate plus élevé, mais en pratique, cela revient à gonfler artificiellement les performances et n’apporte strictement aucun bénéfice au joueur.

Nous ne sommes pas en train d’essayer de casser du sucre sur le dos d’AMD. Cela fait maintenant des années que l’on a conscience du problème que constituent les artéfacts et les micro-saccades ; il aura toutefois fallu attendre les initiatives de The Tech Report et les données quantifiées de l’utilitaire FCAT (développé par Nvidia mais validé dans son principe par AMD) pour mettre le doigt sur ce qui cloche exactement. Nous sommes heureux de constater qu’AMD prend le problème au sérieux et ait mis au point un pilote spécial destiné à le régler. Nous n’hésiterons pas à refaire le test lorsque celui-ci sera disponible ; s’il améliore la situation, nous serons les premiers à féliciter la firme.

Malheureusement, le dernier pilote annoncé ne règle pas les problèmes qui affectent le mode Dual Graphics, et qui sont plus graves encore que nous ne le pensions avant d’entamer l’écriture de ce dossier. Nous ne pouvons qu’espérer qu’AMD se mette sérieusement à essayer de revoir sa technologie, tout comme elle l’a fait quand elle s’est décidée à améliorer le CrossFire. Pour l’instant, elle fait l’apologie d’une fonctionnalité qui améliore les résultats obtenus dans les benchmarks, mais pas le gameplay. Et ça, c’est purement et simplement inacceptable.