Nvidia GeForce GTX 980, le test

Nvidia a présenté ses nouveaux GPUs haut de gamme lors de son événement GAME24 célébrant le gaming PC. Fondées sur l’architecture Maxwell dérivée de Kepler, les nouvelles GTX 980 et GTX 970 reposent sur le GPU GM204, légèrement bridé dans sa version 970. Maxwell vise avant tout une très haute efficacité énergétique, car la limitation de gravure TSMC en 28nm et le retard du 20nm bloquent le design de nouvelles puces graphiques.

C’est ainsi que la génération précédente (GTX Titan/780Ti et R9 290X) atteignait des sommets en matière de consommation et de températures, avec un désavantage important pour AMD et son GPU « Hawaii ». La nouvelles génération vise donc de meilleures performances dans une enveloppe thermo-énergétique plus réduite. Ce test quand à lui tentera de confirmer ou d’infirmer les annonces de Nvidia sur son vaisseau amiral : la GeForce GTX 980.

 

Maxwell et le GM204, les nouveautés Nvidia

Avant de passer aux tests concrets il convient de s’attarder sur les spécificités techniques de la carte et plus particulièrement sur son cœur : le GPU GM204 reposant sur la dernière architecture Nvidia.

Ce dernier comporte une évolution de sa structure avec la disparition du SMX Kepler pour le SMM Maxwell. Ceux-ci sont répartis en 4 GPC (Graphics Processing Clusters) de 4 SMM chacun comprenant à leur tour 128 cœurs CUDA. Cela fait en tout 2048 coeurs de calcul pour 16 SMM. A noter aussi l’explosion du cache L2 qui passe de 512Ko sur le GK104 (GTX 680) à 2Mo ici. Les ROPs ne sont pas en reste avec un total de 64 de ces bestioles dédiées au traitement des pixels contre 48 pour le GK110 et 32 pour le GK104. C’est un nombre équivalent à celui du GPU Hawaii d’AMD.

Un petit récapitulatif des caractéristiques des GPUs haut de gamme Nvidia et à Hawaii équipant les R9 290 et 290X :

GM204 : 5.2 Milliards de transistors, 4 GPC, 2048 cores, 16 SMM, 64 ROPs, 128 TMUs, 2Mo de L2, bus 256 bits

GK110 : 7.1 Milliards de transistors, 5 GPC, 2880 cores (GTX 780Ti), 15 SMX, 48 ROPs, 240 TMUs, 1536Ko de L2, bus 384 bits

GK104 : 3.5 Milliards de transistors, 4 GPC, 1536 cores, 8 SMX, 32 ROPs, 128 TMUs, 512Ko de L2, bus 256 bits

Hawaii : 6.2 Milliards de transistors, 44 CU, 2816 stream processors, 64 ROPs, 176 TMUs, 1024Ko de L2, bus 512 bits

Sur le papier le GM204 se place donc entre un GK104 et un GK110, avec cependant quelques points sur lesquels il distance ses grands frères (ROPs, L2). Nvidia annonce des performances supérieures de 40% par coeur comparé à Kepler et 2x la puissance de la GTX 680.

Au niveau des nouvelles fonctionnalités apportées par Nvidia dans ses cartes, nous pourrons bientôt utiliser « DSR » (Dynamic Super Resolution), une technique de super sampling quasi similaire au SSAA mais censé apporter la 4K sur un écran 1080p. Ensuite vient VXGI (VoXel Global Illumination), une nouvelle technologie permettant de garantir des effets de lumières réalistes en temps réel, utilisant les voxels. Cette technique sera supportée par le prochain Unreal Engine 4.

 

La carte de référence

Pour ce test la carte est un modèle de référence fourni par Gainward et cadencé aux fréquences définies par Nvidia soit pour le GPU 1126MHz et 1216MHz en boost. Les 4 Go de GDDR5 Samsung sont cadencés à 1750MHz.

 

La carte reprend le refroidissement inauguré par la GTX Titan première du nom. Ce système est constitué d’une coque externe en aluminium anodisé et présente une vitre en plexiglas montrant les ailettes du radiateur interne dans lequel l’air est propulsé via la turbine de 60mm. Ce type de refroidissement a pour avantage d’expulser l’air chaud en intégralité à l’extérieur du boîtier, et ce par l’intermédiaire d’aérations sur l’équerre. Cette équerre dispose d’un port DVI, d’un HDMI 2.0 (4K à 60Hz) et de trois DisplayPorts. C’est donc une connectique en évolution par rapport à la précédente génération.

Au dos de la carte le PCB est recouvert d’une backplate en métal texturé qui achève la finition parfaite de la carte : celle-ci est intégralement recouverte de métal et non de plastique, et quand l’on paye une carte graphique à plus de 500€, on est en droit d’attendre du constructeur un minimum d’effort sur le design et la finition. Nvidia l’a bien compris et le GTX 980 est un modèle du genre.

Au niveau de l’alimentation, on revient à deux connecteurs 6 pins, comme sur la GTX 680, preuve de l’efficacité énergétique du GM204. On retrouve enfin toujours le logo « GEFORCE GTX » rétro-éclairé en vert et personnalisable via Led visualiser (intégré à GeForce Experience).

 

Configuration de test

-Intel Core i7 4770K @stock

-16Go RAM 1866MHz CAS9

-Asus Sabertooth Z87 C2

-Noctua NH-U14S

-Cooler Master HAF X

-SSD Samsung 840 Pro 256Go

-HDD Western Digital Black 1To

-Alimentation BeQuiet Power Zone 750W

 

Cette configuration est donc orientée haut de gamme et est relativement équilibrée pour ce test de la GTX 980. C’est également ma configuration personnelle, et je teste cette carte après avoir joué longtemps avec une GTX 580 puis une 670. Les tests qui suivent ont été réalisés avec une GTX 980, une EVGA GTX 780 Classified, une GTX 670 de référence, une Sapphire R9 290X Vapor-X et une R9 290 de référence.

 

Benchmarks

3D Mark Firestrike/Firestrike Extreme

Dans ce benchmark considéré comme un point de repère immuable de la puissance d’un GPU, les Radeons partent avec un léger avantage.

Nvidia GeForce GTX 980 : 11043 / 5394

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 9635 / 4855

AMD Radeon R9 290 : 8841 / 4439

EVGA GTX 780 Classified : 7789 / 3997

Nvidia GTX 670 : 5874 / 2871

La GTX 980 a ici un très net avantage sur la concurrence et franchit la barre des 11000 points et des 5000 points sur FireStrike Extreme (pour une carte de référence). La R9 290X est distancée de même que la GTX 670 accuse le coup très sérieusement sur la nouvelle génération.

 

Unigine Heaven 

Utilisant pas mal de fonctionnalités DirectX 11 et notamment la tesselation, Unigine Heaven est un benchmark équilibré mais souvent légèrement en faveur des GeForce.

 

[Ultra 1080p MSAA 8x]

Nvidia GeForce GTX 980 : 1559

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 1395

AMD Radeon R9 290 : 1282

EVGA GTX 780 Classified : 1258

Nvidia GTX 670 : 813

Avantage une fois de plus à la GTX 980 talonnée par la R9 290X et qui distance le GK110 de la GTX 780. La nouvelle architecture prouve dans ces benchmarks ses muscles et annonce la couleur : la GTX 980, nouvelle reine de l’arène du jeu PC ?

 

Jeux

Battlefield 4

Véritable référence en matière de maître étalon des GPUs, exceptionnellement bien optimisé et beau à regarder, Battlefield 4 et son Frostbite 3 envoient du lourd au niveau des graphismes, et nous livre une plateforme de comparaison idéale pour nos cartes graphiques.

[Ultra 1440p MSAA 4x en fps]

Nvidia GeForce GTX 980 : 61

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 49

AMD Radeon R9 290 : 44

EVGA GTX 780 Classified : 41

Nvidia GTX 670 : 36

L’avance de la 980 se confirme très nettement : 10fps de plus qu’une R9 290X, et 25 sur la GTX 670. Maxwell domine donc dans Battlefield 4. Ces résultats sont à mettre en relation avec le GK110 de la GTX 780 qui perd 20fps sur sa petite sœur.

 

Far Cry 3

L’open world sanglant d’Ubisoft ravit les yeux et assomme nos chers composants. Connu pour son impact sur les GPUs, Far Cry 3 est en quelque sorte un torture test lorsqu’il est poussé à fond.

[Ultra 1440p HDAO noAA en fps]

Nvidia GeForce GTX 980 : 73

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 67

AMD Radeon R9 290 : 55

EVGA GTX 780 Classified : 53

Nvidia GTX 670 : 35

La GeForce GTX 980 permet d’admirer les yeux exorbités de notre ami Vaas en 1440p et à 73fps de moyenne, à condition de ne pas mettre d’Anti-aliasing. En effet, dans cette résolution, le MSAA grèverait très sensiblement les résultats avec une GTX 670 sur la pente fatale. Pas de surprise, le GM204 continue de dominer ce test.

 

Crysis 3

Le Cry Engine 3 de Crytek met à genoux les PC les plus puissants. Bien optimisé, Crysis 3 continue d’être considéré comme un benchmark immanquable de la puissance des cartes graphiques, tout comme le fut Crysis premier du nom en 2007. Alors certes on peut se déxchaîner sur la répétition du gameplay et l’effet « Call of Duty-iste » (couloirs, scripts etc.), personne ne peut remettre en cause l’exceptionnelle baffe dans la tronche que ce titre fout à nombre de joueurs bien équipés.

[Ultra 1440p SMAA 2Tx en fps]

Nvidia GeForce GTX 980 : 67

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 63

AMD Radeon R9 290 : 56

EVGA GTX 780 Classified : 50

Nvidia GTX 670 : 38

On ne constate pas cette fois d’avance notable de la GTX 980 sur le haut de gamme précédent, mais elle garde toujours la tête. La R9 290X étant située juste derrière. Seule la GTX 670 accuse le coup avec encore une fois un score inférieur aux 40fps de moyenne.

 

Metro Last Light

Attention grosse brute : le jeu de 4A Games est beau à pleurer, et il fait pleurer les cartes graphiques du monde entier. A leurs pleurs nous nous unissons pour prouver que rien n’est encore perdu…grâce à Maxwell.

[Élevé 1440p Tess VH  en fps]

Nvidia GeForce GTX 980 : 72

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 57

AMD Radeon R9 290 : 50

EVGA GTX 780 Classified : 58

Nvidia GTX 670 : 33

Les GeForce écrasent les Radeons dans ce jeu avec la GTX 780 au dessus d’une R9 290X fortement overclockée. La GTX 980 affirme son règne sans partage avec ses 72fps de moyenne alors que la GTX 670 stagne à 33fps. Maxwell bat donc Kepler à plate couture.

 

DSR et Grid Autosport

J’ai testé Grid Autosport avec Dynamic Super Resolution activé, soit un algorithme Nvidia de super sampling 1080p vers 4K et de retro sampling amélioré : la puissance nécéssaire est très importante et c’est pourquoi cette fonctionnalité n’est implémentée que sur la GTX 980. Les résultats parlent d’eux -même : 55/60 fps avec DSR et MSAA 8x contre 80/90 sans DSR et le même AA. Mais DSR apporte un vrai plus par rapport à une résolution native FHD : les détails sont impressionnants, et l’on peut se passer d’AA sans trop pourrir l’image. Sans AA les résultats sont meilleurs : 70/80fps avec DSR. Sur d’autres jeux comme Dark Souls 2, le résultat doit être encore meilleur puisque avec des jeux « légers », DSR améliore très nettement la qualité du rendu global.

 

Nuisances sonores en idle/load

Afin de tester les nuisances sonores, celles-ci ont été mesurées sur le bureau windows (8.1) et dans Battlefield 4 avec les mêmes réglages que cité plus haut.

Le sonomètre est placé à 65cm du boîtier (fermé) avec un bruit ambiant proche des 20dB. La GTX 980 est avec la R9 290 et la GTX 670 une des trois cartes disposant d’un refroidissement de type « blower ».

Nvidia GeForce GTX 980 : 21,3dB / 44,6dB

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 26,4 / 43,1dB

AMD Radeon R9 290 : 32dB / 53 dB

EVGA GTX 780 Classified : 23,9dB / 39,8dB

Nvidia GTX 670 : 31dB / 51,6dB

Nvidia a accompli un travail exemplaire sur son système de refroidissement qui est l’un des plus silencieux du panel de cartes testées ici. La R9 290 de référence est très bruyante, tout comme la GTX 670, à la limite du supportable pour des composants très haut de gamme, alors que le ACX cooler d’EVGA remplit admirablement son job avec les meilleurs résultats en charge.

 

Températures en idle/load (°C)

Le protocole de test est le même que pour le bruit généré.

Nvidia GeForce GTX 980 : 33 / 79

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 40 / 78

AMD Radeon R9 290 : 48 / 96

EVGA GTX 780 Classified : 35 / 81

Nvidia GTX 670 : 41 / 85

Les designs ouverts dominent le classement tandis que seul le système de la GTX 980 se montre convaincant dans la famille des blowers, avec la palme de boue décernée à la R9 290. Maxwell se montre également plus « froid » que Kepler au repos comme en charge, peut-être grâce à moins grande complexité du GM204 face au GK110.

 

Consommation en idle/load (W)

Pour le test de la consommation, le même protocole a été utilisé

Nvidia GeForce GTX 980 : 12 / 175

Sapphire R9 290X Vapor-X OC : 19 / 247

AMD Radeon R9 290 : 20 / 223

EVGA GTX 780 Classified : 13 / 215

Nvidia GTX 670 : 15 / 206

 

Overclocking GPU et VRAM

Pour l’overclocking j’ai utilisé l’outil PrecisionX 16 d’EVGA ainsi que GPU Z et le bznchmark Unigine Heaven 4.0 en boucle.

En augmentant la limite de température et de consommation à son niveau le plus élevé et en  boostant le voltage à 1243mV (1225mV en Boost « classique »), j’ai peu atteindre une fréquence stable au maximum de 1538mHz sur le GPU et 1900MHz sur les 4096Mo de GDDR5. Le profil « Agressive » d’EVGA Precision X16 a été utilisé pour la courbe des ventilateurs, et permet de demeurer sous les 80°C en charge lourde (10 runs d’Unigine Heaven).

Ces résultats viennent confirmer l’efficacité du GM204 avec des fréquences hallucinantes pour une carte de référence. En jeux (Battlefield 4, Metro Last Light, Crysis 3), l’overclocking permet de grapiller 20% de performance supplémentaire, ce qui rend la carte plus rapide qu’une 690 sur le papier.

Attention néanmoins à la chauffe : le GM204 a tendance à monter vite dans les températures proches des 85°C. Aussi, pour un usage au quotidien, les fréquences de base sont préférables, offrant un niveau de performance absolument satisfaisant. Dans ce dernier cas il est préférable d’augmenter les limites de température et de conso pour être confortable en toute circonstance. La courbe du refroidissement mérite qu’on s’y attarde pour optimiser les nuisances sonores de la carte graphique.

 

Conclusion 

Un sans faute, c’est l’expression qui caractérise la nouvelle architecture Nvidia Maxwell. Ses performances surclassent ses rivales et ce dans une enveloppe thermo-sono-énergétique assez hallucinante. Personnellement le passage de la GTX 670 à la GTX 980 est un vrai renouveau en matière de performances : les jeux sont à la fois plus beaux et plus fluides et cela alors que la carte graphique accomplit vaillamment son travail dans un silence remarquable. Car si le GM204 est un excellent GPU, l’écrin d’aluminium dans lequel il est contenu ne fait qu’augmenter ses capacités et sublimer sa puissance. C’est donc un essai parfaitement transformé par Nvidia qui prend une longueur d’avance sur AMD sur le plan des performances et de l’efficacité énergétique.