Test Nvidia RTX 3090 + CPU multi-tâches "low cost" pour une station Resolve 8K

Nous nous sommes récemment lancés dans le projet d’upgrade de notre station de travail sur Resolve au Repaire, qui datait de 2018, et peinait grandement à travailler ou ne serait-ce que lire en fluide des rushes 8K et 12K RAW.

Ne pouvant investir une somme très importante dans cette nouvelle machine, nous avons enclenché plusieurs réflexions pour évaluer finement notre besoin, et arriver à une configuration optimale compte tenu du budget disponible.

Nous vous proposons ici le compte-rendu de cette réflexion et des choix auxquels elle nous a mené, dans le but d’aider les utilisateurs de DaVinci Resolve dans leur propre cheminement, ainsi qu’un retour d’expérience précis sur la carte Nvidia 3090 que nous avons eu l’occasion de tester amplement (une première expérience de test qui pourra probablement se répéter avec d’autres cartes plus abordables par la suite).

Nouveaux challenges avec l'arrivée de plus grosses résolutions (8K, 12K)

Rappelons l'objectif de notre équipement.

Il ne s'agit pas de grosses exigences en termes de productivité, il s'agit "juste" de pouvoir faire tourner DaVinci Resolve dans le cadre de tests de caméras passées à la Testbox.

Bien sûr il y avait aussi l'aspect modernisation globale nécessaire de la station sous différents aspects, comme la gestion et la fiabilité des entrées sorties (version actualisée des ports USB, rapidité de la mémoire, augmentation de la capacité du disque système, facilitation de la mise en place d'un système de cache SSD pour Resolve etc.)

Nous n'avions pas de grands besoins en termes de processeur (peu de lourds calculs à faire sur nos productions). C'est pourquoi nous avons profité d'une opportunité à bon prix d'une station à l'origine prévue plutôt pour bureautique et serveur et dont le processeur n'est pas super puissant. Nous avons toujours la possibilité grâce au form factor de type "tour" de changer facilement ce processeur en cas de besoin ultérieur.

Ce qu'on demande en revanche au système, c'est d'être capable de supporter sans s'écrouler un certain nombre de tâches concurrentes (exemple lui rajouter une carte Thunderbolt, une autre carte graphique, les cartes d'entrées Live et de sorties vidéo Blackmagic, les SSD etc.). Cela se compte en nombre de "PCI-lanes" rendus disponible par l'ensemble processeur-carte mère.
Les grosses cartes graphiques prennent d'emblée 16 PCI-lanes, et chaque SSD en prend 4 de plus, ça va très vite... C'était un critère majeur pour le choix de la station.

A propos du 8K et autres 12K
Resolve, comme d'autres applications pro de l'étalonnage, représente les images sur 32 bits . Cela nous permet de nous faire une petite idée de ce qu'une couche de 8K implique en terme de calcul d'images.
8K ça veut dire une résolution de 7680*4320, donc 33 millions de pixels par trame.
Chaque pixel possède 4 valeurs (couleurs+alpha) ce qui nous donne 132 millions de valeurs.
Chaque valeur nécessite 4 bytes ce qui nous fait au final plus d'un demi GigaByte par trame.
Si nous affichons 25 trames par seconde, on est déjà à plus de 13 GB par seconde...
Cela pour une seule couche !
Si on mélange 2 rushes de ce calibre, on voit vite pourquoi la quantité de Vram sur la carte graphique est décisive si on veut afficher plus d'une image sur 5 ou 10...​

La Config Repaire "2.0":

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Processeur : Intel Xeon W-2123
Carte mère : Asus WS-C422-SAGE-10G
Mémoire Ram : 64 GB (extensible jusqu'à 512 GB DDR4-2666 ECC)
PCI-lanes : 48
Dual Intel 10G LAN -
USB 3.1gen2
2 emplacements M2
SSD NVMe 1To
Alim Corsair RM1000

Le cas de la carte graphique

Globalement à cause de Resolve qui est spécialement gourmand en ressources de calcul "massivement" parallèle dans sa vie de tous les jours, on est conduit à utiliser des cartes graphiques aux capacités de calcul gigantesques.

La plupart des revendeurs en face de cela proposent rapidement les cartes Quadro de Nvidia qui ont pour inconvénient un prix d'achat un peu hors norme pour les fidèles du low-cost que nous sommes.
Pour nous permettre de choisir la bonne solution, notre partenaire Nvidia nous a donc permis d'essayer la RTX 3090 au prix encore supportable (du moins avant la pénurie actuelle, voir plus loin) en haut de sa nouvelle gamme ("RTX 3000") et qui promet grâce à 24 GB de mémoire Vram de traiter facilement le 8K, ce qui est notre but.

Et c'est ce que nous avons fait et nous partageons ici nos essais.

Nos tests avec la carte graphique Nvidia RTX3090

Un double but à ces essais :

• d'une part valider le fait qu'il y a une vie en dehors de la gamme Quadro et qu'il est donc possible de contenir le prix d'une station Resolve en dessous de 2500 euros,
• d'autre part de se faire une idée comparative avec d'autres cartes graphiques dans le même cas de figure.

Nous avions sous la main pour ce test comparatif, la RTX 1070 qui équipe notre première station. Ultérieurement nous pourrons sans doute étendre ce petit comparatif à d'autres modèles intéressants comme par exemple les 3080, 3070, 3060...

Alimentation
Un premier point est apparu tout de suite : l'alimentation de la station, malgré ses 1000w affichés, ne suffisait pas à la tâche, sous-alimentait la 3090 et faisait planter le système....
Conclusion sur ce point : gare à cet aspect si vous construisez votre station, il lui faut 3 plots à 8 pins pour alimenter à la fois le processeur (1x8pins) et la carte graphique si elle est aussi puissante que la 3090 (2x8pins). Point résolu par l'achat d'une alim Corsair RM1000x (200 euros) qui convient parfaitement et a même l'intérêt supplémentaire d'être plus silencieuse.

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Choix des rushes pour les essais
Les rushes 8K RAW fournis par RED sur leur site ont fait l'affaire !
Les rushes UHD 422 10bit sont du XAVC de la Sony FX6 tournés à l'occasion de la formation vidéo tournée avec Forest.
Enfin, les rushes en H.265 8K sont des rushes de tests gratuits mis à disposition par Time Focus Films.

Description des tests réalisés

RAW 8K - Etalonnage "poussé" :
Pour le premier rush en 8K RAW (moto) : 8 nodes avec des corrections primaires et secondaires (dont un keyier sur une petite portion de l'image et un power window tracké + ajout de grain argentique)
Pour le 2e (requins) : 4 nodes avec corrections primaires et secondaires dont un keyer
RAW 8K débayerisé en full res premium 16 bits.
L'intention est de "pousser à bout" la carte graphique pour atteindre ses limites et de voir dans quelle mesure elle permettait un traitement lourd sur des fichiers lourds sans avoir à générer de médias plus faciles à traiter.

RAW 8K - Etalonnage "léger" :
3 nodes avec de légères corrections colorimétriques générales, le RAW 8K est débayerisé en "1/8 res good" puis "1/2 res good", en 10bit (paramètres projet)

UHD - Etalonnage poussé 4:2:2 10bit :
Rush en UHD 4:2:2 10bit assez étalonné avec des corrections primaires, l'utilisation d'un plug in (beauty) et l'outil vignette de Resolve, l'intention ici est de coller à une utilisation "normale" Resolve et d'observer les performances.

H.265 8K - test de lecture
Rien de plus à ajouter

Résultats des tests

Etalonnage poussé RAW 8K 16bit Full Res 3090 :

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On s'approche du niveau de saturation sans cependant y parvenir (quelques pics à 98%), que ce soit au niveau du processeur ou de la carte graphique, tout en étant au bord du temps réel sur la lecture de Resolve.
Malgré un compteur d'images par secondes de Resolve "vert" (= temps réel), on note quelques saccades à l'affichage. Globalement, la lecture reste fluide, avec une latence au début du play ou parfois sur certains débuts de rushes.

Cette carte graphique permet donc un étalonnage lourd sur du RAW 8K full res premium 16 bits, pas avec un temps réel parfait mais qui peut être satisfaisant pour un traitement général (une débayerisation inférieure pourra être nécessaire pour afficher du temps réel dans toutes les situations).


Etalonnage léger RAW 8K 16bit 1/2 Res avec RTX 3090

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Aucun problème de lecture donc avec une débayerisation 1/2 pour l'affichage.


Etalonnage léger RAW 8K 16bit 1/2 Res avec GTX1070

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La 1070 ne permet pas du tout la lecture avec un étalonnage lourd. Cela ne démarre simplement pas
Avec un étalo léger, on est au maximum des capacités de la carte (pas en permanence) venant parfois la solliciter à 96%, avec de grosses saccades en 1/8 et plus encore en 1/2.
L'option "Show all video frames" en 1/8 permet une lecture fluide mais avec de grosses coupures. La lecture avec cette même option en 1/2 reste très saccadée.


Etalonnage léger RAW 8K 16bit décodé en 10bit 1/2 Res avec RTX3090

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La 3090 se ballade largement dans cet exercice moins compliqué


Etalonnage léger RAW 8K 16bit décodé en 10bit 1/2 Res avec GTX1070

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La 1070 n'est donc pas adaptée pour le traitement du RAW 8K en temps réel. Même débayerisé en plus basse qualité.


Etalonnage poussé XAVC UHD 422 10bit avec RTX3090

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En 4K, avec la 3090 on n'observe aucun problème de lecture à part un peu au début, le processeur et le gpu ne sont que très peu sollicités (30% environ tous les 2)


Etalonnage poussé XAVC UHD 422 10bit avec GTX1070

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En 4K pour la 1070 pas de problèmes de lecture à part légèrement au début, on arrive cependant vite à 80/90% des capacités de la carte contre 30% pour la 3090 qui en a beaucoup plus sous le pied, un traitement plus lourd du signal ferait fatalement ramer la 1070.

Lecture H.265 8K
Le H.265 8K est désormais très bien supporté par Resolve, avec l'accélération matériel opérationnelle.
Lecture quasi fluide, la RTX3090 est fortement sollicitée mais ne peine pas.
Test non réalisé avec la GTX1070.

A propos de la pénurie actuelle de cartes graphiques
D'abord les cartes graphiques Nvidia ne sont pas les seules affectées, c'est beaucoup plus largement le secteur des processeurs (fabriqués en Chine) qui souffre depuis plusieurs mois d'un vrai problème d'approvisionnement, avec des causes multiples, dont la situation sanitaire, l'attrait soudain pour ces cartes des "mineurs" de bitcoin et autres crypto-monnaies qui se sont rués en masse sur les premières productions et une demande pour les "puces" soudain devenue énorme.
Si on en juge par le nombre de communiqués de Nvidia, la crise est bien réelle. Les causes en sont comme souvent multiples (pandémie, sécheresse dévastatrice à Taïwan, cours des crypto-monnaies etc.) et d'autres composants PC subissent aussi cette crise.
Confirmation par "BBC World"
"Ça a été une véritable tempête, quand la pandémie s'est déclarée l'industrie automobile s'est arrêtée, les producteurs de puces électroniques aussi, mais dans le même temps avec les confinements et le télétravail la demande en ordinateurs portables, téléphones 5G, consoles de jeu et objets connectés de toutes sortes a explosé, les producteurs de ces technologies ont acheté tous les stocks de puces restants, et cette année quand les usines automobiles ont redémarré plus fort que prévu... le monde s'est retrouvé à court de semi-conducteurs"
Le problème principal est que la demande en micro-processeurs d'une manière générale a explosé tous les compteurs et l'industrie a besoin de temps pour s'ajuster.
Le constructeur face à cette adversité fait ce qu'il peut pour ne pas laisser le marché orphelin de ses nouvelles cartes ce qui pourrait laisser le champ libre pour AMD...
Le constructeur ne s'attend cependant pas à une réelle amélioration avant 2022 (deuxième semestre) mais pas à une résolution de la crise avant 2023. Intel a confirmé ce diagnostic il y a quelques jours..
En principe les mineurs de crypto-monnaies devraient maintenant depuis un moment s'orienter vers d'autres produits (ligne CMP HX puis ajout d'un bridage matériel ("LHR") ce qui soulage la situation des cartes pour applications graphiques, 3D et jeux…
Les intégrateurs de PC qui se jettent depuis des mois sur les rares exemplaires qui arrivent au compte-gouttes n'aident pas à résoudre le problème. En fait, ce sont eux aussi qui font monter le prix des cartes à des niveaux historiques... à plus de 150% de ce qu'ils devraient être.
La situation de la distribution de ces cartes est par conséquent très chaotique et cela va durer encore un moment.
Le résultat le plus ennuyeux est que le prix des cartes s'est envolé.

Bon à savoir...
Si vous pouvez patienter tant mieux. Sinon bonne chance !
Suivez les conseils de ce site pour optimiser vos chances de ne pas rater une arrivée....
NVIDIA GeForce RTX 3080: Etat des Stocks et Précommande, où et quand acheter cette nouvelle carte graphique

Conclusions

La première conclusion au sortir de ces tests est que la Nvidia RTX 3090 est un excellent choix si on doit affronter régulièrement des rushes en très haute résolution (8K 12K...) et qu'on travaille sous Davinci Resolve pour un travail d'étalonnage même "lourd".

Par conséquent même dans le cadre d'une telle activité on n'est pas obligé de convoquer les cartes les plus haut de gamme comme la série des "Quadro" du même constructeur.

Deuxième conclusion
La comparaison de prestation dans les mêmes conditions rigoureusement de la 3090 avec la RTX 1070 nous indique par ailleurs qu'au sein de la gamme Nvidia on peut faire probablement d'autres choix (3080, 3070, 3060 ou même en dessous) en fonction du confort qu'on attend de notre station, en terme de qualité d'affichage, de fluidité, de temps d'attente, de temps d'export etc.

La 1070 prouve que même une petite carte est déjà capable faire une partie du travail avec du 8K raw, d'autant plus si on utilise les facilités qu'offre Resolve (du moins avec le RAW de RED) consistant notamment dans la réduction de la qualité d'affichage (débayerisation dans une résolution inférieure).

Et ce même avec un processeur qui n'est pas spécialement foudroyant comme le Xeon que nous avons.

Les essais réalisés permettent du reste de se faire une idée de la répartion des rôles en terme de calculs entre le processeur central et la carte graphique sous Resolve. Sans surprise c'est la carte graphique qui se taille la part du lion dans cette répartition.

Troisième conclusion
Dans aucun des essais avec la 3090 la mémoire (du système) ni la mémoire embarquée par cette carte (24 GB quand même) n'a mis les opérations en difficulté.

La 1070 sans surprise avec ses 8 petits GB de VRam a bien du mal dès qu'on pousse un peu les choses.

Les limites
Les limites de ces essais c'est que pour se faire une idée complète il faudrait essayer dans les mêmes conditions d'autres modèles Nvidia (la 3090 est plus avancée de 2 générations par rapport à la 1070....) et comparer également avec les cartes du concurrent AMD.

Nous en feront probablement certaines dans l'avenir.

De la même façon on pourrait aussi voir ce qu'il en est avec la version gratuite de Resolve et aussi avec d'autres softs comme Adobe Premiere etc.

Tout laisse penser en tout cas que même avec Resolve (version 17 Studio) réputé difficile à faire tourner, point n'est besoin en tout cas d'un ordinateur "bête de course" tels qu'on peut en voir dans les offres de certains intégrateurs.