les technologies PCI Express
SLI, MXM, Axiom, SuperCache, HyperMemory : que signifient ces nouveaux mots dans les fiches techniques ?

Jean-Loup Renault , Micro Hebdo, le 18/05/2005 à 07h00

L'arrivée de la norme PCI Express, il y a un an, annonçait la mort progressive du connecteur AGP sur lequel on branche habituellement les cartes graphiques. Rappelons que l'intérêt principal du bus PCI Express est sa vitesse de transfert. Son débit minimum, en 1X, est de 512 Mo/s. Les connecteurs PCI Express destinés aux cartes graphiques étant en 16X, ils offrent un débit de plus de 8 Go/s, alors que l'AGP, dans sa version 8X, culminait à 2,1 Go/s (voir Micro Hebdo numéro 301, page 30).

Cette petite révolution a donné le départ d'une course à l'innovation entre les deux grands fabricants de cartes graphiques, ATI et nVidia. Chacun d'eux met aujourd'hui au service des joueurs les avantages du PCI Express avec les technologies SLI, MXM, Axiom, SuperCache et HyperMemory. Revue de détail.

HyperMemory et TurboCache : technologies plus puissantes pour budgets serrés

Pour fabriquer des PC à moindre coût, les constructeurs les équipent de circuits graphiques à mémoire partagée : cela signifie qu'ils n'ont pas de mémoire vidéo, mais s'approprient une partie de la mémoire vive du PC. Ceci entraîne de très mauvaises performances en 3D et une mémoire réduite d'autant pour les autres logiciels.

ATI et nVidia proposent désormais de nouvelles technologies de partage de mémoire qui s'appuient sur le PCI Express. Elles consistent à installer 16,32 ou 64 Mo de mémoire vidéo, au lieu des 128 ou 256 Mo habituels des cartes graphiques, et à utiliser la mémoire centrale en complément. Elles se nomment HyperMemory chez ATI et TurboCache chez nVidia. Résultat : quand on ne joue pas, toute la mémoire vive est disponible. Et, lorsque l'on joue, on profite, en plus, de la mémoire vive avec une bande passante plus grande qu'avec l'AGP.

Chez ATI, les cartes HyperMemory équipées d'un processeur graphique Radeon X300 SE embarquent entre 32 et 128 Mo, alors que chez nVidia, la mémoire vidéo de ses chips GeForce 6200 TurboCache va de 16 à 64 Mo. On trouve déjà des cartes graphiques PCI Express équipées de ces nouvelles technologies, à environ 30 euros de moins que les mêmes cartes en PCI Express normal. Mais leurs noms prêtent à confusion. Vous trouverez par exemple des GeForce 6200 TurboCache 128 Mo. En réalité, elles sont équipées d'une mémoire vidéo de 64 Mo, à laquelle sont ajoutés 64 Mo puisés dans la mémoire vive du PC. Comme les cartes graphiques TurboCache sont limitées à 64 Mo de mémoire vidéo, il est facile de ne pas tomber dans le panneau. Mais si vous optez pour une carte 32 Mo, vérifiez qu'elle embarque réellement 32 Mo de mémoire vidéo et pas 16 Mo seulement.

Le même procédé étant utilisé pour les cartes HyperMemory, il conviendra là aussi de contrôler la quantité réelle de mémoire vidéo. Les premiers tests montrent que ces nouvelles cartes ont des performances médiocres. Elles apportent malgré tout un net progrès par rapport aux systèmes à mémoire partagée des cartes AGP. Les PC ainsi équipés offriraient des performances acceptables, permettant de jouer correctement à tous les jeux en 1 024 x 768 points. De là à profiter pleinement des jeux les plus récents, il y a encore du chemin à parcourir...

MXM et Axiom : des cartes graphiques amovibles pour PC portables

L'un des handicaps des PC portables face à leurs homologues de bureau est l'impossibilité de changer la carte graphique, soudée sur la carte mère. Or, avec l'arrivée du PCI Express, il devient possible de brancher la carte graphique sur un connecteur extérieur, à condition de créer une interface à cet effet. Les promoteurs du PCI Express n'ayant pas édicté de normes pour cette interface, ATI et nVidia ont développé chacun la leur.

Chez nVidia, elle se nomme MXM (Mobile PCI eXpress Module) et donne la possibilité de brancher des cartes externes en trois tailles différentes : MXM I (7 x 6,8 cm), MXM II (7,3 x 7,8 cm) et MXM III (8,2 x 10 cm). Chacune est destinée à un type de portable : ultraportables, portables et gros portables puissants. Ces cartes peuvent accueillir des chips graphiques provenant d'autres fabricants que nVidia, qui positionne ainsi son MXM comme un standard de fait. Les constructeurs s'y sont mis, puisque des portables équipés d'un port MXM ont commencé à apparaître en France, tel le Gericom 1st Supersonic PCI E (testé dans Micro Hebdo numéro 365, page 11).

ATI, pour sa part, a développé un système concurrent nommé Axiom (Advanced eXpress I/O Module). Physiquement plus volumineuses que les cartes MXM, les cartes Axiom n'existent qu'en un seul format et acceptent elles aussi les chips graphiques d'autres marques. Selon ATI, elles pourraient également, à l'avenir, recevoir d'autres éléments, comme un tuner TV. Ces deux systèmes similaires divergent quant à leurs objectifs. Pour nVidia, il s'agit bien de permettre dans le futur aux amateurs de jeu 3D, sous certaines conditions, de changer de carte graphique.

Mais il s'agit aussi de fournir aux constructeurs de PC un système unique de connexion qui leur évitera de fabriquer une carte mère spécifique pour chaque type de chip graphique. Ils font ainsi des économies et peuvent plus rapidement mettre leurs portables sur le marché. ATI limite l'utilité de son Axiom à ce second objectif et ne croit pas que les possesseurs de portables changeront de carte graphique, au point que les portables qui en sont équipés n'en font pas état. En tout état de cause, si le premier pas a été franchi, il en faudra encore bien d'autres avant que la carte graphique amovible pour portable entre dans les moeurs...

SLI : deux cartes pour plus de performances 3D

Contrairement à l'AGP qui était limité à un seul connecteur sur la carte mère, le PCI Express permet la présence simultanée de plusieurs connecteurs. Une particularité qui a donné l'idée à nVidia de remettre au goût du jour le principe de coupler deux cartes graphiques sur un seul PC, de façon à doubler la capacité de calcul. Ce principe avait en effet été employé avec succès, à l'époque où les cartes graphiques se branchaient encore sur un connecteur PCI, par le constructeur 3Dfx avec ses célèbres cartes Voodoo 2 sous le nom de SLI (Scan Line Interleaving).

Dans cette technologie, l'une des cartes affichait à l'écran les lignes paires et l'autre les lignes impaires. Repris par nVidia, SLI signifie désormais Scalable Link Interface. Ce nouveau SLI fonctionne de deux manières différentes, selon la complexité des images à afficher. Dans le mode AFR (Alternate Frame Rendering), chaque carte calcule une image sur deux. Dans le mode SFR (Split Frame Rendering), les deux cartes travaillent simultanément sur chaque image : la première commence par le haut, la seconde par le bas. Quand elles se rencontrent (pas forcément au centre), l'image est envoyée à l'écran.

Des conditions à respecter

Il faut pour cela que la carte mère du PC soit équipée de deux connecteurs PCI Express 16X et siglée SLI Ready. Les deux cartes graphiques doivent être compatibles SLI et absolument identiques (marque, modèle et processeur graphique). Les modèles disponibles sont actuellement les GeForce 6600 GT, 6800/ 6800 GT et 6800 Ultra : l'alimentation électrique du PC devra être portée respectivement à 350 W, 450 W et 550 W. Enfin, l'ensemble ne fonctionne qu'avec Windows XP et DirectX 9.0c.

Quatre écrans simultanés

Pour jouer à des jeux 3D, il faut brancher son écran sur l'une des deux cartes. Mais, comme les deux cartes graphiques sont équipées d'une sortie VGA et d'une sortie DVI , il est physiquement possible de brancher deux écrans sur chacune d'elles. Mais impossible de le faire lorsque l'on joue. Cependant, à condition de désactiver le mode SLI et d'effectuer les réglages nécessaires dans le pilote , il devient possible d'afficher simultanément sur deux et même sur quatre écrans. Une capacité qui permettra, par exemple, de faire du montage vidéo de manière plus confortable, en affichant la vidéo sur un écran et les outils sur un autre...

D'après les tests effectués par notre labo, les jeux récents, tel Doom 3, bénéficient d'une plus grande fluidité, même en activant toutes les options en haute définition (1600 x 1200   points) avec deux GeForce 6800GT. Globalement, on estime le gain de performances à 60 %. Avec les jeux plus anciens, comme Splinter Cell, les différences sont en revanche insignifiantes ou nulles. Ces résultats encourageants sont toutefois à mettre en rapport avec le prix.

Si vous montez votre PC vous-même, la carte mère et les deux cartes graphiques vous coûteront entre 400 et 1200 euros, un prix qui peut être étalé dans le temps en achetant la seconde carte graphique plus tard. Les joueurs exigeants et bricoleurs peuvent légitimement se laisser tenter. Acheter un PC complet, forcément de haut de gamme, est, en revanche, financièrement ruineux : le modèle ipower SLI de Packard Bell, par exemple, coûte 3 000  euros sans écran

Comment se branchent les cartes SLI en pratique

Sur la carte mère (1) , les deux cartes graphiques (2) se branchent chacune sur un connecteur PCI Express 16X. Mais pour que les processeurs graphiques puissent fonctionner en tandem, ils doivent aussi être reliés l'un à l'autre par un pont SLI (3) , qui agit comme une liaison haut débit. Ce pont SLI est normalement livré avec les cartes mères compatibles SLI.