Test Radeon RX 7900 XTX d’AMD

AMD inaugure sa nouvelle architecture graphique RDNA 3 avec le lancement de deux nouvelles cartes graphiques, les Radeon RX 7900 XTX et Radeon RX 7900 XT.

Annoncées aux prix publics recommandés de 1159.99 € et 1059.99 €, elles se positionnent dès le lancement de manière agressive face à la GeForce RTX 4080 Founders Editions de Nvidia (1399 €). Nous retrouvons au cœur de la mécanique l’abandon des puces monolithiques au profit d’une approche de type « Chiplet ».

AMD promet un bond des performances tout en minimisant les besoins énergétiques. Nous avons mis à l’épreuve la vitrine, la Radeon RX 7900 XTX dans sa version « AMD ». Elle profite d’une robe travaillée et surtout de dimensions bien plus sages que celles de la concurrence tout en simplifiant l’installation en concevant l’usage des bons vieux connecteurs PCIe 8 broches.

A l’usage, les promesses sont-elles tenues ? Est-elle capable d’assurer en 1440p et 2160P Full Option ? Son système de refroidissement est-il performant et silencieux ? Quelles sont ses possibilités en Ray Tracing ? Est-elle plus puissante que la RTX 4080 ?

Sommaire

• Architecture RDNA 3.
• Radeon RX 7900 XTX, présentation et spécifications
• Protocole de test,
• Radeon RX 7900 XTX, environnement,
  • Performance de refroidissement,
  • Nuisances sonores,
  • Stabilité des fréquences,
  • Consommations électriques,
  • Cout de fonctionnement et empreinte carbone.
  • Overclocking
• Radeon RX 7900 XTX, les performances gaming,
  • Performance en Rasterisation,
  • Performance en Ray Tracing,
  • Performance VSR / FSR.
• Radeon RX 7900 XTX, les performances « création »,
• Radeon RX 7900 XTX, conclusion.

Architecture graphique RDNA 3.

Les Radeon RX 7900 XTX et RX 7900 XT inaugure une nouvelle architecture graphique, RDNA 3. Evolution et optimisation de RDNA 2, elle promet différentes avancées en particulier du côté des performances par Watt avec un gain de l’ordre de 54%. En clair pour une même consommation, AMD promet une jolie hausse des performances.

Pour parvenir à ce résultat, la firme utilise plusieurs leviers. Le premier est la finesse de gravure avec le passage à 5 nm. Par contre, nous avons une toute nouvelle approche sur le segment des GPU gaming avec l’adoption du Chiplet.

AMD abandonne les puces monolithiques au profit d’une architecture autour de deux entités différentes.

Ainsi le 5 nm est réservé au GCD alias le Graphics Compute Die comprenant par exemple les moteurs « shader » tandis que le 6 nm est utilisé au niveau des MCD alias les Memory Cache Die rassemblant des éléments comme les contrôleurs de mémoire et le cache L3.

Le GCD affiche une surface de 300 mm2 contre 37 mm2 par MCD.

Tout ce petit monde représente 58 milliards de transistors en action.

Nous retrouvons des transferts massifs de données avec, selon AMD, un débit maximal de 5,3 To chaque seconde entre dies, soit plus de 880 Go/s entre chaque MCD et le GCD.

En pic, nous sommes sur une bande passante mémoire 2,7 fois plus importante que celle proposée par l’architecture RDNA 2.

Le GPU Phare, « Navi 31 », se compose ainsi d’une grande unité de calcul graphique (GCD) où se cache la machinerie de rendu graphique avec le front-end, les unités de calcul, les accélérateurs de Ray Tracing ou encore les contrôleurs d’affichage, le moteur multimédia et les moteurs de calcul asynchrones (ACE).  Ce GCD est entouré par six modules MCD profitant d’une interface mémoire GDDR6 64-bit et de 16 Mo d’Infinity Cache. La Radeon RX 7900 XTX s’équipe de 24 Go de GDDR6 (bus mémoire 384-bit) contre 20 Go pour la Radeon RX 7900 XT (bus mémoire 320-bit).

AMD précise que chaque CU dispose de deux composants d’accélération IA qui assurent 2,7 fois les performances de la précédente approche SIMD. Nous avons également un accélérateur Ray Tracing de deuxième génération profitant de nouvelles instructions dédiées et assurant une augmentation de 50% des performances en Ray Tracing, toujours face à l’actuelle génération (RDNA 2).

En prenant en compte le nombre d’accélérateurs Ray Tracing, leurs fréquences et d’autres optimisations au niveau matériel, une augmentation des performances Ray Tracing de 80 % par rapport à la génération précédente est mise en avant.

L’accroissement des performances s’appuie sur la présence de 96 unités de calcul réparties sur six moteurs Shader. Chaque CU RDNA3 propose une augmentation de 17.4% de l’IPC face à leurs ainés RDNA 2. De plus, leur nombre augmente de 20% et profite de fréquences de fonctionnement plus élevées (merci le 5 nm).

Les unités de calcul RDNA 3 proposent des processeurs de flux à double émission afin de doubler leur débit (Dual issue). Ils peuvent fonctionner comme une unité SIMD64 ou 2 unités SIMD32. La prise en charge du jeu d’instructions Bfloat16 et de l’exécution SIMD8 a également été ajoutée.

Une accélération matérielle de l’IA est ainsi présente permettant à AMD de rejoindre la concurrence sur cette question. Elle va donner naissance à de nouvelles avancées comme le FSR 3 qui sera disponible en 2023. Il s’agit d’une sorte d’équivalent aux Tensor Cores de Nvidia.

Le GCD dispose de six moteurs Shader constitués chacun de 16 unités de calcul (ou 8 unités de calcul double) soit un maximum de 1 024 processeurs de flux. Nous retrouvons ainsi au total 6 144 processeurs de flux épaulés de 96 accélérateurs Ray Tracing et 96 accélérateurs d’IA. Le GPU compte 384 TMUs et 192 ROPs, soit une augmentation de 50% par rapport au « Navi 21 ».

A noter que limiter les besoins énergétiques de l’architecture RDNA 3 explique un découplage de fréquences entre ses unités de calcul et le reste de ses composants au cœurs du GCD. Nous retrouvons ainsi une fréquence de 2,3 GHz du coté des Shaders contre du 2,5 GHz du coté Frond End.

La Radeon RX 7900 XTX profite de 96 CU contre 84 pour la Radeon RX 7900 XT ( 5 376 processeurs de flux, 84 accélérateurs de rayons, 336 TMUs et 192 ROPs ). Du côté du moteur d’affichage (le Radiance Display Engine) nous avons pour la première fois la prise en charge de l’interface d’affichage DisplayPort 2.1, offrant ainsi un taux de rafraichissement de 480 Hz en 4K et de 165 Hz en 8. AMD a retravaillé sur son algorithme FSR 2 pour prendre en charge cette définition 8K. Les cartes de référence s’équipent de deux connecteurs DP 2.1, d’un HDMI 2.1b et d’un USB-C avec passthrough DP 1.2.

Enfin, nous avons de nouveaux moteurs d’accélération multimédia profitant d’une indépendance permettant d’encoder et de décoder simultanément les formats AVC et HEVC. Nous retrouvons aussi une accélération matérielle de l’encodage et du décodage AV1. AMD indique aussi l’introduction de la technologie SmartAccess Video. Elle permet, sur une plateforme Ryzen 7000 serie, aux drivers graphiques d’exploiter les encodeurs matériels des iGPU RDNA 2 du processeur afin de cumuler les performances.

Radeon RX 7900 XTX, présentation

Le modèle phare de cette nouvelle génération de Radeon RX 7000 series est la Radeon RX 7900 XTX. La version « AMD » profite d’un packaging travaillé. Nous avons apprécié sa discrétion avec des dimensions raisonnables. La carte est mise en valeur dès l’ouverture. Un astucieux système à clapet permet de l’incliner légèrement vers l’avant ce qui apporte du volume et la détache de son emballage.

Vous retrouvez également sur le haut un petit message « Bienvenue dans l’équipe rouge ». Il n’y a rien d’autre, pas de câble et pas d’adaptateur, juste un petit livret dissimuler sur le fond une fois la carte retirée de son logement.

Le positionnement haut de gamme se ressent immédiatement avec une carte graphique racée et robuste. Elle s’arme d’une robe noire et de touches « gunmetal » sans oublier deux arceaux à la finition piano autour du ventilateur central.

Le niveau de finition est Premium avec un carter entièrement en aluminium. Le PCB et sa mécanique se retrouvent au cœur d’un imposant dissipateur thermique protégé par un carénage global comprenant une plaque arrière et des raccords arrondis.

Le résultat offre un rendu de qualité, il n’y rien à redire. La qualité de construction est à la hauteur des dernières Founders Edition de NVIDIA. Nous pouvons même parler d’une recherche plus poussée au niveau du design afin de proposer cet aspect sérieux dans une format raisonnable tout en inaugurant un design unique et personnel.

En un mot, cette Radeon RX 7900 XTX est un bel objet. Elle offre des lignes courbées afin de maximiser l’espace interne. Ce style va jusqu’aux terminaisons des nombreuses ailettes en aluminium présentant une partie inclinée. L’astuce permet d’avoir un rendu bombé s’adaptant parfaitement au style global.

AMD a également eu la bonne idée d’un petit rappel visuel en latéral avec trois ailettes rouges. Nous sommes devant la troisième évolution de l’architecture graphique RDNA. Le rétroéclairage n’est pas oublié avec deux bandes lumineuses soulignant le ventilateur central.

La carte s’équipe de quatre sorties vidéo dont deux DisplayPort 2.1. Ce choix permet à AMD de prendre de l’avance face à Nvidia limité à du DisplayPort 1.4 au travers de sa gamme des GeForce RTX 40 series. Nous avons deux connecteurs DisplayPort 2.1, une sortie vidéo HDMI 2.1a et un port USB de type C (passthrough DisplayPort 2.1).

Sur la question de l’alimentation, pas de surprise. AMD n’opte pas pour le nouveau connecteur 12VHPWR 16 broches présent sur les GeForce RTX 4090 et 4080 Founders Edition (600W et 450W). Du coup, la carte ne demande aucun adaptateur ce qui facilite sa connexion. Ce modèle de référence de Radeon RX 7900 XTX exploite seulement deux connecteurs d’alimentation PCIe à 8 broches ce qui permet, avec le slot PCIe 4.0 x16, d’assurer un total de 375 Watts ce qui est suffisant pour affronter ses 355W de TGP. Nous sommes cependant avec une marge de manœuvre réduite pour de l’overclocking. Ceci explique que certaines cartes personnalisées utilisent de leur côté trois connecteurs PCIe 8 broches.

Nous retrouvons un ensemble de trois ventilateurs en charge de propulser l’air au travers de multiples ailettes en aluminium. Il est important de noter qu’aucune grille d’aération n’est présente au niveau de la connectique vidéo permettant à l’air chaud d’être extrait vers l’extérieur du boiter. Il est évacué en latéral de la carte, soit dans le boitier. Il faudra donc s’assurer que ce dernier propose un flux d’air efficace. AMD est conscient de ce choix. Ceci explique peut-être la présence d’une petite sonde de température en admission au niveau du ventilateur arrière.

Elle permet de connaitre la température de l’air aspiré dans la carte avant qu’il n’entre en contact avec les ailettes. Une autre conséquence est que cette expulsion en latéral n’est pas optimale pour les SSD NVMe 2280 souvent logés dans la zone. De l’air chaud directement sur son dissipateur thermique ne va pas favoriser son refroidissement. Il est donc préférable d’utiliser en priorité le port M.2 au-dessus de la carte graphique.

Son installation demande un espace de 290 mm (288 mm de longueur) tandis qu’elle occupe 2.5 slots. Son poids est conséquent avec 1.8 kg sur la balance.

Son GPU se compose de 57.7 milliards de transistors. Ils donnent naissance à 96 Compute Units, 96 Accelerateur Ray Tracing, 192 Accelerateurs AI, 192 ROPs et 6144 processeurs de flux, le tout accompagné d’un Infinity Cache de deuxième génération de 96 Mo. La fréquence jeu est calée sur 2300 MHz avec une fréquence boost pouvant atteindre les 2500 MHz. En performance Single Precision, nous avons une mécanique capable d’assurer 61 TFLOPS contre 123 TFLOPS en Half Precision.

La Radeon RX 7900 XTX s’équipe de 24 Go de GDDR6 à 20 Gbps exploités via un bus mémoire 384-bit, de quoi proposer une bande passante de 960 Go / s. Elle exploite une interface PCIe 4.0 x16 tandis que son TGP est de 355 Watts.

Protocole de test.

Configuration Intel socket LGA 1200

• Carte mère : Asus ROG Maximus Z690 HERO
• Processeur : Intel Core i9-12900K,
• Mémoire vive : Vengeance RGB DDR5 6400 MHz CL38 de Corsair (2×16 Go),
• Stockage: SSD Kioxia Exceria Pro 2 To,
• Alimentation: Dark Power 13 1000 Watts
• Dissipateur : Ventirad Noctua NH-D12L de Noctua

Jeux vidéo

• Metro Exodus,
• Far Cry 6,
• Shadow of Tom Raider,
• Total War : Warhammer,
• Horizon Zero Dawn,
• Watch Dogs Legion,
• Cyberpunk 2077,
• A Plague Tale: Requiem,
• Microsoft Flight Simulator,
• Marvel’s Spider-Man Miles Morales.

Benchmarks

• 3DMark Fire Strike (Performance, Extreme, Ultra),
• 3DMark Time Spy Extreme,
• 3DMark Port Royal (1440p, 2160p),
• 3DMark DirectX RayTracing Feature Test,
• 3DMark VRS Feature Test,
• LuxMark 3.1
  Cette application exploite l’API OpenCL pour exécuter des calculs de rendu 3D. Il est possible de travailler uniquement avec le GPU, le CPU ou encore les deux en même temps (idéal pour se rendre compte de la différence de performance qu’il existe entre un processeur et une solution graphique). Mieux encore, ce benchmark existe sur différents environnements comme Linux, OS X et Windows. Il livre un score et des indices de valeurs Samples/sec et Rays/sec.
• Blender BenchMark Version 3.4.0.
  Exercices Monster, JunkShop et Classroom.

Radeon RX 7900 XTX, environnement,

Performance de refroidissement,

L’ensemble du monitoring est assuré par les outils d’AMD (Software Adrenalin 22.40.00.57). Nous avons torturé cette solution durant 10 minutes en sollicitant au maximum son GPU. Les tests sont faits à l’air libre afin de faire abstraction des performances de refroidissement du boitier. La température de la pièce est de 21°C.

La belle assure le refroidissement à l’aide de trois ventilateurs et d’un imposant dissipateur thermique occupant toute la surface de son PCB.

Au repos, nous avons une température GPU stabilisée à 45°C. En charge, elle grimpe rapidement à un maximum de 68°C puis s’abaisse pour se stabiliser entre 65 et 66°C. La température au centre du GPU est de son coté plus élevée avec 79°C. AMD parle de température de jonction. Dans les deux cas, nous sommes sur des valeurs correctes. Le système de refroidissement fait bien son travail. Nous n’avons aucune valeur critique.

Nuisances sonores,

Les trois ventilateurs sont à l’arrêt lorsque le GPU est peu utilisé et sous une température « limite ». Dans ce contexte, la carte est inaudible. La montée en charge déclenche immédiatement un premier palier avec 500 rpm. Il ne dure que quelques secondes puis les ventilateurs reprennent leur accélération pour se caler sur 1700 rpm.

Un souffle est présent avec des ventilateurs poussant l’air au travers d’une structure compacte d’ailettes en aluminium. Notre sonomètre renvoie 45 dBA. Le bruit est contenu mais la carte est audible. Elle se montre plus bruyante qu’une GeForce RTX 4080 Founders Edition (39.1 dBA) ou qu’une GeForce RTX 3080 Ti.

Stabilité des fréquences,

En forte sollicitation, la fréquence mémoire ne fluctue pas. Elle se stabilise à 2485 MHz durant tout l’exercice. Du coté du GPU, c’est plus dynamique mais sans grand ajustement. Ce point est important car il indique que la carte a assuré sa pleine puissance tout le temps. Sur l’ensemble du temps, nous avons une fréquence GPU moyenne de 1960 MHz.

Consommations électriques,

Notre Radeon RX 7900 XTX a des besoins entre 14 et 347 Watts selon son niveau de charge. Nous sommes au-dessus de la Geforce RTX 4080 Founders Edition et au niveau d’une GeForce RTX 3080 Ti.

Remarque.

Cette mesure de consommation correspond aux besoins minimal et maximal de la carte afin de pouvoir faire une évaluation globale de son cout d’exploitation et son empreinte carbone de fonctionnement. Dans le détail, ses besoins énergétiques varient énormément selon le type d’exercice. L’enveloppe thermique (TGP) déclarée de 355 W est une information intéressante mais elle ne permet pas de détailler la consommation d’énergie en fonction des usages. En clair, son bilan énergétique n’est pas universel. Il est lié à son utilisation et aux jeux/applications utilisés.

Cout de fonctionnement et empreinte carbone.

Les consommations au repos et en burn permettent de calculer le coût annuel de fonctionnement et son empreinte carbone de fonctionnement.

Notre base de travail est une utilisation quotidienne de 6 heures par jour, 365 jours par an avec un tarif de 0,174 € le kWh facturé (tarifs réglementé métropole au 01/08/2022 d’EDF pour une puissance souscrite de 6 kVA).

L’indicateur EDF, en gramme d’équivalent CO2 pour la production de 1 kWh, est fixé à 21,6 grammes (période novembre 2020 à novembre 2021). Il est synonyme du taux de rejet de gaz à effet de serre induit par la production de l’électricité consommée.

Que nous parlions de cout d’exploitation ou d’empreinte carbone de fonctionnement, ils sont tous les deux en relations direct avec la consommation électrique. Il n’est donc pas étonnant que notre Radeon RX 7900 XTX n’arrive pas à se détacher sur ces deux critères.

Son cout d’exploitation à l’année se situe entre 5.3 et 132.2 € avec une empreinte carbone comprise entre 0.7 et 16.4 kilogrammes d’équivalent CO2.

Overclocking.

AMD propose au travers de ses pilotes une fonction d’overclocking automatique. Nous l’avons testé. En quelques secondes, elle recalibre la carte ce qui permet de gagner environ 3% de performances en 4K.

Par contre, la consommation grimpe à 383 Watts et le système de refroidissement devient bruyant (58.4 dBA). Les 90°C sont dépassés au centre du GPU (température de jonction).

Radeon RX 7900 XTX, les performances gaming,

Performance en Rasterisation,

Nous avons pris comme référence les performances de la GeForce RTX 3080 Ti. Elle dispose d’un indice 100 dans nos tableaux. Nous avons fonctionné avec deux définitions à savoir 1440p et 2160p. Dans tous les cas, les options graphiques sont au maximum.

Le bilan avec nos titres et notre plateforme de test est rapide. En 1440p Full Option, nous sommes au dessus des performances de la GeForce RTX 4080 de Nvidia (+10%). La GeForce RTX 4090 est de son coté intouchable. Elle domine. En 2160p (4K) Full Option, l’écart avec la RTX 4080 se creuse. Avec un joli + 13% (RTX 3080 Ti comme référence), AMD s’assure une avance confortable.

Nous retrouvons le même verdict sous 3DMark Fire Strike. L’avance de la Radeon RX 7900 XTX face à la GeForce RTX 4080 Founders Edition est plus marquée (18 à 20%).

L’analyse des framerates montre un gameplay optimal (>= 90 images par seconde) en 1440P Full Option. Le 4K Full Option est également assuré avec au minimum 77 images par seconde.

Détails 3DMark Fire Strike et framerate

Performance en Ray Tracing,

Voici les performances sous différents jeux avec l’activation du Ray Tracing. Nous travaillons toujours avec des options graphiques au maximum. Les technologies DLSS ou FSR ne sont pas activées.  Une nouvelle fois nous avons pris comme référence la GeForce RTX 3080 Ti.

La GeForce RTX 4080 Founders Edition domine. Son avance est de +17% en 1440p Full Option / Ray Tracing et de 12% en 2160p Full Option / Ray Tracing. Nvidia reste pour le moment intouchable mais nous avons une belle progression d’AMD sur cette technologie face à son ancienne génération de Radeon RX 6000 series.

L’activation du Ray Tracing a un impact important sur les performances en particulier en sélectionnant des options au maximum.

Les framerates se situent entre 67 et 149 images par seconde en 1440p et entre 38 et 101 images par seconde en 2160p (4K). Comme nous l’avions souligné lors du test de RTX 4080, Watch_Dogs est le titre le plus gourmand. Il nécessite d’ajuster les options graphiques pour franchir les 60 fps, une barre essentielle à nos yeux pour profiter d’un gameplay confortable. Elle est optimale avec 90 fps et plus.

3DMark DirectX Ray Tracing Feature Test

3DMark Speed Way

3DMark Port Royal

Performance VSR / FSR.

Comme nous venons de le voir, l’usage du Ray Tracing est gourmand en ressource au point d’impacter fortement sur les performances. Heureusement, il existe différentes technologies pour proposer un « boost » afin de retrouver un framerate confortable.

L’outil 3DMark propose justement un benchmark VRS permettant d’évaluer ses bénéfices.  VRS est la contraction de Variable Rate Shading. Il s’agit d’une fonctionnalité proposée par l’API DirectX 12. Son but est d’améliorer les performances sans affecter normalement la qualité visuelle. Elle tente de réduire de manière sélective le niveau de détail dans les parties d’une image où il est peu probable qu’une perte de qualité soit remarquée.

Le bilan avec la Radeon RX 7900 XTX est encourageant puisque nous observons un gain de quasiment 70%.  Le framerate passe de 191 fps à 324.37 fps.

AMD propose également le FSR afin de concurrencer le DLSS de Nvidia. Il s’agit d’une technologie Open Source de mise à l’échelle spatiale (spatial upscaling). Cette AMD a lancé le FidelityFX Super Resolution 2 (FSR 2) (temporal upscaling) qui a été « pensé » pour assurer une haute qualité d’image tout en augmentant le framerate dans les jeux, en particulier lorsque des effets exigeants comme le Ray Tracing sont activés.

Le FSR n’est pas propre aux cartes AMD. La technologie prend également en charge un large éventail de matériels de la concurrence. Depuis la sortie de FSR 2.0 en mai dernier, deux mises à jour ont vu le jour avec le FSR 2.1 en septembre et le FSR 2.2 en novembre. AMD souligne que le FSR 2

« utilise la couleur, la profondeur et les vecteurs de mouvement des images dans le pipeline de rendu et exploite les informations des images précédentes pour créer en sortie une mise à l’échelle de très haute qualité et inclut également un anti-crénelage optimisé de haute qualité. »

Le FSR 2 dispose de différents profils avec les modes “Qualité”, “Équilibré” et “Performance”. Un quatrième mode optionnel “Ultra Performance” est également disponible dans certains jeux.

Nous avons tenté l’aventure avec deux titres prenant en charge le FSR 2.1, Cyberpunk 2077 et Marvel’s Spider-Man Miles Morales.

Le bilan est impressionnant. En mode performance, nous avons des gains peuvent atteindre un facteur 2.9 de quoi passer de 18 images par seconde à 53 images par seconde en 4K, Full Ray Tracing (mode Spycho) et Full Option sous Cyberpunk 2077. Le bilan est tout aussi flatteur sous Marvel’s Spider-Man Miles Morales avec un bond du framerate en 4K Full RT et Full Option de 45 images par seconde à 90 images par seconde.

Radeon RX 7900 XTX, les performances « création »,

La mécanique de cette Radeon RX 7900 XTX et ses 24 Go de RAM la destine également à des usages plus professionnels. Son GPU et l’architecture RDNA 3 peuvent accélérer les calculs en création et en encodage vidéo. Cette solution peut être utilisée dans certains contextes comme la création vidéo, la retouche photo et la 3D. De nombreuses applications sont capables d’exploiter sa mécanique pour profiter d’une accélération matérielle.

Malheureusement, elle n’arrive pas à égaler sa concurrente, la GeForce RTX 4080 Founders Edition sous Blender 3.4.0. L’écart est même énorme puisque sur l’ensemble des trois rendus nous avons une différence d’un facteur 2,6.

Cette position se confirme sur LuxMark avec des scores à l’avantage de la RTX 4080 Founders. L’écart le plus important est constaté sous l’exercice Hotel Lobby avec un score de 22492 pour la RTX 4080 FE contre 11087 pour la RTX 7900 XTX.

Radeon RX 7900 XTX, conclusion