AMD Radeon RX 6800 et 6800 XT : la réponse à Nvidia

À moins de vivre dans une grotte, vous le savez : ça y est, les cartes sont définitivement rebattues. Courant septembre, Nvidia a présenté sa nouvelle génération de cartes graphiques GeForce Ampere, à travers des RTX 3080, 3090 et 3070 qui hissent d’un ou deux rangs les performances de la gamme précédente, tout en redynamisant les rendus en ray-tracing et les calculs parallèles. Et de l’autre, AMD avance ses Radeon RX 6800 Series, qui introduisent l’architecture RDNA2 (alias “Big Navi”). Figurant déjà dans la partie graphique de l’APU qui équipe les PS5 et Xbox Series X/S, elle soutient en particulier, pour la première fois dans l’arsenal du constructeur, l’accélération matérielle du ray tracing.

C’est désormais sur PC qu’AMD avance ses armes, dans une sortie globale visant à préparer le monde du jeu vidéo à une nouvelle phase, qui plébiscite les rendus en Ultra Haute Définition à une haute fréquence d’affichage, à grands renforts de FPS et d’effets visuels avancés. Et une chose est sûre, quelle que soit l’écurie sur laquelle vous miserez en cette fin 2020 : jamais nos jeux n’auront promis d’être aussi beaux, fluides et riches sur le plan visuel. Plus que jamais, la balle est dans le camp des développeurs pour tirer parti de cette puissance nouvelle acquise, sur PC ou dans l’écosystème des consoles.

Le 18 novembre, AMD lève le voile sur les deux premiers modèles de cette nouvelle gamme : les Radeon RX 6800 (590 €) et RX 6800 XT (660 €). Il faudra attendre le 8 décembre prochain pour enficher dans nos boîtiers les dizaines de milliards de transistors du plus puissant rejeton promis de la famille, la Radeon RX 6900 XT. Nous y reviendrons en temps voulu.

RDNA2 : Ray Accelerator, Infinity Cache et Smart Access Memory

Toujours gravé en 7 nm, le GPU des nouvelles Radeon bénéficie tout de même de son lot d’innovations, directement glanées du travail du constructeur sur ses récents processeurs Ryzen. S’il ne gagne donc pas en finesse, il soutiendrait toutefois des performances 1,3 fois supérieures, à consommation électrique équivalente, par rapport à la génération précédente des Radeon RX 5000, à en croire le constructeur. 

À l’image des modules CCX de Nvidia, la puce graphique du modèle le plus complet des Radeon RX 6000 Series comprend le plus grand nombre d’unités de calcul, “bridé” dans les déclinaisons qui nous intéressent aujourd’hui. Ainsi, la Radeon RX 6900 XT embarque quatre shader engines, avec 10 double unités de calcul chacun – soit 80 unités de calcul (CU) au total, et 5120 Stream Processors. Les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT se contenteront, respectivement, de 60 et 72 CU, avec 3840 et 4608 Stream Processors. 

Sur chaque unité de calcul, on retrouve une unité d’accélération matérielle dédiée au ray tracing, le Ray Accelerator. Capable de traiter individuellement quatre intersections ray/box ou une intersection ray/triangle par cycle, elle offrirait des performances dix fois plus élevées qu’un calcul logiciel classique, selon AMD. C’est l’équivalent des RT Core de Nvidia, qui signent déjà leur seconde implémentation, dans la génération Ampere.

La compatibilité avec DirectX 12 Ultimate est évidemment de la partie, avec ses quatre fonctionnalités de base : les Mesh Shaders, le Sampler Feedback, le Variable Rate Shading et, donc, le Ray Tracing. À la clé ? Une plus grande efficacité dans le calcul des rendus tout en tirant la qualité vers le haut, et globalement une meilleure gestion des échanges de données au sein du GPU.

Ce transfert des données est, du reste, au centre de nouveaux enjeux. Les Radeon RX 6000 Series introduisent ainsi la technologie Smart Access Memory (SAM), une amélioration de l’accès à la mémoire graphique par le processeur central. Concrètement, il s’agit de redimensionner l’adressage des ressources, à travers l’exploitation d’une caractéristique du standard PCI-Express. Le canal CPU-GPU peut ainsi accéder directement à la totalité de la mémoire graphique, sans passer par des solutions logicielles et sans se heurter à la limite précédente de 256 Mo. Attention toutefois : pour l’heure, cette fonctionnalité sera limitée aux seuls chipsets 500 Series avec des processeurs Ryzen 5000. Nvidia a d’ores et déjà répondu dans la foulée, promettant de plus grandes largesses et une meilleure universalité : un procédé identique serait accessible aux GeForce RTX 3000 avec les CPU Intel comme AMD, y compris via PCIe 3.0. Retenez toutefois qu’en l’état, AMD promeut son écosystème dernier cri, avec un bonus qu’il estime de 11% pour les possesseurs d’un CPU Ryzen et d’un GPU Radeon, tous deux de dernière génération.

L’autre nouveauté majeure de l’architecture RDNA2 tient à la gestion des caches mémoires. Pour chaque unité de calcul, AMD préserve les 32 Ko de cache réservées aux instructions, les 16 Ko de cache pour les données et le cache L0 de 16 Ko, comme sur l’architecture RDNA précédente. La gestion des caches L1 et L2 demeure elle aussi inchangée. On retrouve ainsi deux groupes de 128 Ko pour chaque shader engine, soit un total de 1 Mo de cache L1 et de 4 Mo de cache L2 par GPU. 

En revanche, le constructeur introduit un quatrième niveau de cache baptisé Infinity Cache. 128 Mo de mémoire supplémentaire sont ainsi proposés, et devraient trouver un retentissement pertinent dans la gestion du ray tracing, en particulier.

Le choix d’un design tri-axial

Exit le système de refroidissement de type « blower » des Radeon RX 5700 et RX 5700 XT : avec les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT, AMD revient à un dissipateur à air autour d’un design tri-axial. Pour justifier son choix, le constructeur met notamment en avant des nuisances sonores revues à la baisse par rapport à la génération précédente, avec même l’arrêt des trois ventilateurs lorsque la charge GPU se réduit. Si c’est résolument une bonne nouvelle, il faudra toutefois prévoir une bonne circulation de l’air au sein du boîtier, pour ne pas voir les cartes s’échauffer prématurément.

Du côté des dimensions, AMD évolue là aussi dans des gabarits plus classiques. Les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT mesurent 267 mm de long et 120 mm de large, en occupant respectivement 2 slots et 2,5 slots d’extension. Pourtant (futur) fer de lance de la gamme, la Radeon RX 6900 XT devrait elle aussi emprunter ces mêmes dimensions. Les cartes sont donc plus courtes que les GeForce RTX 3090 (313 mm) et RTX 3080 (285 mm), même si ces dernières sont aussi plus étroites (112 mm).

Le radiateur est en contact direct avec le chipset graphique et les huit puces de mémoire GDDR6, ainsi qu’avec les différents composants de l’étage d’alimentation à l’aide de pads thermiques. Avec un TBP respectif de 250 watts et 300 watts pour les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT, les deux cartes disposent de deux connecteurs d’alimentation 8 broches. Ils sont positionnés en bout de carte, contrairement aux modèles de Nvidia qui les place au milieu – les plus méticuleux aficionados du cable management pousseront un ouf de soulagement.

Du côté de la connectique, on retrouve le même lot de ports sur les deux modèles : un port HDMI 2.1 avec VRR et FRL (compatible 8K à 120 Hz), deux connecteurs DisplayPort 1.4 et un port USB Type-C avec Power Delivery pour l’affichage sur les moniteurs compatibles. Contrairement aux modèles de Nvidia, les sorties sont directement incrustées dans la plaque de métal sans grille ni alvéoles – l’air chaud ne s’expulse donc pas du boîtier par son biais.

Les performances à la loupe

Comme pour nos tests des GeForce RTX Ampere, nous avons mesuré les performances des Radeon RX 6800 et RX 6800 XT en partenariat avec Igor Wallossek, du site Igor’s Lab. Pour tester en particulier l’apport de la technologie SAM, la plate-forme de référence s’articule autour d’un processeur AMD Ryzen 9 5900X, couplé à une carte mère MSI MEG X570 Godlike, avec deux barrettes de 16 Go de mémoire DDR4-4000 Corsair Vengeance RGB Pro (CL18-22-22-42), un SSD Gigabyte Aorus NVMe Gen4 de 2 To, un second SSD Toshiba R500 de 1 To et une alimentation Be Quiet! Dark Power Pro 12 1200 W, dans un boîtier Raijintek Paean. Du côté du refroidissement, nous avons fait appel à un système de watercooling composé d’un Alphacool Eisworlf et d’un Eisblock XPX Pro.

Notre panel de test viendra évidemment opposer les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT aux récentes GeForce RTX 3070, RTX 3080 et RTX 3090, mais aussi à des cartes issues de la génération précédente d’AMD, à savoir les Radeon VII et Radeon RX 5700XT. Nous testons les deux nouvelles Radeon RX 6000 Series avec et sans la technologie SAM, afin d’en mesurer l’impact, sur dix jeux récents : six en DirectX 12, un en DirectX 11 et trois reposant sur l’API Vulkan. Les tests ont été réalisés dans les définitions WQHD et UHD, avec les réglages les plus élevés possibles.

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En QHD et en rasterization pure, la Radeon RX 6800 (590 €) est en moyenne 6% plus performante que la GeForce RTX 3070 Founders Edition (519 €). Avec la technologie SAM activée, on gagne encore quelques FPS en moyenne et l’écart s’établit à 11% environ. Dans la même définition, la Radeon RX 6800 XT (660 €) tutoie les performances de la GeForce RTX 3080 Founders Edition (719 €) et cède 2% de terrain en moyenne. Mais avec SAM activé, le boost est plus conséquent et la nouvelle carte d’AMD ravit la seconde place du classement : elle est 8% inférieure à la GeForce RTX 3090 Founders Edition (1549 €) et dépasse cette fois la RTX 3080 de 2% environ. 

De bons résultats, qui se confirment lorsque l’on monte en définition. En UHD, avec ou sans SAM, la Radeon RX 6800 dépasse même plus franchement la GeForce RTX 3070 (+8% sans, +11% avec). Un bénéfice qui profite toutefois un peu moins à la Radeon RX 6800 XT, ici systématiquement derrière la GeForce RTX 3080 : dans cette définition, elle présente des performances inférieures de 5% sans SAM, et de 2% avec la fonctionnalité activée.

Les performances en Full HD et ray tracing

Mais l’autre atout des nouvelles Radeon RX 6000 tient à l’accélération matérielle du ray tracing, une nouveauté du côté d’AMD tandis que le procédé connaît ici sa seconde implémentation chez Nvidia. Pour tester le rendu, nous avons fait tourner trois jeux compatibles DXR : Control, Metro Exodus et Watch Dogs Legion. Les performances sont ici mesurées en Full HD, avec les réglages graphique en Ultra.

Et à ce petit jeu, les dernières Radeon RX 6000 ont encore du retard à rattraper. Avec ou sans SAM activé, elles cèdent considérablement du terrain face à l’offre Nvidia. La Radeon RX 6800 XT est ainsi 17% à 22% inférieure à la GeForce RTX 3080 FE (respectivement, avec et sans SAM). Avec cette technologie activée, elle se montre toutefois 7% plus efficace que la RTX 3070, une carte qui ne joue pas directement dans les mêmes eaux tarifaires. 

Même constat avec la Radeon RX 6800 : elle affiche ainsi des performances 5% à 13% inférieures à celles de la GeForce RTX 3070 FE, en fonction de l’activation ou non de la technologie SAM.

La chauffe et les nuisances sonores

Nous avons relevé les nuisances sonores en laboratoire, lors d’une session avec The Witcher 3 en UHD. Les résultats sont plutôt satisfaisants : 38,4 dB(A) pour la RX 6800 contre 36,8 dB(A) pour la RX 6800 XT. C’est nettement mieux qu’une GeForce RTX 2080 Ti de génération précédente (41,9 dB(A)), et au niveau de la GeForce RTX 3080 (38,8 dB(A)). Mais dans la génération Ampere de Nvidia, la RTX 3070 détient toujours le record en matière de silence : 34,5 dB(A) dans les mêmes conditions.

Du côté de la température, on évolue là aussi dans des eaux très raisonnables : toujours sous The Witcher 3 en UHD, le GPU de la RX 6800 XT monte à 69°C et celui de la RX 6800 à 60°C. Dans les mêmes conditions, on avait relevé 70°C avec la RTX 3080 et 66° pour la RTX 3070. 

La consommation et l’efficacité énergétique

Affichant respectivement un TBP de 250 et 300 watts, les Radeon RX 6800 et 6800 XT présentent toutefois une efficacité énergétique très séduisante par rapport à l’offre concurrente. En QHD, la Radeon RX 6800 présente ainsi une consommation brute moyenne de 206,8 watts (sans SAM) et de 212,4 watts (avec SAM), des valeurs toutes deux inférieures de 3% à 5% par rapport à celles de la GeForce RTX 3070. L’écart est évidemment bien plus important face à la GeForce RTX 3080 (+ 50%). En montant en définition, l’ordre s’inverse légèrement et la Radeon RX 6800 engloutit systématiquement sept à huit watts de plus que la RTX 3070. En revanche, elle fait systématiquement mieux que la génération précédente d’AMD.

L’écart est sensiblement plus intéressant pour la Radeon RX 6800 XT. En QHD comme en UHD, elle consomme 30 à 40 watts de moins qu’une GeForce RTX 3080, que l’on active ou non la technologie SAM. Dans tous les cas, on reste en-dessous des valeurs annoncées par AMD.

Mais c’est en confrontant à notre panel de cartes l’efficacité énergétique des deux nouvelles Radeon, c’est-à-dire le rapport entre le nombre de watts consommés avec le nombre d’images par seconde, que la mesure prend tout son sens. Les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT se montrent toutes les deux particulièrement efficaces, la première venant même ravir la plus haute marche du podium, aussi bien en QHD qu’en UHD. La Radeon RX 6800 est ainsi en moyenne 12% plus efficace que la RTX 3070 et 35% que la RTX 3080, tandis que la RX 6800 XT se montre 8 à 10% plus efficace que la RTX 3080.

Si l’on se penche sur la consommation moyenne et l’efficacité énergétique en Full HD avec ray tracing, le classement n’évolue pas vraiment. La Radeon RX 6800 est ainsi moins gourmande que la RTX 3070, et la Radeon RX 6800 XT moins que la RTX 3080. La palme de l’efficacité énergétique revient toutefois à la RTX 3070 dans ces conditions, la RX 6800 cédant ici 3% de terrain. Mais dans ce mode de calcul (le plus significatif !), la RX 6800 XT dégringole et tutoie les performances d’une GeForce RTX 2080 Ti de génération précédente.

En conclusion

C’est donc une bien bonne nouvelle : du côté d’AMD comme de Nvidia, en cette fin d’année 2020, le jeu vidéo n’aura jamais été servi par des GPU aussi performants, aussi bien tempérés et silencieux, avec une efficacité énergétique globalement mieux maîtrisée que la génération précédente. En rasterization, la Radeon RX 6800 parvient ainsi à se montrer plus rapide qu’une GeForce RTX 3070 (+6 à +11% en QHD et UHD), et avec une meilleure efficacité énergétique, pour 80 euros de plus environ. La Radeon RX 6800 XT tutoie quant à elle les performances d’une GeForce RTX 3080 (-2 à -5%, en QHD et UHD), pour 60 euros de moins.

Les choses se corsent toutefois du côté du ray tracing, où l’offre de Nvidia reste systématiquement devant - il faut dire que la firme au caméléon en est déjà à la seconde génération de ses unités de calcul matériel, là où AMD étrenne seulement son premier tour de piste en la matière. Il manque également à l’offre d’AMD une technologie similaire au DLSS, pour hisser les performances grâce à l’IA - un manquement qui devrait toutefois être comblé par le Super Res, même si date de sortie est encore incertaine.

On le sait, l’offre de Nvidia brille toutefois par le manque de disponibilité de ses modèles Ampere. Une faille sur laquelle pouvait miser AMD, pour griller à la barbe de son rival le choix des acquéreurs les moins patients. Et pourtant, on le constate déjà quelques heures après leur lancement : les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT sont déjà globalement difficiles à trouver dans les étals des revendeurs, avec des modèles custom souvent en rupture de stock … et qui caracolent pourtant à des tarifs nettement plus élevés que les prix officiels des modèles de référence.