AMD’s meesterplan om iedereen te domineren

Wie vandaag naar de markt van grafische kaarten kijkt, ziet duidelijk een trend. Nvidia is aan de winnende hand, terwijl AMD niet meer met de successen kan aanknopen van vroeger. Elk jaar is er opnieuw een wedloop naar de snelste grafische kaart, en die wordt steeds meer door Nvidia gewonnen. Om maar te zwijgen op de energie-efficiënte manier waarop die overwinning werd gehaald in de afgelopen twee generaties. Tel daarbij de beperkte groei in de CPU-markt, geen mobiele varianten voor tablets of smartphones, en je snapt dat AMD stilaan doodziek in bed ligt terwijl de verpleegster een infuus gaat halen.

Nvidia rolt graag met de spierballen en toont aan dat het op alle vlakken kan concurreren. Het heeft een krachtige SoC beschikbaar, een straffe GPU en het zoekt nieuwe markten om die krachtige toepassingen kwijt te kunnen. Chips voor autonome wagens is er daar een van, net als de wereld van supercomputers. Allemaal domeinen waar pure kracht en innovatie (en hoge winstmarges) belangrijk zijn, iets waar Nvidia in excelleert. AMD heeft in de toekomst wel interessante innovaties op de roadmap, zoals Polaris en Vega, maar Nvidia staat ondertussen ook niet stil met de nieuwe Pascal GPU die veelbelovend klinkt. Het is pas na een deep dive door AdoredTV op YouTube dat de lamp ging branden bij mij.

Spelconsoles

Laten we bij 2013 starten, waar de eerste stap in het meesterplan van AMD werd gezet. Dat jaar lanceren zowel de Xbox One als de PlayStation 4, allebei met AMD-hardware aan boord. Normaal is er in elke consolegeneratie wel een gevecht tussen AMD, Nvidia of andere partijen, maar deze keer heeft AMD resoluut gewonnen. Hoe? Door semi-custom oplossingen aan te bieden aan partijen. De marges zijn flinterdun, maar je kan wel een flink marktaandeel uitbouwen op die manier. In beide toestellen zit een quadcore x86 CPU in tandem met een Radeon GPU, allebei afgeleiden van bestaande producten die je commercieel kon verkrijgen in 2013. Minimale ontwikkelkost voor AMD, minimale kost voor Sony en Microsoft om de chips te integreren, win-win ondanks de flinterdunne marges.

Ondertussen blijft Nvidia de sloophamer boven halen door elk jaar de krachtigste GPU te maken met de GeForce GTX 980, Titan en Titan X. Groter, sterker, meer rekenkracht, en vooral: uitmuntende drivers voor games. Nvidia heeft een ruimer budget dan AMD, wat ervoor zorgt dat ze meer exclusieve titels kunnen strikken om drivers te optimaliseren zodat ze er beter uitkomen. Iets wat nog steeds belangrijk is met DirectX 11, maar met de komst van DirectX 12 niet meer van toepassing is. Vanaf dan ligt de optimalisatie bij de ontwikkelaar zelf. AMD gebruikt opensource materiaal om ontwikkelaars te helpen (Freesync, TressFX) , Nvidia exact het tegenovergestelde (G-Sync, PhysX). Dat laatste helpt wanneer je geld genoeg hebt, maar niet wanneer je aan de verliezende kant zit.

AMD is op achtervolgen gewezen in de snelheidsrace, maar dat is hun prioriteit ook niet meer. Het zit nu al enkele jaren bij alle grootste spelontwikkelaars binnen omdat de consoles allemaal AMD-hardware zijn. Binnenkort komt daar nog de vernieuwing van de Xbox One en PlayStation 4 met krachtigere hardware bij, en de gloednieuwe Nintendo NX die ook AMD aan boord gaat hebben. Dat zijn bijzonder veel spelontwikkelaars die AMD als native platform moeten nemen, en daarom perfect hun spellen kunnen optimaliseren. Tel daarbij nog DirectX 12 voor pc, en je snapt dat de troefkaart steeds groter wordt.

DirectX 12

Even kort verdiepen in DirectX 12, Mantle en Vulcan. DirectX 12 heeft als bedoeling om straffe prestatiewinsten te halen uit bestaande en nieuwe hardware. Het doet eigenlijk wat AMD Mantle al langer doet: op laag niveau zoveel mogelijk prestatiewinsten halen. Dit is exact hetzelfde wat ontwikkelaars al jaren doen met consolegames, ook al is het daar logischer omdat er maar één configuratie is. Vulcan is een nieuwe API die over alle platformen werkt: consoles, pc, mobiel, tablet, etc. Een standaard helpt om op verschillende platformen het maximale uit de kan te halen.

Terug naar DirectX 12, waar de grootste innovatie sowieso de mogelijkheid tot samenwerken van verschillende onderdelen is. Een CPU kan helpen (hoe meer kernen, hoe beter), maar ook een tweede grafische kaart van een andere fabrikant. Er zijn geen specifieke SLI- of Crossfire-profielen meer nodig, want DirectX 12 stuurt alles door als één grafische kaart naar het spel, terwijl het zelf de verschillende delen op het scherm verdeelt die door diverse componenten kunnen worden berekend. Resultaat: je hebt geen topkaart meer nodig om het maximale eruit te halen. Je kan voortaan beter een paar goedkopere kaarten kopen, met een betere prijs-prestatieverhouding, omdat die toch net zo goed werken.

Hou dat idee in het achterhoofd wanneer we de volgende consolegeneratie bespreken. Nu al met de PS4 Neo wordt er verwacht dat er twee GPU’s aanwezig zijn om de prestaties te boosten. Twee goedkopere varianten zijn namelijk een pak interessanter en efficiënter dan één duur krachtig exemplaar, rekening houdend met de techniek achter DirectX 12. Mocht de komende opfrissing nog geen dual GPU met zich meebrengen, dan mogen we alsnog rond 2019 wel consoles verwachten met misschien drie, zes of tien GPU’s. Ook VR heeft er alle baat bij om minstens met twee GPU’s te werken: één voor elk oog. DirectX 12 staat voorlopig nog wat schuchter in de gang te wachten, maar lang zal dat niet meer duren.

Dramatische prestaties

Terug naar de roadmap van AMD en de plannen met Navi tegen 2019: scalability. Vanaf dit ogenblik is het meesterplan compleet en zit Nvidia met de handen in het haar. Wanneer AMD in alle spelconsoles zit gedurende 6 jaar, en DirectX 12 en varianten gemeengoed zijn geworden, is het gedaan met pokeren over welke kaart het snelst is. De tandem CPU-GPU wordt belangrijker, terwijl meerdere GPU’s interessanter zijn dan één GPU. Heel veel spellen worden vandaag native op AMD-hardware ontwikkeld dankzij de dominantie van de spelconsoles op de gamemarkt (pc-markt haalt gemiddeld amper 15% marktaandeel).

Aangezien Nvidia niet de open aanpak heeft die AMD toepast en vooral rechtstreeks met ontwikkelaars speciale drivers wil maken om te optimaliseren, staan ze met de rug tegen de muur. Spellen die vanaf de fundering op AMD-hardware worden ontwikkeld, hebben een flink stapje voor. Dat zien we nu al met Quantum Break waar we soms een verschil van 19 frames per seconde (24 t.o.v. 43 fps) zien wanneer we twee gelijkaardige kaarten van beide merken gebruiken. Het spel crashte zelfs regelmatig met Nvidia-kaarten. De reden? Quantum Break is ontwikkeld met DirectX 12 voor de Xbox One, en werkt enkel op Windows 10. AMD heeft een flinke stap voor, terwijl Nvidia nog meer tijd moet steken in eigen drivers om spellen zo goed mogelijk te optimaliseren. Dat laatste is hier duidelijk (nog) niet gebeurd.

Waarom kan Nvidia dat niet gewoon counteren door betere GPU’s te maken dan AMD? Dat doen ze ook, maar dat brengt een flinke kost mee. Ze moeten hiervoor grotere chips bakken, wat resulteert in minder chips per wafer. Rekening houdend met een bepaald yieldpercentage betekent dat een flinke verhoging van de kostprijs. Waarom denk je dat Nvidia voor zijn nieuwe supercomputer DGX-1 een flinke 129.000 dollar vraagt?

Meesterplan

De trend wordt dus goedkopere GPU’s, maar in tandem met elkaar werkend terwijl de CPU ook een deel van de taken op zich neemt. Vandaag de dag zien we de eerste spellen die daar 100% voor werden ontwikkeld, met verbluffende resultaten. Nvidia staat met zijn rug tegen de muur en heeft geen antwoord klaar. Net daarom zoekt het een weg uit de GPU-markt voor gamers, omdat het geen interesse heeft om met lage marges te concurreren op de consolemarkt. Supercomputers, autohardware, servers, professionele grafische kaarten, dat zijn de markten waarop het zich voortaan moet en zal focussen.

En wat met Intel? Wanneer we de gamers niet meetellen is de pc-markt nog steeds bijzonder interessant voor de chipgigant. Het heeft genoeg stevige contracten met de grootste laptopfabrikanten om niet onmiddellijk ongerust te worden. De geïntegreerde GPU (Iris Graphics) van Intel wordt bovendien ook steeds sterker en kan zich stilaan meten met AMD’s eigen APU-serie. Dat maakt dat een Intel-chip dus ook gewoon mee in tandem kan functioneren dankzij DirectX 12, ook al is de kans groot dat een geïntegreerde AMD-GPU met dezelfde GCN-architectuur betere resultaten geeft gezien de verwante ontwikkeling met consolegames.

AMD heeft de beste kaarten in handen, wat betekent dat het meesterplan stilaan voltooid is. Dit jaar zal je dat maar in uitzonderlijke gevallen merken. Volgend jaar zal je regelmatig Nvidia in de problemen zien komen met spellen die opvallend slechter presteren, terwijl vanaf 2018 – 2019 het verschil afgetekend duidelijk gaat worden. Indien Nvidia niet in de volgende consolegeneratie zit tegen 2019, is het een vogel voor de kat en wint AMD over de gehele lijn. Hou daarmee zeker rekening wanneer ergens deze zomer eindelijk een reuzestap wordt genomen op vlak van GPU-prestaties dankzij het nieuwe 14 nm FinFET-proces.