AMD Radeon HD 6900: конкуренция обостряется

AMD Radeon HD 6900: конкуренция обостряется

Оба ведущих разработчика графических решений прикладывают немало сил для того, чтобы поддержать интерес энтузиастов к своим продуктам высшего класса и удовлетворить эту весьма взыскательную категорию потребителей. С возможностями NVIDIA GeForce GTX 580/570,основанных на чипах с доработанной архитектурой Fermi, мы уже ознакомились, теперь, наконец, пришло время для ответного хода AMD.

В свете незначительного усовершенствования ядер Barts (Radeon HD 6800) по сравнению с Cypress (Radeon HD 5800) вопрос о том, как же AMD планирует нарастить производительность будущих топовых GPU, стоял очень остро: особенных предпосылок к радикальному преобразованию архитектуры не наблюдалось. Однако компании все же удалось нас удивить — акселераторы Radeon HD 6900 на базе чипов Cayman очень существенно отличаются от своих предшественников.
Важным архитектурным изменением новых GPU от AMD является то, что они имеют структуру VLIW4 (Very Large Instruction Word), а не VLIW5, используемую ранее. Уже несколько поколений GPU этого вендора строятся из процессоров (SIMD Engines), которые делятся на пять исполнительных блоков — четыре одинаковых ALU, осуществляющих вычисления с плавающей точкой с 32-битовой точностью, и один дополнительный более «умный» T-блок, способный также исполнять трасцен-дентные инструкции (математические функции тангенса, арктангенса, косинуса, возведения в степень, вычитания и т. п.). Нюанс такого решения состоит в том, что для оптимального исполнения ими кода необходимо тщательно его отлаживать и специальным образом организовывать, иначе они просто будут простаивать. По данным AMD, средняя загруженность — 3,4 из 5. Потому было принято решение избавиться от ма-ловостребованных T-блоков, взамен нарастив общее число процессоров. Основной плюс перехода на VLIW4 -более эффективное управление загрузкой GPU и возможность увеличить количество SIMD-процессоров на единице площади кристалла.

Геометрический прогресс

Одним из слабых мест прошлых поколений GPU AMD была низкая производительность при обработке геометрии, в частности радикально
меньшее быстродействие при тессе-ляции, нежели у NVIDIA Fermi. AMD усиливает Cayman путем введения второго устройства Graphics Engine: теперь сборка вершин и геометрии, тесселяция и растеризация осуществляются в два потока. К тому же тесселятор 8-го поколения сам по себе работает в 2-3 раза быстрее, чем его прошлая реинкарнация в Cypress. Итоговый чистый прирост производительности от увеличения скорости обработки геометрии составляет 30-70% в зависимости от того, насколько сильно обрабатываемая сцена загружает тесселяторы.

Кроме того, в чипах Cayman AMD вводит поддержку нового для себя алгоритма сглаживания изображения — Enhanced Quality Anti-Aliasing (EQAA), использующего для повышения качества сглаживания не полноценные семплы цветности и глубины, а информацию о примитивах. Также Cayman поддерживают и Mor-phological Anti-Aliasing — простую технику сглаживания посредством выявления контрастных зон с помощью постпроцессингового фильтра, представленную с Radeon HD 6800.

PowerTune

Как и NVIDIA, AMD серьезно озаботилась проблемой энергопотребления видеокарт при высокой нагрузке, когда они зачастую значительно превышают заявленный для них TDP. Напомним, что в NVIDIA GeForce GTX 570/580 введены блоки мониторинга потребляемого адаптерами тока, которые при обнаружении повышенной нагрузки и выявлении драйвером запущенных приложений для стресс-тестирования (FurMark, OCCT) снижают частоты вдвое. AMD пошла дальше конкурента, внедрив технологию PowerTune. Встроенные в GPU блоки постоянно оценивают уровень потребляемой им энергии, и в случае превышения TDP драйвер на лету немного снижает тактовые частоты (не вдвое, как на GeForce GTX 580/570, а примерно на 10%). Фактически перед нами полный аналог Intel Turbo Boost, только работающий диаметрально противоположно. Соответственно, и параметр TDP, заявляемый AMD, стоит скорее считать не абсолютно максимальным, а максимально разрешенным.

PowerTune можно настраивать в панели Overdrive утилиты Catalyst Control Center, доступны значения от -20% до +20%. Как несложно понять, таким образом регулируется порог срабатывания алгоритма.

Видеокарты

В семейство Cayman входят две модели — Radeon HD 6970 и Radeon HD 6950. Позиционируются они довольно интересно: топовая модификация располагается между NVIDIA GeForce GTX 580 и GTX 570, а младшая занимает собственную нишу среди GeForce GTX 570 (сверху) и парой Radeon HD 6870 и GeForce GTX 470 (внизу). Рекомендованные цены установлены на уровне $369 и $299 соответственно. Топовым же устройством в линейке AMD продолжает оставаться Radeon HD 5970.

В обеих модификациях использованы одинаковый дизайн печатной платы и СО, потому рассматривать их будем вместе. Длина плат составляет 10,5″ (26,7 см) — для них потребуется просторный корпус. Пластиковый кожух прямоугольной формы целиком закрывает всю видеокарту. Система охлаждения представляет собой полностью накрывающий GPU и чипы памяти массивный радиатор, подошва которого являет собой испарительную камеру. Продувается он традиционным центробежным вентилятором, весь горячий воздух выводится за пределы корпуса. Эффективность СО вполне достаточна: алгоритм управления оборотами настроен таким образом, чтобы удерживать температуру GPU на уровне 88-90 оС, а до того момента кулер остается практически неслышимым. В особенности это относится к Radeon HD 6950: с охлаждением ее СО справляется вообще без проблем, а вот старшую модель при максимальной нагрузке в FurMark все же нельзя назвать тихой.

Возле разъемов для подключения мостиков CF находится переключатель, имеющий два положения, — несколько неожиданное решение. Дело в том, что Radeon HD 6900 содержат два чипа BIOS, один поддается перепрошивке пользователем, а второй заблокирован и позволяет в случае неполадок загрузиться с гарантированно стабильными настройками.
Результаты тестирования

Прежде всего обратим внимание на тест Unigine Heaven: тяжелая нагрузка на тесселяторы ранее делала это приложение настоящим козырем NVIDIA Fermi. Как видим, усовершенствования, проведенные AMD в новых GPU, позволяют им, наконец, потягаться с соперниками: Radeon HD 6970 идет практически вровень с GeForce GTX 570. Что касается сравнения поколений архитектур ATI/AMD, то тут прогресс налицо: превосходство Radeon HD 6950 над Cypress в виде Radeon HD 5870 составляет 36%.

При переходе к комплексным и игровым тестам мы сталкиваемся с несколько противоречивой ситуацией. Обе используемые нами версии 3DMark показывают, что Radeon HD 6970 «промахивается» мимо назначенной ей ниши между GeForce GTX 580 и GTX 570, располагаясь сразу под ними. В то же время Radeon HD 6950 работает именно так, как и было обещано, обеспечивая заметный отрыв от GeForce GTX 470 и Radeon HD 6870.

Игровые тесты демонстрируют, что в большинстве случаев AMD Radeon HD 6970 все же оказывается медленнее своих прямых конкурентов, причем иногда довольно заметно. Вероятнее всего, в списках изменений следующих версий Catalyst мы увидим много сообщений о повышении быстродействия Cayman в тех или иных играх.

Что касается Radeon HD 6950, то эта модификация радует куда больше флагмана: при ее позиционировании и цене на сегодняшний день соперников у нее попросту нет, а обеспечиваемый ею уровень производительности более чем достаточен для подавляющей части современных игр.

Выводы

В целом новые топовые видеокарты AMD, бесспорно, являются очередным витком эволюции графической архитектуры компании. Radeon HD 6900 действительно содержат серьезно переработанные процессоры. Больший уклон на производительность в среднестатистических расчетах позволил AMD нарастить мощность ядер, тем самым ускорив видеоадаптеры относительно прошлого поколения. К сожалению, острой борьбы с NVIDIA за пальму первенства все же не получилось (уж слишком быстр GeForce GTX 580), однако в рукаве AMD еще остается традиционный козырь — возможное снижение цен. Правда, в случае Radeon HD 6900 оно вряд ли будет таким агрессивным, как с видеокартами предыдущих линеек: GPU Cayman заметно сложнее, себестоимость его выше, а следовательно, и пространства для маневра у AMD меньше.