Второе поколение. Обзор и тестирование AMD Radeon HD 6970 и HD 6950 на ядре Cayman

Выход новой версии API DirectX вселяет надежды на очередную революцию в графике, неуклонно приближая ее к обещанному лет семь назад светлому будущему в виде кинематографического качества. Учитывая смещения приоритетов игростроев на консольные проекты, ждать очередной PC-шедевр нам придется не скоро. Пока же разработчики графических процессоров занимают оборону, выпустив по второму поколению настольных видеокарт с поддержкой DirectX 11.

Переход к этому API для NVIDIA оказался тяжелым: опоздавшие на полгода карты были дорогими в производстве, с высоким энергопотреблением и отключенной частью функциональных блоков у флагмана компании. Лишь сейчас она смогла выпустить более-менее достойные решения. AMD, напротив, размеренно следует своей стратегии разработки простых одночиповых продуктов и hi-end акселераторов на базе двух графических процессоров. И если бы не она, интерес к мультичиповым конфигурациям вряд ли был бы на должном уровне.

Смену поколений видеокарт AMD решила осуществить расширением линейки Radeon, тем самым введя путаницу в модельный ряд компании. Новинки серии HD 6800 на самом деле оказались медленнее предшественников, но за счет цены они должны занять нишу между Radeon HD 5800 и HD 5700, составив конкуренцию неплохому по своим характеристикам GeForce GTX 460.

AMD Cayman

Для высокопроизводительных решений на базе одного GPU уготовано место, где обычно царили двухчиповые продукты. Таким образом, в серию Radeon HD 6900 теперь будут входить все карты на базе ядра Cayman — приемника Cypress.


Cayman

Графический процессор Cayman, на базе которого основаны видеокарты Radeon HD 6970 и HD 6950, выполнен по все по тому же 40-нм техпроцессу, что и предшественник. Но в отличии от Cypress новое ядро претерпело некоторые изменения. Так, число SIMD-ядер было увеличено с 20 до 24 (по 16 суперскалярных потоковых процессоров в каждом), количество текстурных блоков соответственно выросло до 96. Блоки рендеринга немного улучшили для работы со сглаживанием, но их число осталось без изменений, т.е. 32 штуки. Алгоритм сглаживания тоже подвергся некоторым усовершенствованиям. «Графический движок» теперь разделен на двое, каждая часть которого обслуживает свою половину ядра. Некоторых блоков в нем стало в два раза больше, что позволило увеличить скорость работы с геометрией и тесселяцией (последнее почти в три раза выше, чем у Cypress). Кроме того, к каждой половинке ядра подключен свой диспетчер потоков (Ultra-Threaded Dispatch Processor), отвечающий за распределение нагрузки по исполняющим блокам.

AMD Cayman

Но самое главное то, что AMD отказалась в суперскалярных процессорах от пятого ALU (T-unit), способного исполнять сложную инструкцию (Special Function) — теперь его роль распределяется между тремя из четырех оставшихся. Такой подход по заверению разработчика позволяет увеличить производительность до 10% на квадратный миллиметр площади кристалла.

AMD Cayman

В конечном итоге количество потоковых процессоров составило 1536 шт., тогда как в Cypress их 1600. Но это вряд ли негативно повлияет на быстродействие нового GPU, тем более, что его частота стала немного выше — 880 МГц против 800 МГц. Частота памяти GDDR5 также была увеличена — до 5500 МГц, хотя разрядность шины составляет прежние 256 бит. А вот объем видеобуфера, не долго думая, сделали в два раза больше, и теперь он равен целым 2048 мегабайтам, что особо будет полезно при высоких разрешениях экрана и в режиме CrossFireX.

Характеристики младшей модели чуть поскромнее: 1408 потоковых процессоров, 88 TMU, количество ROP прежнее, частоты ядра и памяти составляют 800 и 5000 МГц соответственно. Объем памяти также равен 2048 МБ.

Видеоадаптер Radeon HD6970 Radeon HD6950 Radeon HD6870 Radeon HD6850 Radeon HD5870 Radeon HD5850
Ядро Cayman XT Cayman Pro Barts XT Barts Pro RV870 (Cypress) RV870 (Cypress)
Архитектура VLIW4 VLIW4 VLIW5 VLIW5 VLIW5 VLIW5
Количество транзисторов, млн. шт 2640 2640 1700 1700 2154 2154
Техпроцесс, нм 40 40 40 40 40 40
Площадь ядра, кв. мм 389 389 255 255 334 334
Количество потоковых процессоров 1536 1408 1120 960 1600 1440
Количество текстурных блоков 96 88 56 48 80 72
Количество блоков рендеринга 32 32 32 32 32 32
Частота ядра, МГц 880 800 900 775 850 725
Шина памяти, бит 256 256 256 256 256 256
Тип памяти GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5
Частота памяти, МГц 5500 5000 4200 4000 4800 4000
Объём памяти, МБ 2048 2048 1024 1024 1024 1024
Поддерживаемая версия DirectX 11 11 11 11 11 11
Интерфейс PCI-E 2.1 PCI-E 2.1 PCI-E 2.1 PCI-E 2.1 PCI-E 2.1 PCI-E 2.1
Заявленная максимальная потребляемая мощность, нагрузка/простой, Вт (250) 190/20* (200) 140/20* 151/19 127/19 188/27 170/27
* в скобках указана максимальная мощность

Естественно, с увеличением количества функциональных блоков при неизменном технологическом процессе выросла площадь кристалла Cayman до 389 мм2 — все-таки он стал «толще» на 500 млн. транзисторов. В таком случае следует ожидать рост энергопотребления новых карт. Но с выходом Cayman компания AMD изменила представление этого показателя. Теперь за счет новой технологии PowerTune частота графического процессора, а не только его напряжение, может динамически меняться в зависимости от нагрузки и уровня энергопотребления. Последнее в процентном отношении можно настраивать самостоятельно в Catalyst Control Center (вкладка ATI Overdrive).

AMD Cayman

При стандартных настройках энергопотребление Radeon HD 6970 в обычных игровых приложениях равно 190 Вт, тогда как пик в бенчмарке OCCT может достигать 250 Вт. Для Radeon HD 6950 эти значения меньше и составляют 140 и 200 Вт соответственно. В простое карты потребляют всего 20 Вт.

AMD Cayman

Если ползунок в ATI Overdrive переместить к -20%, частота GPU будет изменяться в пределах 880-500 МГц (при большей нагрузке она будет снижаться, при меньшей — наоборот, повышаться), тем самым снизится энергопотребление и тепловыделение карты.

AMD Cayman

Если же переместить его к +20%, то вместо изменения частоты пользователю будет доступен более высокий уровень разгона.

Из приятных моментов для энтузиастов отметим поддержку Dual BIOS и специальный переключатель возле разъема CrossFire, позволяющий выбрать тот или иной чип с микрокодом. Одна версия предназначена для постоянного обновления, а вторая защищена от записи для предотвращения порчи информации. Это будет особо полезно любителям перепрошивать карты — если выйдет из строя одна микросхема, то можно будет и дальше использовать акселератор.

AMD Cayman

Система охлаждения видеокарт Radeon HD 69xx основана на испарительной камере, как у Radeon HD 5970 и новоиспеченного GeForce GTX 580. Ранее такая конструкция встречалась в продуктах Sapphire, и как показала практика, эффективность подобных решений выше, чем у стандартных кулеров на тепловых трубках.

AMD Cayman

Количество разъемов для подключения мониторов увеличилось и теперь вместо одного стандартного DisplayPort пользователям будет доступно два miniDP версии 1.2. Поддержка Eyefinity осталась на месте.

AMD Cayman


Как видим, изменений в новом графическом процессоре Cayman достаточно, чтобы говорить о новом поколении видеокарт с поддержкой DirectX 11. Но насколько эти изменения отразятся в реальных приложениях? Это мы и узнаем ниже.
Находим избытки, применяем с умом!