Une famille XBOX SCARLETT sous le signe du design multi-chips ? Et pourquoi pas une Xbox Anaconda multi-GPU ?

Soyons clairs dès le début, dans ce « petit » article, nous allons vous parler de différentes choses que nous n’avions pas développé dans nos précédents écrits et nous utiliserons  de grosses pincettes de circonstance.

Prenez ce qui suit comme une « grosse hypothèse », qui a émergé dans nos esprits grâce aux échanges avec @blueisviolet et @madzgamingpl sur Twitter, sans oublier ce leak crédible évoqué dans nos précédents articles !

 

Il y a 2 mois de cela maintenant, nous avions ce leak fabuleux, tellement bien renseigné :

 

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Riche d’enseignements, il a souvent drivé nos articles précédents, que vous retrouverez ici :
– [Partie 1] Xbox Scarlett : Décryptage des caractéristiques les plus probables.
– [Partie 2] Xbox Scarlett : Quel GPU semi-custom pour combien de Teraflops ?
– [Partie 3] Xbox Scarlett : La surprise du Ray Tracing ?
– [Partie 4] Xbox Scarlett : CPU et mémoire vive.

Cependant, nous ne nous étions pas étendus sur une autre Xbox à venir, la LOCKHART.
L’objectif n’est pas d’en refaire une couche aussi longue que pour la Anaconda, alors faisons simple.

Reprenons ce leak. A quoi ressemblerait donc la Xbox Lockhart ?

→ Tout bêtement : une Xbox Anaconda divisée par 2, soit :

. 30 CU (contre 60) ;
. 12 giga de RAM GDDR6 (contre 24) ;
. Bus de 192 bits (contre 384) ;
. 1 chiplet RCC pour le raytracing (contre 2 sur Anaconda) ;

Seul le CPU restera totalement identique car c’est le donneur d’ordre, il ne doit pas changer pour ne pas compliquer inutilement la tâche des développeurs. Les jeux Xbox Scarlett devront tourner d’une version à une autre sans le moindre changement software. Ainsi, il y aura le même CPU ZEN 2 à 8 cœurs (ou plus) et tournant entre 2,7 à 3,2 GHz.

Nous nous retrouverons donc avec 2 hardwares partageant un ADN commun, mais avec 2 philosophies différentes :

Xbox Lockhart : offrant un minimum de jeux en 1080p/60fps/raytracing hardware ;

Xbox Anaconda : offrant un rendu 4K/60fps/raytracing hardware ;

La « Lockhart » a été pensée, toujours selon ce leak, pour être vraiment le pendant « divisé par 2 » de la Xbox de référence technique nommée « Anaconda ». Il serait ainsi tout à fait possible pour la moins puissante des deux de conserver les mêmes fréquences GPU, c’est à dire autour de 1455 MHz minimum. Elle développera donc une puissance de 5,6 Tflops dans un tel cas de figure, décrit par le leak !

Quel rapport avec le multi-chips/multi-GPU présents dans le titre ? 

Ces documents techniques, extrêmement bien renseignés et cohérents, nous apprenaient donc une chose TRÈS importante. Plus précisément en terme de logique de conception et de production. Tout est fait pour réduire les coûts afin de ne pas partir dans des dépenses folles. Pour rappel, Microsoft devrait avoir un total de 4 hardwares à produire !

Le SoC, et sa mémoire vive GDDR6, seront produits de la manière suivante :

– 1 version pour les serveurs xCloud comprenant un CPU 16 coeurs (contre 8) afin de faire tourner 2 demandes cloud gaming de jeux Xbox Lockhart par exemple ;
– 1 version pour le DevKit avec 48 Giga de GDDR6 et 64 CU (aucun CU désactivés donc) ;
– 1 version pour la Xbox Anaconda avec ses 11,2 Tflops ;
– 1 version pour la Xbox Lockhart à 5,6 Tflops ;

Et c’est là que nous arrivons à notre histoire de design multi-chips…

Dans notre article sur le Ray Tracing, nous commencions à évoquer la présence de puces dédiées nommées jusqu’alors « RCC » et d’un CPU se retrouvant indépendant du GPU, contrairement à ce qu’on retrouve sur nos consoles actuelles par exemple, où tout est réuni sur un seul bloc.

En d’autres termes on parle de design « multi-chips module » (MCM), qu’on nomme aussi 2,5D. Comment est-ce possible ? AMD a créé pour ses processeurs Ryzen 3000 (Zen2) ce qu’on appelle « l’Infinity Fabric« .

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Vous voyez le rectangle chromé au centre ? Il s’agit du die de la Xbox One X comprenant le GPU, le CPU et les contrôleurs mémoires

Ce nouveau procédé permet de faire communiquer ensemble des puces différentes mises sur un même die (vous savez, la grosse base de silicium sur laquelle vous retrouvez GPU, CPU et RCC, sur l’image au-dessus).

Cette idée de puces indépendantes (mais si proches) fait son chemin si l’on se replace sur une logique de production. En demandant à AMD de produire uniquement des GPU à 30 CU, au lieu de deux productions différentes de 60 et 30, Microsoft pourrait « arroser » ses 2 consoles !

Ainsi, la société de Redmond commanderait 2 GPU à 30 CU chacun, pour les « coller » dans la Anaconda : donc une console à 60 CU au total. Le multi-GPU prend alors forme.

La Lockhart, elle, n’aurait besoin que d’un seul GPU dans ses entrailles.

Ce choix de production sera toujours plus économique que d’avoir une production à 60 CU d’un coté pour Anaconda, et à 30 de l’autre côté pour Lockhart.

En termes de Téraflops ? On s’y retrouve toujours avec nos 11,2TF et 5,6TF. Attention ! Visuellement, dans le SoC, ces GPU, et même CPU, indépendants les uns des autres, seront « collés ». Et la séparation devrait être presque invisible pour le grand public.

 


Les pièces du puzzle s’imbriquent.


 

Design MCM, Infinity Fabric… et DirectX 12 ! Microsoft va énormément faire évoluer son API, de telle sorte qu’il permette la gestion de… multiples modules ! Pour rappel, ceci est une collaboration de longue date entre les 2 géants vert et rouge que sont Microsoft et AMD.

Ainsi, Microsoft seraient en train d’apporter une pierre essentielle à l’édifice, avec une grosse mise à jour de Direct X12, permettant la gestion complète d’un design MCM, multi-chips module, avec des puces RCC, mais aussi de plusieurs GPU.

Pourquoi ne pas avoir évoqué cet élément auparavant ? 

C’est peut-être la question qui vous brûle les lèvres ? Sachez qu’avant le Computex 2019, nous ne pouvions pas affirmer une chose pareille !

Lors de cet évènement, AMD a levé le voile sur sa nouvelle génération de cartes graphiques, les fameuses NAVI, qui sont attendues dans nos prochaines consoles. Initialement, et comme AMD le disait, Navi est la dernière génération de cartes graphiques, basée sur une architecture GCN.

Vous savez, cette architecture qui fête sa 7ème année, et qui limite le nombre de CU maximum à 64, comme nous vous l’expliquions dans de précédents articles.

Ce qu’AMD ne nous avait pas dit avant ce Computex, c’est que NAVI n’est pas « exactement » sous architecture GCN. L’entreprise parle désormais d’une nouvelle architecture RDNA. Celle-là même que nous attendions pour 2020 ? Impossible !

Nous avons tout de suite plissé les yeux devant cet effet d’annonce d’AMD et à raison. En réalité, si l’on ignore encore l’artifice marketing déployé, « NAVI with RDNA » veut dire « Navi avec GCN lourdement modifié ». Ce n’est pas tout à fait à 100% du RDNA, ni tout à fait à 100% du GCN. Un résultat un peu hybride, qui pourrait bien servir les intérêts de Microsoft et de sa Xbox, comme personne ne pouvait s’y attendre…

Vous voulez savoir ce que cette architecture hybride « RDNA » apporte ? Pour faire simple, vous le savez déjà. Toute cette histoires de multiples puces RCC, GPU, CPU… voit sa prise en charge nettement améliorée !

Mais dans le monde du PC, les multi-GPU (ou plutôt multi cartes graphiques) et cie… ça existe déjà ? Où est la révolution ? 

En effet ! Mettre 2 GPU ensemble n’a « jamais » été impossible au niveau hardware. On se rappelle les carte graphiques en SLI de Nvidia et les Crossfire d’AMD pour le marché PC et qui sont toujours d’actualité.

Mais cela présente un gros défaut généralement… Beaucoup de puissance théorique (souvent cher à l’achat), qui se retrouve mal utilisée par les jeux. La faute au software qui pêche toujours sur la question.

Les instructions graphiques exécutées en parallèle sont très difficiles à ordonner, et cela n’a jamais été vraiment mis en œuvre par les développeurs de jeux vidéo, faute de software capable donc. Seuls les studios de cinéma et créateurs de contenus en image de synthèse par exemple pouvaient en faire bon usage. Pas pour du jeu donc, mais pour de la création ou du calcul lourd.

Vous avez peut-être suivi la Keynote d’Apple dernièrement ? AMD y a fait une annonce… intéressante. Un double-GPU Radeon Pro VEGA II Duo pour le prochain Mac Pro (6000$ !) avec un total fou de 128 CU soit 64 + 64 et jusqu’à 28 Téraflops ! Voilà à quoi ressemble le montage :

 

Radeon Pro Duo for Mac
La version multi-GPU qu’on trouverait sur Xbox Anaconda serait tout même plus raffinée et beaucoup moins volumineuse…

Conclusion, Microsoft peut, s’il le souhaite, avoir une conception totalement inédite sur console (et PC !), présentant des avantages indéniables pour atteindre des performances inespérées. Le tout pour une console à prix maitrisé.

Mais à l’heure où nous écrivons ces lignes, nous restons encore dans l’expectative et l’hypothèse. Plausible encore une fois, mais restant à confirmer.

Réponse à 22h pendant la conférence E3 ? Nous l’espérons !

 


BREAKING NEWS !


 

Hier, un nouveau leak débarque sur Pastebin. Des caractéristiques techniques d’un « 2nd Kit de développement » pour la Xbox y est décrit. Chose intéressante : il tend à confirmer l’hypothèse évoquée plus haut : celle du multi-GPU ! Le voici :

Leak du Devkit v2

Pourquoi, comment ?

Nous savons que l’architecture GCN est limitée à 64 CU sur un même GPU. Cette limite ne peux pas être dépassée… Sauf si vous mettez un second GPU ! Et pour obtenir les 80 CU affichés, il n’y a aucune autre solution.
« Oui mais là c’est écrit que c’est du Arcturus !! » Certes, c’est écrit.
Mais rappelez-vous, lors du Computex 2019, AMD a « semi-dévoilé » plusieurs choses :

1/ NAVI est considéré comme étant basé sur une toute nouvelle architecture, post GCN, et qui est appelée RDNA ;
2/ NAVI (notamment pour la PS5) est gravé en 7nm et sera dans la nomenclature des puces dites « Navi 10 » ;
3/ De nombreux sites technos, dont nous, avons décrypté l’information d’AMD ; nous en sommes venus à comprendre que les GPU NAVI seront en fait une hybridation de la nouvelle architecture du concepteur de cartes graphiques. C’est-à-dire que les GPU Navi seront GCN et RDNA, et ce, afin de ne pas perdre toutes les optimisations de développement sur architecture GCN que les développeurs de jeux vidéos ont mis si longtemps à maitriser (et maintenir ainsi une rétrocompatibilité aisée !) ;
4/ Les puces haut de gamme, plus performantes, d’AMD sortiront en 2020, gravée en 7nm+, et seront sous la nomenclature dite « Navi 20 » ; c’est cette 2nde génération de GPU Navi qui profiterait d’un design 100 % RDNA ;
5/ Le RDNA est une amélioration profonde des CU de génération GCN. En somme, RDNA n’est pas parti de zéro, mais est bien sur des fondations de GCN. Il prendra de plus nativement en charge les designs de puces en MCM ;

Si vous suivez bien les rumeurs depuis le début de l’année, il est très lourdement entendu sur nombre de leaks que … les Xbox Scarlett (Lockhart et Anaconda) vont profiter de GPU Navi 20 !

Mais où est Arcturus ??

AMD nous a surpris et a pris de court tout le monde. Je vous remet ceci :

gpuroadmapradeon

AMD semble avoir « un peu » avancé ses plans, au moins au niveau commercial, et, pour nous, Arcturus (nom de code qui n’a jamais été officiel) semble désormais être NAVI 20 (gravure en 7nm+).

Alors, ce nouveau leak et ses 80 CU, si la limite est à 64 CU, possible ?

Très simple → on parle là de Multi-GPU !
Décryptage :

L’idée d’une Anaconda divisée par 2 pour crée la Lockhart serait toujours vraie, même avec les caractéristiques décrites dans ce nouveau leak :

80 CU pour le devkit en 2 GPU (2×40 CU) pour 14,3 Tflops. Le GPU est alors à 1400 MHz ;
72 CU pour la version commerciale (si vous nous avez bien lu, vous savez que 4+4 CU seront désactivés pour des raisons de productions en sortie d’usine) ;
– Donc un design MCM avec 2 GPU Navi 20 contenant 36 CU actifs chacun ;

Puissance attendue de la version commerciale, si ce leak est juste : autour de 13 Teraflops (au lieu des 11,2 que nous annoncions) !

Conclusion

Est-ce que ce leak est réaliste ?

Dans les faits, au niveau technique, une Xbox Anaconda avec double GPU, cela devient possible. On vous la déjà démontré avec une puissance de 11,2 Tflops et 2 GPU de 30 CU chacun.

Ici, nous sommes sur une rumeur d’un Devkit mis à jour, en V2, plus généreux et qui aurait 2 GPU de 36 CU chacun (en fait 2×40 mais nous n’allons pas nous répéter) et augmentant ainsi, de fait, la puissance totale de la console.

OUI C’EST POSSIBLE, MAIS ! Est-ce que le prix de 500€ pourra être tenu dans ces conditions ? Aucune idée !

En tout cas, à Microsoft Waypoint, on espère ardemment avoir été trop sages dans nos prévisions de puissance (notamment pour respecter le prix de 500€). Nous validons en tout cas de plus en plus la possibilité de la présence d’un design multi-GPU sur la prochaine Xbox Anaconda, ou au moins multi-chips (MCM). Ce, quelque soit le nombre de CU et donc, quelque soit la puissance.

Réponse dans quelques heures ?

On vous souhaite un E3 incroyable et magique !

 

Article écrit avec amour par Twins & Darkfoxx.

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