Introduction
Les quad core Sandy Bridge ont beau être sortis il y a plus de trois mois, on reste impressionnés par leurs performances : non seulement le nombre d’instructions par cycle (IPC) a augmenté, mais en plus le potentiel d’overclocking tient du jamais vu sur les modèles à coefficient débloqué. Ceci est particulièrement vrai avec les jeux, qui ne permettent pas à l’i7-990X de se mettre en valeur malgré ses deux cores supplémentaires. En dépit de la supériorité de Sandy Bridge sur Nehalem, le LGA1366 reste le socket de référence dès lors qu’il s’agit de jouer en SLI/CrossFire. Il faut dire que le chipset P67 reste lourdement handicapé sur le papier : l’interface PCIe dédiée aux cartes graphiques se limite aux 16 lignes offertes par le processeur.
Mais est-il vraiment nécessaire de disposer de plus de 16 lignes PCIe ? 8 lignes ne suffiraient-elles pas à une carte graphique ? Dans cette hypothèse, l’absence de pont PCIe pour gérer plusieurs cartes ne présente que des avantages puisque l’on évite un surcoût non négligeable ainsi qu’une augmentation de la consommation. Au chapitre des rumeurs, nous avons même entendu que le port PCIe 2.0 x4 du P67 suffirait à certaines cartes graphiques et plus particulièrement celles de NVIDIA.
Nous allons donc vérifier la perte de performances en PCIe x16/x8/x4 sur une GTX 570 et une HD 6950, avec le plus performant des Sandy Bridge : l’i7-2600K.
Configuration du test
| Composants | |
|---|---|
| Processeur | Intel Core i7-2600K LGA 1155: 3,40-3,80 GHz, 8 Mo de cache L3 O/C @ 4 GHz pour 1,25 Volt |
| Carte mère | Asus P8P67 Pro: Intel P67 Express, LGA-1155, BIOS 1204 (27/01/2011) |
| RAM | Kingston KHX2133C9D3T1K2/4GX: 2x 2 Go, DDR3-2133 @ DDR3-1600, CAS 7-7-7-21 pour 1,6 Volt |
| Stockage | Western Digital WD1002FBYS: 1 To, 7200 tr/min, SATA 3Gb/s, 32 Mo de cache |
| GeForce GTX 570 | ASUS ENGTX570/2DI/1280MD5: GPU @ 742 MHz, 1,28 Go de GDDR5-3800 |
| Radeon HD 6950 | XFX HD-695A-CNFC: GPU @ 800 MHz, 2 Go de GDDR5-5000 |
| Carte son | Circuit intégré |
| Alimentation | OCZ-Z1000M: 1000 Watts modulaire, ATX12V v2.2, EPS12V, 80 PLUS Gold |
| Logiciels et pilotes | |
| Os | Microsoft Windows 7 Ultimate 64 bits |
| ForceWare | 266.58 |
| Catalyst | 11.2 |
| Chipset | Intel INF 9.2.0.1019 |
L’Asus P8P67 Pro offre trois ports PCIe pour cartes graphiques, chacun câblé différemment : x16, 8 et 4.
| Jeux | |
|---|---|
| Aliens Vs. Predator | Version benchmark Test 1: réglages max, sans AA Test 2: réglages max, AA 4x |
| Crysis | Patch 1.2.1, DirectX 10, version 64 bits, utilitaire de benchmark Test 1: réglages max, sans AA Test 2: réglages max, AA 4x |
| F1 2010 | v1.01, benchmark XML Test 1: réglages max, sans AA Test 2: réglages max, AA 4x |
| Just Cause 2 | Version 1.0.0.2, benchmark intégré “Concrete Jungle” Test 1: réglages max, sans AA, AF 16x Test 2: réglages max, AA 4x, AF 16x |
| S.T.A.L.K.E.R.: Call Of Pripyat | Call Of Pripyat version benchmark, toutes options activées, HDAO Test 1: Ultra, DX11 EFDL, Ultra SSAO, sans AA Test 2: Ultra, DX11 EFDL, Ultra SSAO, MSAA 4x |
| Tests synthétiques | |
| 3DMark 11 | Version 1.0.1.0, benchmark seul |
3DMark 11
Premier indicateur, 3DMark 2011 révèle les plus importantes faiblesses avec le profil Entry : pour la GTX 570 comme la Radeon HD 6950, l’écart de performances entre PCIe x16 et x4 est d’environ 10 %.
Avec le profil Extreme ce sont les performances de calcul des GPU qui deviennent les goulets d’étranglement, diminuant ainsi l’importance de bande passante PCIe : on ne perd plus que 1 à 2 % en passant du port x16 au x4.
Aliens vs. Predator
La HD 6950 est ici celle qui souffre le plus de la réduction de bande passante PCIe : là où la GTX 570 perd seulement 3 % en passant de x8 à x4, la Radeon accuse une baisse de presque 7 %.
Un SLI/CrossFire est indispensable pour jouer en 2560×1600 que l’on active l’anti-aliasing ou pas (cf page 10). Pour ce qui est du mono-GPU, le passage de x16 à x4 se traduit par une baisse de 2% chez NVIDIA contre 4% chez AMD.
Crysis
Les deux cartes affichent cette fois un comportement assez proche en x8 puisqu’elles concèdent environ 1,5 à 3 % de performances. En parallèle, le passage en x4 se paye cette fois très cher puisqu’il engendre une perte moyenne de 11 % sur la GTX 570 et 16 % sur la HD 6950.
Arrivés en 2560×1600 aucune des deux cartes n’est capable d’afficher un minimum de 20 ips tout au long du benchmark, ce qui relativise l’importance du port PCIe. On note tout de même que le passage de x16 à x4 entraine une baisse de 6 % chez NVIDIA contre 10 % chez AMD.
F1 2010
Parmi les jeux de notre panel, F1 2010 est celui qui met le plus en avant l’importance de la bande passante : les performances de la GTX 570 se voient amputées de 18 % sur un port x4 tandis que la HD 6950 s’effondre avec une baisse de 38 % dans les mêmes conditions.
Même en 2560×1600, résolution à laquelle ont voit typiquement des limitations GPU, le choix d’un port PCIe x4 handicape la HD 6950 d’environ 20 %. Si elle se comporte mieux, la GTX 570 accuse tout de même une baisse non négligeable de 10 %.
Just Cause 2
La GTX 570 affiche des baisses respectives de 2 et 8 % sur les ports x8 et x4 par rapport à une connexion PCIe 16x. Avec la HD 6950, ces pertes sont multipliées par deux.
A la résolution la plus élevée, les cartes affichent un déficit de 6 % chez NVIDIA et 12 % chez AMD sur le port x4.
S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat
Call of Pripyat est le seul titre du panel sur lequel on constate une baisse de performances plus importante chez NVDIA : là où il faut compter 6 à 10 % en moins sur la GTX 570, la HD 6950 s’en tire avec 6 à 8 %.
Une fois en 2560×1600, les écarts baissent pour atteindre 4 % en moyenne. Quel que soit le port PCIe choisi, il faudra de toute manière renoncer à l’anti-aliasing avec ces réglages ou encore baisser le niveau de détails.
Moyennes
En 1680×1050 et avec une seule carte, le choix d’un port PCIe x8 se traduit par une baisse allant de 2 à 4 %. Cette perte pouvant se retrouver potentiellement doublée en bi-GPU, nous ferons le point pour le SLI/CrossFire dans un prochain article.
Naturellement, ce handicap est encore plus prononcé avec un port x4 mais les cartes ne sont pas touchées dans les mêmes proportions : là où l’on constate environ 10 % en moins sur la GTX 570, la HD 6950 abandonne 17,5 %. Manque de chance, si les GeForce souffrent moins que les Radeon, les ports x4 des cartes mères P55/P67 ne gèrent pas le SLI.
La répercussion sur les performances est moins importante en 1920×1080, mais les écarts ne sont pas marginaux puisqu’il faut tout de même s’attendre à des baisses allant de 10 à 18 % quand on utilise un port PCIe x4.
Le choix d’un port PCIe x8 est presque sans conséquences en 2560×1600 chez NVIDIA comme chez AMD puisque la baisse ne varie plus que de 1 à 3 %. Le port x4 reste par contre un mauvais compromis puisque l’on perd 7 à 14 % des performances par rapport à un lien x16.
Comme c’était déjà le cas en 1680×1050 et 1920×1080, le passage de x16 à x8 nettement moins douloureux que de x8 vers x4 proportionnellement parlant.
CrossFire en x16/x4
A moins d’embarquer un pont PCI Express de type NF200, bon nombre de cartes mères P55/P67 disposent de ports PCIe qui basculent en x8 dès lors que l’on installe une deuxième carte graphique. Ceci s’explique du fait que le processeur ne peut allouer que 16 lignes PCI Express, lesquelles se scindent donc en deux connexions x8 tandis que le troisième port tire ses quatre lignes du hub PCIe embarqué par le chipset.
On trouve également des cartes mères P55/P67, généralement bon marché, qui font l’impasse sur le répartiteur de lignes PCIe et ne peuvent donc proposer pour les cartes graphiques qu’un port x16 et un port x4. Cette limitation est même naturelle pour les cartes H55/H67, y compris les modèles les plus chers : Intel a décidé de priver les cartes capables d’exploiter le circuit graphique intégré des Core 2000 d’une gestion multi-GPU efficace.
Si NVIDIA ne permet pas au SLI de fonctionner dès lors qu’une des cartes utilise les lignes PCIe du PCH, les configurations x16/x4 sont tout à fait possibles en CrossFire. Mais est-ce vraiment une bonne idée ? Voici ce qu’il en est avec deux Radeon HD 6950 successivement testées en x8/x8 puis x16/x4.
Les pertes sont extrêmement variables en 1680×1050 : d’un pourcent dans le meilleur des cas (Crysis), on va jusqu’à 26 % (F1 2010). En moyenne, le mode x16/x4 affiche un déficit de 10 % par rapport au x8/x8.
La situation est quasi-identique en 1920×1080 : le pire écart n’est « plus que » de 24 % (toujours F1 2010) tandis que la perte de performances en moyenne se situe toujours à 10 %.
Alors que l’on pouvait s’attendre à ce que les écarts s’atténuent à une résolution aussi élevée, il n’en est rien. Le CrossFire en x16/x4 accuse un retard moyen de 10 % avec un cas extrême à 23 %.
Conclusion
Le point essentiel de cet article tient aux performances en PCI Express x8 : des cartes haut de gamme comme la GTX 570 et la HD 6950 ne perdent respectivement que 2 et 4 % de performances en moyenne par rapport à un lien x16. Si cette baisse est bien réelle, elle est difficilement perceptible en pratique.
L’utilisation d’un port PCIe x4 est par contre nettement plus pénalisante : la GTX 570 abandonne alors 9 % de performances par rapport à un slot x16, tandis que la HD 6950 chute de 18 %.
Le point ayant été fait pour les configurations mono-GPU (et pour le Crossfire 16x/4x), il nous reste à voir ce qu’il en est pour le multi-GPU : est-ce que les 2 % de performances en moins constatés sur la GTX 570 en PCIe x8 sont doublés en SLI ? Est-ce que le NF200 ne risque pas d’induire une latence supplémentaire ? Est-ce qu’un port x4 ne serait pas suffisant pour un CrossFire X à trois cartes ? Nous opposerons donc dans un prochain article l’Asus P8P67 Pro utilisée aujourd’hui à une carte mère X58 ainsi qu’un modèle en P67 avec NF200 pour répondre à ces questions.
