Classement des cartes graphiques par leur référence

Les conseils pour le choix d'une carte graphique sont données dans l'astuce :
Choisir une carte graphique pour son PC

Ici, on va donner les clés de décodage pour comprendre comment les fabricants nomment leur différentes cartes graphiques, puis on essayera de comparer d'un point de vue théorique les performances des cartes d'après leur structure interne.
Bien sûr, ca ne remplace pas des tests sur jeux, mais ca donne une bonne idée de que ce que l'on peut attendre de tel ou tel modèle.

Deux fabricants se partagent le marché de la carte graphique séparée : ATI (racheté par AMD maintenant) et nVidia.
Dans la gamme grand public, les cartes nVidia sont toutes appelées GeForce, et les cartes ATI se nomment toutes Radeon et ce, depuis l'an 2000 environ.



Sommaire :

Comment identifier les performances d'une carte graphique ATI par sa référence

On peut dire que chez ATI les appellations suivent à peu près un ordre logique :

• Anciennes générations , séries 1000 et 2000 :
  • Le chiffre des milliers caractérise la famille du GPU : une 1900 est plus ancienne qu'une 2900 ;
  • Le chiffre des centaines est lié à la puissance du GPU ; plus il est élevé, plus le GPU est puissant : une 1950 Pro est plus puissante qu'une 1650 Pro ;
  • Enfin, un suffixe vient terminer la référence. Les suffixes les plus courants étaient par ordre croissant de performances : GT, Pro, XT.
• Nouvelles générations, séries 3000, 4000 et 5000 :
  • le chiffre des milliers veut bien dire la même chose, la génération : plus il est élevé, plus la carte est récente ; par exemple, la série 4000 est plus récente que la série 3000.
• Une 4850 est nettement plus puissante qu'une 4650 : le chiffre des centaines supérieur indique un GPU supérieur, comme avant ;
• Une 4850 est un peu moins puissante qu'une 4870 : ici, ATI a changé les dizaines, car il s'agit du même GPU fonctionnant à une fréquence supérieure (la mémoire aussi), au lieu de changer le suffixe comme avant .

On peut comparer des cartes de générations différentes, mais pas des cartes dont la référence est complètement différente : une 4850 est moins puissante qu'une 5850 (un seul chiffre d'écart), mais on ne peut rien dire a priori sur les performances comparées d'une 3850 et d'une 4570 :
la 4570 est plus récente (chiffre des milliers = 4 > 3), mais le chiffres des centaines est inférieur (5 < 8) : il faut aller regarder la structure de leur GPU pour pouvoir en dire plus.

Comment identifier les performances d'une carte graphique nVidia par sa référence

Chez nVidia, la numérotation suit aussi un ordre à peu près logique, mais un peu plus compliqué :
En effet, début 2008, nVidia a lancé la série 9000, mais ces cartes sont basées sur le même GPU que les 8800 sorties à l'hiver 2007-2008 , le G92, avec essentiellement des fréquences en hausse : ce GPU se retrouve encore sur les cartes récentes GT240 et 250.

• Pour les 'anciennes' générations, série 8000 et 9000 :
  • le chiffre des milliers caractérise la famille du GPU, donc à peu près l'année de sortie. Par exemple, une 8600 GT, sortie en 2007, est plus ancienne qu'une 9600 GT, sortie en 2008 .
  • Le chiffre des centaines est lié à la puissance du GPU, plus il est élevé, plus le GPU est puissant (dans une même famille), c'est le facteur déterminant. Par exemple, une 8600 GT est nettement moins puissante qu'une 8800 GT ;
  • Enfin, un suffixe vient terminer la référence, il est lié aux fréquences GPU et mémoire, au nombre d'unités GPU activées (ou processeurs de flux), il augmente sensiblement les performances, du plus bas au plus élevé, on a : LE, G, GS, GT, GTS, GTX, Ultra. Tous les suffixes n'existent pas pour toutes les cartes.
• les 'nouvelles' générations :

A partir de juin 2008, nVidia a sorti la série GTX 200, basée sur le GPU GT200, composée essentiellement des GTX 260 , 260+, 275, 280 , 285 et 295.
On été rajouté à cette série des cartes basées sur les anciens GPU des cartes des séries 8000/9000, car le GT200 peu difficilement être adapté à des faibles puissances.

On a ainsi :
GT 120 : équivalente à la 9500GT
GT 130 : équivalente à la 9600GSO
G 210 : équivalente à la 9400GT
GT 220 : performances entre 9500GT et 9600GT
GTS 150 : équivalente à la 9800GTX+ ?
GT 230 : environ équivalente à la 9600 GT ?
GT 240 : équivalente à la 9800 GTX
GTS 250 : équivalente à la 9800GTX+
Ces cartes sont fournies dans des PC de marque, et non disponibles à la vente au détail, sauf la GTS 250

Ces informations viennent de cette news et de ce tableau comparatif nVidia

Mais nVidia a annoncée la sortie de cartes d'entrée de gamme basées sur le GT200, gravées en 40 nm, pour mi Octobre, ce qui va compliquer le tableau ci dessus.

Pour les anciennes séries, on peut comparer des cartes de générations différentes, mais pas des cartes dont la référence est complètement différente : une 8600 GT est moins puissante qu'une 9600 GT (un seul chiffre d'écart), mais on ne peut rien dire a priori sur les performances comparées d'une 8600 GTS et d'une 9500 GT (tout est différent) : il faut aller voir la structure de leur GPU pour pouvoir se prononcer.
Quant aux cartes de nouvelle génération, ce n'est pas simple :
pour la série GT 200, le chiffre des dizaines qui augmente correspond à un GPU plus puissant, mais entre série GT 100 et GT 200, impossible de s'y retrouver : il faut aller voir la structure interne (processeurs de flux,...).

Comparaison théorique des cartes ATI/AMD entre elles et nVidia entre elles

Pour avoir une idée plus précise des performances théoriques de carte d'un même fabricant entres elles, il faut regarder la structure du GPU. Celui ci est composé de Processeurs de flux (Stream Processors, SP), faisant l'essentiel des calculs, d'unités de texturing (TU) et de ROP's (Raster Operators).

C'est assez facile chez ATI :

Par exemple, entre la HD 3850 et la HD 4670, la comparaison des unités internes du GPU donne :
HD 3850 (nom du GPU : RV670): processeurs de flux : 64 v5, souvent comptabilisés 320 (64x5), 16 unités de texturing et 16 unités Raster (ROP's).
HD 4670 (nom du GPU : RV730) : processeurs de flux : 64 v5, 32 unités de texturing et 8 unités Raster (ROP's).

Ici, on constate une même quantité de processeurs de flux, mais une différence entre les unités de texturing et les ROP's. Comme les processeurs de flux sont les plus importants, on peut dire qu'à l'analyse des GPU, les performances vont être voisines, mais avec une marge d'erreur plus importante que dans le cas des GeForce citées plus haut.

C'est plus difficile chez nVidia :

on arrive à bien comparer des anciennes générations, séries 8000/9000, et pour les récentes cartes graphiques nVidia, série GT/GTS, il faut s'aider du tableau comparatif paragraphe précédent.

Par exemple si on compare une GeForce 9500 GT avec une 8600 GTS :
on a vu que la lecture de leur appellation commerciale ne permet pas de les départager, mais en regardant la structure de leur GPU, on constate :
Les 2 GPU ont chacun 32 processeurs de flux, 16 unités de texturing et 8 unités ROP's.
Bien sûr, la structure interne de ces unités peut être légèrement différente d'une carte à l'autre, mais on peut dire a priori que les performances de ces 2 cartes vont être voisines.

En pratique, les test montrent que les GeForce 8600 GTS et 9500 GT ont des performances très proches.
Pour les HD 3850 et 4670, les résultats sont voisins, mais moins que dans le cas des 2 GeForce : la HD 3850 a un léger avantage, de 5 à 10% suivant les jeux et les filtrages.

La méthode d'analyse du GPU donne donc de bons résultats, moins précis bien sûr que des tests réels.

Comparaison théorique des cartes ATI/AMD et nVidia entre elles

Pour comparer les performances d'une carte graphique nVidia et d'une carte ATI, c'est plus compliqué :
il faut comme précédemment comparer le nombre de processeurs de flux, d'unités de texturing et de ROP's, mais l'architecture assez différente des GPU chez nVidia et ATI , notamment concernant les processeurs de flux, oblige à rentrer un peu plus dans le détail.

En effet, depuis les 8800 première version, nVIDIA propose une architecture qu'il qualifie de SIMT c'est-à-dire « Single Instruction, Multiple Threads » et qui correspond dans la pratique à l'application d'une opération sur plusieurs threads (fils d'exécution) par opposition à l'architecture SIMD «Single Instruction, Multiple Data », où une instruction de plusieurs opérations est appliquée à un élément, retenue par ATI.
Techniquement, qu'il s'agisse d'architecture SIMT ou SIMD, les puces sont dans tous les cas dotées d'unités scalaires. En théorie, le SIMT est censé être plus efficace, le programmeur n'ayant pas à se soucier du remplissage de l'unité vectorielle, ce qui n'est pas le cas du SIMD.

Bien que les puces d'AMD et de NVIDIA proposent toutes deux des architectures graphiques unifiées, l'architecture SIMT ou SIMD induit une comptabilisation différente des processeurs de flux, car chez ATI chaque processeur de flux peut contenir 5 instructions. Et la simple comparaison brute du nombre d'unités ne permet pas d'estimer la puissance d'une puce face à l'autre.

Par exemple, la GeForce 8800 GTS va travailler sur 128 éléments simultanément et la GeForce GTX 280 sur 240 éléments en même temps, alors le RV770 de la 4850 va travailler sur 160 éléments, chaque élément pouvant contenir jusqu'à cinq instructions : ses unités de calcul sont en effet de type vec5, et ATI va annoncer fièrement 5x 160 = 800 processeurs de flux !
Il faut diviser par 5 le nombre brut de processeurs de flux annoncés pour les GPU ATI pour obtenir un nombre qui permet de comparer avec ceux donnés par nVidia : il faut compter 160 processeurs de flux réels pour la HD 4850, et non 800.

On voit ainsi, dans l'exemple précédent, que les performances de la 4850 se situent entre celles de la 8800GTS et la GTX 280 :
160 processeurs de flux réels pour la HD4850, contre 128 pour la GeForce 8800 GTS et 240 pour la GTX280, la HD4850 est un peu plus performante que la 8800 GTS, ce que les tests sur jeux confirment.

De même, l'analyse de la récente HD 5850 donne 288 Processeurs de Flux (SP) vec5 , soit 1440 annoncés (288 x 5).
Si on compare avec la nVidia la plus voisine, on trouve la GTX 285, avec 240 SP :
en effet, les tests sur jeux les donnent assez proches, avec un léger avantage à la HD 5850, ce que l'analyse des Processeurs de Flux donne aussi : 288 SP pour la ATI contre 240 SP pour la nVidia.

En résumé, l'analyse de la structure du GPU permet d'aller plus loin dans la prévision des performances des cartes, avec une moindre précision que des tests pratiques.
Bien sûr, la meilleure solution consiste à lire les comparatifs sur les sites spécialisés, les tests réels pourront permettre de savoir à quoi s'en tenir exactement en fonction de tel ou tel jeu.
Mais dans le cas où aucun test est disponible, l'analyse du GPU permet d'avoir une idée assez précise des performances de la carte, en comparant avec des cartes connues.