Radeon R9 290X : le nouveau très haut de gamme d'AMD

AMD lançait début octobre ses nouvelles cartes graphiques avec au passage une nouvelle appellation commerciale (voir Radeon R7 / R9 280X : le renouveau de l'offre graphique d'AMD (ou pas) ?). Une nouvelle gamme qui nous avait laissés plus que mitigés, s'agissant ni plus ni moins que d'une remise au goût du jour de l'offre précédente. Aujourd'hui l'ex-fondeur de Sunnyvale lance sa toute nouvelle puce graphique haut de gamme, la Radeon R9 290X. Et ici plus question de rebranding. Pour de vrai ?

La Radeon R9 290X se présente comme la carte graphique Radeon la plus rapide du moment et elle étrenne pour se faire une vraie nouvelle puce graphique. De quoi faire trembler NVIDIA dont les GeForce GTX 780 et GeForce GTX Titan restaient jusqu'à présent bien seules sur le très haut de gamme ?

L'architecture du R9 290X

Pour sa nouvelle carte graphique très haut de gamme, AMD inaugure donc une toute nouvelle puce graphique, nom de code Hawaï. Celle-ci conserve toutefois l'architecture Graphic Core Next des Radeon HD de la série 7900, une architecture qui se défaisait pour la première fois de son modèle VLIW (ou Very Large Instruction Word) comme nous vous l'expliquions à l'époque du lancement de la Radeon HD 7970 (voir Radeon HD 7970 : AMD revient sur le très haut de gamme, en DirectX 11.1) pour se rapprocher d'un fonctionnement scalaire.

Si la Radeon R9 290X ne profite pas d'une nouvelle architecture à proprement parler, elle bénéficie en revanche d'un nouvel agencement de ses unités en plus de la compatibilité DirectX 11.2. A commencer par le front-end c'est-à-dire la partie qui reçoit les instructions et les dispatche pour traitement vers les différentes unités. Ainsi les ACE ou Aynchronous Compute Engine, cantonnés aux tâches de calcul générique, passent de 2 à 8 permettant d'envisager de meilleures performances en GPGPU ou encore lors des changements de contexte de la puce. AMD dispose, mais cela reste très schématique, 4 Shader Engine chacun doté de son propre processeur de géométrie et de son unité de rasterisation et embarquant 11 CU ou unités de calcul.



La topologie des unités de calcul, les Compute Unit, ne change pas par rapport à précédemment avec le même agencement des caches, le même nombre de registres ou encore le même nombre d'unités de texture (4). Quant aux processeurs de flux on a toujours droit à 4 unités de type SIMD pouvant travailler sur 16 éléments. Dans sa configuration R290X, la puce Hawaï dispose donc d'un total de 44 unités de calcul (4 Shader Engine comptant chacun 11 CU) ce qui correspond peu ou prou à 2816 processeurs compatibles au standard IEEE 2008. Au passage, dans cette configuration la puce dispose de 176 unités de texture.



Si l'agencement des CU ne bouge pas, AMD a tout de même procédé à quelques petites améliorations notamment au niveau de la précision de calcul pour certaines opérations logarithmiques ou exponentielles alors que la prise en charge de nouveaux adressages et mode de calcul est assurée (c'est le cas des MQSAD).

Alors que les caches d'instructions et de constantes peuvent être partagés par un maximum de 4 CU, AMD propose avec sa puce Hawaï un total de 1 Mo de mémoire cache de second niveau, contre 768 Ko précédemment alors qu'AMD dit avoir amélioré la bande passante. Avec quatre unités de rendu par Shader Engine, la puce est par ailleurs dotée d'un total de 64 unités ROP, ses unités en charge des dernières opérations sur les pixels comme l'anticrénelage par exemple. Côté processeurs de géométrie, ceux-ci sont au nombre de quatre et leur performances a encore été améliorée, y compris du côté de la tesselation.



Dernière amélioration, et non des moindres pour Hawaï, l'interface mémoire. Et ici AMD envoi du lourd avec le retour d'un bus 512 bits ! Fidèle à la mémoire GDDR5, la marque propose une bande passante mémoire théorique 20% supérieure à la génération précédente, de l'ordre des 320 Go/s, ce qui profitera à coup sûr aux performances de la R9 290X.

La puce Hawaï

Techniquement, la puce R9 290X est massive. Gravée en 28 nm par TSMC, elle compte 6,2 milliards de transistors pour une surface de die de 438mm². AMD la cadence à 1 GHz, une fréquence devenue presque standard sur les dernières Radeon.



Parmi les nouveautés du côté des entrées/sorties de la puce, signalons la prise en charge UltraHD avec un mode Single Stream à 60 Hz évitant les errements liées au Tile Display où l'on combine deux affichages de 1920x2160 pour en faire un seul de 3840x2160. La technologie EyeFinity est du reste toujours de la partie pour gérer jusqu'à 6 écrans mais pas en 4K. Dans les faits, la puce peut gérer 3 écrans en 4k à 60 Hz et jusqu'à 6 écrans en 4k à 30 Hz, toutefois il faut que la carte dispose des sorties adéquates ce qui n'est pas le cas des modèles de référence.



Côté Crossfire, AMD revoit sa copie et il n'est plus nécessaire de passer par un dongle pour faire fonctionner deux cartes en Crossfire. Les échanges se sont entre les puces graphiques par le biais du PCI-Express sans pénalité de performance. Un point qu'il faudra vérifier à l'avenir.

PowerTune évolue

Avec son R9 290X, AMD fait évoluer sa technologie PowerTune censée permettre de conserver un équilibre entre performances, consommation électrique et nuisance sonore. Pour ce faire, la marque ajoute un nouveau composant sur la carte qui propose une meilleure télémétrie des tensions d'alimentation tout en abaissant les temps de latence pour les changements de tension notamment.

Avec PowerTune, AMD contrôle en permanence la consommation de la puce, sa température, et ajuste ses performances, comprendre la fréquence, mais aussi la ventilation pour s'assurer que les performances soient toujours les plus élevées, quelles que soient les conditions. Un impératif au vu de la taille de la puce, et de sa fréquence.



On retrouve sur la Radeon R9 290X la présence d'un switch permettant de changer de BIOS. Cela n'est pas nouveau sur les cartes AMD sauf que cette fois le changement de BIOS n'a aucun impact sur les fréquences de fonctionnement (on se souvient de la Radeon HD 6990 par exemple). Le BIOS par défaut est le BIOS silencieux alors que le second BIOS déverrouille la vitesse de rotation du ventilateur vers le haut.

Radeon R9 290X : la carte

La carte Radeon R9 290X proposée par AMD est de facture assez standard. Double-slot, interfacée en PCI-Express 16x 3.0, elle adopte un PCB noir dont la longueur est de 26,5 centimètres. La carte reprend le nouveau style visuel inauguré par les dernières Radeon avec un carénage en plastique noir mat et des inserts de couleur rouge. La puce est surmontée d'un radiateur à ailettes métalliques avec une base cuivre et l'on retrouve un ventilateur de type cage d'écureuil qui expulse l'air chaud à l'extérieur de la carte. Et si celui-ci est silencieux par défaut et en charge, le passage en mode « Uber » du switch BIOS peut le rendre particulièrement bruyant alors que la carte s'échauffe de manière conséquente dans tous les cas.

Alimentée électriquement par un connecteur PCI-Express 6 broches et un connecteur 8 broches, la carte embarque 4 Go de mémoire GDDR5 avec des composants signés Hynix. En sorties on retrouve deux ports DVI, une prise HDMI et un connecteur DisplayPort. Les fréquences sont évidemment celles conseillées par AMD à savoir 1 GHz pour la puce graphique et 1250 MHz pour la mémoire. A noter que sur les Radeon HD 7970 GHz Edition et Radeon R9 280X, la mémoire GDDR5 opère à une fréquence supérieure : 1500 MHz. Ce qu'on perd en MHz côté mémoire sur cette Radeon R9 290X on le gagne par le bus mémoire 512 bits plus large et donc plus efficace. Sachez enfin qu'AMD évoque un TDP de 250 Watts pour la carte en scénario typique d'utilisation, une mention suffisamment floue pour s'interroger sur sa réalité.

Overclocking

C'est précisément pour l'overclocking que la R9 290X embarque le switch de BIOS. Une fois celui-ci basculé en mode performance, l'utilisateur peut overclocker plus librement la puce. Pour ce faire rendez-vous dans le Catalyst Control Center. Une nouvelle interface vous y attend à la rubrique Overdrive.

Le problème est qu'AMD propose dans ses pilotes Beta une ergonomie à peine croyable. Il n'est pas possible de régler les fréquences en MHz mais plutôt par des incréments exprimés en pourcentage, ce qui ne parle à personne ou presque. Et pour augmenter les fréquences de la puce graphique on ajuste un curseur sur un axe et il n'est pas possible de rentrer directement une valeur au clavier numérique ou encore de s'aider des touches fléchées pour viser plus facilement la valeur cible.



On ajuste donc un pourcentage de surcadencement pour la fréquence du GPU, mais aussi un pourcentage de dépassement du TDP de la carte, et l'on peut régler la température maximale du GPU ou encore la vitesse de rotation du ventilateur. Par défaut 40% en mode quiet et 55% en mode performance. AMD autorise d'ajuster la fréquence mémoire (toujours en pourcentage) mais pas de toucher à la tension d'alimentation de la puce.

Dans les faits l'overclocking de la R9 290X est... une galère. Si nous avons pu grappiller 5%, les 8% sont restées inatteignables. D'abord pour les atteindre il faut abaisser la température maximale du GPU à 75°C (le maximum toléré étant par défaut de 95° C) de sorte que la ventilation se déclenche à bonne puissance (moyennant de véritables nuisances sonores peu soutenables) et que la puce soit refroidie. Nous avons bien sûr augmenté la limite de consommation de 50%. Et malgré tout pour gagner seulement 80 MHz nos benchs s'exécutaient avec des artefacts beaucoup trop visibles. De là à dire que les fonctions d'overclocking de la R9 290X avec son mode dual BIOS sont inutiles... nous vous laisserons seul juge.

Voici la configuration utilisée pour évaluer les performances de cette nouvelle Radeon R9 290X :

• Carte mère Asus Maximus Rampage IV Extreme (BIOS 4403),
  
• Processeur Intel Core i7 3960X,
  
• 16 Go (4x 4 Go) Mémoire DDR3-1866 Corsair @ 1866,
  
• SSD Samsung Serie 830 256 Go

Sur cette plateforme, nous testerons les Radeon HD 7950, Radeon HD 7950 v2, Radeon HD 7970, Radeon HD 7970 GHz Edition en plus de la récente Radeon R9 280X et de la nouvelle Radeon R9 290X. Pour ce qui est de NVIDIA, nous testons les GeForce GTX 680, GeForce GTX 770, GeForce GTX 780 et GeForce GTX Titan.

Du côté des pilotes, nous avons utilisé les dernières versions fournies respectivement par AMD et NVIDIA. AMD qui nous propose des CATALYST 13.11 Beta 5 et NVIDIA les pilotes GeForce 331.40. Nous retenons deux résolutions pour ce test : le 1 920 x 1 080 des écrans 21,6/24 pouces notamment, et le 2 560 x 1 600.

3DMark FireStrike - Extreme

On démarre avec l'inusable 3DMark, la Radeon R9 290X se hisse en tête, d'un cheveu devant la GeForce GTX Titan. Le gain de performance pour la dernière-née d'AMD est de 13% face à la GeForce GTX 780 et 33% face à la Radeon HD 7970 GHz Edition, dans les deux cas en 2560x1600.

Dirt Showdown - Ultra - 4x

Le jeu de courses automobile Dirt est acquis à la cause d'AMD avec l'activation du paramètre d'illumination globale. Logiquement la R9 290X domine avec des performances 22% supérieures à la R9 280X. Face à une GeForce GTX 780, la Radeon R9 290X est ici 23% plus rapide.

Batman Arkham City - FXAA - MVSS - HBAO

En attendant le nouvel opus de Batman, Arkham City plaide en faveur de NVIDIA. La GeForce GTX Titan domine suivi de la GeForce GTX 780 et même de la GeForce GTX 770. La Radeon R9 290X se classe quatrième avec des performances 16% supérieures au Radeon HD 7970 GHz Edition et donc au récent Radeon R9 280X qui sont pour mémoire deux cartes identiques.

Crysis 3 - v1.2 - Extrêmes - SMAA 2TX

Crysis 3 est testé sous FRAPS au moyen d'une scène que nous répétons trois fois. En tête, le Radeon R9 290X devant la GeForce GTX Titan de NVIDIA et le GeForce GTX 780. Le résultat risque de ne pas plaire chez la firme au caméléon, d'autant qu'en 1920x1080 c'est bien Titan qui l'emporte... de peu il est vrai. Face au GeForce GTX 780, le Radeon R9 290X est 10% plus rapide en 2560x1600 et 30% plus rapide qu'une Radeon HD 7970 GHz Edition, toujours en 2560x1600.

Bioshock Infinite - Ultra

Du côté de Bioshock, les GeForce reprennent le dessus. La GeForce GTX 780 est ainsi 2% plus rapide que la Radeon R9 290X en 2560x1600, un écart qui grimpe à 4% en 1920x1080. Si la GeForce a bien l'avantage on peut dire qu'elle fait jeu égal avec la nouvelle Radeon. Cette dernière affiche des performances 28% supérieures aux semblables Radeon HD 7970 GHz Edition et Radeon R9 280X.

Battlefield 3 - Ultra - AA 4x / AF 16x - Kaffarov

Le lancement de Battlefield 4 est imminent mais en attendant, nos tests se font encore sous FRAPS avec Battlefield 3. Ici la Radeon R9 290X domine, au même niveau qu'une GeForce GTX Titan. En 1920x1080, la nouvelle AMD est 4% plus rapide que la GeForce GTX 780. Face à la Radeon R9 280X, on gagne pas loin de 40% de performances en 1920x1080. Et face à une GeForce GTX 680, l'ancien haut de gamme de NVIDIA, la Radeon R9 290X est 36% plus rapide en 1920x1080.

Far Cry 3 - SSAO

Far Cry 3 est lui aussi testé par le biais de FRAPS. GeForce GTX Titan et 780 sont ici en tête. La Radeon R9 290X s'adjuge la troisième place avec des performances 24% supérieures face à la Radeon HD 7970 GHz Edition, et ce quelle que soit la résolution. Face à une Radeon HD 7950, on gagne tout de même 68% de performances en 1920x1080.

Hitman Absolution - Ultra - AF 16x

La Radeon R9 290X explose les charts avec Hitman devançant GeForce GTX Titan et GeForce GTX 780. Face à cette dernière, le gain est de 22% en 1920x1080. Comparativement à une Radeon HD 7970 GHz Edition, autrement dit une R9 280X, la petite dernière est tout de même 35% plus rapide.

Unigine 4.0 - Ultra - Normal - 4x

On termine avec Unigine, un bench synthétique se concentrant sur les performances géométriques de nos puces. Alors que la Radeon R9 290X voit son nombre d'unités géométriques augmenté significativement elle ne parvient pas à se hisser au sommet. Toutefois elle égale la GeForce GTX 780. Et face à une Radeon R9 280X, que d'aucun appelleront une Radeon HD 7970 GHz Edition renommée, le gain de performances est de 30% en 2560x1600 et 38% en 1920x1080. Face à une GeForce GTX 680, en 1920x1080, le gain de performances est de 43%, un écart qui atteint les 79% face à une Radeon HD 7950 première du nom.

Consommation

Nous avons bien sûr vérifié la consommation électrique de la Radeon R9 290X. Pour ce faire nous mesurons la consommation électrique globale de la machine au moyen d'un wattmètre. La consommation est mesurée à la prise, avec deux relevés : au repos sur le bureau Windows puis en charge lors d'un 3DMark plutôt intensif.



En veille, la consommation de notre système est à peu près identique d'une carte à l'autre. Pas de mauvaise surprise donc de ce côté pour la R9 290X. En charge, en revanche... c'est la douche... froide ou chaude. Notre système munie d'une Radeon R9 290X engloutit 444 Watts, autant qu'avec une GeForce GTX Titan. Le même système équipé d'une Radeon R9 280X ne consommera que 325 Watts. Du coup, la débauche de transistors d'AMD a bien un coût : celui d'une consommation électrique significative et au passage supérieure à la GeForce GTX 780.

Conclusion

Avec la Radeon R9 290X, AMD réussit à nous faire oublier son précédent - et récent - lancement graphique où les Radeon R9 280X et 270X n'avaient clairement pas convaincues. La faute à un simple renommage de l'existant. Heureusement la Radeon R9 290X, porte étendard de la nouvelle gamme de la marque, étrenne une nouvelle puce graphique. Pour autant, il ne faut pas s'attendre à une révolution car la puce Hawaï qui l'anime adopte toujours l'architecture Graphic Core Next et reste gravée en 28 nm.

A l'instar de NVIDIA pour son GK110, les équipes d'AMD ont simplement densifié la puce ajoutant des unités de traitement, revoyant certaines fonctions, tout en saupoudrant le tout d'un bus mémoire 512 bits à l'efficacité indéniable. En matière de fréquences de fonctionnement en revanche, AMD semble se heurter à la barrière du gigahertz puisque cette Radeon R9 290X opère à la même fréquence que la Radeon HD 7970 GHz Edition. Et du côté de la mémoire, si on profite de 4 Go de GDDR5, contre 3 Go pour le précédent haut de gamme AMD, la fréquence est revue à la baisse par rapport à la Radeon HD 7970 GHz Edition ou Radeon R9 280X. Si du côté des fréquences c'est la stagnation ou le retour en arrière, la consommation en revanche fait un bond conséquent. En charge, la Radeon R9 290X est au même niveau qu'une GeForce GTX Titan. Pas forcément EDF friendly donc.



Survitaminée, la Radeon R9 290X se hisse au niveau de performances d'une GeForce GTX 780 et fait même mieux de manière régulière. Un sans-faute pour AMD ? Quasiment puisque le prix de la carte est annoncé à 499 euros TTC seule contre 519 euros TTC avec le jeu Battlefield 4 en version complète. Là où il faut débourser pas loin de 600 euros chez NVIDIA pour s'offrir une GeForce GTX 780.

AMD l'emporte donc sur le terrain du rapport performance/prix même si le fameux bundle Never Settle et sa cohorte de jeux gratuits disparaît... à notre grand regret. Certains seront chagrinés de la finition plastique de la carte quand NVIDIA soigne l'aspect de ses cartes haut de gamme avec un châssis en aluminium. Et l'on reprochera à la marque le faible potentiel d'overclocking de la carte allié à l'inutile système de double BIOS visant à modifier la vitesse de ventilation au risque de rendre la R9 290X vraiment bruyante sans pour autant véritablement gagner en fréquence. Notre modeste overclocking de 80 MHz fut un échec avec des artefacts durant les scènes de jeux.



Il faut dire qu'en ayant poussé le process de fabrication 28 nm dans ses retranchements et l'architecture GCN dans ses limites, il reste peut être peu de marge de manœuvre à AMD. Ce qui risque de se ressentir sur la disponibilité : les quantités sont limitées, et les revendeurs risquent bien de faire rapidement grimper le prix de la carte. En clair, si vous voulez une R9 290X, ne tardez peut-être pas à vous décider.