Avec Cuda, Nvidia montre qu'une carte 3D ne sert pas qu'à jouer

Adrian Branco

01net.

le 28/10/2008 à 17h35

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Cuda par-ci, Cuda par-là, Nvidia n’a plus que ce mot à la bouche. A l’heure où il connaît quelques déboires (puces défectueuses, concurrence acharnée d’ATI, etc.), le designer de puces graphiques californien continue de faire la promotion – acharnée – de son bébé. Et c’est aujourd’hui que des mois de développement et de marketing se concrétisent, avec la sortie publique de Badaboom, un logiciel de conversion de vidéos pour baladeur (iPod, PSP, etc.).

Cuda ou comment les GPU arrêtent de jouer

Mais qu’est-ce que Cuda au juste ? En anglais Compute Unified Device Architecture (grosso modo “ architecture unifiée de calcul ”), cette technologie permet aux processeurs graphiques (GPU) de la série 8 ou supérieure de faire autre chose que des calculs en 3D. Concrètement, il s'agit d'utiliser votre carte graphique non pas pour jouer à World of Warcraft mais pour exécuter des tâches spécifiques. Une manière pour la firme au logo vert de concurrencer un peu Intel sur son terrain…

A l’aide de pilotes logiciels, Nvidia propose aux programmeurs d’utiliser directement la puissance brute de ses puces – reconnues comme très performantes pour certaines tâches spécifiques et répétitives – sans passer par des surcouches logicielles du type DirectX ou Open GL (des librairies utilisées notamment pour les jeux en 3D). Cerise sur le gâteau, le fondeur a fait en sorte que Cuda ressemble à du langage C. Même si vous n’y connaissez rien, ce détail a son importance : ce langage très connu est toujours très utilisé par les programmeurs. En faisant en sorte que Cuda soit programmable en C, Nvidia a facilité le travail de ceux d'entre eux qui ont autre chose à faire qu’apprendre un nouveau langage tous les quatre matins. Il est donc théoriquement plutôt aisé pour un développeur d’écrire pour Cuda, ce qui était impératif pour faciliter son implémentation.

Badaboom ou le premier d'une (grande ?) famille

Le premier logiciel grand public tirant parti de la puissance des cartes graphiques Nvidia s’appelle Badaboom. Il ne s’agit pas d’une simulation de chute de Lego mais d’un logiciel développé par Elemental Technologies pour convertir facilement ses vidéos, afin de les regarder sur des périphériques portables (iPod, PSP, iPhone) ou sur un media center (PS3, Apple TV, Xbox 360, etc.).

Facile à prendre en main, ce programme propose un minimum d’options, ce qui devrait permettre à tous les utilisateurs, même aux plus novices, de l’utiliser facilement : on choisit le fichier à convertir, on choisit son périphérique (dans notre cas un iPod vidéo) et on clique sur Convertir. Difficile de faire plus simple. La famille des logiciels implémentant Cuda devrait rapidement s’étoffer, grâce notamment à l’éditeur de logiciels vidéo Cyberlink et à son célèbre Power Director. On attend aussi de pied ferme ArcSoft et son logiciel de mise à l’échelle (upscaling) basé sur Cuda, ou encore Pegasys et son TMPGEncoder en version 4XPress, qui compressera plus blanc que blanc.

Badaboom encode bien, mais pas grand-chose

Si Badaboom est un logiciel facile à manipuler, le moins que l’on puisse dire est qu’il n’est pas très polyvalent : il ne reconnaît ni les fichiers AVI encodés en DivX ou en XviD, ni les fichiers Quicktime (MOV), ni les vieux Mpeg-1, sans parler du WMV, pourtant répandu, qu’il ne voit tout simplement pas. Il lit du Mpeg-2, et c’est bien tout. Si l'on devait se borner à juger l’application, on lui donnerait immédiatement un gros carton rouge. Annoncée comme une version 1.0, il s'agit plutôt d'une bonne version 0.9, qui n’attend qu’une chose : voir le nombre de types de fichiers acceptés en entrée augmenter de façon notable. Le seul usage qui lui reste est donc l’encodage de DVD, ce qui est bien mais, dans la majeure partie des cas (95 % des DVD commerciaux étant protégés), impossible ou illégal (si vous décryptez le DVD vous-même).

Nous avons donc copié un DVD non protégé pour voir si l’implémentation de Cuda offrait un réel gain de performances par rapport à un encodeur classique, ici DVD to iPod Converter, de Cucusoft. Nous avons testé l’application avec une carte graphique milieu de gamme de la génération précédente, une Geforce 8600GT, et nous l’avons mise en face d’un gros méchant processeur, un Intel Quad Core Extreme QX6850 cadencé à 3 GHz : la carte milieu de gamme pour nous assurer que le plus grand nombre de consommateurs aura accès à la technologie, le processeur très performant pour avoir un bon étalon de performances. Et, afin de voir comment se comporte le haut de gamme de Nvidia, nous avons aussi testé une Geforce 280GTX…

Un encodage qui va vite, mais une qualité d’image moyenne

Badaboom au travail, c’est 20 à 25 % maximum d’utilisation du processeur, et les 1 h 38 min de notre DVD encodées en 24 minutes, soit une vitesse 4,5 fois supérieure à celle de la lecture de DVD normale. Réellement très impressionnant ! Du côté de DVD to iPod Converter, l’encodage sur le processeur n’a pris que 2 minutes de plus – soit 26 minutes – mais a poussé le processeur jusqu’à 40 %. Et même plus, car, si l'on regarde de près le taux d’utilisation des quatre cœurs du processeur, on voit que deux d'entre eux sont largement plus sollicités que les autres – Windows fait la moyenne des occupations CPU –, ce qui laisse penser que le logiciel est optimisé pour deux puces logiques et non pour quatre.

Le résultat est deux vidéos de tailles similaires, avec peut-être un léger avantage à DVD to iPod Converter concernant la qualité, mais pas de grand-chose, et des performances quasi égales entre une carte qui coûte 50-60 euros et un processeur qui coûtait 1 000 euros à sa sortie. Et, en ce qui concerne la 280GTX, le bond est plus que notable : notre DVD se compresse en à peine 10 minutes…

Libérer le CPU pour faire autre chose à côté

Il faut tout d’abord se rendre compte que, si un QX6850 est à 40 %, la majeure partie des processeurs à double cœur conventionnels, qui forment le gros du marché, seront sans doute plus proches des 50-60 % de taux d’utilisation CPU. Badaboom puise certes un peu dans les ressources CPU de base, mais, l'essentiel de l’encodage étant effectué par la carte graphique, ce taux ne sera pas nettement supérieur à celui observé sur notre CPU haut de gamme. Dans une machine grand public équipée de cette puce désormais ancienne qu’est la 8600GT, on peut donc convertir ses vidéos sans bloquer le PC sur cette seule tâche et continuer à naviguer sur le Net, travailler, écouter sa musique, etc.

La limite de Cuda

Plus que de technologie révolutionnaire, Cuda pourrait être qualifiée de technologie rationnelle : pourquoi changer de processeur pour améliorer les performances, quand notre machine en a un autre à sa disposition qui peut venir à la rescousse ? Utiliser la puissance, toute la puissance de son PC, c’est à cela que sert Cuda. La principale limite de cette technologie est qu'elle est réservée aux cartes de Nvidia, excluant de fait les Intel (la majorité) et les ATI. S’il faut reconnaître à Nvidia les efforts fournis en R&D et les gains de performances réels et admettre qu’il faut bien que la société fasse son business (comprendre que, si vous voulez la technologie, il faudra choisir ses cartes), on peut toutefois rester prudent et hésiter avant de parier sur une intégration massive et généralisée qui exclurait de fait les autres cartes. Il est en effet difficile pour les éditeurs de logiciels de se couper de leurs clients pour des causes matérielles. Et l'on voit déjà poindre d’autres sociétés avec leur propre langage pour GPU, tel Apple avec son Open CL.

Si les bénéfices de puissance de Cuda sont tout à fait avérés, la guerre pour son implantation ne fait que commencer. Il faudra en effet plus que Badaboom pour convaincre le grand public et les éditeurs de logiciels d’implémenter la technologie.