Avec ces deux nouvelles cartes, à la dénomination commerciale un rien particulière, NVIDIA veut souligner les progrès accomplis par ses architectes sur l'aspect consommation et performance de ses puces. NVIDIA nous promet en effet une meilleure efficacité énergétique et ce alors même que la finesse de gravure reste identique à celle de Kepler, à savoir 28 nm... pour le moment.
Tandis que les API n'évoluent guère, DirectX 11 restant d'actualité, cette nouvelle génération de puce est annoncée par NVIDIA comme offrant un rapport performance par watt deux fois supérieur à la précédente génération. Qu'en est-il dans les faits ?
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Maxwell : une architecture encore peu détaillée par NVIDIA
Si d'ordinaire NVIDIA détaille largement les caractéristiques de ses architectures, la marque est fort peu diserte avec Maxwell. Les livres blancs ont fondu comme neige au soleil et NVIDIA préfère communiquer le moins possible. Admettons.Rappelons qu'avec Kepler, NVIDIA avait réorganisé le cœur de ses puces autour des SMX, évolution logique des SM de Fermi. Un SMX, ou Next Generation Streaming Multiprocessor, renferme les unités de calcul CUDA, c'est-à-dire des cœurs d'exécution qui vont travailler sur les instructions graphique envoyées par les jeux. Et ici NVIDIA dit avoir revu le partitionnement des SMX. Plutôt que d'avoir un grand SMX avec un seul et unique bloc de contrôle pouvant piloter jusqu'à 192 cœurs CUDA, NVIDIA aurait dorénavant éclaté l'ensemble, et ce pour plus d'efficacité. NVIDIA allant jusqu'à revendiquer des performances par cœur jusqu'à 35% supérieures.
La réalité de ces diagrammes architecturaux est toujours très schématique et si l'on creuse quelque peu on se remémore que chaque SMX Kepler avait déjà un partitionnement similaire à celui avancé par NVIDIA pour Maxwell. Ce qui change réellement avec Maxwell est probablement à chercher du côté des unités mises en commun et partagées au sein de la puce comme les unités de texture.
Diagramme d'architecture : en haut le diagramme de Kepler, en bas celui de Maxwell : de quoi illustrer notre propos sur le partage accru de certaines unités
NVIDIA qui conserve au passage le PolyMorph Engine 2.0 de Kepler, proposant de fait les mêmes fonctions en terme de géométrie que la génération précédente. Les mêmes fonctions mais pas forcément les mêmes performances, le débit en terme de triangle ayant été revu à la baisse. Et Maxwell ne semble pas apporter de grands bouleversements architecturaux, NVIDIA a amélioré diverses petites choses avec des instructions plus rapides, une mémoire cache de second niveau plus conséquente qui s'établit dorénavant à 2 Mo, un cache L1 pour le compute combiné à la fonction de cache des textures, etc.
GM107 : GeForce GTX 750 Ti et GTX 750
NVIDIA a donc choisi de lancer la carrière de l'architecture Maxwell avec la puce GM107. Celle-ci propose une configuration restreinte de ses unités. Avec un seul Graphic Processing Cluster embarquant 5 SMM pour le GeForce GTX 750 Ti, soit 640 cœurs CUDA, la puce dispose de 40 unités de texture et de 16 unités ROP. La version du GM107 prenant place au sein du GeForce GTX 750 est plus modeste avec seulement 4SMM soit 512 cœurs CUDA, 32 unités de texture et toujours 16 unités ROP. Rappelons que les unités ROP effectuent les derniers traitements sur nos pixels comme le mélange des couleurs ou l'anticrénelage.
Gros plan sur un SMM
Gravée en 28 nm par TSMC, la puce GM107 affiche une surface de die de 148 mm² et compte 1,9 milliard de transistors.
Le bus mémoire du GM107 ne fera de son côté aucune étincelle. Il est interfacé sur 128 bits et gère la mémoire GDDR5. Une absence d'évolution en partie compensée, sur le papier, par le très généreux cache de second niveau de la puce que nous décrivions plus haut.
| Radeon R7 260X | Radeon R7 265 | GeForce GTX 750 | GeForce GTX 750 Ti | GeForce GTX 760 | |
| Interface | PCI-Ex. 16x - Gen3 | PCI-Ex. 16x - Gen3 | PCI-Ex. 16x - Gen3 | PCI-Ex. 16x - Gen3 | PCI-Ex. 16x - Gen3 |
| Gravure | 0,028 µ | 0,028 µ | 0,028 µ | 0,028 µ | 0,028 µ |
| Transistors | 2,08 Milliards | 2,8 Milliards | 1,9 Milliards | 1,9 Milliards | 3,54 Milliards |
| T&L | DirectX 11.1 | DirectX 11.1 | DirectX 11 | DirectX 11 | DirectX 11 |
| Stream Processors | 896 | 1024 | 512 | 640 | 1152 |
| Unités ROP | 16 | 32 | 32 | 40 | 32 |
| Unités de texture | 56 | 64 | 16 | 16 | 96 |
| Mémoire embarquée | 2048 Mo | 2048 Mo | 1024 Mo | 2048 Mo | 2048 Mo ou 4096 Mo |
| Interface mémoire | 128 bits | 256 bits | 128 bits | 128 bits | 256 bits |
| Bande passante | 104 Go/s | 166,9 Go/s | 74,5 Go/s | 86,4 Go/s | 192 Go/s |
| Fréquence GPU | 1000 MHz | 925 MHz | 1019 MHz (base) | 1019 MHz (base) | 980 MHz (base) |
| Fréquence mémoire | 1500 MHz (GDDR5) | 1400 MHz - GDDR5 | 1250 MHz - GDDR5 | 1350 MHz - GDDR5 | 1502 MHz - GDDR5 |
Côté fréquences, le GM107 reprend à son actif le mécanisme GPU Boost, ici en version 2.0 qui pour mémoire peut overclocker dynamiquement la puce graphique en fonction de divers paramètres dont la consommation et la température. NVIDIA indique que ce GPU Boost 2.0 est identique à celui mis en place dans Kepler.
Si la puce GM107 est dotée d'un contrôleur PCI-Express 3.0 natif, son fonctionnement est toujours limité au PCI-Express 2.0 sur la plate-forme X79 d'Intel. Côté encodeur vidéo, la marque ne propose pas de nouvelles fonctionnalités par rapport à Kepler, pas de 4K donc, mais les performances auraient été revues à la hausse. Ainsi NVIDIA annonce une vitesse de 6x à 8x la vitesse d'un encodage temps réel H.264 et de 8 à 10x pour le décodage. NVIDIA qui précise avoir ajouté du cache en local pour le bloc de décodage alors que celui-ci serait moins vorace niveau consommation électrique.
Dernière précision, le GM107 ne prend pas en charge la technologie de rendu multi-GPU de NVIDIA, le SLI.
La GeForce GTX 750 vue par les pilotes NVIDIA
GeForce GTX 750 Ti : la carte de référence
Pour ce test, NVIDIA nous a livré une GeForce GTX 750 Ti de référence que l'on imagine sélectionnée avec soin pour ses bonnes capacités en overclocking notamment. Compacte, la carte dispose d'un PCB noir et ne mesure pas plus de 14,5 centimètres de long. On apprécie l'absence de connecteur d'alimentation électrique supplémentaire, merci au TDP de 60 Watts, alors que le système de refroidissement quelque peu sommaire s'avère assez discret.Munie de 2 Go de mémoire vidéo, des puces Hynix, la carte offre en sortie deux connecteurs DVI et un mini-HDMI. Les fréquences de fonctionnement sont de 1019 MHz pour la puce, avec un Boost annoncé à 1084 MHz alors que la mémoire opère à 1350 MHz. En pratique, le Boost de notre échantillon de test taquine régulièrement les 1150 MHz et ce de manière stable.
Gigabyte GV-N75TOC-2GI
Gigabyte est l'un des premiers partenaires NVIDIA a avoir pu nous faire parvenir une GeForce GTX 750 Ti overclockée. Il s'agit du modèle au poétique nom de GV-N75TOC-2GI. La carte reprend le PCB de référence de NVIDIA avec pour l'occasion une couleur bleue. Elle utilise logiquement l'interface PCI-Express 16x 3.0 et alors que le Geforce GTX 750 Ti de référence de NVIDIA est une carte simple slot, le fabricant nous propose ici un modèle double-slot.Il faut dire que le système de refroidissement fait nettement plus sérieux, ou gros bill, que sur la carte de référence. On a droit à un radiateur qui repose à la fois sur le GPU et certaines puces mémoire. Celui-ci est parcouru par un large caloduc et Gigabyte propose ici son système de ventilation Windforce. Il consiste en deux ventilateurs légèrement inclinés, du reste assez discrets en fonctionnement.
Dotée d'un connecteur d'alimentation PCI-Express à six broches, la carte propose en sortie deux ports DVI et deux connecteurs HDMI. Du côté des caractéristiques, Gigabyte dote la carte de 2 Go de mémoire GDDR5, des puces signées Samsung. Les fréquences s'établissent à 1032 MHz pour le circuit graphique et 1350 MHz pour la mémoire. Mais comme nous l'avons vu depuis Kepler, ce qui compte c'est principalement la fréquence Boost. Celle-ci s'établit sur notre échantillon de test à 1188 MHz. Contre 1150 MHz pour notre modèle de référence NVIDIA. Du coup, on n'attend pas de merveilles de cette Gigabyte dans nos tests.
MSI GeForce GTX 750 OC Edition
MSI a pu nous faire parvenir une GeForce GTX 750 de base... dans une version overclockée. Appartenant à la gamme Twin Frozr Gaming, cette carte est encore plus imposante que le modèle de Gigabyte. MSI s'éloigne en effet du PCB de référence NVIDIA pour un PCB plus important. Noir, celui-ci mesure 22 cm et propose un connecteur PCI-Express 16x 3.0. Alors que Gigabyte place un connecteur d'alimentation 6 broches sur sa GeForce GTX 750 Ti overclockée, ce modèle MSI n'en profite pas.Le système de refroidissement consiste en un radiateur métallique avec deux heat-pipe, radiateur qui repose exclusivement sur le GPU. On trouve deux ventilateurs, larges (92mm de diamètre), alors que le carénage plastique entourant les ventilateurs déborde quelque peu. Attention donc à l'installation de cette carte dans certains boîtiers de petite dimension ! En charge, le refroidissement de la carte se fait oublier tandis que MSI opte pour des fréquences de 1084 MHz pour le GPU et 1252 MHz pour la mémoire. Ici, il est intéressant de s'arrêter sur la fréquence Boost qui, d'après nos tests, sur notre échantillon de référence, s'établit à 1228 MHz. Pas mal du tout !
Côté mémoire, MSI propose 1 Go de GDDR5 et utilise des puces Hynix. Les sorties de la carte sont variées : HDMI full-size, DVI et VGA... mais pas de DisplayPort. Signalons la présence sur la tranche de la carte d'un interrupteur. Celui-ci permet de modifier le BIOS mais pas pour des questions de fréquence de fonctionnement. On passe en effet d'un BIOS VGA normal à un BIOS UEFI.
AMD Radeon R7 265
Techniquement, la Radeon R7 265 n'est autre qu'une Radeon HD 7850 renommée. La carte se base sur une puce de génération Pitcairn, depuis renommé en Curaçao, et propose des fréquences de fonctionnement réhaussées par rapport à la Radeon HD 7850 d'origine (925 MHz en Turbo contre 860 MHz pour la Radeon HD 7850).
La Radeon R7 265 vue par les pilotes Catalyst
Positionnée sur le même segment que la GeForce GTX 750, la Radeon R7 265 se veut plus performante. Il faut dire qu'AMD a ici déporté une puce vendue sur un segment tarifaire supérieur pour être véritablement compétitif. Du coup, la Radeon R7 265 peut se vanter de son bus mémoire 256 bits notamment.
Pour illustrer les performances du Radeon R7 265, AMD nous a fait parvenir une carte signée Sapphire. Double-slot, celle-ci adopte un PCB noir de 20 centimètres avec interface PCI-Express 3.0 16x et connecteur d'alimentation 6 broches. Equipée de 2 Go de mémoire GDDR5 (des puces Hynix), la carte affiche les fréquences édictées par AMD : 925 MHz pour la puce graphique, 1400 MHz pour les puces mémoire. En sortie, on retrouve deux connecteurs DVI, un port DisplayPort et un connecteur HDMI.
- Carte mère Asus Maximus Rampage IV Extreme (BIOS 4802),
- Processeur Intel Core i7 3960X,
- 16 Go (4x 4 Go) Mémoire DDR3-1866 Corsair @ 1866,
- SSD Samsung Serie 840 EVO 256 Go
La machine opère sous Windows 8.1 Edition 64 bits. Nous utilisons les derniers pilotes disponibles : Catalyst 14.2 Beta et pilotes GeForce 334.89. A noter l'emploi de résolutions modestes : 1680x1050 et 1920x1080 alors que nous accueillons Battlefield 4 et Batman Origins dans notre protocole de test.
3DMark FireStrike - Extreme
On démarre avec 3DMark. La deuxième position revient au Radeon R7 265 alors que les GeForce GTX 750 Ti, modèle de référence et overclocké, occupent les troisième et quatrième marches du podium. Ici l'overclocking de Gigabyte augmente les performances... de 2%. La GeForce GTX 750 Ti de référence signe un score 32% supérieur à la GeForce GTX 750 standard. A noter l'écroulement des performances des GeForce GTX 650 en 1920x1080 tandis que la Radeon R7 260X est légèrement distancée par la GeForce GTX 750 Ti.
Battlefield 4 - Shanghai
Sous Battlefield 4, que nous testons via FRAPS, ce sont les GeForce GTX 760 et Radeon R7 265 que nous retrouvons en tête. La Radeon R7 260X termine troisième au même niveau que notre GeForce GTX 750 Ti overclockée par Gigabyte. Un overclocking qui fait gagner 6% en 1920x1080. Face à la GeForce GTX 650 Ti, la GeForce GTX 750 Ti se montre 21% plus rapide. Quant à l'écart entre Maxwell Ti et Maxwell non Ti, il est ici de 10%, en rappelant que notre modèle MSI est overclocké.
Batman Origins
Batman Origins fait partie de ces jeux utilisant l'Unreal Engine. On retrouve un trio de tête NVIDIA avec GeForce GTX 760, GeForce GTX 750 Ti OC Gigabyte et Georce GTX 750 Ti de référence. Cette dernière se montre 6% plus rapide que la Radeon R7 265 et 33% plus performante que la Radeon R7 260X. Face à la GeForce GTX 650 Ti, la GeForce GTX 750 Ti s'affiche comme 11% plus performante.
Bioshock Infinite
La patte artistique est toute autre, mais Bioshock utilise bien l'Unreal Engine. La GeForce GTX 760 a une longueur d'avance alors que la Radeon R7 265 fait mieux, d'un chouia, face aux GeForce GTX 750 Ti, modèle de référence et modèle overclocké. Alors que l'overclocking de Gigabyte nous fait gagner 3% de performance, la GeForce GTX 750 Ti est 11% plus rapide que la GeForce GTX 750 de base. Comparée à la GeForce GTX 650, la GeForce GTX 750 Ti est 25% plus rapide.
Crysis 3
Testé avec FRAPS, Crysis 3 confirme l'avantage de performances majeur pour la GeForce GTX 760 face à nos autres cartes. La Radeon R7 265 est ici en tête face aux nouvelles GeForce GTX 750 Ti, alors que l'overclocking de Gigabyte n'apporte rien ici. Comparativement à la Radeon R7 260X, la nouvelle référence de NVIDIA est 15% plus performante en 1920x1080. Et face à la GeForce GTX 650 Ti, la GeForce GTX 750 Ti s'avère 28% plus rapide.
Unigine 4.0
On termine avec le synthétique Unigine qui nous donne une idée des performances de nos cartes lorsqu'il s'agit de géométrie. GeForce GTX 750 Ti et Radeon R7 265 semblent ici à égalité avec un gain de performances de 47% pour Maxwell et son GM107 (750 Ti) face au GK106 qui équipe le GeForce GTX 650 Ti. En comparant le GM107 au GK107, ici dans une version DDR3, les performances sont simplement doublées.
Consommation
Nous avons bien sûr vérifié la consommation électrique de Maxwell, ce point étant au coeur de l'argumentaire de NVIDIA. Pour ce faire nous mesurons la consommation électrique globale de la machine au moyen d'un wattmètre. La consommation est mesurée à la prise, avec deux relevés : au repos sur le bureau Windows puis en charge lors d'un 3DMark plutôt intensif.
Premier constat, au repos toutes nos cartes engloutissent à peu près le même niveau d'énergie. En charge, la GeForce GTX 750 Ti de référence revendique 202 Watts. Une consommation moindre que la Radeon R7 265 d'AMD qui atteint les 261 Watts, et moindre aussi que les 235 Watts de la Radeon R7 260X. Face à la génération précédente, en l'occurence la GeForce GTX 650 Ti, la GeForce GTX 750 Ti consomme une dizaine de watts de moins pour des performances rappelons-le supérieures. On note une consommation quasi-identique entre GeForce GTX 650 et GeForce GTX 750 Ti, alors que les performances entre les deux cartes sont sans commune mesure (pas loin de 66% de performances en plus pour Maxwell en 1080p sous Batman par exemple).
Conclusion
Attendue depuis quelque temps déjà, l'architecture Maxwell de NVIDIA est enfin de sortie. Et si certains avaient pu espérer un Maxwell haut de gamme, c'est finalement sur l'entrée de gamme que NVIDIA étrenne sa nouvelle architecture. Non sans succès puisque les premiers pas de la GeForce GTX 750 Ti sont, avouons-le, des plus convaincants pour une carte de cet acabit. La marque au caméléon réussit en effet un coup double : augmenter les performances tout en diminuant la consommation.Alors certes, NVIDIA ne détaille que peu sa nouvelle architecture. Du moins officiellement. Et certes encore on peut être déçu d'une finesse de gravure déjà bien connue, le 28 nm, ou de l'absence de prise en charge complète d'API plus récente (DirectX 11.2 ?). L'implémentation assez limitée de l'architecture, avec un seul GPC, ne nous permet pas d'imaginer les performances ou le comportement des Big Maxwell, autrement dit des versions pour joueurs de Maxwell, alors que celles-ci doivent notamment profiter d'une finesse de gravure supérieure.
Quoi qu'il en soit, le positionnement des GeForce GTX 750 Ti et GeForce GTX 750 est limpide. Les gains de performance sont bien réels et la consommation reste maîtrisée par rapport à la génération précédente. On appréciera également les designs de carte sans connecteur d'alimentation supplémentaire (pratique pour mettre à jour facilement un PC de grande surface) alors que les cartes de partenaires ont plus de mal à nous convaincre. L'overclocking de Gigabyte n'apporte pas grand-chose à la GeForce GTX 750 Ti, et la GeForce GTX 750 de MSI si elle signe de très bonnes prestations affiche un format franchement déraisonnable pour ce genre de cartes. A-t'on vraiment besoin d'un système Twin Frozr sur une carte à 115 euros ?
De prix justement il nous faut vous parler. NVIDIA annonce un prix public conseillé de 110 euros TTC pour la GeForce GTX 750 et 138 euros TTC pour le modèle GeForce GTX 750 Ti. Un tarif un rien élevé pour de l'entrée de gamme alors qu'AMD est là en embuscade. Face à la GeForce GTX 750 Ti, la Radeon R7 260X fait globalement un peu moins bien, mais pour un prix généralement inférieur d'une vingtaine d'euros. Et si la marque a tenté de contrecarrer le lancement de NVIDIA avec la Radeon R7 265, une carte qui fait mieux que Maxwell en terme de performances malgré une piètre consommation électrique, la carte n'est à ce jour toujours pas commercialisée. Alors qu'AMD l'annonçait le 13 février dernier, la Radeon R7 265 devrait être -enfin- commercialisée cette fin de semaine entre 139 et 149 euros TTC selon Sapphire France en « quantité ultra-limitée, à peine 200 pièces ». Un tarif évidemment ultra-compétitif qui nous ferait vous conseiller la R7 265 si jamais vous arrivez à en dégoter une !
Au final, si Maxwell nous a séduits, on regrettera son prix un peu élevé. NVIDIA arguera qu'il se justifie essentiellement par une consommation moindre, mais cet argument ne saura peut-être pas convaincre les joueurs dont le budget est évidemment serré sur ce créneau.
En bonus, découvrez GeForce GTX 880M : la puce mobile de NVIDIA en test.
