AMD FirePro W9100 : que vaut Hawaï côté pro ?

Introduction

Pour la première fois depuis 2007, AMD lance une carte graphique FirePro basée sur un très, très gros GPU : avec ses 6,2 milliards de transistors, le processeur Hawaii qui équipe la nouvelle FirePro W9100 contient 44 % de circuits logiques de plus que la puce Tahiti de la FirePro W9000. Elles sont cependant toutes deux gravées en 28 nm.

Les similitudes entre le dernier fer de lance d’AMD et son remplaçant se limitent-elles à ce point ? C’est ce que nous allons voir.

Nous allons toutefois commencer par comparer ses spécifications techniques à celles de deux de ses concurrentes directes, les Nvidia Quadro K5000 et K6000, ce qui, avec un peu de chance, devrait nous permettre de voir à quoi nous attendre en termes de performances. Bien que le prix de la FirePro W9100, à savoir environ 3000 €, soit nettement plus élevé que celui de la Quadro K5000, il demeure inférieur à celui de la K6000. Une raison comme une autre de mettre la nouvelle venue au milieu de notre tableau.

Quand on a de la puissance en réserve, de nouvelles opportunités se présentent d’elles-mêmes : en général, AMD met en avant la CAO et l’ingénierie, le multimédia et le divertissement, la médecine et la finance comme étant traditionnellement ses points forts. Mais avec le processeur Hawaii et les bonnes performances de l’architecture GCN dans les tâches riches en calculs, la firme s’oriente désormais aussi vers les segments de la virtualisation, du jeu en cloud et de la signalétique.

Les ambitions du fondeur ont un sens certain : les applications pour station de travail sont en effet de mieux en mieux à même d’exploiter les performances des GPU modernes, à un point tel qu’il est désormais possible de traiter simultanément plusieurs flux de travail en CAO/IAO. Peaufiner la prochaine version d’un dessin durant le rendu de la précédente n’a aujourd’hui plus rien d’une chimère, c’est faisable. Et quand on travaille sur des projets faisant aussi bien appel à la 3D qu’aux calculs généralistes, tout devient possible !

AMD fait déjà figure de vétéran en matière de 3D. La société cherche maintenant à mener les développeurs sur le terrain du calcul GPGPU. Pour faciliter cette évolution, elle a décidé d’apporter son soutien à la norme OpenCL, alternative à Stream et à CUDA. Comme nous l’avons déjà noté à de nombreuses reprises, les gains de performances que l’on obtient lorsqu’une tâche complexe peut être parallélisée valent vraiment la peine que l’on optimise l’application qui l’effectue.

On remarque également une tendance assez nette à l’adoption des écrans 4K (3840 x 2160) en milieu professionnel, leur résolution élevée offrant aux ingénieurs et aux artistes une surface de travail particulièrement confortable. L’augmentation du niveau de détail est bien entendu particulièrement appréciable dans le domaine de la 3D, mais il profite également aux tâches fondamentalement « 2D » telles que le développement.

Même constat dans les secteurs de l’édition vidéo et de la retouche photo, où les professionnels ne demandent qu’à pouvoir travailler en pleine résolution et en temps réel ; une carte telle que la W9100 devrait accélérer le traitement des filtres vidéo et photo ainsi que l’encodage/décodage.

Comme on le voit, le marché des cartes graphiques professionnelles est en pleine mutation : les frontières entre les différents segments deviennent de plus en plus floues alors même que les charges de travail et les jeux de données gagnent en spécificité. CAO, IAO, multimédia, exploitation pétrolière et gazière… avec la FirePro W9100, AMD tente de se donner les moyens d’augmenter sa part de marché dans tous ces secteurs. Mais assez de contexte comme cela : il est temps de passer cette carte en revue.

Différences entre les puces Hawaii et Tahiti

Bien qu’avec ses 439 mm², le Hawaii soit plus petit que le GK110 qui équipe la Nvidia Quadro K6000, il n’en reste pas moins le plus gros GPU jamais fabriqué par AMD. À titre de comparaison, le légendaire R600 ne faisait « que » 420 mm².

À bien des égards, le Hawaii est presque identique au Tahiti de la FirePro W9000 dans son implémentation de l’architecture Graphics Core Next. Le bloc de construction « Compute Unit » (CU), par exemple, est à première vue identique : ses 64 shaders (conformes à la norme IEEE-754-2008) se composent de seize unités de chargement/stockage de textures et de quatre unités vectorielles.

Bien entendu, il y a quelques améliorations par rapport au Tahiti, notamment l’adressage à plat des périphériques, qui permet de gérer les conventions d’appel standard, l’amélioration de la précision des opérations LOG et EXP natives et l’optimisation de la fonction MQSAD (Masked Quad Sum of Absolute Difference), qui accélère les algorithmes d’estimation du mouvement.

Suite au lancement de DirectX 11.2, AMD a également ajouté le LOD clamping programmable et la possibilité d’indiquer à un shader si une surface est résidente, deux fonctionnalités secondaires liées aux ressources parcelleraires.

La principale différence par rapport aux GPU de la W9000 réside dans la disposition de ces Compute Units : alors que le Tahiti en contenait 32 (pour un total de 2048 shaders et 128 unités de textures), le Hawaii en compte 44 organisés en quatre « Shader Engines ». Un simple calcul nous indique donc que le processeur de la nouvelle carte se compose de 2816 shaders et 176 unités de textures.

Il contient en outre huit « Asynchronous Compute Engines » (ACE) revus et corrigés. Ceux-ci sont chargés d’ordonnancer les tâches en temps réel et de fond et de les affecter aux différentes CU. La W9000 n’en comportait que deux. Chaque ACE gère un maximum de huit files d’attente (qui sont donc 64 au total) a dispose d’un accès au cache L2 et à la mémoire partagée.

Il est très intelligent d’avoir dédié plus de ressources à l’arbitrage des ressources du GPU entre calculs et graphismes, car cela accroît l’efficacité globale de la carte.

Le front-end de la W9000 envoyait les données de vertex aux shaders via deux unités de traitement géométrique. Étant donné son architecture à quatre Shader Engines, la FirePro W9100 double ce chiffre et permet donc de traiter deux primitives par cycle au lieu de deux. Elle prévoit aussi plus d’espace de stockage entre le front-end et le back-end afin d’atténuer l’effet des latences et d’accroître au maximum le débit effectif des primitives.

Outre un moteur de géométrie dédié (et 11 CU), les Shader Engines contiennent leur propre rasterizer et quatre back-ends de rendu capables de traiter 16 pixels par cycle, ce qui représente un total de 64 pixels par cycle pour l’ensemble du GPU, soit deux fois plus que la W9000. Même chose pour les opérations de stencil et de profondeur : la W9100 peut en réaliser 256 par cycle alors que la W9000 était limitée à 128.

Sur une carte graphique destinée à être utilisée à haute résolution, il est pratique d’avoir un fillrate de pixels élevé ; AMD affirme que les modifications précitées éliminent ce goulot d’étranglement et le transfèrent au niveau de la bande passante mémoire.

Le cache L2 partagé en lecture/écriture passe de 768 Ko à 1 Mo, divisé en 16 partitions de 64 Ko. Cette augmentation de 33% engendre une hausse correspondante de la bande passante entre les structures L1 et L2, qui atteint désormais 1 To/s.

Il paraît donc logique que l’augmentation du débit en géométrie, l’ajout de 768 shaders et le doublement du pixel fillrate maximal que peut atteindre le back-end mette la pression sur le sous-système mémoire du Hawaii. AMD règle ce problème avec un contrôleur redessiné.

Le nouveau GPU est équipé d’un bus de 512 bits qui, selon la firme, occupe environ 20 % moins d’espace que le bus de 384 bits du Tahiti et offre 50 % de bande passante supplémentaire par mm².

Comment est-ce possible ? En fait, les débits très élevés sont particulièrement coûteux en espace sur le die. Le bus du Tahiti fonctionne à 6 Gbit/s et à tension élevée, ce qui le rend en fait moins efficace que celui du Hawaii, dont les fréquences et les tensions sont plus faibles et qui est par conséquent moins volumineux. Sur la FirePro W9100, il fonctionne à 5 Gbit/s, ce qui lui permet d’atteindre un débit total de 320 Go/s alors que celui du Tahiti plafonnait à 288 Go/s.

FirePro W9100 : dimensions, poids et caractéristiques

Passons rapidement en revue les caractéristiques mécaniques de la carte.

La FirePro W9100 est extrêmement sobre ; son cache en plastique noir nous rappelle celui de la Radeon HD 6970. Même le ventirad de référence semble identique, ce qui nous change des solutions adoptées par Nvidia pour ses Quadro.

Le dissipateur thermique de la carte emploie la même chambre de vaporisation que la FirePro W9000. Le gros ventilateur rouge pousse l’air à travers le radiateur et expulse la chaleur par l’extrémité gauche de la carte, via le panneau de connectique. Comme nous l’ont déjà montré les Radeon R9 290X et 290, une telle configuration n’a rien de silencieux, mais elle est efficace.

Le dos de la carte est dominé par une plaque métallique qui la rigidifie et sert également à refroidir les puces de mémoire situées de ce côté de la PCB.

Il n’y a pas grand-chose à voir au bas de la carte.

Le haut ne comporte aucun connecteur CrossFire car le GPU Hawaii utilise un moteur DMA qui permet d’activer le CrossFire via le bus PCI Express. On y trouve toutefois un connecteur qui, comme sur la FirePro W9000, sert à brancher le module de synchronisation FirePro S400.

L’extrémité de la carte accueille quant à elle les deux connecteurs d’alimentation auxiliaires (à six et huit broches respectivement). Nous reparlons de leur utilité lorsque nous aborderons la consommation électrique de la FirePro.

Connectique

Outre les six connecteurs mini-DP, qui gèrent un maximum de six écrans 4K à 30 Hz ou trois à 60 Hz, le panneau de connectique arbore un connecteur mini-DIN à trois broches destiné aux écrans 3D.

Méthodologie de test

Configurations et environnement de test

Pour cet article, nous n’avons pas overclocké notre Intel Core i7-4930K, le monde professionnel étant très à cheval sur la stabilité. Notre processeur fonctionne par conséquent à sa fréquence de base, 3,5 GHz. La configuration contient toutefois trois SSD : le système d’exploitation est séparé des exécutables de la suite de benchmark et des journaux de données.

En temps normal, nous n’effectuerions nos tests qu’avec des pilotes validés par chaque éditeur, mais étant donné que c’est impossible avec une carte flambant neuve, nous avons dû recourir aux derniers pilotes disponibles pour l’AMD FirePro W9100 (voir tableau).

Les mesures de consommation méritent une page à elles seules ; nous sommes en effet curieux de voir la différence entre la W9100 et les cartes graphiques desktop du fondeur. Il faut garder à l’esprit le fait que la FirePro n’est pas overclockée d’usine comme bon nombre de produits destinés au jeu.

Voici la liste du matériel que nous avons utilisé pour les benchmarks :

OpenCL : calcul généraliste, cryptographie et bande passante

Performances des shaders : FP32 et FP64

Nous entamons les hostilités avec le test d’OpenCL, qui devrait nous permettre de déterminer le plafond théorique en calcul généraliste simple et double précision (32 et 64 bits respectivement).

Bien que ce benchmark soit synthétique (de même que le test de cryptographie), il illustre bien le manque d’implication de Nvidia dans OpenCL.

Bien entendu, Nvidia propose sa propre API, CUDA, et il y des tonnes d’applications qui la prennent en charge. Cependant, les éditeurs ont de moins en moins envie de devoir gérer deux langages différent et OpenCL gagne de plus en plus de terrain, au point que même les adeptes traditionnels de CUDA, tels qu’Adobe, commencent à l’adopter.

Folding@Home

Nous avons lancé le benchmark Folding@Home sur la W9100 bien qu’il y ait peu de chances pour qu’une carte à plus de 3000 € soit utilisée pour étudier le repliement des protéines.

Bande passante mémoire

En matière de bande passante mémoire, Nvidia fait presque aussi bien que la dernière carte d’AMD en OpenCL, malgré une prise en charge plutôt boiteuse de cette API. Sous DirectX, par contre, l’architecture Kepler du GK110 dépasse la FirePro W9100 de 50 %.

Il sera utile de garder ces benchmarks synthétiques à l’esprit lorsque nous analyserons les tests applicatifs : ils permettent de déchiffrer les résultats observés en situation réelle, qui sont également influencés par les autres sous-systèmes de la machine.

Pour l’instant, nous devons toutefois nous demander si la stratégie de Nvidia, qui consiste à privilégier CUDA au détriment d’OpenCL, est bien la bonne ; seul l’avenir nous le dira.

OpenCL : mathématiques financières et calculs scientifiques

OpenCL : mathématiques financières

La tarification des options est une tâche qui nécessite des calculs intensifs ; elle donne par conséquent aux processeurs graphiques l’occasion de montrer ce qu’ils ont dans le ventre. L’AMD FirePro W9100 remporte la palme dans les deux versions de ce benchmark, à savoir simple et double précision.

Notons toutefois que les cartes AMD sont trois fois moins performantes en FP64 qu’en FP32 alors que la Nvidia Quadro K6000 ne l’est que deux fois moins (elle est certes considérablement moins véloce à la base). La K5000 n’est absolument pas adaptée à ce type de tâches.

Calculs scientifiques

Le constat est similaire dans le benchmark GEMM, où les AMD voient leurs performances piquer du nez lors du passage de la simple à la double précision.

Alors que la Quadro K6000 se montre assez cohérente en matière de calculs scientifiques, la nouvelle carte professionnelle d’AMD perd énormément de sa vitesse et termine même derrière la Nvidia.

Performances en 2D : GDI et GDI+

Pourquoi testons-nous encore en GDI et GDI+ ?

Aussi difficile à croire que cela puisse être, en 2014, de nombreuses applications dessinent encore en GDI et GDI+, ne serait-ce que pour leur interface graphique. Il existe même des applications de bureautique et des progiciels spécialisés plus anciens qui l’utilisent comme méthode de rendu principale : petits programmes de CAO en 2D, visionneuses, logiciels de rendu WYSIWYG pour préimpression, programmes d’importation/exportation de fichiers…

Étant donné que les cartes graphiques modernes, dont les shaders sont unifiés, ne contiennent plus d’unités dédiées à la 2D, et que les systèmes d’exploitation actuels n’accèdent plus directement à la carte graphique, les pilotes de périphérique jouent un role crucial dans la gestion de la 2D.

Texte

L’affichage de texte est une tâche cruciale. Il va sans dire que les deux fabricants mettent tout en œuvre pour que leurs cartes soient capables d’effectuer son rendu de manière pratiquement instantanée.

Lignes

L’un des autres éléments essentiels en 2D est le tracé de lignes (notamment celles des menus). Une fois encore, aucune des cartes n’a le moindre problème à ce niveau, bien que les AMD se montrent environ 20 % plus rapides que les Nvidia.

Splines / courbes de Bézier

Les courbes nécessitent quelques calculs ; il est donc normal qu’il faille plus de temps pour les dessiner. Ici encore, les cartes AMD prennent assez largement la tête du classement.

Polygones

Ce benchmark consiste à dessiner des polygones pleins et vides de trois à huit sommets. Les AMD s’en sortent aisément, mais on ne peut pas en dire autant de la Nvidia Quadro K5000, qui est presque deux fois moins rapide que la FirePro W9000.

Rectangles

Certes, les rectangles sont des polygones, mais le GDI prévoit une API spécifique, plus simple, pour les dessiner. Il est donc normal que toutes les cartes effectuent leur rendu plus rapidement que celui des polygones.

Il semble toutefois que Nvidia ait mieux optimisé cette opération qu’AMD, les deux Quadro se démarquant assez nettement des FirePro.

Cercles, segments de cercles et ellipses

Les quatre cartes affichent des performances très semblables dans ce benchmark.

Blitting

Le blitting, qui consiste à copier un bloc de la mémoire système à la mémoire de la carte graphique, est une opération de plus en plus obsolète, étant donné que c’est la carte elle-même qui remplit sa RAM de pixels et non le CPU. Sans surprise donc, les performances des cartes en la matière n’ont guère évolué ces dernières années ; au contraire.

Nvidia semble gérer l’opération un peu mieux, mais en pratique, toutes les cartes se montrent assez décevantes.

Étirement

Les résultats sont encore pires en étirement car l’opération implique le CPU.

Résumé

Ni les cartes Nvidia ni les AMD ne brillent par leurs performances en GDI : celles-ci n’ont plus évolué depuis 2010. À tout le moins a-t-on vu AMD éliminer certains goulots d’étranglement particulièrement gênants.

En règle générale, les applications s’en tirent mieux lorsqu’elles effectuent l’intégralité du rendu dans un bitmap indépendant du périphérique (DIB) et copient le résultat final sur la carte graphique, mais à résolution élevée, la quantité de données à faire transiter par le bus PCI Express peut s’avérer conséquente. Il est assez consternant de voir qu’à l’ère du PCIe 3.0, copier des données vers la carte graphique demeurent environ dix fois plus lent que vers la mémoire vive de la machine.

Ceci étant dit, les cartes graphiques AMD s’en sortent de manière générale mieux que la Nvidia, principalement en raison de leur fonctionnement plus rapide quand il s’agit de tracer des lignes, des courbes et des polygones. Peut-être les critiques acerbes que nous avions formulées à l’égard des pilotes AMD sont-elles en parties responsables de cette amélioration ?

La nouvelle FirePro W9100 dessine en GDI près de deux fois plus vite que la Nvidia Quadro K5000. Ou deux fois moins lentement, selon le point de vue.

SPECviewperf 12 : CATIA, Creo et Maya 2013

Introduction à SPECviewperf 12

SPECviewperf 11, lancé en 2010, commençait à accuser son âge depuis un moment déjà. Trop vieux, dépassé par les optimisations réalisées par Nvidia et AMD, ce benchmark ne nous donnait plus une idée réaliste des performances des cartes et pilotes professionnels modernes.

Heureusement, la Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC), dont la vocation est tout de même de créer des benchmarks pertinents et conformes aux normes du secteur, a consenti à publier une mise à jour de son outil.

AMD et Nvidia sont tous deux membres de l’organisation, ce qui leur permet d’exercer une certaine influence sur les tests à intégrer. En principe, aucun fabricant ne doit être favorisé par rapport à l’autre ; nous allons voir ce que cela donne en pratique.

CATIA V6 R2012

La FirePro W9100 surpasse la W9000 ainsi que la Quadro K5000, mais la K6000 fait véritablement bande à part. La W9100 s’en sort tout de même avec les honneurs.

Creo2

La nouvelle carte AMD fait mieux que l’ancienne, mais les deux Quadro les devancent assez nettement. Il apparaît clairement que l’équipe responsable du développement des pilotes chez AMD a encore du pain du la planche.

Maya 2013

Les résultats sont inversés dans Maya 2013 : la collaboration étroite entre AMD et Autodesk semble avoir porté ses fruits. Même si l’écart est faible, la FirePro W9100 parvient à dépasser la Quadro K6000.

SPECviewperf 12 : Showcase, Siemens NX et SolidWorks

Showcase 2013

La FirePro W9100 talonne la Quadro K6000 et les deux cartes devancent de loin le reste du classement. Il est intéressant de noter que Showcase 2013 est l’une des très rares applications professionnelles à être entièrement basée sur DirectX.

Siemens NX 8.0

Ici aussi, la carte haut de gamme de Nvidia et l’AMD FirePro W9100 dominent très nettement le classement (avec un léger avantage pour la Quadro K6000).

SolidWorks 2013 SP1

La Quadro K6000 offre des performances exceptionnelles (à un prix qui l’est tout autant, certes). Côté AMD, la FirePro W9100 fait à peine mieux que la W9000 et surtout moins bien que la Nvidia Quadro K5000. L’écart par rapport à la K6000 devrait inciter AMD, et particulièrement son équipe de développement des pilotes, à la modestie.

SPECviewperf 12 : simulations synthétiques

Tests synthétiques : énergie

Ce benchmark simule le comportement typique d’un logiciel de rendu de volume, une application employée dans les études géophysiques (sismologie, exploration pétrolière et gazière, etc.) et dans l’imagerie médicale. Dans le cadre des études, les images 2D sont combinées afin de former des représentations volumétriques et de créer des images 2D et 3D qu’il est ensuite possible d’analyser et d’évaluer.

Le benchmark est très dépendant de la bande passante mémoire. Pourtant, en dépit de ses ressources plantureuses en la matière, l’AMD FirePro W91000 termine loin derrière la Quadro K6000, et à peine devant la W9000. Enfin, au moins, les deux cartes AMD s’en sortent mieux que la Quadro K5000.

Tests synthétiques : médical

Ce benchmark se compose de deux parties : « 4D Heart Data Set » contient plusieurs objets 3D, tandis que « Stag Beetle » met la mémoire sous pression. L’AMD FirePro W9100 est ici absolument parfaite et remporte la palme sans la moindre difficulté.

OpenCL : traitement vidéo en 4K

Montage et encodage vidéo

En matière de multimédia et de divertissement, les professionnels veulent du contenu haute résolution, et ils veulent que celui-ci soit traité de manière rapide et fluide. Les API OpenCL et CUDA conviennent toutes deux bien à l’accélération des calculs complexes.

La 4K (3840 x 2160) devenant de plus en plus courante, nous avons choisi deux applications qui emploient l’OpenCL pour accélérer le traitement (filtrage) et l’encodage à cette résolution.

Nous avons légèrement modifié notre configuration de test pour l’occasion en lui ajoutant un troisième SSD, un Samsung 840 EVO de 500 Go qui réceptionne les données en sortie, à savoir de gros fichiers vidéo encodés en H.264. Les fichiers utilisés en entrée (plusieurs fichiers TIFF en 4K et une vidéo en 4K) résident quant à eux sur un Corsair Neutron GX de 480 Go. Nous voulions être certains que le sous-système « stockage » ne générait aucun goulot d’étranglement.

Adobe Premiere CC Pro

Nos deux tests consistent à faire passer une série d’images TIFF par des filtres accélérés en OpenCL et une vidéo haute définition par une autre suite de filtres.

Dans le premier, l’AMD FirePro W9100 devance très légèrement la Nvidia Quadro K6000. Lorsque nous réduisons le nombre de filtres afin d’obtenir une charge de travail un peu plus réaliste, l’écart de performances diminue plus encore pour n’atteindre au final qu’une poignée de secondes.

Sony Vegas Pro

La FirePro W9100 dévoile son potentiel dans Vegas Pro, où elle creuse plus nettement l’écart par rapport à la Quadro K6000 que dans Adobe Premiere Pro CC.

Globalement, la nouvelle carte d’AMD parvient à tirer son épingle du jeu. On note également que, plus la tâche à accomplir est lourde et complexe, et plus l’accélération par le GPU a son intérêt.

OpenCL : performances de rendu

LuxMark et RatGPU

LuxMark et RatGPU emploient deux moteurs de rendu aux approches très différentes. Le premier est basé sur LuxRender, auquel Nvidia a enfin daigné s’intéresser après avoir longtemps été la bête noire des GeForce et des Quadro. La firme au caméléon s’en est par contre toujours bien sortie dans RatGPU.

LuxRender démontre que les cartes Nvidia sont, en fait, capables de gérer correctement l’OpenCL lorsque CUDA n’est pas une option. AMD voit d’ailleurs son avance diminuer dans ce benchmark, bien que celle-ci reste conséquente.

Les graphiques suivants illustrent les résultats obtenus dans LuxMark à trois niveaux de difficulté différents :

AMD a beaucoup plus de mal dans le benchmark RatGPU (que nous avons également lancé à trois niveaux de difficulté distincts) :

Jeux DirectX 11 Full HD et Ultra HD

Performances dans les jeux à diverses résolutions

Pour des raisons d’équité, nous avons sélectionné quatre jeux DirectX 11. En 1080p (1920 x 1080 pixels), la FirePro W9100 remporte les deux premiers rounds, tandis que la Quadro K6000 se hisse au sommet pour les deux suivants. À plus haute résolution, par contre, le fer de lance d’AMD surpasse les cartes Nvidia dans les quatre titres, même si l’un des tests se solde pratiquement par un match nul.

L’avantage de la FirePro W9100 vient de son bus mémoire plus large et offrant un débit plus élevé, et non de ses 16 Go de capacité. Bien entendu, il est parfaitement possible que la Quadro K6000 tire son épingle du jeu dans certains titres non testés aujourd’hui (nous pensons en particulier à Assassin’s Creed IV), mais le résultat n’est globalement pas surprenant : sur les machines de bureau, les cartes Hawaii ont tendance à devancer leurs concurrentes directes chez Nvidia.

Consommation : méthodologie de test

Configuration et protocole de test

Nous avons monté la configuration que nous utilisons pour mesurer la consommation électrique en collaboration avec HAMEG (Rohde & Schwarz) dans le but de réaliser des mesures précis à intervalles très brefs. Nous n’avons cessé de l’améliorer au cours des derniers mois.

Les technologies AMD PowerTune et Nvidia GPU Boost ont apporté des modifications importantes à la gestion de la consommation, ce qui nous a obligé à opter pour du matériel et des méthodes de test professionnelles pour obtenir des résultats valables. Pour cette raison, nous avons ajouté à nos chiffres habituels une série de benchmarks portant sur une durée de test extrêmement courte : 100 ms, avec un intervalle d’échantillonnage de 1 ms.

Énormément de choses peuvent se produire en 100 millisecondes…

…vraiment énormément ! Nous avons passé en revue les mesures prises toutes les 2 ms pendan 100 ms (soit 50 points de données) sur les trois rails de tension. Un simple coup d’œil aux résultat suffit à nous donner pitié pour notre pauvre alimentation : sur les connecteurs auxiliaires, la consommation passe de 94 à 356 watts en l’espace de quelques millisecondes. Heureusement, l’emplacement PCIe ne doit apparemment pas subir les mêmes variations !

Contrairement à ce que l’on constate sur la plupart des cartes grand public, on ne note ici aucun sifflement électrique, mais vu le prix de la FirePro, c’est tout de même bien là le minimum…

Nous avons apprécié le fait que ni les AMD ni les Nvidia n’atteignent le plafond d’alimentation de l’emplacement PCI Express, 75 watts : ce sont les connecteurs auxiliaires qui prennent en charge la majeure partie du travail. On ne note pas non plus de variations drastiques sur le connecteur de la carte-mère, ce qui rend le système plus stable et profite aux configuration multi-GPU.

Consommation : résultats détaillés

Consommation au repos

Sans activer la fonction d’économie d’énergie AMD Zero Core, la FirePro W9100 consomme 15,4 W au repos (ou presque) lorsqu’elle est connectée à un écran rafraîchi à 60 Hz. Un résultat un tantinet élevé à notre goût, mais parfaitement acceptable pour une carte de cette catégorie. En dépit des 16 Go de mémoire GDDR5, la RAM embarquée ne consomme que 1 watt au repos.

Consommation maximale : 3D (OpenGL)

La W9100 pousse des pointes à 245 W, ce qui est légèrement inférieur au TDP de 250 watts dont sont assorties les cartes desktop haut de gamme d’AMD. Environ 51 watts sont fournis par la carte-mère tandis que le reste provient des câbles d’alimentation auxiliaires.

Consommation maximale : calcul généraliste (OpenCL)

Même en charge à 100 %, nous ne sommes jamais parvenus à pousser la FirePro jusqu’à son TDP nominal, 275 watts : préchauffée, elle bute contre son plafond thermique avant d’atteindre sa consommation électrique maximale.

Température et émissions sonores

Températures

Nous mesurons le comportement thermique de chaque carte dans un environnement maintenu à 22°C avec un taux d’humidité normal.

Une mise au point s’impose avant la lecture du graphique ci-dessous : presque toutes les cartes que nous testons butent contre leur enveloppe thermique définie en usine.

Émissions sonores

Comme nous l’avons déjà constaté à de nombreuses reprises au fil des années, les cartes de référence sont en général assez bruyantes. Les cartes professionnelles haut de gamme, en particulier, ont tendance à expulser l’air chaud par le panneau de connectique afin d’éviter d’affecter les autres composants présents dans le boîtier. Une volonté louable, mais qui implique le plus souvent le recours à un ventilateur radial, et nos tests montrent que ceux-ci font pas mal de bruit !

Voici le détail des mesures :

Conclusion

4K et connectique

L’AMD FirePro W9100 est première (et pour l’instant la seule) carte au monde à pouvoir faire fonctionner simultanément six écrans 4K à pleine résolution, même s’il faut descendre à un taux de rafraîchissement de 30 Hz dès lors qu’on en connecte plus de trois. Ses 16 Go de GDDR5 sont en effet amplement suffisants pour lui permettre de gérer tout ce qu’on lui demande de traiter.

Refroidissement et consommation électrique

L’un des points qui gagneraient à être améliorés est le système de dissipation thermique, identique à celui qui équipe les cartes graphiques desktop d’AMD. En repensant cet élément, certains des partenaires du fondeur ont en effet déjà démontré qu’il était possible de faire tourner le processeur Hawaii à des températures bien inférieures à 92°C. Le problème, malheureusement, est que ces produits pensés pour le jeu rejettent l’air chaud dans le boîtier, ce qui n’est pas envisageable dans une station de travail.

Les cartes graphiques professionnelles doivent en effet expulser l’énergie thermique excédentaire par le panneau de connectique. Nvidia y parvient avec brio sur ses Quadro ; AMD devrait suivre son exemple. Il ne fait aucun doute que le ventirad de la FirePro W9100 sacrifie quelque peu le potentiel de la carte, le GPU Hawaii étant connu pour donner ses meilleures performances lorsqu’il est correctement refroidi.

Tarif

En décidant de commercialiser la FirePro W9100 à 4000 $ (environ 3000 €), AMD se montre confiant. Sachant que la Quadro K5000, plus lente, est tarifée aux alentours de 2000 € et que la K6000, globalement plus rapide, coûte quant à elle la bagatelle de 4000 €, on peut toutefois se dire que la firme a opté pour un juste milieu. Et au final, il est indéniable que la W9100 est une excellente carte pour les professionnels exigeants, en particuliers ceux dont la charge de travail correspond bien aux points forts du GPU (…et aux priorités de l’équipe chargées du développement des pilotes). 

Que dire, donc, de la FirePro W9100 ? Son prix se justifie par d’excellentes performances, une polyvalence marquée et une connectique hors pair. Elle est rapide en 3D comme dans les applications nécessitant des calculs intensifs.

Si le public suit, la FirePro W9100 devrait permettre à AMD de regagner des parts de marché dans le domaine des cartes graphiques pour station de travail.