Test Radeon RX 6800 et RX 6800 XT : AMD revient en force sur le marché des cartes graphiques

Mise à jour : Nous avons complété ce dossier en rajoutant un modèle personnalisé par MSI, à savoir la RX 6800 XT Gaming X Trio. C’est l’occasion de savoir ce qu’apportent réellement les modèles “custom” des constructeurs par rapport aux modèles de référence.

Alors que NVIDIA a lancé sa nouvelle gamme de cartes graphiques GeForce Ampere il y a quelques semaines de ça, AMD a rapidement répondu à son concurrent en présentant ses Radeon RX 6800 Series, basées sur l’architecture RDNA2, la même que l’on retrouve dans la partie graphique du SoC des consoles de jeu Xbox Series X/S et PS5. Aujourd’hui, nous nous intéressons donc aux deux premiers modèles de cette nouvelle gamme, les Radeon RX 6800 et RX 6800 XT. La version la plus puissante, la RX 6900 XT, ne sera quant à elle lancée qu’en décembre prochain et fera donc l’objet d’un test dédié.

Modèle	Radeon RX 6800	Radeon RX 6800 XT	Radeon RX 6900 XT
Compute Units	60	72	80
Fréquence (base/game)	1815 MHz	2015 MHz	2015 MHz
Fréquence (Boost)	2015 MHz	2250 MHz	2250 MHz
Infinity Cache	128 Mo	128 Mo	128 Mo
Mémoire	16 Go GDDR6 (16 Gbps)	16 Go GDDR6 (16 Gbps)	16 Go GDDR6 (16 Gbps)
TBP	250 W	300 W	300 W
Date de lancement	18 novembre 2020	18 novembre 2020	8 décembre 2020
Prix	579 $ 590 €	649 $ 660 €	999 $ ? €

RDNA2 : une architecture performante et innovante

Si les puces graphiques de ces nouvelles Radeon sont toujours gravées en 7 nm, comme celles de la génération précédente, de nombreuses nouveautés et améliorations ont tout de même été apportées par le constructeur. Ce dernier se targue même d’avoir quasiment doublé les performances de ses produits en seulement un an (soit depuis l’arrivée sur le marché des Radeon RX 5700XT), tout en améliorant au passage l’efficacité énergétique de plus de 50%. Déclarations prétentieuses ou réalité ? Voyons cela plus en détail.

Des unités de calcul dédiées au ray tracing

Dans sa version complète, le chipset graphique des RX 6000 Series se compose de quatre shader engines, chacun composé de 10 double unités de calcul ; au total, on trouve donc 80 unités de calcul, soit 5120 Stream Processors. Les RX 6800 et RX 6800 XT possédant respectivement 60 et 72 CU, elles bénéficent donc chacune 3840 et 4608 Stream Processors.

Chaque unité de calcul dispose par ailleurs de sa propre unité d’accélération matérielle du ray tracing, ou “Ray Accelerator“. Ces derniers sont capables de traiter 4 intersections ray/box ou une intersection ray/triangle par cycle. AMD indique que cette accélération matérielle offre des performances dix fois plus élevées qu’une implémentation logicielle classique.

Une nouvelle hiérarchie des caches

Avec l’architecture RDNA2, AMD a apporté quelques modifications du côté des différents caches mémoires. Comme sur l’architecture RDNA, chaque unité de calcul dispose de 32 Ko de cache pour les instructions, de 16 Ko de cache pour les données et d’un cache L0 de 16 Ko. Deux groupes de 128 Ko de cache L1 sont présents pour chaque shader engines, soit un total de 1 Mo de cache L1 par GPU.

Chaque puce comprend également un total de 4 Mo de cache L2, tout comme avec l’architecture RDNA. La véritable nouveauté se situe donc au niveau d’un nouveau niveau de cache, baptisé Infinity Cache : ce sont 128 Mo de mémoire cache supplémentaire qui sont désormais directement intégrés au GPU des Radeon RX 6800 et RX 6800 XT. Ce nouveau niveau de mémoire cache sera particulièremet utile pour la gestion du ray tracing.

RDNA2 : une prise en charge de DirectX 12 Ultimate et du VRS

Le GPU des Radeon RX 6800 et RX 6800 XT prend en charge toutes les fonctionnalités indispensables à la compatibilité DirectX 12 Ultimate : les Mesh Shaders, le Sampler Feedback, le Variable Rate Shading et bien entendu le Ray Tracing sont donc de la partie.

Le fonctionnement détaillé de ces différentes technologies sort largement du cadre de ce test, mais on peut résumer leurs avantages à une augmentation sensible des performances, ainsi qu’une amélioration du réalisme des scènes calculées et dessinées à l’écran.

SAM : un accès total à la mémoire graphique

AMD introduit également le Smart Access Memory, une gestion améliorée de l’accès à la mémoire graphique à partir du processeur central, via le bus PCI-Express. Ici, le constructeur a implémenté la BAR (Base Adress Memory) redimensionnable, une fonctionnalité qui fait partie des spécifications PCI-Express depuis la version 2.0.

En pratique, cela permet au canal de donnés CPU-GPU de pouvoir accéder directement à la totalité de la mémoire graphique, outrepassant la limite classique de 256 Mo, sans passer par différents artifices logiciels, coûteux en temps. AMD a toutefois limité cette fonctionnalité aux seuls chipsets 500 Series avec processeurs Ryzen 5000 Series. De manière intéressante, NVIDIA a indiqué qu’il lui serait probablement possible d’implémenter lui aussi une fonctionnalité similaire sur ses cartes graphiques Ampere actuelles, de manière logicielle et sur les plateformes AMD et Intel.

Un nouveau design de référence

Abandonnant le système de refroidissement de type “blower” utilisé sur les Radeon RX 5700 et RX 5700XT, AMD revient pour ses Radeon RX 6800 et RX 6800 XT (et même sur la RX 6900 XT) à un design tri-axial. Le choix du constructeur s’est porté très tôt sur ce type de dissipateur au cours de la conception de ses nouvelles cartes, suite aux retours négatifs en termes de nuisances sonores des RX 5700(XT). Les trois ventilateurs pourront en outre être complètement arrêtés lorsque la charge GPU est faible ou nulle, pour le plus grand bonheur de nos oreilles.

On notera au passage que NVIDIA a lui aussi fait le choix d’un système de refroidissement axial pour ses cartes graphiques Ampere (et Turing auparavant). Comme toutes les cartes graphiques utilisant un dissipateur similaire, il faudra donc veiller à conserver une bonne circulation d’air au sein du boîtier.

AMD appuie également sur le fait que ses nouvelles Radeon affichent des dimensions tout à fait classiques et standards : les RX 6800 et RX 6800 XT mesurent 267 mm de long pour 120 mm de large, et occupent respectivement 2 slots et 2,5 slots d’extension. Même la RX 6900 XT reprend ces dimensions et n’occupe que 2,5 slots. Elles sont donc moins longues que les RTX 3080 (285 mm) et RTX 3090 (313 mm). La RTX 3080 est toutefois un peu moins large, avec “seulement” 112 mm, pour 2 slots d’extension occupés.

A l’avant, le radiateur est bien entendu en contact direct avec le chipset graphique, et avec les huit puces de mémoire graphiques GDDR6 ainsi que les différents composants de l’étage d’alimentation grâce à des pads thermiques. A l’arrière, pas de grosse surprise puisque le backplate couvre la totalité du PCB à 14 couches, mis à part la partie juste derrière le chipset graphique.

L’étage d’alimentation complet se compose de 15 phases : 10 pour le GPU, deux pour la mémoire GDDR6, deux supplémentaires dédiées au VDD-SOC et une pour le VDDCI. Malgré sa gravure en 7 nm, le chipset graphique impressionne par sa taille (519,8 mm²). Il faut dire que celui-ci se compose de pas moins de 26,8 milliards de transistors !

Compte tenu de leur consommation théorique (250 watts pour la RX 6800 et 300 watts pour la RX 6800 XT), le constructeur utilise sans surprise deux connecteurs d’alimentation 8-pin. Aucun adaptateur n’est d’ailleurs fourni dans la boîte de ces cartes, AMD considérant avec justesse que toutes les alimentations récentes possèdent déjà ce type de connecteurs.

Les deux cartes graphiques proposent enfin des sorties identiques : nous avons droit à un port HDMI 2.1 avec VRR et FRL (Fixed Rate Link), compatibles 8K à 120 Hz, deux sorties DisplayPort 1.4 et un port USB Type-C avec Power Delivery destiné à l’affichage sur des périphériques compatibles. Compte tenu du dissipateur de type axial, aucune grille de refroidissement n’est présente aux côtés des sorties graphiques pour expulser l’air chaud à l’extérieur du boîtier.

Les performances des Radeon RX 6800 et RX 6800 XT

Notre confrère Igor Wallossek, du site allemand Igor’s Lab, a réalisé différentes mesures de performances de ces nouvelles cartes graphiques, sur une plateforme montée pour l’occasion. Celle-ci regroupe un processeur AMD Ryzen 9 5900X, une carte mère MSI MEG X570 Godlike, deux barrettes de 16 Go de mémoire DDR4-4000 Corsair Vengeance RGB Pro (CL18-22-22-42), un SSD de 2 To (Gigabyte Aorus NVMe Gen4), un SSD de 1 To Toshiba RC500 et une Be Quiet Dark Power Pro 12 1200W, le tout placé dans un boîtier Raijintek Paean. Un système de watercoling composé d’un Alphacool Eiswolf (modifié) et d’Eisblock XPX Pro se charge du refroidissement.

Les Radeon RX 6800 et 6800 XT ont été opposées aux récentes GeForce RTX 3070, RTX 3080 et RTX 3090, mais également à d’anciens modèles d’AMD, à savoir les Radeon VII et Radeon RX 5700XT. Les deux nouvelles Radeon ont été testées avec et sans la technologie SAM afin d’en mesurer l’impact sur les performances. Le panel de jeux utilisés pour mesurer les performances de ces cartes comprend 10 titres récents : un en DirectX 11, six en DirectX 12 et trois utilisant l’API Vulkan. Tous les jeux ont été testés en WQHD et UHD, avec les réglages graphiques les plus élevés possibles.

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Benchmarks en QHD et UHD 4K