Quel est l’équivalent PC de la XBox One X ?

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Etude de la Carte graphique :

Nous allons arriver au composant le plus important dans les consoles et les PC de jeux : la carte graphique. Ici, nous dirons simplement GPU, car nous ne parlerons que de la partie unité de calcul de ces cartes, et non de leur interface mémoire, qui joue un rôle important dans les performances, mais qui sera traitée dans les deux pages suivantes.

La PS4 et la XBox One (ainsi que leurs sœurs PS4 Slim et XBox One S) utilisent toutes un GPU AMD d’architecture GCN, la même architecture utilisée par vos GPU HD 7000, R9 200, R9 300. Les PS4 Pro et XBox One X utilisent une architecture Polaris (le petit nom de GCN 4). Cela signifie une architecture on ne peut plus proche de ce qu’on peut trouver sur des PC équipés en carte graphique AMD. Comme vous le verrez, ça sera d’autant plus facile de comparer.
Si vous voulez comprendre entièrement cette partie, nous vous conseillons la lecture de ces deux Quicky (articles rapides), celui-ci portant sur les différents types d’unités dans un GPU, et celui-ci l’organisation du GPU.

AMD GCNPour résumer rapidement : l’architecture GCN d’AMD est organisée en Compute Units (blocs d’unités). Un Compute unit (ou CU) contient 64 Stream Processor (unités qui calculent des nombres à virgule ou flottants, c’est ce qu’on appelle grossièrement « cœurs » même si c’est faux) et 4 TMU (unités qui gère les textures). Il suffit de regarder le nombre de ces Compute Units pour avoir une idée du GPU. Autour des CU, nous avons les ROPs, qui gèrent les effets de filtrage.

Les GPU de la PS4, de la Xbox One et de la Xbox One S utilisent des GPU en GCN 2. Le GPU des Xbox One s’apparente très fortement au GPU Bonaire (GCN 2) utilisé dans les HD7790, R7 260, R7 260X et R7 360. Le GPU de la PS4 s’apparente physiquement à un GPU Pitcairn (GCN 1) utilisé dans les HD 7850, HD 7870, R7 265, R9 270, R9 270X et R7 370. À ceci près que Pitcairn est un GCN de première génération tandis que le GPU de la PS4 est bel et bien un GCN de seconde génération, comme celui de la Xbox One, et profite donc de diverses optimisations

Le GPU de la PS4 Pro est assez différent de celui des deux autres consoles puisqu’il tourne sur une Puce en GCN 4 / Polaris. On sent le gouffre générationnel. Le GPU est extrêmement proche du Polaris 10, utilisé notamment sur les RX 470, RX 480, RX 570 et RX 580. Les caractéristiques sont en effet exactement les mêmes, et la structure physique est très proche. Par rapport aux autres consoles, la taille du GPU en termes d’unités de calcul est vraiment un cran au-dessus, comme vous le verrez.

Le GPU de la XBox One X utilise quant à lui un GPU assez particulier, inconnu jusqu’alors. Il n’utilise pas de GPU d’architecture Vega (GCN 5) sinon Microsoft l’aurait annoncé de manière tonitruante. Nous devons donc en déduire que l’architecture Polaris est utilisée, mais le GPU ne ressemble à rien de ce que l’on connait. Il est plus gros qu’un Polaris 10 tant en nombre d’unités de calcul qu’en contrôleur mémoire. Un genre de GPU qu’AMD n’a pas proposé dans sa gamme 400 et 500. Bref, du lourdement customisé.

Maintenant, regardons du côté du nombre d’unités de calcul.

Au niveau du nombre d’unités de calcul, nous allons faire cela en deux temps. Dans un premier temps, nous regarderons le nombre de Stream Processor (SP) et le nombre d’unités de texturing (TMU). Ces deux unités sont respectivement au nombre de 64 et au nombre de 4 par Compute Units. Nous allons donc compter les Compute Units pour plus de simplicité.

Le GPU de la Xbox One possède 12 CU. Cela fait donc 12 x 64 = 768 SP et 12 x 4 = 48 TMU. Le GPU de la PS4 possède quant à elle 18 CU (donc 1152 SP et 72 TMU). Le GPU de la PS4 est donc 50 % plus gros que celui de la Xbox One, ce qui lui confère un avantage certain. La PS4 Pro quant à elle, possède 36 CU (donc 2304 SP et 144 TMU). C’est le double de la PS4, et le triple de la Xbox One rien de moins. Enfin, le GPU de la XBox One X monte à 40 CU !

Et comparé aux cartes graphiques PC, à quoi correspondent ces 12, 18, 36 et 40 CU ? Regardons le nombre de CU de la série 300 et 400 (version de GCN entre parenthèses) à titre de comparaison :

  • R7 360 (gen 2) : 12 CU
  • R7 370 (gen 1) : 16 CU
  • RX 550 (gen 4) : 7 CU
  • RX 460 (gen 4) : 12 CU
  • RX 560 (gen 4): 14 CU
  • RX 570 (gen 4): 32 CU
  • RX 580 (gen 4): 36 CU
  • RX Vega 56 (gen 5): 56 CU
  • RX Vega 64 (gen 5): 64 CU

On voit donc qu’au niveau du nombre de CU (et donc par là le nombre de « cœurs » et de TMU), le GPU de la Xbox One est le strict équivalent de la R7 360 (et de la RX 460 aussi, mais la génération n’est pas comparable). De son côté, la PS4 a un GPU légèrement supérieur à la R7 370.

La PS4 Pro a un équivalent parfait du GPU de la RX 580, tandis que celui de la One X se trouve entre la RX 580 et la Vega 56.AMD Gaming EvolvedCependant, le nombre d’unités ne fait pas tout, la fréquence de celles-ci joue beaucoup. La fréquence du GPU de la PS4 est de 800 MHz, contre 853 MHz pour la Xbox One et 914 MHz pour la One S, ce qui compense (très) légèrement son manque d’unités. La PS4 Pro a également subi une montée en fréquence plutôt conséquente par rapport à la PS4 standard. Elle passe en effet de 800 à 911 MHz, ce qui reste bien inférieur aux 1300 MHz d’une RX 580. Merci quand même à la gravure 16 nm. Le GPU de la XBox One X tourne quant à lui à 1172 MHz (cette fréquence n’est pas un hasard) ce qui est bien supérieur à la PS4 Pro, même si cela reste inférieur à la fréquence des GPU AMD Desktop.

Comment connaître la puissance de calcul d’une carte en connaissant son nombre de SP et sa fréquence ? Calculer ses FLOPs. Plus d’informations ici.

Les FLOPs sont la puissance de calcul brute d’une carte, en partant de l’hypothèse que tous les SP sont utilisés à 100 %. On multiplie le nombre de SP par leur fréquence et on multiplie le tout par deux (car une unité fait un FMA par cycle, c’est-à-dire une addition et une multiplication, donc deux opérations).

Ainsi, le GPU de la PS4 (fat ou slim) a une puissance de 1152 SP x 0.800 GHz x 2 = 1843 GFLOPs. La Xbox One est à 1310 GFLOPs, tandis que la Xbox One S atteint les 1400 GFLOPs. Les consoles mid-gen sont bien au-dessus : PS4 Pro atteint les 4200 GFLOPs contre 6000 GFLOPs pour la One X. Pour comparer à nos PC de référence, la RX 560 du PC entrée de gamme atteint 2660 GFLOPs tandis que la RX 580 du PC Gaming milieu de gamme atteint 6170 GFLOPs !.

Voilà donc le comparatif de puissance GPU entre les différentes consoles ainsi que les cartes graphiques que nous avons choisies pour nos configurations de référence. L’AMD A12 9800, qui est le plus gros APU PC disponible à l’heure actuelle (il est sorti il y a quelques mois sur AM4) est également représenté. Nous avons également mis l’ensemble de la gamme 500 d’AMD pour vous aider à vous situer, de même que la RX Vega 56, orientée haut de gamme.

Et on voit ici qu’en duel entre consoles, la PS4 Slim l’emportait haut la main face à la Xbox One S. côté PC, la PS4 n’atteint pas tout à fait le niveau d’une RX 460. Mais à titre d’info elle dépasse la R7 360, chose que n’arrive par exemple pas à faire une XBox One S.

En effet, en dépit de son nombre intéressant de SP du GPU de la PS4, sa faible fréquence de 800 MHz la pénalise par rapport aux GPU PC qui dépassent souvent les 1000 MHz (on dépasse même largement les 1200 MHz maintenant sur les cartes Polaris). C’est pour cette raison que la RX 460 est plus performante alors qu’elle possède moins d’unité de calcul (896 contre 1152). Bien entendu, les RX 570 et 580 sont complètement hors d’atteinte pour la PS4.

Du côté de la Xbox One, Microsoft a choisi une puce plus légère que celle de la PS4 et cela se voit. La console atteint tout juste la puissance de calcul de la R7 360, ce qui fait très léger en 2017.

Du côté de la PS4 Pro, les performances sont tout autres : on atteint le double de la RX 460. Malheureusement, à cause de sa « faible » fréquence, elle ne n’arrive pas au niveau de la RX 580 avec qui elle partage grosso modo le même GPU. Elle n’arrive pas non plus au niveau de la RX 570, qui est pourtant une version castrée.

La star du jour est la XBox One X. Son GPU est plus conséquent, et sa fréquence supérieure. Ce qui lui permet d’atteindre les 6 TFLOPs. La fréquence GPU a été choisie pour cela d’ailleurs : afin de pouvoir annoncer un chiffre impressionnant face à la concurrence. On arrive donc ici presque au niveau de la RX 580.

Le A12 9800 a été mis simplement en tant que curiosité. Cela montre que les APU PC sont loin de valoir les consoles, même la Xbox One. Cela changera peut-être avec les APU Zen, prévus pour début 2018. La Vega 56 est là pour montrer les performances brutes des AMD haut de gamme. À nuancer par contre, car le chiffre de 10.5 TFLOPs est obtenu dans les meilleures conditions (quand la fréquence GPU est au max à 1471 MHz). Dans la pratique, la fréquence d‘une Vega 56 stock va osciller selon plusieurs critères, et la puissance sera comprise entre 9 et 10.5 TFLOPs.

tegra-k1-processorSi la plupart des unités (SP et TMU) sont dans les CU, certaines (en particulier les ROPs) n’en font pas partie. Les ROPs sont des unités qui traitent les pixels. Un grand nombre permet de faire des traitements plus lourds (plus d’anti-aliasing par exemple) ou de traiter plus de pixels (montée en résolution). C’est par exemple grâce au grand nombre de ROP (64) que la GTX 980 arrive à monter en résolution sans s’effondrer par rapport à la GTX 780, qui a un bus plus large, mais moins de ROPs (48). L’exemple est maintenant un peu ancien, mais toujours vrai.

Regardons maintenant le nombre de ROPs dans les consoles. Le GPU de la Xbox One possède 16 ROPs, tandis que celui de la PS4 en possède 32. C’est un gros avantage pour la PS4 envers la Xbox One, car cela lui permet de bien mieux encaisser les hautes définitions que la Xbox One. C’est une des raisons pour lesquelles, les jeux tournent souvent en 1080p sur la PS4 et doivent se contenter de 900p sur la Xbox One. La PlayStation 4 ayant de base un GPU bien plus puissant sur le plan SP et TMU, imaginez alors l’écart final si on prend en plus en compte le nombre de ROPs doublé.

À titre d’exemple, vous pouvez aller voir des tests sur Internet montrant la différence de performances réelles entre une R7 265 et une R7 260X (exemple ancien, mais très pertinent). En effet, sur le plan puissance brute, la R7 260X est devant grâce à sa meilleure fréquence, comme vous pouvez le voir ici. En réalité, la R7 265 se retrouve une vingtaine de pourcents devant, et cela, grâce à son nombre de ROPs doublés.

L’upgrade technique de la PS4 Pro a doublé le nombre de SP et de TMU, comme on l’a vu. Mais le nombre de ROPs reste malheureusement à 32. Cela est assez limitant si on veut taper dans une résolution supérieure au 1080p, surtout qu’ils ne tournent pas beaucoup plus vite. Or le fait de calculer une image supérieure au 1080p était un des arguments de vente de la PS4 Pro. Cet immobilisme technique est un des points faibles de cette console. Mais cette limitation était incontournable, Polaris 10 n’accepte que 32 ROPs dans tous les cas. Impossible donc d’en mettre plus.

Du côté de la One X, on est également sur 32 ROPs. C’est le double de ce qu’il y a sur la One S, mais cela n’est en définitive pas plus élevé que ce que l’on trouve sur PS4 et PS4 Pro. Heureusement qu’ils tournent à près de 1200 MHz, ce qui débloque un peu la situation pour la haute résolution, visée par la One X. Par cette caractéristique on sent le côté « Polaris 10 aux stéroïdes ».

Et comparé aux cartes graphiques PC, à quoi correspondent ces 16 et 32 ROPS ? Regardons le nombre de CU de la série 300, 400 et 500 :

  • Bonaire (R7 360) : 16 ROPs
  • Pitcairn (R7 370) : 32 ROPs
  • Tonga (R9 380 et R9 380X) : 32 ROPs
  • Hawaii (R9 390 et R9 390X) : 64 ROPs
  • Fiji (R9 Fury et R9 Fury X) : 64 ROPs
  • Polaris 11 (RX 460 / RX 550 / RX 560) : 16 ROPs
  • Polaris 10 (RX 470 / RX 480 / RX 570 / RX 580) : 32 ROPs
  • Vega 10 (RX Vega 56 / RX Vega 64) : 64 ROPs

On voit donc que les 16 ROPs de la Xbox One correspondent aux plus petits GPU tandis que les 32 ROPs de la PS4, PS4 Pro et XBox One X correspondent grosso modo aux GPU milieu de gamme.

En clair, le GPU de la PS4 dépasse de manière générale de plus de 50 % le GPU de la XBox One, un écart assez énorme, lui donnant un avantage considérable. Le GPU de la PS4 Pro dépasse celui de la PS4 de facilement 80 %. Enfin, le GPU de la One X dépasse celui de la PS4 Pro de 50 %. Un écart conséquent, mais finalement pas bien supérieur à l’avantage qu’avait la PS4 sur la XBox One. Mais la One X n’a pas que cet avantage-là face à sa concurrente, comme vous le verrez par la suite.

On en a terminé sur l’étude de la carte graphique. Il faut cependant prendre en compte que la puissance de calcul seul du GPU ne peut suffire à déterminer la puissance graphique. C’est pour cela qu’on parlera de mémoire dans les deux pages suivantes.

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Kenjiro
Kenjiro
10 juin 2020 10 h 02 min

Salut @ tous, pour l’équivalence matériel console/pc, mm si une console est une bonne station multimédia, le pc lui offrira tjrs plus de fonctionnalités qu’une console.
Rien qu’avec un pc gaming d’entrée de gamme on accède pas au web de la mm façon qu’une console, la multitude de logiciels sur pc n’est pas comparable à une console. Donc mm si le pc est plus cher, il nous offre bien plus de chose qu’une console…

Jordan
Jordan
23 mai 2020 4 h 15 min

Il fat pas comparé une console seulement pr rapport au perd car je suis sur que si tu monte un pc avec les même caractéristique que sur console au finale le jeux tournera beaucoup mieux sur console que sur pc. Je parle seulement de fluidité (fps) par Contre si tu cherche à jouer à jeux avec les meilleur graphisme possible la oui pc c’est un bon cran supérieur au console. Par contre personnelement je préfère la console car un pc faut de la place toujours obliger de régler tes qualité graphique pour avoir le meilleur rapport qualité/fps alors que sur… Lire la suite »

DED77
DED77
17 avril 2020 2 h 31 min

100% d’accord avec votre conclusion.
un autre exemple : En puissante brute Une GTX 1080 Ti est légèrement plus puissante qu’une RTX 2080 et à peine moins qu’une RTX 2080 Ti, pourtant en performance dans les jeux, la RTX 2080 est légèrement plus puissante qu’une 1080 Ti, alors que la 2080 Ti est largement plus puissante que les 2 autres.
C’est pour ça, qu’il ne faut plus parler de teraflops, comme c’est cas partout pour les futur XBOX Série X et ps5.

Verité
Verité
27 mars 2020 11 h 56 min

Xbox one x est à 250 euros sur la fnac. Rapport qualité prix imbattable. Rien qu’une RX 580 qui est inférieure en puissance coûte à ce jour 150 euros. Donc s’il faut rajouter un cpu, un carte mère, une alimentation, un boitier… et surtout un lecteur blu-ray UHD on est loin du compte !

fildefer
fildefer
30 mars 2018 15 h 48 min

Vu le prix actuel des cartes graphique, la One X casse le cul d’un PC qui coûte quasi le double.
Le PC est pas le MasterRace du rapport perf/prix !

Diogo
Diogo
10 novembre 2018 21 h 25 min
Répondre à  fildefer

Pas forcément

Diogo
Diogo
10 novembre 2018 21 h 29 min
Répondre à  fildefer

Par exemple on paye 800euro une bonne config on va dire elle est tout pareil que la xbox one x
4ans plus tard tu va devoir racheter une xbox 500euro alors que sur pc tu devra juste renouvelé la carte graphique 200euro on va dire

Pedro
Pedro
14 novembre 2018 10 h 19 min
Répondre à  Diogo

En 4 ans le hardware sera amélioré donc il faudra changer le GPU, le CPU voire la RAM

Nemoditur
Nemoditur
9 janvier 2020 18 h 25 min
Répondre à  Pedro

Toi ça se voit que t’y connais rien. J’ai un i5 4690k (antiquité pour un PC, mais 10x mieux que les CPU qu’ils mettent dans les consoles) qui date de 2013, ça fait donc bientôt 7 ans que je l’ai et il fonctionne nickel je peux jouer à tous les jeux avec de meilleures options que sur les consoles (en matière de CPU, notamment dans les open world). La DDR3 fait parfaitement le taff depuis un bail, je vais pouvoir la garder 10 ans sans souci. Le GPU j’ai acheté une 1070 en 2016 et ça va faire 4 ans… Lire la suite »

Grosbeta
Grosbeta
25 novembre 2018 16 h 34 min
Répondre à  Diogo

200€ la gpu ?? jamais vu en parle bien du 4k ici non?

Astas
Astas
7 décembre 2018 6 h 43 min
Répondre à  Grosbeta

200 la difference de prix entre l ancien et le nouveau gpu il veut dire mdr calme toi

decreau
decreau
25 janvier 2019 15 h 55 min
Répondre à  Astas

ben c’est pareil pour la console 200 euros la différence.
En plus une ancienne console se revend mieux qu’un ancien gpu.

lainiwaku
lainiwaku
9 mars 2019 19 h 43 min
Répondre à  decreau

alors la tu parle vite toi… j’ai vendu une 660 a lepoque des gtx 9xx sur pricminister… vendu en 2/3 jours

ben
ben
4 juillet 2019 15 h 36 min
Répondre à  Diogo

dans les 2 cas tu monte a 1000 mdr