La gamme d’ATI est moins étoffée du fait de la solution choisie demandant des efforts de conception bien plus importants. Ainsi les RV370 et RV380 ont été les premiers chips à offrir un support du PCI Express, suivis par le R423 et bien évidemment le RV410 qui nous intéresse plus particulièrement aujourd’hui.

Mais aujourd’hui le choix de nVidia démontre un autre de ses avantages : le HSI peut fonctionner dans les deux sens et lui permettra ainsi d’offrir une version AGP du NV43 rapidement (en tout cas on l’espère) et à moindre coût. A l’inverse ATI devra développer une nouvelle version de sa puce pour la rendre compatible avec le bus AGP et pour l’instant selon le constructeur Canadien ce n’est pas à l’ordre du jour.

Jusqu’ici nous n’avons évoqué que des choix économiques mais d’un point de vue technique qu’offre réellement le PCI Express de plus que l’AGP ? Pour répondre à cette question faisons un petit retour dix ans en arrière. A cette époque le Pentium commence à supplanter le 486 dans les machines haut de gamme, et un nouveau bus s’avère être le compagnon idéal du fleuron de la gamme d’intel. Ce bus c’est le bus PCI (Peripheral Component Interconnect). Avec sa fréquence de 33MHz et sa largeur de 32 bits le bus PCI offre une bande passante de 132Mo/s ce qui semble alors largement suffisant pour satisfaire les besoins à venir. Sans compter que ce n’est pas le seul atout du bus PCI qui offre également des fonctions d’autoconfiguration des cartes.

Seulement voilà, comme bien souvent dans le monde de l’informatique les besoins évoluent nettement plus vite que prévus et de nouvelles applications qui n’avaient pas été imaginées jusqu’alors viennent bouleverser les choses. En l’occurrence en 1995/1996 c’est l’avènement des cartes accélératrices 3D qui prend tout le monde de court de par l’ampleur du phénomène. Et subitement les 132Mo/s partagés du bus PCI semblent bien loin d’être suffisants pour répondre au besoin de ces cartes toujours plus gourmandes en bande passante.

En 1997 une solution intermédiaire est alors proposée sous la forme d’un bus dédié aux cartes graphiques : le bus AGP (Accelerated Graphics Port). La première chose à noter est que ce bus repose sur les spécifications du bus PCI tout en l’adaptant plus spécifiquement aux cartes graphiques. Le premier avantage, le plus important, est que le bus AGP est un bus point-à-point et non plus un bus partagé. Ainsi contrairement au bus PCI sur lequel tous les périphériques pouvaient communiquer sans gestion des priorités, ici seul le processeur graphique et le CPU communiquent sur ce bus.

Un deuxième avantage de l’AGP sur le PCI concerne la bande passante. Tout d’abord le bus AGP est cadencé à 66MHz contre 33MHz pour le PCI ce qui lui permet dans sa version 1x d’offrir une bande passante double de ce dernier, mais ce n’est pas tout : le protocole AGP permet de transférer des données sur le front montant et descendant du signal d’horloge ce qui double encore le débit dans le cas de la version 2x. Des versions 4x et 8x verront également le jour ce qui augmentera encore d’autant la bande passante offerte par ce bus. Parmi les autres atouts de l’AGP on note notamment la faculté de pipeliner les requêtes ce qui permet d’envoyer une nouvelle requête sans attendre que la précédente ne soit terminée.

Enfin LA fonctionnalité la plus mise en avant lors de l’annonce de l’AGP, mais qui a connue une utilisation des plus limitée, reste l’AGP Texturing. En théorie grâce au mode DIME le processeur graphique est capable d’utiliser des textures stockées directement dans la RAM système au lieu de les copier en local dans sa RAM dédiée. Les intérêts sont multiples : un gain de place tout d’abord vu que la texture n’est stockée qu’une fois, un gain de bande passante ensuite car cela évite de faire transiter toute une texture sur le bus si juste une petite partie de celle-ci est nécessaire. En pratique cette utilisation restera confidentielle (l’exception étant l’i740 d’intel) et les principales données qui se retrouvent placées en zone de mémoire AGP sont les données géométriques par l’intermédiaire des Vertex buffers.

Ce petit rappel historique terminé, revenons maintenant sur le bus PCI Express. Contrairement au bus AGP qui était une solution temporaire visant à résoudre un problème bien spécifique avec les moyens de l’époque, le bus PCI Express est une technologie bien plus ambitieuse visant à remplacer à la fois l’AGP et le PCI.

Le PCI Express tente donc de concilier le meilleur des deux mondes en offrant une connexion point à point comme l’AGP mais sans être un bus dédié pour autant. Pour y parvenir le PCI Express utilise un switch commun aux différents périphériques.

Ce switch se charge d’établir les connexions point à point entre deux périphériques auxquels il est relié.

La connexion reliant un périphérique au switch est appelé un lien dont la taille est variable de 1 à 32 voies, la bande passante d’un lien à 1 voie étant de 250Mo/s dans chaque direction.

Tout ceci est bien joli, et si l’on comprend la volonté d’intel de mettre un peu d’ordre dans le chaos des bus PC en uniformisant tout ça grâce à une nouvelle architecture, une question reste en suspens…. Dans le cas précis qui nous intéresse actuellement (i.e les cartes vidéo) qu’est ce que tout cela va apporter ?

Le principal atout du PCI Express est la communication bi directionnelle : c’était le gros défaut de l’AGP qui était capable de transférer très rapidement des données du CPU vers la carte vidéo mais qui en revanche était plus limité dans les transferts inverses. En pratique il s’avère que le problème est bien plus souvent logiciel que matériel : les lectures depuis la carte graphique s’effectuant en mode PCI et donc à 266Mo/s. nVidia a montré avec son NV40 qu’une carte AGP pouvait offrir un débit très élevé pourvu qu’un effort au niveau des drivers était effectué (avec toutefois un support hardware nécessaire au niveau de la puce). Il n’en est pas moins vrai que les lectures AGP restent malgré tout coûteuses vu qu’elles demandent d’interrompre le flux de données CPU-GPU.

Dany Lepage, Lead Programmer sur Splinter Cell (Ubisoft Montreal), place beaucoup d’espoirs dans les opportunités offertes par cette capacité :

« A mon avis, le PCI Express aura un impact majeur sur la façon dont les jeux sont conçus car on pourra enfin accéder à la mémoire graphique sans interrompre les flux d’échanges entre le core logic et le GPU. […] Ceci devrait rendre possible l’utilisation d’une nouvelle série d’algorithmes (comme sur consoles). On pourra utiliser le GPU pour calculer très rapidement les zones de danger quand le joueur envoie une grenade (‘physic blast shadowing’). L’information pourrait ensuite être transmise au moteur d’intelligence artificielle et de physique afin d’aider l’IA à prendre la bonne décision sur la réaction à adopter face à cet évènement, et trouver quels objets devraient subir l’explosion (où et comment). […] Au final, le PCI Express n’aura pas un impact direct sur le rendu, mais il aura un gros impact sur la manière dont le moteur est conçu (seuls les programmeurs le remarqueront, mais les jeux vont s’améliorer plus rapidement). Tout ceci peut être fait par le CPU mais les programmeurs vont commencer à faire autre chose que du graphisme avec les GPU. Tout ceci vient du PCI Express. »

Qu’est-ce que cela donne en pratique ? Pour le savoir, nous avons cette fois-ci effectué le test de chargement de texture de Serious Magic. Ce test consiste simplement à calculer le rendu d’une image simplissime sur la carte graphique (afin de ne pas être limité par la puissance du GPU), puis de re-transférer cette image vers la mémoire centrale, afin d’évaluer le débit montant.

Même si les trois premiers de ce test sont des puces PCI Express natives, vous pouvez le constater encore ici, les résultats ne sont pas enthousiasmants et loin de la vision idyllique que laisse entrevoir la théorie. Pour l’instant la carte obtenant les meilleures performances dans les tests de transfert GPU-mémoire reste la 6800… AGP (environ 900 Mo/s sur ce test) ! Le maximum théorique étant de 4 Go/s avec le PCI Express X16.

Toutefois, s’il ne faut pas s’enflammer comme à chaque fois qu’une nouvelle technologie apparaît, il ne faut pas non plus jouer les défaitistes : lors de son introduction le bus PCI n’était guère plus performant que le VLB, et de même une carte AGP n’apportait pratiquement rien par rapport à une version PCI. Il en est donc de même pour le PCI Express. Nous vivons une période de transition ; laissons le temps aux fabricants de carte et de chipset de peaufiner tout ça : après tout il aura bien fallut attendre 7 ans avant d’avoir une carte grand public offrir des lectures en mode AGP !