Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
Материал этот, как нетрудно догадаться из названия, посвящен анонсированному сегодня новому видеочипу AMD и семейству видеокарт 58xx, построенному на его базе. Также будут кратко описаны некоторые нововведения, которые компания AMD решила приурочить к анонсу преемника RV790.
Архитектурные особенности
Не буду утомлять читателей долгими рассуждениями, перейду сразу к делу. AMD явила миру линейку видеокарт Radeon HD 58xx. Все сильные стороны нового видеоадаптера уместились на одном слайде:
Поговорим о них подробнее.
Первым идет упоминание о новом видеочипе, который, вопреки многочисленным предположениям, назван собственным именем Cypress, а не буквенно-цифровым сочетанием. AMD решила позаимствовать способ обозначения видеочипов у CPU и ныне стала присваивать графическим процессорам собственные имена. Решение удачное, особенно учитывая, сколько разных модификаций обычно вырастает из одного чипа. Использование собственных имен позволит хорошо привязать оригинальное название к конкретной модификации GPU и запомнить их полный перечень. Это всяко проще, чем ассоциировать в уме трехзначные числа, определяющие видеочипы, и четырехзначные названия видеокарт:
Также из этого слайда можно почерпнуть информацию о ближайших анонсах и распределении по секторам рынка ожидаемых продуктов: в текущем году будут представлены новый двухчиповый флагман, призванный заменить HD 4870x2, и одночиповое middle-end решение, а в начале следующего года - несколько недорогих бюджетных решений.
Характеристики новой видеокарты выглядят впечатляюще:
Количество текстурных блоков, ROP и универсальных процессоров возросло аж в два раза, число транзисторов - более чем вдвое, хороший результат! Но почему именно в два раза? Ответ нам дает слайд со схематическим строением видеочипа:
Сравните его со схемой RV770 . Грубо говоря, 40-нм техпроцесс позволил запихнуть в один кристалл двойной набор универсальных процессоров, текстурных блоков и ROPов:
Обратите внимание - контроллеров памяти осталось прежнее количество, а в слайде с ТТХ ничего не сказано про ширину шины. Все потому, что она все так же 256-битная. Производители уверяют нас в том, что этого вполне достаточно: увеличенной до 1200 МГц частоты памяти вполне хватает. Что же, посмотрим по тестам, насколько это заявление верно.
Кстати, о видеопамяти. Одна из причин малого уровня энергопотребления видеокарты - возможность аппаратно изменять напряжение питания и тактовую частоту работы чипов GDDR5. Многое было сделано для уменьшения аппетитов и при разработке видеочипа. Так, например, частоты в 2D-режиме составляют всего 155 и 300 МГЦ (GPU и видеопамять соответственно).
Cypress - первый чип, обладающий полной поддержкой DirectX11 . Некоторые преимущества новой версии можно увидеть на слайде:
Блок тесселяции позволяет увеличивать число полигонов на объектах (читай - повышать детализацию), не создавая дополнительную нагрузку на другие части ПК. Блок тесселяции присуствует в видеочипах AMD (ATi) ещё со времен 2900XT, однако использовать этот блок до сей поры не представлялось возможным из-за сильного падения производительности (часть функций реализовывалась программно). Для OpenGL уже существует аддон к драйверам, позволяющий использовать этот метод, но, насколько мне известно, широкого распространения он не получил.
В Shader Model 5.0 сняты некоторые ограничения, присутствующие в ранней версии (подробнее можно посмотреть ). А сжатие HDR-текстур позволит качественно улучшить картинку, выдаваемую последними (выставить большее разрешение экрана, например).
Естественно, что при упоминании о DirectX11 возникает вопрос об играх, позволяющих оценить в деле все красивые цифры и заявления. Не буду вести пространных речей по этому поводу, а просто покажу очередной слайд:
Скажу пару слов о технологии Eyefinity, которая, говоря по-простому, позволяет из нескольких мониторов сделать один большой. Одно из основных направлений применения данной разработки - игры, ведь, как известно, врага (даже виртуального) лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать:
Поддержка этой "фичи" со стороны драйверов уже присутствует, да и многие известные игры (например, Crysis) позволяют выставить такие огромные разрешения, как 5760 х 1200.
Самое интересное в Eyefinity не идея, а реализация. Комбинацию из мониторов (коих может быть до шести штук) можно сконфигурировать как душе угодно:
Такая гибкая настройка стала возможной благодаря новому контроллеру портов вывода, позволяющему подключить до 6 мониторов к одной видеокарте (используя разъемы DisplayPort):
Конструкционные особенности платы
В нашу тестовую лабораторию попал новый флагман линейки, Radeon HD 5870. Первое, что бросается в глаза при его визуальном осмотре - длина платы, составляющая 29 см (вместе с крепежной планкой):
Перевернув карту, увидим, что GPU лишь немного сместился относительно разъема к задней части платы:
Разбирать плату представитель компании AMD нам категорически запретил, поэтому детально её рассмотреть пока не представляется возможным. Однако, если верить иным источникам (ищущие найдут) с системой охлаждения, отличной от референсной, длина видеокарты будет меньше (как минимум на 1 сантиметр).
Система охлаждения на видеоадаптере HD 5870 двухслотовая, что позволило разработчикам сделать видеокарту очень тихой - при работе под нагрузкой (Fur Mark Stability Test) уровень шума на расстоянии 1 метр от нее отличался от фоновых 40 дБ всего на 2 дБ, а температура видеочипа не поднималась выше 88 градусов.
Узнать о назначении двух крупных отверстий в кожухе карты не представилось возможным, а предположение о том, что это воздуховоды, отпало после первого же теста.
Выброс отработанного воздуха осуществляется сквозь прорези в красной пластиковой накладке и небольшую решетку в крепежной планке:
На последней фотографии можно увидеть разъемы: два DVI, один HDMI и один DisplayPort. От S-Video разработчики решили отказаться из-за его морального устаревания и неоправданности затрачиваемых на его установку средств.
Дополнительное питание подключается к двум шестиконтактным разъемам, установленным с торцевой стороны:
Присланная производителем вместе с комплектом драйверов утилита GPU-Z корректно опознала видеочип и выдала о нем подробную информацию:
Тестовая система, приложения
Тестирование всех четырех видеокарт производилось на тестовом стенде следующей конфигурации:
- WD1500AHFD (WD Raptor 150 Гбайт)
- WD6401AALS (WD Caviar Black 640 Гбайт)
Наряду с видеокартой ATI Radeon HD 5870 1 Gb в тестировании сегодня участвовали следующие видеоадаптеры:
Программное обеспечение:
- GeForce GTX 295, GTX 285: ForceWare 190.62
- Radeon HD 4890: Catalyst 9.9
- Radeon HD 5870: 8.66 RC6
По всей видимости, поставляемые с HD 5870 драйвера затачивались исключительно под новинку: распознавание других плат (4890, например) происходило некорректно, артефакты появлялись даже в 2D-режиме, а CF-связка из двух HD 4890 не определилась вовсе. В качестве тестовой ОС была выбрана Windows Vista SP2 из соображений приемственности результатов. Исследование производительности HD 5870 под Windows 7 будет предложено вашему вниманию позже.
Во всех играх, задействованных в тесте, выставлялось максимальное качество изображения, 3D Mark Vantage запускался в режиме "Xtreme", 3D Mark 06 - с настройками по умолчанию.
Сводная таблица, представленная ниже, содержит характеристики всех задействованных в процессе теста видеокарт.
| Gainward GTX 285 | BFG GeForce GTX 295 | ATi Radeon HD 5870 | Sapphire Radeon HD 4890 | |
|---|---|---|---|---|
| Видеочип | GT200 | 2 x GT200 | Cypress | RV790 |
| Техпроцесс, нм | 55 | 55 | 40 | 55 |
| Число транзисторов, млн. шт | 1400 | 1400 | 2150 | 959 |
| Площадь видеочипа, мм 2 | 470 | 470 | 334 | 282 |
| Универсальные процессоры, шт | 240 | 2 x 240 | 1600 | 800 |
| Текстурные блоки, шт | 80 | 2 х 80 | 80 | 40 |
| ROP, шт | 32 | 2 x 28 | 32 | 16 |
| Тактовая частота, МГц | 648 / 1242 | 576 / 999 | 850 | 850 |
| Шина памяти, бит | 512 | 2 x 448 | 256 | 256 |
| Тип памяти | GDDR3 | GDDR3 | GDDR5 | GDDR5 |
| Объем памяти, Мбайт | 1024 | 2 x 896 | 1024 | 1024 |
| Тактовая частота памяти, МГц | 738 (1476) | 621 (1242) | 1200 (4800) | 975 (3900) |
| Макс. потребляемая мощность, Вт | 160 | 215 | 188 | 170 |
ATI Mobility Radeon HD 5870 - высокопроизводительная видеокарта с полной поддержкой DirectX 11 для ноутбуков от компании AMD. На момент выхода (январь 2010) Radeon HD 5870 в паре с памятью GDDR5 должна быть самой быстрой видеокартой для ноутбуков доступной на данный момент (за исключением SLI/CF). Технически, она основана на базе чипа Radeon HD 5770 (RV840) для настольных компьютеров с более низкой частотой.
Интерфейс памяти Mobility 5870 образован из двух 64-битных контроллеров, ведущих к 128-битной шине памяти, что позволяет получить доступ максимум к 1024 MB DDR3 или GDDR5 (512 MB GDDR3). Если в ноутбуке используется память стандарта (G)DDR3, то производительность видеокарты заметно падает.
HD 5870 основан на 800 MADD ядрах (потоковых процессорах), которые сгруппированы в 160 5-мерных групп. Ядро поддерживает функции DirectX 11 в аппаратных средствах (Tessellation, OIT, Post-Processing, Shadows, HDR Texture Compression). Кроме того, в чипе могут присутствовать 16 ROPs, 40TMUs и 40 TAUs. В целом, чип построен на 1040 Mio транзисторах, общая вычислительная мощность которых, теоретически может достигать 1.12 TFLOPS.
Согласно AMD, серия HD 5000 также была улучшена для общей обработки (так серия HD 4000 не была оптимизирована для этого). Следовательно, потоковая производительность ATI, для приложений OpenCL и DirectCompute 11 должна быть значительно выше.
По сравнению с предыдущим поколением (в данном случае Mobility Radeon HD 4870), HD 5870 должна быть почти на 20% быстрее, об этом заявляет AMD. Но это утверждение верно лишь для версии HD 5870 + GDDR5 (в противном случае шина памяти может тормозить работу видеокарты). Игровой производительности Radeon HD 5870 должно быть достаточно для всех современных игр (2009-2010 годов), идущих при максимальном разрешении и самой детальной прорисовке. При антиалиасинге 4x (полноэкранном сглаживании) при разрешении 1920x1200 без задержек работают следующие игры: Left4Dead, UT3, Devil May Cry 4, Far Cry 2, ET:Quake Wars и Wolfenstein MP (можно увидеть свыше 30 кадров в секунду согласно AMD). По сравнению с NVIDIA GeForce GTX 280M (предыдущим лидером в сегменте мобильных видеокарт), новая HD 5870 должна быть более быстрой.
Серия Mobility Radeon HD 5000 включает улучшенный видео процессор (UVD2), для декодирования видео высокого разрешения (HD). Новая версия способная декодировать два потока HD-видео одновременно (например, для Blu-Ray картинка-в-картинке), если видеокарта имеет достаточно широкую шину памяти с высокой частотой (вероятно, это возможно только для версии с GDDR5). С тех пор как появился проигрыватель Flash 10.1 Beta, серия видеокарт 5000 также способна ускорять обработку видео Flash HD (подобно YouTube).
Особенностью серии HD 5000 является способность передавать аудио-файлы в HD-формате (подобно Dolby True HD или DTS HD Master Audio), вплоть до 8 каналов и 192 кГц / 24-бит через HDMI 1.3a. Как и серия HD 5000 для настольных компьютеров, Mobility HD 5870 также поддерживает технологию Eyefinity, позволяющую одновременно подключать к видеокарте до 6 мониторов одновременно. Конечно, это зависит от того, сколько выходов на монитор заложено компанией-производителем в каждом конкретном ноутбуке (и как они связаны). При этом большинство ноутбуков поддерживает три экрана одновременно (внутренний и два внешних).
Из-за высокого силового потребления Mobility Radeon HD 5870, подходит только для большого ноутбука с хорошей (и возможно громкой) системой охлаждения. Согласно AMD, на каждый потребляемый ватт производительность у ATI Mobility Radeon HD 5870 выше, нежели у других видеокарт. При этом и само энергопотребление удалось снизить, благодаря Memory Clock Scaling и Clock Gating. Кроме того, чип поддерживает PowerXpress (с чипсетом AMD) и Switchable Graphics (с Intel), позволяющие переключаться между встроенной и дискретной видеокартой (с улучшенным временем переключения).
По сравнению с графическими картами для настольных ПК, Mobility Radeon HD 5870 находится, примерно, между Radeon HD 5750 и 5770.
| Производитель: | ATI |
| Серия: | Mobility Radeon HD 5800 |
| Код: | Broadway-XT |
| Потоки: | 800 - unified |
| Тактовая частота: | 700* МГц |
| Частота шейдеров: | 700* МГц |
| Частота памяти: | 1000* МГц |
| Разрядность шины памяти: | 128 Бит |
| Тип памяти: | DDR3/GDDR3/GDDR5 |
| Максимум памяти: | 1024 Мб |
| Общая память: | нет |
| DirectX: | DirectX 11, Shader 5.0 |
| Энергопотребление: | 50 Вт |
| Технология: | 40 нм |
| Дополнительно: | Eyefinity (up to 6 displays), HD Audio (Dolby True HD, DTS HD), HDMI 1.3a, Avivo HD (UVD2.2) |
| Размер ноутбука: | большой |
| Дата выхода: | 07.01.2010 |
| Информация: | 1.12 TFLOPS |
| Ссылка на производителя: | http://www.amd.com/us/products/notebook/graphics/ati-mobility-hd-5800/Pages/ati-mobility-hd-5800.aspx |
* Указанные тактовые частоты могут быть изменены производителем
Введение
Изначально мы хотели назвать статью "ATI Radeon HD 5870: учимся на ошибках nVidia". Впрочем, это было бы несколько некорректно. Но позвольте пояснить, почему возникла такая мысль. Когда nVidia представляла видеокарты GeForce GTX 260 и GTX 280 больше года назад, компания знала, что она обладала самыми быстрыми моделями на рынке, поэтому не побоялась выставить цену $650.
Каким же ударом оказался выход Radeon HD 4870 через несколько недель позже, причём новая видеокарта обошла GeForce GTX 260 за $400 при цене всего $300. Конечно, AMD не отобрала "корону производительности" - у nVidia оставалась самая быстрая видеокарта. Но энтузиасты (особенно те, кто сразу же купил одну из видеокарт линейки GeForce GTX 200) почувствовали себя не очень комфортно, когда видеокарты nVidia сразу же опустились до более конкурентоспособных цен. Конечно, всегда приятно больше заработать на мощном GPU. Но это не всегда хорошо сказывается на лояльности потребителей к компании.
В общем, AMD, похоже, усвоила урок или два от "зелёной" компании. Поэтому AMD объявила свою флагманскую видеокарту по цене $400, а вторая по производительности модель на том же дизайне поступит в продажу за $259. Конечно, цену нельзя назвать низкой, но две видеокарты позиционируются как "убийцы" GeForce GTX 295 и GeForce GTX 285. Могут ли новинки опустить цены на самые быстрые видеокарты nVidia?
Одна видеокарта, три монитора, действительно удобно. Нажмите на картинку для увеличения.
Они начинают нас пугать
На брифинге ATI Radeon HD 5870, который проводился внутри списанного авианосца U.S.S. Hornet, смешалась как обычная, так и техническая пресса. Поэтому когда началась презентация, и компания начала рассказывать о том, что пользователь покупает видеокарту на основе своего положительного опыта, мы начали переживать, что дальше мы услышим о 3D-играх, которые на новых видеокартах, наконец, пойдут уже достаточно быстро. Однако суть оказалось в том, что обычных пользователей мало интересуют мегагерцы, блоки шейдеров или объём памяти; им нужны плавные игры, простое перекодирование и безупречное воспроизведение Blu-ray. Будем надеяться, что вы относитесь к энтузиастам, кому интересно услышать о Cypress, более двух миллиардах транзисторов и 40-нм техпроцессе. Мы надеемся, что движок внутри Radeon HD 5870 вам достаточно интересен, чтобы с ним подробно ознакомиться.
Нажмите на картинку для увеличения.
К счастью, после первоначального доклада AMD перешла к более технической части презентации линейки GPU Evergreen: мы узнали много подробностей о дизайне чипов, начиная с Hemlock с двумя GPU, затем Juniper для массового рынка, заканчивая Redwood и Cedar начального уровня, которые должны выйти в 2010 году.
Мы также смогли получить немало информации о DirectX 11, Windows 7, Stream Computing, технологии ATI Eyefinity, энергопотреблении, воспроизведении видео и, конечно, производительности. Вам предстоит узнать немало информации, и начнём мы с GPU Cypress, которое является "сердцем" двух новых видеокарт.
Cypress в подробностях
AMD гордится тем, что попадает в "золотую середину". Сначала это случилось в прошлом году, когда AMD представила GPU, укрепившийся на производительном сегменте. Затем компания смогла сделать из него двухпроцессорное решение, отобрав корону производительности. После этого "золотая середина" позволила взять прежние принципы дизайна и представить варианты для массового рынка по цене около $100.
Принцип "золотой середины" сыграл на руку AMD, будучи опробованным вместе с выпуском RV770. Конечно, если обратиться к истории, то можно сделать картину более полной: видеокарта Radeon HD 4870 обеспечила прекрасное соотношение производительность/цена, модель Radeon HD 4870 X2 стала топовой видеокартой для рождественского/новогоднего сезона 2008 года, а линейки Radeon HD 4600 и 4500 смогли достойно конкурировать с предложениями nVidia для массового рынка, которые до этого были привлекательнее, чем старые видеокарты на основе линейки Radeon HD 3800.
Данный подход, конечно, противоречит стратегии nVidia, которая пока ещё не получила название, но мы можем обозначить её как "либо всё, либо ничего". Как известно, GT200 оказалась "монстром" с 1,4 млрд. транзисторов и площадью кристалла 576 квадратных миллиметров на 65-нм техпроцессе. nVidia так и не упомянула размеры при переходе на 55-нм техпроцесс с чипом GT200b. Впрочем, неофициально мы видели что-то около 490 квадратных миллиметров. Даже на 40-нм техпроцессе чипы следующего поколения nVidia наверняка будут крупнее, чем нынешний 55-нм флагман, то есть можно ожидать следующего "монстра".
Насколько золотая середина?
Ну не прекрасно ли? Нажмите на картинку для увеличения.
Кстати, слайд, посвящённый подходу "золотая середина" с GPU Evergreen, очень напоминает прошлогодний.
Первый (и самый сложный) чип Evergreen с кодовым названием Cypress будет позиционироваться на сегмент $300-$400. AMD планирует представить дизайн Hemlock на паре подобных GPU ближе к концу года. И хотя мы слышали об ограничениях по энергопотреблению, которые заставят снизить частоты дизайна Hemlock, AMD утверждает, что чётко регламентирует всё, начиная от списка материалов и заканчивая BIOS видеокарты к её выходу. Juniper также появится в четвёртом квартале 2009 года для ценового сегмента $199, а Redwood и Cedar будут представлены в следующем году, они позволят привнести поддержку DirectX 11 в компьютеры пользователей по цене меньше $100.
AMD впервые протестировала новый техпроцесс TSMC в апреле с производством Radeon HD 4770 . В то время мы даже собрали конфигурацию CrossFire с двумя видеокартами , после чего признали её просто непобедимой за $220. К сожалению, компания огорчила своих потенциальных покупателей, поскольку в канале ощущался дефицит Radeon HD 4770, да и цены были намного выше рекомендуемых. В чём проблема? По слухам, виновником оказался слишком большой ток утечки у кристаллов TSMC, что привело к низкой доле выхода годных чипов. AMD вряд ли могла много сделать в этой ситуации, но мы сомневаемся, что потребители и продавцы остались довольны.
Прошло пять месяцев, и с этими проблемами, скорее всего, уже покончено, поскольку Cypress производится по такому же 40-нм техпроцессу. Это, кстати, неплохо, так как 40-нм фотолитография крайне желательна для столь большого числа транзисторов - 2,15 млрд. Не менее впечатляет и то, что сложный дизайн Cypress упакован на кристалле площадью 334 квадратных миллиметра. Конечно, это несколько крупнее, чем 263 квадратных миллиметра у RV770, но новинка у AMD по-прежнему существенно меньше, чем кристалл GT200b на 55 нм. В этом и заключается преимущество более совершенного техпроцесса. У AMD теперь производится самый сложный GPU в мире с 2,1 млрд. транзисторов, при этом он меньше по площади своего принципиального конкурента с 1,4 млрд.
Cypress содержит больше, чем в два раза транзисторов по сравнению с предшественником - у него было 956 миллионов. Что же сделала AMD, чтобы новейшее поколение оказалось настолько более сложным?
Ставим цели
AMD утверждает, что при разработке нового дизайна было поставлено пять целей. Первая в списке - добавление поддержки DirectX 11, чтобы видеокарта сопровождала выход операционной системы Windows 7. Действительно, лучше момент подобрать было сложно, так как операционная система Microsoft следующего поколения уже находится в готовом состоянии RTM и вскоре поступит на прилавки магазинов.
Во-вторых, AMD желала улучшить производительность игр DirectX 9, 10 и 10.1. Поскольку игры под DirectX 11 ещё не выходят на рынок, компания знает, что в течении многих месяцев после анонса производительность видеокарты будут оценивать по "наследственным" старым тестам и играм.
В-третьих, компания решила серьёзно улучшить поддержку потоковых вычислений. В этой сфере доминировала архитектура nVidia CUDA сразу же после своего старта. Поскольку OpenCL 1.0 и DirectCompute теперь становятся стандартом у разработчиков в деле поддержки GPGPU, AMD представился первый шанс достойно выйти вперёд.
В-четвёртых, компания нацелилась удвоить производительность предыдущего поколения, оставшись в пределах прежнего теплового пакета. По собственным измерениям AMD, цели достичь удалось. Хотя на этот раз максимальный тепловой пакет (TDP) всё же выше, энергопотребление в режиме бездействия существенно ниже.
Как удалось удвоить производительность?
Наверное, самым простым способом для удвоения вычислительной мощности GPU будет увеличение в два раза числа ресурсов, влияющих на производительность. В итоге мы получили скорость вычислений 2,7 TeraFLOPS с одинарной точностью и 544 GigaFLOPS с двойной точностью.
| Radeon HD 5870 | Radeon HD 4870 | |
| Площадь кристалла | 334 мм² | 263 мм² |
| Число транзисторов | 2,15 млрд. | 0,956 млрд. |
| Пропускная способность памяти | 153 Гбайт/с | 115 Гбайт/с |
| AA Resolve | 128 | 64 |
| Z/Stencil | 128 | 64 |
| Текстурные блоки | 80 | 40 |
| Блоки шейдеров/ потоковые ядра/ АЛУ | 1600 | 800 |
| Энергопотребление платы в режиме бездействия | 27 Вт | 90 Вт |
| Энергопотребление платы при активной нагрузке | 188 Вт | 160 Вт |
Если у RV770 присутствовало 10 массивов SIMD, то у Cypress их уже 20. Как и раньше, каждое ядро содержит 16 потоковых процессоров. И каждый потоковый процессор содержит пять АЛУ, которые AMD называет потоковыми ядрами. Умножьте эти числа, после чего вы получите 1600 потоковых ядер или блоков шейдеров. Тысяча шестьсот блоков шейдеров на 850 МГц как раз дают вычислительную мощность 2,7 TFLOPS в идеальных условиях.
Диаграмма Cypress. Нажмите на картинку для увеличения.
Как и у предыдущего поколения, текстурные блоки привязаны к массивам SIMD - по четыре на массив. Поскольку массивов насчитывается 20, мы получаем 80 текстурных блоков в сумме. Конечно же, у RV770 этих блоков присутствовало 40.
О новом флагмане 3D-графики компании AMD слухи ходят довольно давно, однако особый интерес пользователи всемирной паутины начали проявлять за несколько недель до официального анонса, в начале сентября. Новостные ленты, форумы и блоги постоянно обновлялись, и земля полнилась слухами о характеристиках новой топ-модели среди 3D-ускорителей. И вот, наконец, настал день официального анонса. Сегодня мы рассмотрим ключевые особенности новинки, поговорим о технологических новшествах и проведём тестирование нового флагмана AMD. Итак, компания AMD положила начало развитию поколения графических чипов семейства Evergreen (вечнозелёные). Для лучшего восприятия пользователями, маркетологи AMD решили отказаться от цифро-буквенных обозначений своих GPU и теперь все графические новинки компании носят собственные имена. Первым представителем нового семейства является чип с кодовым именем Cypress (Кипарис), который должен стать основой флагманских графических ускорителей с одним GPU. Позднее появятся чипы Hemlock (тсуга - американское хвойное дерево), Juniper (можжевельник), Redwood (красное дерево) и Cedar (кедр), которые должны занять все остальные ниши рынка, от недорогих до Ultra Hi-End решений. Таким образом, примерно в течение полугода AMD планирует проводить активную компанию по завоеванию наших с вами предпочтений. Чип Cypress, являющийся основой для AMD Radeon HD 5870, не является всего лишь слегка доработанным RV770 под новой вывеской. Это абсолютно новое решение, значительно переработанное на аппаратном уровне в сравнении с RV770/RV790. Для успешного продвижения новинки на мировом рынке, она должна обладать не только высокой производительностью, но и рядом других, порой не менее важных потребительских характеристик, таких, как функциональность, режимы визуализации повышенного качества и поддержка современных технологий. Давайте посмотрим, насколько инженеры AMD продвинулись вперёд при разработке чипа Cypress и графического ускорителя Radeon HD 5870, построенного на его основе.
Блок-схема GPU Cypress
Отличия AMD Radeon HD 5870 от представителей предыдущего поколения приведены в следующей таблице:| Radeon HD 4870 | Radeon HD 4890 | Radeon HD 5870 | |
| Площадь чипа, кв. мм. | 263 | 263 | 334 |
| Тех. Процесс, нм | 55 | 55 | 40 |
| Кол-во транзисторов, млрд. шт. | 0,956 | 0,959 | 2,15 |
| Частота ядра, МГц | 750 | 850 | 850 |
| Частота памяти, МГц (QDR) | 3600 | 3900 | 4800 |
| Кол-во текстурных блоков | 40 | 40 | 80 |
| Кол-во шейдерных процессоров | 800 | 800 | 1600 |
| Объём памяти, Мб | 512/1024 | 1024 | 1024 |
| Поддерживаемые API | DirectX 10.1 | DirectX 10.1 | DirectX 11 |
| Поддержка Eyefinity | Нет | Нет | Есть |
Очевидно, что новинка от AMD значительно отличается от флагманского ускорителя предыдущего поколения - AMD Radeon HD 4890. Различия между этими решениями заключаются не только в количестве функциональных блоков, но и в поддерживаемых технологиях, о которых мы расскажем чуть подробнее далее.
Поддержка Microsoft DirectX 11
AMD Radeon HD 5870 – первый в мире графический ускоритель с поддержкой всех функций из набора API DirectX 11. Ниже приведена выдержка из слайдов компании AMD, в которых наглядно демонстрируются ключевые отличия DirectX 11 от DirectX 10 и 10.1Стоит отметить, что все решения AMD, поддерживающие DX 11, полностью совместимы с предыдущими версиями DirectX. Итак, давайте разберёмся, что же кардинально новое несет одиннадцатая версия.
Аппаратная тесселяция
Применительно к 3D графике, тесселяция – процесс разбиения изображения на более мелкие формы, например треугольники или четырёхугольники. Применение тесселяции в компьютерных играх обусловлено необходимостью повышения уровня детализации трёхмерных объектов. До появления DirectX 11 и совместимой аппаратуры, применение тесселяции существенно нагружало подсистему памяти и накопители, поскольку требовало передачи огромных объёмов данных. Современный подход к тесселяции должен заметно снизить требования к пропускной способности памяти и дать возможность активно использовать тесселяцию в новейших компьютерных играх. Надо сказать, что блок тесселяции присутствует в графических ускорителях AMD, начиная с Radeon HD 2900XT, однако, к сожалению, его использование в среде DirectX 11 невозможно. Для тесселяции в DirectX 11 используются дополнительные стадии вычислений - Hull Shader (поверхностный шейдер) и Domain Shader (областной, или зональный шейдер), выполнение которых невозможно на ускорителях предыдущих поколений, поэтому имеющийся аппаратный блок тесселяции не пригодился.Кроме очевидных визуальных бонусов, необходимо отметить ещё один приятный факт – масштабируемость. Представим себе модель, данные о которой передаются для обработки GPU, в частности, блоку тесселяции. Этот блок, в зависимости от уровня производительности конкретного GPU, может варьировать количество разбиений объекта для того, чтобы общая производительность оставалась на приемлемом уровне.
Многопоточная визуализация
Уже ни для кого не секрет, что одним из самых действенных методов по увеличению производительности вычислительной техники является одновременная обработка нескольких потоков данных. Самый яркий пример - многоядерные процессоры, которые с недавних пор стали по-настоящему доступными для широких масс потребителей. Теперь настало время задуматься о более эффективном использовании ресурсов современных GPU для ускорения визуализации 3D графики в играх. В то время, как DirectX 10 позволяет передавать команды визуализации лишь из одного потока, в DirectX 11 реализована многопоточная визуализация, которая даёт возможность создавать так называемые дисплейные списки из нескольких потоков и выполнять их из главного потока визуализации.Сжатие текстур
Методы сжатия текстур, реализованные в DirectX 10 и более ранних версиях, не позволяют визуализировать трёхмерные миры с необходимым уровнем качества. Именно поэтому в DirectX 11 разработчики внедрили новые форматы сжатия текстур - BC6 (для работы с HDR текстурами) и BC7 (узкий динамический диапазон RGB или RGBA текстуры). Новые методы позволяют разработчикам игр использовать значительно большие по объёму текстуры, а использование текстур с широким динамическим диапазоном позволит значительно повысить качество картинки.Технология Eyefinity
Над улучшением восприятия компьютерных игр разработчики трудятся уже не один десяток лет. Шлемы виртуальной реальности, виртуальные очки и даже системы управления персонажами при помощи силы мысли - всё это мы уже когда-то проходили. К сожалению, до сих пор ни одно из перечисленных решений не может похвастать массовым спросом. Каждый подход имеет ряд достоинств, которые, к сожалению, не перекрывают недостатков. С выходом Radeon HD 5870 компания AMD предлагает свой вариант расширения границ визуального восприятия компьютерных игр посредством технологии Eyefinity (впрочем, данная технология может с успехом использовать не только в играх). Давайте разберёмся, что именно нам предлагает AMD.Аппаратная часть Eyefinity
Специальный аппаратный комплекс позволяет подключать к одной видеокарте нового поколения до шести мониторов, при этом возможно создавать различные конфигурации подключения. Количество и тип разъёмов на конкретной плате могут отличаться, в зависимости от предпочтений производителя. Перед вами пример расположения мониторов в зависимости от количества и типа решаемых задач. После подключения и размещения дисплеев за дело берутся драйверы видеокарты, которые позволяют тонко настроить рабочее пространство.
Программная часть Eyefinity
После того, как система успешно "опознала" все подключенные устройства вывода изображения, можно приступать к настройке. Новые драйверы Catalyst позволяют выставлять различные режимы работы мониторов, включая стандартные режимы клонирования и расширения рабочего стола на несколько мониторов. Однако главной особенностью Eyefinity является возможность объединения разного количества мониторов в единое рабочее пространство. При этом система работает как будто с одним огромным монитором, но со сверхвысоким разрешением.Технология Eyefinity может работать как с оконными, так и с полноэкранными 3D-приложениями. Причём, по заявлению AMD, для поддержки этой технологии в компьютерных играх не требуется устанавливать какие-либо специализированные патчи или дополнительные драйверы. Всё, что нужно, так это поддержка высоких разрешений в самой игре. Если рассматривать ситуацию в идеале, вот что примерно должно получиться:
При правильной расстановке и грамотном выборе мониторов, в играх с поддержкой высокого разрешения пользователь должен практически полностью погрузиться в игру благодаря работе так называемого бокового зрения. Теоретически, спустя некоторое время, вы должны начать реагировать на движение объектов, находящихся сбоку от вас, практически так же, как и в реальной жизни. Конечно, демонстрационные слайды выглядят впечатляюще и вызывают доверие, однако несколько позже мы обязательно проверим работу Eyefinity в нашей тестовой лаборатории и поделимся с вами своими впечатлениями. Надо сказать, что уже сейчас есть ряд вопросов, о которых стоит задуматься и на которые необходимо обратить внимание, а именно:
- насколько сильно будут мешать рамки мониторов, ведь идеально состыковать изображения не получится даже на самых "тонкостенных" панелях.
- будет ли достаточна производительность AMD Radeon HD 5870 при работе в столь высоких разрешениях, например, 3840x2048 и выше
- действительно ли вопрос совместимости решается исключительно силами драйверов? Или некоторым играм всё же необходимы "заплатки"?
Полноэкранное сглаживание и анизотропная фильтрация
Одним из методов повышения качества изображения в современных играх является полноэкранное сглаживание (Antialiasing, или AA). Поскольку использование различных методов AA требует от 3D-ускорителя дополнительных усилий, жизненно необходимым условием является поддержание комфортного уровня производительности при включении того или иного метода сглаживания. Новые решения AMD серии HD 58xx позволяют получить практически двойной рост производительности в различных режимах MSAA (Multi Sample Antialiasing) по сравнению с предыдущим поколением HD 48xx. Кроме того, теперь пользователь может использовать так называемый суперсэмплинг, который применялся на заре развития 3D-ускорителей, но уступил место более экономным методам сглаживания, хотя и превосходил их в качестве. Суть этого метода заключается в том, что кадр визуализируется в разрешении, превышающим установленное разрешение в игре. Теперь, когда пропускная способность памяти значительно возросла, этот метод переживает второе рождение. В будущем, нам предстоит выяснить все тонкости современной реализации SSAA. Ещё один немаловажный фактор – анизотропная фильтрация текстур. По заявлениям инженеров AMD, новый алгоритм фильтрации обеспечивает идеальное качество без потери производительности. На данный момент в драйверах доступно несколько режимов анизотропной фильтрации. Исследование особенностей этих режимов возможно станет темой одного из наших будущих материалов. На этом мы завершаем обзор общих возможностей Radeon HD 5870 и переходим к практическим исследованиям.5870 была выпущена в сентябре 2009 г. и являлась настоящим высокотехнологичным произведением искусства. Она была не просто самым быстрым графическим ускорителем, который когда-либо выпускался, с вычислительной мощностью 3 Тфлоп/с. Так получилось, что это был первый в мире графический чип, обеспечивший поддержку нового API DirectX 11 компании Microsoft. Также в карте дебютировал ряд новых технологий, которые революционизировали компьютерные игры.
Таким образом, выход HD 5870 стал знаменательным событием. Однако, как бы то ни было, видеокарта не в полной мере отвечала ожиданиям пользователей. Более того, не все сюрпризы оказались положительными.
Изменение стратегии
Представляя карту в Лондоне, AMD в течение первых 20 минут убеждала присутствующих в том, что после десятилетней гонки за сверхвысокой производительностью индустрия компьютерной графики начала терять почву под ногами. Графические процессоры стали неудобно большими. Потребляемая мощность, размеры платы, цены - все стремительно росло. Выпущенная летом 2007 года HD 2900 была огромной, перегревающейся видеокартой, которая стоила очень дорого, но высокую производительность обеспечить не могла. Графическое подразделение ATI быстро шло ко дну. Нужно было что-то менять.
Приняв очень смелое решение, AMD решила изменить свою фундаментальную стратегию в отношении графических ускорителей. Компания отказалась принимать участие в бесполезной гонке с Nvidia в изготовлении больших, но плохих видеокарт. Вместо этого она решила создавать компактные и более дешевые чипы, а в моделях высокого уровня использовать 2 графических процессора.
Так родилась серия HD 3800. Она была намного лучше, чем 2900-я модель, и обеспечила хорошее соотношение производительности и стоимости, хотя и не являлась полной реализацией новой стратегии AMD. Это произошло в серии HD 4800.
Возрождение ATI
Видеокарты AMD были меньше, изящнее, эффективнее и элегантнее колоссальных графических чипов 4870-я модель обеспечивала 90 % производительности GTX примерно за 60 % от ее стоимости. Это была победа. Таким образом, центральная стратегия AMD обеспечила отличную производительность по цене, которую могли себе позволить простые смертные - в ценовом диапазоне 10-13 тыс. рублей.
Поэтому удивительно, что ГПУ, который лежит в основе Radeon HD 5870, значительно больше 4870-й модели, несмотря на то, что технологический процесс сократился с 55 до 40 нм. также значительно возросла.
Дизайн
Однако не стоит забегать вперед. Для оценки ценового предложения HD 5870 необходимо рассмотреть все функциональные возможности карты., Неудивительно что при ее создании использовался тот же подход, что и в 4800-й серии - сохранять все составные части маленькими и эффективными. Действительно, внутренняя структура нового чипа знакома всем, кто знал архитектуру 4800. Например, настройка асимметричного шейдера vec4+1, соотношение между количеством шейдеров и текстурных блоков, а также блоков вывода - все это не изменилось. Тем не менее есть и ряд отличий.
Внутренние элементы
Прежде всего, переход с 55-нм на 40-нм технологический процесс позволил разместить на кристалле большее количество транзисторов и, следовательно, повысить производительность и функциональные возможности ГПУ. К этому нужно добавить, что выпускавшиеся тогда процессоры AMD были примерно на 25 % больше, чем чип RV770, ставший основой графических процессоров 4800-й серии, и количество транзисторов возросло с 956 млн до почти 2,15 млрд.
Архитектура
AMD удвоила количество функциональных блоков по всем направлениям. HD 5870, таким образом, включает 1600 потоковых шейдеров, 80 текстурных блоков и 32 конвейера растровых операций ROP. Несмотря на ошеломляющую первую цифру, количество ROP действительно говорит о вычислительной мощи чипа. Это было первое увеличение числа конвейеров растровых операций после выхода в 2004 г.
Единственной областью, где удвоения не произошло, является шина памяти. Она осталась 256-битной. Однако благодаря тактовой частоте GDDR5, равной 1,2 ГГц, что соответствует эффективной скорости передачи данных 4,8 ГГц, пропускная способность ОЗУ увеличилась со 115 ГБ/с до 154 ГБ/с. Исходной была 1-гигабайтная версия 5870, за которой последовала 2-ГБ модель.
Процессор работает на частоте 850 МГц. Это на 100 МГц больше, чем у старой 4870-й модели, и наравне с 4890-й. В картах компаний-партнеров, таких как Gigabyte Radeon HD 5870, тактовая частота ГПУ была увеличена до 950 МГц, а ОЗУ - до 5 ГГц. Однако результатом этого было лишь незначительное общее увеличение производительности в играх, равное нескольким кадрам в секунду.
Функциональные возможности
По отзывам пользователей, видеокарта обладала чудовищной производительностью. За ней последовал выпуск более дешевой 5850-й модели с 1440 шейдерами, 72 текстурными блоками и более низкими тактовыми частотами ядра 725 МГц.
Серия 5800 стала самой первой графической системой с поддержкой DirectX 11. Ее основными преимуществами были улучшенная поддержка многоядерных процессоров, внедрение конвейера для вычислений общего назначения и, наконец, тесселяция.
Для графики наиболее важной была последняя функциональная возможность. Она должна была обеспечить гораздо более детализированную геометрию, которая в то время заметно отставала от потрясающих достижений в поверхностных эффектах и освещении.
AMD внесла ряд улучшений в архитектуру нового чипа. Наиболее заметным стало изменение вычислительной модели шейдерных модулей от нескольких потоков команд и данных MIMD к архитектуре SIMD (один поток команд - много потоков данных). Хотя теоретически первая была более гибкой, последняя являлась более эффективной и намного лучше подходила для больших объемов параллельных вычислений графического процессора.
Как бы то ни было, Nvidia перешла от MIMD к SIMD в серии GeForce 8, поэтому оба основных игрока согласились с тем, что это лучший способ работы видеокарты.
Также было проделано множество небольших изменений. Все - от текстурных блоков до ROP - было отполировано с целью улучшения производительности и визуального качества. Например, серия 5800 не только получила первую графическую архитектуру, способную обеспечить по-настоящему совершенную анизотропную фильтрацию, не зависящую от угла. Согласно AMD, карта обеспечивает 8-кратное сглаживание в обмен на минимальное снижение производительности по сравнению с 4x, до того являвшимся стандартом де-факто.
Следовательно, серия 5800 обеспечила наилучшее возможное качество пикселей. Симпатичное изображение - это очень хорошо, главным является реальное быстродействие 5870-й модели.
Тестирование
С 1600 шейдерами, 80 текстурными блоками и 32 ROP, было довольно естественно предположить, что новый сверхчип AMD возглавит рейтинги производительности. И видеокарта на практике не разочаровала. А тот факт, что ей это удалось с наименьшим уровнем потребления энергии, впечатлил еще больше.
Единственным небольшим разочарованием являлось то, что HD 5870 не вполне соответствовал обещаниям AMD о минимальном снижении производительности при работе с 8-кратным сглаживанием. Частота кадров в игре Crysis: Warhead при разрешении 1680р без сглаживания составила 38 к/с, в Far Cry 2 с 4х, сглаживанием и 2560p - 47 к/с, World in Conflict c такими же настройками - 35 к/с. По отзывам пользователей, потребляемая мощность в режиме ожидания равна 120 Вт, а под нагрузкой - 285 Вт.
Возможности подключения
Карта занимает 2 слота, что неудивительно. Она оборудована двумя портами DVI и по одному HDMI и DisplayPort. Это только одна из многих конфигураций разъемов видеокарты, ставших возможными благодаря переработанной логике вывода на дисплей. В принципе, 5870 может управлять 6 сигналами TMDS, объединяемых любыми способами (двухканальный DVI занимает 2 линии TMDS).
Для HDMI-аудио NVIDIA требовала подключения через SPDIF-переходник для видеокарты внешнего источника звука, например с бортового аудио материнской платы. AMD, с другой стороны, интегрировала звуковое устройство в свои графические процессоры, облегчив жизнь большинству пользователей. Интегрированный звук был модернизирован для поддержки стандарта HDMI 1.3a, который включает Dolby TrueHD, DTS-HD, AC-3, DTS и до 8.1 24-битных каналов аудио с частотой 192 кГц.
В следующей модели компания AMD расширила возможности 5800-й серии. Производитель выпустил модификацию Eyefinity Edition, способную выводить изображение на 6 экранов благодаря 6 DisplayPort-разъемам видеокарты. В комплект входили 5 адаптеров. Набор включал следующие переходники для видеокарты: 2 miniDP/DP, 2 miniDP/DVI и miniDP/HDMI.
Несмотря на высокую производительность 5870-й модели, компания AMD осталась верной политике создания плат сверхвысокого уровня, основанных на спаривании двух графических процессоров серии 5800. Размеры видеокарты превышали Согласно AMD, компания особенно усердно поработала над уменьшением потребления энергии в режиме ожидания, что не совсем нашло подтверждение в тестах пользователей.
В заключение
Учитывая выдающиеся технические характеристики Radeon HD 5870, тот факт, что карта оказалась самой быстрой в ряде моделей с одним ГПУ, не удивляет. Но есть некоторые интригующие подробности. В игре Far Cry 2 при любом разрешении 5870-я модель превосходит GTX 285 больше, чем последняя опережает прошлого чемпиона HD 4890. Более ориентированные на стратегии игры, такие как World in Conflict, демонстрируют значительное сокращение разницы в производительности, хотя карта AMD все еще занимает лидирующие позиции. Но что происходит, когда речь идет о наиболее графически нагруженных играх, таких как насыщенный эффектами отображения текстуры поверхностей визуальный шедевр Crysis: Warhead?
HD 5870 стала первой картой, которая обеспечивает скорость отображения в среднем более 30 к/с, т. е. минимально приемлемую частоту кадров при разрешении FullHD и всех спецэффектах. Несмотря на то что Crysis: Warhead является довольно утомительной игрой, визуальные эффекты в реальном времени сделали ее одним из современных чудес света. Более того, несмотря на способность обеспечить такую высокую частоту кадров, 5870 потребляет меньше энергии, чем GTX 285, как в режиме простоя, так и при полной нагрузке.
Вывод
Стоит отметить, что все вышеперечисленные показатели производительности HD 5870 определялись при запуске игр под DirectX 10, поскольку на момент выпуска они не поддерживали DirectX 11. Теоретически после внесения изменений быстродействие должно было повысится на 25-30 %.
Таким образом, видеокарта HD 5870 имела самый быстрый графический процессор того времени. Но цена также является немаловажным фактором. Если б она не превышала цену 4870-й модели, то HD 5870 действительно можно было бы назвать лучшей картой всех времен.
