Architecture : HD 2900 XT, Xbox 720 ?

De son côté, l’architecture du R600 est assez particulière puisque héritée directement de la puce de la Xbox 360. Elle en reprend la caractéristique la plus importante : la capacité de traiter jusqu'à 5 opérandes par unité (au nombre de 48, organisées en groupes de 3 x 16). En effet, si l’on devait décrire ces unités, on parlerait de vec5. De son côté, la puce de la Xbox 360 était capable d’exécuter en simultanée une opération de type vec4 en sus d’une opération scalaire. On pourrait alors parler de 4+1.

L'architecture 4+1 de la puce Xenos de la Xbox 360

Pour ce qui est du R600, les choses sont un peu plus compliquées, AMD jouant quelque peu sur la confusion. Il faut dire que Nvidia aime présenter son architecture comme comportant 128 unités scalaires, ce qui pousse AMD à faire la même chose en parlant de 320 unités scalaires. Dans la pratique, c’est un peu plus compliqué.

Si le R600 était une architecture pleinement scalaire, nous aurions ce schéma. C'est un peu plus compliqué...

Effectivement, le R600 dispose bien d’unités à cinq dimensions, mais elles ne sont pas toutes identiques. Une seule est capable de gérer les instructions les plus complexes, alors que les quatre autres ne peuvent exécuter que les instructions les plus courantes. On parle de MAD : une multiplication en sus d’une addition (Multiply+Add). Si l’on considère uniquement ce cas idéal, le R600 est donc capable de réaliser, pour chacune de ses 64 unités (organisées en groupes de 4 x 16), cinq MAD de types scalaires. Soit 320 MAD en simultanée, là ou Nvidia ne peut en faire que 128 (AMD nous a d’ailleurs fourni une petite application DirectX 10 pour mettre en avant ce cas… d’école). La comparaison s’arrête cependant ici puisque pour les autres opérations, là où Nvidia peut effectivement effectuer des traitements scalaires, AMD doit utiliser plusieurs passes pour les réaliser. Si l’on devait donc résumer, on dirait que le R600 dispose d’un plus grand nombre d’unités, mais qu’elles sont moins flexibles. Il serait cependant trop simple de s’arrêter ici. Car au-delà de la grande versatilité de ses unités de calcul, Nvidia dispose au sein de son GeForce 8 d’une autre arme très efficace.

Clock domain : une histoire de fréquences…

Si l’on prend les fréquences des puces au pied de la lettre, ATI dispose d’un avantage assez certain sur Nvidia : 742 MHz pour la HD 2900 XT contre 575 pour la 8800 GTX. Un avantage de 30% qui fait très joli sur le papier. Quand on y regarde de plus près, les choses changent drastiquement puisque Nvidia utilise une technique dite de Clock Domain. C’est un concept assez simple : il s’agit en pratique d’utiliser d’autres fréquences à différents endroits d’une même puce. En effet, selon l’agencement des transistors et ce qu’on leur demande, il est possible d’atteindre des fréquences plus élevées, par exemple sur les unités de calcul.

La technique n’est pas sans rappeler le Rapid Execution Engine des premiers Pentium 4 Willamette et Northwood. Leurs unités de calcul fonctionnaient également au double de la fréquence d’horloge. Cependant, avec la montée en fréquence du Prescott et les difficultés de développement de cette technique, Intel avait préféré doubler le nombre d’unités de calcul et décaler leur fonctionnement d’un demi signal d’horloge. Pour des raisons d’interfaçage avec le reste de la puce, la stratégie la plus simple consiste à utiliser pour la partie « rapide » un multiple de la fréquence de base. Au lancement des GeForce 8800, Nvidia évoquait un facteur de 2. Il semblerait cependant que cette relation soit plus complexe puisque les fréquences de l’éphémère GeForce 8800 Ultra contredisent cela. Dans le fond, peu importe : la 8800 GTX dispose d’unités qui fonctionnent à 1 350 MHz. De quoi compenser en théorie leur nombre plus faible.

Si l’on devait stopper ici notre comparaison des deux architectures, il ne serait pas facile de donner un gagnant. Certes, le R600 dispose d’une puissance théorique un peu plus élevée, mais dans des cas d’utilisations réels et variés, le 8800 reste beaucoup plus versatile. Bien entendu, nous ne parlons ici que de la puissance en termes de shaders. Une puce graphique dépend de bien d’autres choses…