L’architecture Ada (Lovelace), qui est cœur de la nouvelle série de GPU de Nvidia, repousse très loin les limites actuelles en matière de calcul graphique. Pendant sa conférence annuelle, le champion des puces graphiques a présenté les deux fleurons de cette nouvelle génération, les RTX 4080 et RTX 4090. Du très haut de gamme qui déborde de transistors, dégouline de technologies… et explose littéralement les prix.
Côté conception, on le sait depuis un moment déjà : les puces de cette nouvelle génération ne sont plus des produits en 8 nanomètres des usines Samsung comme ce fut le cas pour les RTX 3000. La nouvelle fournée sort désormais des meilleures usines du monde, celle du Taïwanais TSMC. Mais que signifie ce changement technologique ? Simplement qu’avec la gravure de pointe de TSMC (process 4N, un 5 nm amélioré), Nvidia a pu entasser des transistors comme jamais. Pour la puce « AD102-300 » de la RTX 4090, ce sont pas moins de 76 milliards de transistors qui composent la puce, et qui font d’elle le processeur grand public monobloc le plus dense jamais lancé devant l’Apple M1 Max (le M1 Ultra est une puce réunissant deux puces M1 Max, soit 2×57=114 milliards de transistors).
Le nombre de cœurs de calcul « CUDA cores » explose littéralement. Après les 10 496 CUDA Cores de la RTX 3090, la RTX 4090 en propose dorénavant 16 384. Un gain de 60% qui se cumule avec une importante augmentation de la fréquence. Elle passe de 1,7 GHz à 2,5 Ghz sur le modèle haut de gamme. Couplé au bus 384 bits, qui gère toujours 24 Go de mémoire vive GDDR6X, on obtient une carte monstrueuse en puissance. Cependant, elle reste dans les pas de son aïeule puisque la RTX 4090 conserve un TDP de 450 W. C’est beaucoup, c’est énorme, mais il s’agit d’une carte d’exception. Une carte qui devrait déployer 82,6 TFLOPS, ce qui la rendrait 2,3 fois plus performante que la RTX 3090 qu’elle remplace. Evidemment, son prix est à la mesure de sa puissance : 1 599 dollars sans taxes aux Etats-Unis. Comprendre aux alentours de 1 900 – 2 000 euros TTC sous nous latitudes européennes.
Basées sur la même architecture et sur la finesse de gravures, deux puces équiperont les deux versions de la RTX 4080. Pour la version 12 Go de mémoire sur un bus 192 bits, la puce AD104 développe la puissance de ses 7 680 cœurs CUDA dans une enveloppe thermique de 285 W. L’AD103, elle, est un GPU qui embarque 9 728 cœurs CUDA et 16 Go de GDDR6X, et verra ses ventilateurs souffler plus fort pour évacuer les 350 W. La première coûtera 899 dollars sans taxes (1 100 – 1 200 euros TTC ?) et la seconde 1 199 dollars (1 450 – 1 550 euros TTC ?).
DLSS 3 : des performances ray tracing en orbite
Ce qui change vraiment entre les précédentes générations Turing (RTX série 2000) et Ampère (RTX 3000) et cette génération Ada (RTX 4000), c’est l’explosion du nombre de « Tensor Core » qui sont en charge (en gros) des calculs IA. Par rapport à la génération précédente, si les shaders ont été multipliés par 2,25 et les RT Cores (en charge du ray tracing) par 2,56, le nombre de Tensor Core passe de 320 à 1400. Une multiplication par 4,4 qui est notamment à l’origine de l’explosion des performances en ray tracing.
Oui, parce que si ce sont bien les RT Cores qui font les calculs de « lancer de rayon », ce sont les Tensor Core qui sont aux commandes de l’amélioration de la qualité d’image (débruitage, notamment). Mais ce sont surtout eux qui pilotent la fantastique technologie de mise à l’échelle de Nvidia : le DLSS. La plus aboutie du genre, bien devant le FSR 2.0 d’AMD ou le XeSS d’Intel, la techno DLSS permet de calculer des images d’un jeu toutes options à fond (et donc ray tracing activé) dans une définition plus faible que celle de l’écran pour accélérer le débit de trame. Puis, elle agrandit sans pertes aucune les trames pour obtenir un jeu en qualité 4K qui n’a pas été calculé en 4K.
Le DLSS (Deep Learning Super Sample) arrive en version 3.0. Il profite de la puissance des RTX 4090 et 4080 pour déployer une nouvelle arme appelée Ada Optical Flow. Elle consiste ni plus ni moins à utiliser les « neurones » de silicium et des algorithmes de pointe pour anticiper les changements dans une scène. Ce qui permet, à qualité d’image constante, d’augmenter encore plus le nombre d’images par seconde. Le nouveau DLSS profite également d’une nouvelle technologie appelée Shader Execution Reordering (SER) qui exécute un triage intelligent des tâches par similarité pour qu’elles soient exécutées de manière simultanée – les GPU sont très forts pour réaliser rapidement plein de tâches similaires. C’est ce SER qui rend le DLSS 3.0 si performant.
Si on en croit Nvidia, le gain de performances va de « beaucoup » à « absolument énorme ». Appliquée à la RTX 4090, la technologie arrive déjà à doubler le nombre d’images par seconde en 4K sur Microsoft Flight Simulator, jeu réputé pour la gourmandise de ces environnements étendus. Mais cela passe à un fois quatre sur Cyberpunk 2077 (dans une version « overdrive », améliorée par Nvidia) et jusqu’à x5 sur Portal RTX ! Les gains sont logiquement un peu moindres avec les RTX 4080, mais c’est déjà de +50% à +300% par rapport aux performances de la RTX 3080 Ti sur Flight Simulator et Cyberpunk ! Si ce gain de performances ne peut être appliqué à tous les jeux – on parle ici d’une accélération de titres compatibles DLSS et faisant appel au ray tracing – on est cependant en droit d’attendre des gains notables dans les « vieux » titres faisant appels à de la simple rasterization.
Comme toute nouvelle génération de GPU, les RTX 4000 cachent aussi des améliorations non liées à la 3D pure, comme un nouveau moteur multimédia prenant en charge l’encodage matériel de l’AV1 ou la capture vidéo 8K native (4090). Mais ce sont évidemment les performances gaming qui seront principalement scrutées.
Les RTX 3000 vont rester au catalogue
Si les prix de ces trois nouveaux GPU ont de quoi faire peur et semblent tout droit sortis de vos cauchemars covidesques, la réalité est que ces puces ne remplacent pas (encore) les RTX 3000. Le PDG de Nvidia l’avait d’ailleurs bien précisé : les générations de cartes vont se compléter pendant un temps. Ce qui va permettre à Nvidia de profiter d’un effet de gamme en attendant l’arrivée des déclinaisons classiques – 4070, 4060 et, peut-être, 4050.
Nvidia a tout intérêt à continuer de prolonger la vie de ses anciens GPU – et ça tombe bien, il lui en reste plein – parce que d’ici la fin de l’année, AMD va présenter à son tour sa nouvelle architecture de GPU, appelée RDNA 3. Dans les choux il y a cinq ans, AMD a réussi un retour dans « le game » grâce à RDNA puis RDNA 2, deux générations d’architecture GPU qui ont respecté la promesse d’une amélioration de +50% de performances par Watt à chaque fois. Talonnant déjà Nvidia avec RDNA 2, AMD est pour l’heure toujours derrière dans les technologies de ray tracing. Mais ses récents succès en font une menace de plus en plus crédible. Il faudra l’être pour pouvoir rivaliser avec les nouveaux monstres dont vient d’accoucher Nvidia.
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