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Pourquoi les TFLOPS sont mauvais pour comparer les performances de la PlayStation 5 et de la Xbox Series X

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Avec la Xbox Series X et la PlayStation 5 qui arrivent sur le marché à un moment donné entre maintenant et la mort de l’univers par la chaleur, c’est un moment décent pour revoir les forces et les faiblesses de l’utilisation de TFLOPS pour mesurer les performances du GPU entre deux produits.

La première chose à comprendre est qu’il n’y a pas Célibataire métrique qui peut capturer avec précision les performances entre deux GPU, à moins que cette mesure unique ne capture la seule charge de travail qui vous intéresse. MHz, FLOP, éléphants par mètre carré d’acide chlorhydrique – tous ont des faiblesses lorsqu’ils sont utilisés pour mesurer les performances, et l’un d’eux est une violation majeure de la loi sur les espèces en voie de disparition.

Il est vraiment difficile de trouver une photo de ce genre de chose, alors voici un mammouth, gracieuseté de Wikipédia

FLOPS a un avantage significatif par rapport à une métrique comme MHz, en ce sens qu’il a une relation théoriquement directe avec la quantité de travail effectuée par seconde. La vitesse d’horloge est généralement utilisée pour impliquer que des MHz plus élevés = des performances plus rapides. Avec FLOPS, un score FLOPS plus élevé est censé moyenne performances supérieures.

Est-ce le cas ? Quelquefois. C’est la partie délicate. La bonne nouvelle est que la Xbox Series X et la PlayStation 5 sont un peu plus faciles à comparer sur ce point qu’une bataille royale typique AMD contre Nvidia contre Intel.

Ce que FLOPS vous dit (et ce qu’il ne dit pas)

FLOPS est une mesure des opérations en virgule flottante par seconde. FLOPS peut être mesuré à différents niveaux de précision, y compris 16 bits (demi-précision), 32 bits (simple précision) et 64 bits (double précision). Dans les jeux, la simple précision est ce qui vous intéresse. Pour calculer FLOPS, vous devez multiplier le nombre de cœurs * vitesse d’horloge * FLOPS/cycle.

Cette métrique de calcul met également en évidence la faiblesse de FLOPS en tant que métrique de performance de jeu – elle ne mesure que le débit mathématique des cœurs d’un GPU, ne pas les capacités de toute autre partie de la carte. D’autres facteurs, comme le taux de remplissage des pixels (combien de pixels le GPU peut écrire à l’écran par seconde) et le taux de remplissage de la texture (combien d’éléments de texture le GPU peut-il carte en pixels par seconde) ont tous deux un impact significatif sur les performances absolues du GPU.

Si vous voulez une preuve des dangers de compter sur FLOPS comme mesure de performance, considérez le Radeon VII. Nos résultats de référence de notre examen en 2019 sont disponibles ci-dessous. Comparez la Radeon VII avec la Vega 64, plus précisément :

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Le Vega 64 est capable de 12,67 TFLOPS avec une configuration 4096:256:64. La Radeon VII est capable de monter jusqu’à 14,2 TFLOPS selon AMD dans une configuration 3840:240:64. Sur le papier, cela représente une augmentation de 1,12 fois des performances TFLOPS. Étant donné que les améliorations réelles sont presque toujours inférieures aux gains théoriques, vous vous attendriez à ce que la Radeon VII soit 1,07x – 1,10x plus rapide que la Vega 64 si les FLOPS étaient le facteur de distinction entre les deux. Les deux GPU sont basés sur la même architecture graphique AMD (GCN).

L’amélioration réelle dans le monde réel est de 1,33x. Dans ce cas, la prise en compte des détails supplémentaires que j’ai fournis sur les configurations GPU ne tiendrait pas non plus compte de la différence de performances. La Radeon VII a exactement le même nombre de ROPS, 94% du nombre d’unités de texture, 94% du nombre de cœurs GPU et une augmentation d’environ 1,12x pour baser et augmenter la vitesse d’horloge. Encore une fois, les calculs de base favorisent un coup de pouce beaucoup plus petit.

Gardez à l’esprit qu’il s’agit d’un meilleur cas comparaison pour les FLOPS. Les Radeon VII et Vega 64 sont basées sur la même architecture et ont presque le même nombre de cœurs et la même distribution de fonctionnalités.

Pourquoi FLOPS échoue

La raison pour laquelle FLOPS et même l’horloge FLOPS + ne parvient pas à capturer l’amélioration réelle des performances de Vega 64 à Radeon VII est qu’elle laisse de côté la bande passante mémoire considérablement augmentée de la Radeon VII, l’amélioration des latences de registre de bas niveau et la capacité à maintenir des horloges plus élevées pendant de plus longues périodes. de temps. Comme cette L’examen d’Anandtech montre, même lorsqu’on le compare à un 1,5 GHz statique, qu’il existe des cas où le Vega 64 et le Radeon VII sont superposés, et des endroits où le Radeon VII est 16 % plus rapide.

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FLOPS et FLOPS + horloge ne parviennent pas à capturer ce type de spécificité car ils ne sont pas assez granulaires. Mais en fonction de la charge de travail qui vous intéresse, une amélioration de 1,16 x à la même vitesse d’horloge pour Radeon VII serait un gain énorme.

Pourquoi il est difficile de juger la PlayStation 5 par rapport à la Xbox Series X

Graphique Xbox-PS5

Sur le papier, le GPU Xbox Series X devrait être nettement plus puissant que la PlayStation 5 ; Microsoft met en service 52 UC avec 3 328 cœurs et une horloge centrale de 1,825 GHz, tandis que Sony utilise 2 304 cœurs GPU à une horloge centrale «jusqu’à» 2,25 GHz. Selon Mark Cerny, le GPU plus petit de la PlayStation 5 est plus efficace que le noyau plus large et plus lent de la Xbox Series X, mais il s’agit d’une affirmation inhabituelle que nous n’avons pas vue prise en charge dans les tests par le passé. Nous avons discuté de la nature de cet argument plus en détail avec l’architecte graphique en chef d’Oxide Games, Dan Baker, dans un article récent, donc je ne reviendrai pas sur la discussion ici.

Si je devais choisir une seule raison pour laquelle la Xbox Series X force ont moins d’avantages en termes de performances par rapport à la PS5 dans la vie réelle que sur le papier, ce serait l’impact de la bande passante mémoire divisée de Microsoft et du cache SSD plus lent. Microsoft semble favoriser des approches étranges de la mémoire – la société a opté pour un cache de 32 Mo et une RAM DDR3 plus lente avec l’original Xbox One avant de passer à un modèle de mémoire GDDR5 unifié avec la Xbox One X.

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Mais s’il y a de la place pour que la PlayStation 5 soit plus proche que prévu de la Xbox, il y a aussi de la place pour le contraire – la Xbox Series X pourrait ouvrir une marge plus large contre la PlayStation 5 que ce à quoi on pourrait s’attendre. Si cela devait arriver, ce serait à cause d’optimisations et d’améliorations subtiles mises en œuvre par Microsoft dans sa conception que Sony n’a pas copiées. Même lorsque les deux sociétés utilisent la même architecture GPU, il peut y avoir des différences de conception ; la PlayStation 4 originale avait plus unités de calcul asynchrones (ACE) que la Xbox One (8 contre 2).

À l’heure actuelle, il semble que la Xbox Series X apporte plus de puissance de feu graphique à la table que la PlayStation 5. Il existe un certain nombre de facteurs supplémentaires qui pourraient encore influencer la façon dont les deux consoles se comparent, y compris des aspects qui n’ont rien à voir avec du matériel, comme si Microsoft ou Sony offre de meilleurs outils de développement et un meilleur support. Mais quant à la valeur de FLOPS en tant que métrique pour comparer les performances de la console ? Même dans le meilleur des cas, ce n’est pas génial.

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