L’ère de la carte graphique dédiée pourrait bientôt s’achever pour un grand nombre de joueurs. Si vous faites partie des 90% d’utilisateurs qui jouent en résolution 1080p ou inférieure, l’évolution des processeurs graphiques intégrés (iGPU) d’Intel et d’AMD pourrait bien bouleverser le marché des cartes graphiques d’entrée de gamme.
Les Limitations des iGPU : Pourquoi sont-ils si lents ?
Deux principaux facteurs expliquent les performances modestes des iGPU : la gestion de la mémoire et la taille de la puce.
La question de la mémoire est simple : une mémoire vive plus rapide se traduit par de meilleures performances. Or, les iGPU ne peuvent pas exploiter les technologies de mémoire avancées comme la GDDR6 ou la HBM2. Ils doivent se contenter de partager la mémoire vive du système avec les autres composants de l’ordinateur. L’intégration d’une mémoire dédiée sur la puce elle-même serait trop coûteuse, les iGPU étant principalement destinés aux budgets limités. Cette situation ne devrait pas changer à court terme, même si des contrôleurs de mémoire améliorés, capables de gérer une RAM plus rapide, pourraient améliorer les performances des iGPU de prochaine génération.
Le deuxième facteur, la taille des puces, est en pleine mutation en 2019. Les processeurs graphiques ont une taille de matrice bien supérieure à celle des processeurs classiques, et de grandes matrices impliquent des coûts de fabrication plus importants. Un défaut sur une grande surface augmente la probabilité de rendre inutilisable un processeur entier, ce qui impacte le taux de rendement.
Dans l’exemple (théorique) ci-dessous, on peut constater qu’en doublant la taille de la matrice, le rendement diminue de manière significative. Selon la localisation des défauts, un processeur peut devenir inutilisable. Cet exemple n’est pas exagéré. Les graphiques intégrés peuvent occuper près de la moitié de la matrice d’un processeur.
L’espace de la matrice étant vendu à prix d’or aux fabricants, il est difficile de justifier d’investir massivement dans un iGPU performant au détriment d’autres fonctionnalités, comme l’augmentation du nombre de cœurs. Ce n’est pas une question de technologie, mais de rentabilité : concevoir une puce avec 90% de surface dédiée au GPU serait possible, mais le rendement serait si faible qu’elle ne serait pas viable.
L’Avènement des Chiplets
Intel et AMD ont dévoilé des stratégies similaires. Face aux taux de défauts élevés des nouveaux nœuds de fabrication, ils ont opté pour une réduction de la taille des matrices, assemblées a posteriori. Cette méthode diffère légèrement entre les deux constructeurs, mais elle résout le problème de la taille de la matrice, en utilisant des pièces plus petites et moins coûteuses, assemblées une fois encapsulées dans le processeur.
Pour Intel, il s’agit principalement d’une mesure de réduction des coûts, sans modification majeure de l’architecture. Cela permet de choisir le nœud de fabrication adapté à chaque composant du processeur. Toutefois, l’extension de l’iGPU semble être au programme, avec le modèle Gen11 qui proposera « 64 unités d’exécution améliorées, soit plus du double des graphiques Intel Gen9 (24 UE), conçues pour franchir la barre des 1 TFLOPS ». Bien qu’un seul TFLOP ne soit pas extraordinaire (le Vega 11 du Ryzen 2400G atteint 1,7 TFLOPS), il marque un rattrapage important pour les iGPU d’Intel, notoirement en retard sur ceux d’AMD.
Les APU Ryzen : Un Cataclysme Potentiel pour le Marché
AMD, avec sa division Radeon, deuxième fabricant de GPU au monde, utilise ses propres technologies dans ses APU Ryzen. Les améliorations à venir, notamment la gravure en 7 nm, sont de bon augure pour l’avenir. La prochaine génération de puces Ryzen utilisera également des chiplets, mais d’une manière différente d’Intel. Ces puces sont des matrices distinctes, reliées par l’interconnexion « Infinity Fabric », offrant une plus grande modularité que la conception d’Intel, au prix d’une légère augmentation de la latence. Cette approche a déjà été adoptée avec les processeurs Epyc 64 cœurs, présentés en début novembre.
Selon de récentes fuites, la prochaine gamme Zen 2 d’AMD inclurait le 3300G, une puce combinant un chipset CPU octocœur et un chipset Navi 20 (leur future architecture graphique). Si ces informations se confirment, cette puce pourrait remplacer les cartes graphiques d’entrée de gamme. Le 2400G, avec les unités de calcul Vega 11, affiche déjà des fréquences d’images acceptables en 1080p dans la plupart des jeux. Le 3300G, quant à lui, bénéficierait de presque deux fois plus d’unités de calcul et d’une architecture plus récente et rapide.
Cette hypothèse est tout à fait plausible. La conception actuelle d’AMD permet de connecter un nombre illimité de chiplets, les seules limites étant la puissance et l’espace disponible. L’utilisation de deux chiplets par CPU est presque certaine. Pour créer le meilleur iGPU au monde, il suffirait de remplacer l’un de ces chiplets par un GPU. C’est un enjeu majeur pour AMD, car cette avancée impacterait non seulement le marché du PC, mais également celui des consoles, l’entreprise fabriquant les APU des gammes Xbox One et PS4.
L’intégration d’une mémoire graphique plus rapide sur la puce, tel un cache L4, est également une option, mais l’entreprise devrait se contenter d’utiliser la RAM du système, en espérant une amélioration du contrôleur de mémoire des produits Ryzen de troisième génération.
Quoi qu’il en soit, Intel et AMD bénéficient d’une plus grande marge de manœuvre dans la conception de leurs matrices, ouvrant la voie à des améliorations significatives. Peut-être qu’ils se concentreront sur l’augmentation du nombre de cœurs, repoussant ainsi les limites de la loi de Moore.