ATI RD580 : un Northbridge qui en a !

Le cœur du CrossFire Xpress 3200 est à n'en pas douter le northbridge, ATI ayant focalisé tous ses efforts sur celui-ci. Le Canadien continue d'ailleurs sur sa lancée en proposant pour les Athlon 64 des chipsets à l'architecture traditionnelle. À l'inverse de NVIDIA dont les nForce 4, nForce 4 Ultra et nForce 4 SLI sont composés d'une seule et unique puce, le CrossFire Xpress 3200 est composé d'un northbridge et d'un southbridge. On notera au passage, qu'avec le nForce 4 SLI 16x, NVIDIA propose bel et bien un chipset composé de deux puces. Cependant, NVIDIA utilise ici deux northbridge mis côté à côte (dont l'un a certaines fonctions désactivées) afin de gérer un maximum de lignes PCI-Express. Mais revenons-en au Radeon Xpress 3200. Gravé en 110 nm low-k par TSMC, le northbridge surprend tout d'abord par sa taille très réduite (39 mm² pour le die) et son modeste nombre de transistors qui frise les 22 millions. Supportant un lien HyperTransport 1 GHz (mais aussi 1,2 GHz pour les futurs AM2), le RD580 a été certifié pour un TDP avoisinant les 8 Watts : il ne chauffe donc quasiment pas.


Selon ATI, le gros avantage de son northbridge, qui rappelons-le ne comporte pas de contrôleur mémoire (celui-ci étant dans le processeur), vient de sa gestion du PCI-Express. Avec le Radeon Xpress 3200 ATI gère nativement un total de quarante lignes PCI-Express réparties sur deux fois seize lignes PCI-Express à destination des Cartes Graphiques, quatre lignes pour des slots PCI-Express additionnels 1x et une dernière ligne 4x pour la liaison entre le northbridge et le southbridge. Autre point mis en avant par ATI pour son RD580 : l'overclocking. Selon les ingénieurs du groupe, le CrossFire Xpress 3200 a été conçu pour permettre aux overclockers de s'adonner à leur passion sans même augmenter les tensions. De plus, la liaison HyperTransport a été retravaillée pour supporter au minimum une fréquence de 1,5 GHz : c'est relativement intéressant puisqu'ATI indique que jusqu'à cette fréquence (300*5), il n'est pas nécessaire de revoir à la baisse le coefficient multiplicateur du bus HyperTransport. Notez qui plus est qu'aucune division de fréquence ne s'opère au cœur du chipset. Enfin, aucun pilote n'est requis sous Windows XP pour le bon fonctionnement du chipset.

32 lignes PCI-Express, mais pour quoi faire ?

Le gros du travail des ingénieurs d'ATI pour le CrossFire Xpress 3200 aura donc été de repenser le northbridge afin que celui-ci gère un maximum de lignes PCI-Express. L'objectif d'ATI ? Proposer un chipset qui puisse permettre à deux cartes graphiques en mode CrossFire d'exploiter pleinement le bus PCI-Express avec 16 lignes disponibles pour chaque carte et non 8 comme les actuelles solutions CrossFire. Le parallèle avec la concurrence est ici inévitable, car si la firme au caméléon proposait dans sa première implémentation de sa technologie multi-GPU, le SLI, un lien de 8x pour chaque carte graphique, NVIDIA est récemment passé au SLI 16x pour offrir à chaque carte 16 voies PCI-Express. L'objectif chez ATI, comme chez NVIDIA, étant de ne pas transformer le bus PCI-Express en goulet d'étranglement lorsque deux de leurs cartes opèrent de concert. Car qui dit câblage 8x, dit un débit montant de 2 Go/s et un débit descendant de 2 Go/s alors que normalement le bus PCI-Express offre, en configuration 16x, un débit de 4 Go/s dans chaque sens.

En concevant le CrossFire Xpress 3200, ATI ne voulait surtout pas imiter NVIDIA et son nForce 4 SLI 16x au montage un rien osé. ATI estime en effet que la solution de NVIDIA qui consiste à coupler deux northbridges reliés par un lien HyperTransport à 1 GHz afin que chacune des puces gère 16 voies PCI-Express, est bancale. Pourtant, le lien employé entre les deux puces a une bande passante suffisante lorsqu'il est configuré convenablement et seuls les temps de latence induits par la communication entre les deux puces peuvent réellement se ressentir sur les performances.


Mais finalement on peut se demander si la bande passante du bus PCI-Express est aussi fondamentale pour les solutions Multi-VPU qu'ATI veut bien nous le laisser croire ? Oui et non ! En effet chez ATI sur les Radeon X1300 et X1600, les échanges de données entre les deux cartes pour le rendu multi-processeur transitent exclusivement par le bus PCI-Express. Dès lors, un bus limité freine la montée en performances le PCI-Express se retrouvant quelque peu obstrué par les données envoyées par le CPU et celles envoyées de la première carte graphique à la seconde. Même situation pour NVIDIA sur sa gamme de GeForce 6600. En revanche, il n'en va pas de même pour les configurations à base de GeForce 6600 GT, ou supérieur, qui disposent du lien propriétaire mis au point par NVIDIA avec son petit dongle. Même constat chez ATI où la bande passante PCI-Express revêt une importance moindre avec les Radeon X1800/1900 en CrossFire. Dès lors, et c'est ironique, on peut espérer des gains plus importants sur les configurations multi-GPU entrée de gamme que sur les configurations haut de gamme ! Reste que dans le cas de NVIDIA, certaines opérations spécifiques comme le SLI Antialiasing transitent obligatoirement par le bus PCI-Express.

F.E.A.R. : PCI-Express 8x ou 16x pour le CrossFire ?

Pour illustrer notre raisonnement, nous avons relevé les performances obtenues avec un jeu comme F.E.A.R. en CrossFire sur une carte mère Radeon Xpress 200, puis sur une carte mère CrossFire Xpress 3200. Nous avons retenu deux configurations CrossFire : Radeon X1600 XT et Radeon X1900XT pour mettre en lumière l'intérêt de l'augmentation de la bande passante du bus PCI-Express sur les configurations CrossFire moyen et très haut de gamme. Comme nous le pressentions, le passage du CrossFire 2x 8x au CrossFire 2x 16x ne se ressent pratiquement pas avec les cartes X1900 XT. À peine gagne-t-on 3 % de performances en 1600x1200. À l'inverse, les prestations des Radeon X1600 XT sont presque métamorphosées ! Le gain s'élève à 34 % en 1600x1200.

Half-Life 2 - Lost Coast : PCI-Express 8x ou 16x pour le CrossFire ?

Nous reprenons notre postulat précédent pour ce test. Les résultats sont très proches de ceux déjà observés et si le gain est quasi nul pour le CrossFire Radeon X1900XT, il est non négligeable sur un CrossFire de X1600XT. Alors que l'on ne gagne quasiment rien avec des X1900 à passer du Radeon Xpress 200 CrossFire Edition au CrossFire Xpress 3200, la même transition augmente les performances de nos X1600 XT de près de 34 % soit le même gain que celui observé sous F.E.A.R.