AMD Radeon HD 6800: шаг в сторону

Вышедшие осенью прошлого года видеокарты ATI Radeon HD 5800 сильно повлияли на рынок, почти на полгода закрепив AMD в роли поставщика самых быстрых решений для игровых ПК. Выход NVIDIA Fermi весной 2010 г. вынудил компанию несколько потесниться, и теперь AMD снова ходит козырной картой, играя на соотношении цены и производительности.

AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
Референсная AMD Radeon HD 6850
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
HIS Radeon HD 6870

Графическая архитектура ATI Cypress, лежащая в основе Radeon HD 5000, бесспорно, была новой вехой в эволюции видеокарт канадского разработчика: прирост производительности по сравнению с прошлым поколением оказался настолько значительным, что компания триумфально вернулась с топовыми моделями в ценовую нишу «выше $300». Однако основной доход разработчики GPU получают вовсе не с продуктов высшего класса, являющихся прерогативой энтузиастов, а с видеокарт среднего уровня, доступных массовому покупателю. Именно на эту нишу и обратили наибольшее внимание в AMD, разрабатывая новое поколение, получившее кодовое название Northern Islands. Первыми его представителями стали AMD Radeon HD 6870 и HD 6850, также именуемые «Barts» (обращаем внимание, что эти акселераторы первыми стали носить имя именно AMD, а не ATI – корпорация старается усилить восприятие потребителями своего бренда как представителя цельной платформы с процессорами, чипсетами и GPU).

Отметим, что приоритет на видеокарты для ценового диапазона «до $250» вовсе не означает, что AMD не планирует модернизировать топовый сегмент: наиболее производительные продукты Radeon HD 6900 с одним процессором (Cayman) и двумя (Antilles) будут выпущены позднее, а пока компания концентрируется на проблемной для себя нише. Дело в том, что Radeon HD 5870 и HD 5850 основаны на довольно сложном GPU Cypress, который дорог в производстве, и в результате ценового противостояния с NVIDIA уже не приносит достаточной прибыли AMD. Позиционируемые ниже Radeon HD 5770 же, с другой стороны, выгодны компании, но не слишком привлекательны для потребителя: уж больно высокой производительностью при приемлемой цене обладает GeForce GTX 460. AMD решает эту проблему, заменяя старшие одночиповые модели Radeon HD 5800 новым поколением со сниженной ценой, обостряя конкуренцию в сегменте mainstream. NVIDIA, в свою очередь, уже пошла на определенные жертвы, чтобы сохранить конкурентоспособность: стоимость GeForce GTX 460 с 1 ГБ памяти, который и является основным конкурентом новинок AMD, была снижена с $229 до $199, а самое удивительное – цена на GeForce GTX 470 с дорогим топовым GPU GF100 также упала с $349 до $259. И причины для беспокойства у этого вендора довольно серьезны.

В архитектуре AMD Barts четко прослеживается наследие Cypress, эти GPU унаследовали от нее структуру вычислительных и текстурных блоков. Фактически с точки зрения потоковых процессоров, TMU и устройств растеризации они идентичны предыдущему поколению, и основная работа инженеров AMD заключалась в оптимизации ядра и устранении обнаруженных за год слабых мест Cypress. Одним из них были блоки тесселяции: за это время появилось несколько игр, активно использующих эту технологию, наблюдается тенденция к росту их числа, и потому откровенно невысокая производительность Cypress в этой задаче была исправлена: по данным AMD, Barts в оптимальных режимах вдвое превосходит Radeon HD 5870 по этому показателю.

В то же время по характеристикам Radeon HD 6800 явно уступают предшественникам: если у Radeon HD 5870 было 1600 процессоров и 80 текстурных блоков, то у HD 6870 их всего 1120 и 56. Аналогично соотношение и между младшими моделями: Radeon HD 6850 может похвастаться лишь 960 SP и 48 TMU против 1440 и 72 у Radeon HD 5850. Количество ROP и емкость встроенных кэшей осталась неизменной, а ослабление шейдерного домена GPU AMD пытается нивелировать повышением частоты и внутренними оптимизациями. Также отметим, что в Barts используется контроллер GDDR5 от ядра Redwood (Radeon HD 5600), который занимает вдвое меньше места, нежели примененный в Cypress. В итоге количество транзисторов в новом GPU снизилось с 2,15 млрд. до 1,7 млрд., а площадь ядра – с 334 мм2 до 255 мм2, что, в свою очередь, отразилось и на TDP: для Radeon HD 6870 он составляет 151 Вт, для HD 6850 – 127 Вт, а в простое обе модели потребляют и выделяют всего 19 Вт. Производится Barts по 40-нанометровому техпроцессу TSMC – долгая его отладка вынудила AMD отказаться от проектирования этих GPU под 32 нм, следующее же поколение будет выпускаться уже по 28-нанометровым нормам.

AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
Схема чипа AMD Barts
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
Новое поколение движка AMD UVD

В отличие от вычислительной части GPU, другие блоки подверглись намного более серьезной модернизации. Во-первых, значительно улучшен модуль обработки видео: третье поколение движка UVD – UVD3 – получило способность аппаратно декодировать несколько новых кодеков. Во-первых, добавлена возможность воспроизведения MVC (Multiview Video Coding) – очередного дополнения к стандарту H.264/AVC, описывающего передачу в одном потоке данных двух кадров с разными ракурсами, необходимых для стереоскопии. Как результат, Northern Islands полностью поддерживают аппаратное воспроизведение Blu-ray 3D и другого 3D-видео, сжатого этим кодеком. Вторым серьезным нововведением стало внедрение полноценной поддержки декодирования и обработки MPEG-4 ASP, наиболее распространенными представителями которого являются кодеки DivX и XviD. С одной стороны, они и так прекрасно воспроизводятся программно и не требуют серьезных затрат ресурсов, с другой, теперь даже HTPC со слабым CPU и новой видеокартой AMD (тут речь скорее идет о будущих бюджетных моделях нового поколения) смогут проигрывать видео в этом формате, а портативные ПК еще и сэкономят заряд батареи. Наконец, UVD3 теперь в полной мере поддерживает MPEG-2, включая алгоритмы энтропийного кодирования, что было недоступно предыдущим моделям Radeon.

Серьезные изменения произошли и среди поддерживаемых графических интерфейсов. Во-первых, Radeon HD 6800 оснащаются HDMI 1.4a, приносящим поддержку стереоскопического видео в формате FullHD (1080p24). Во-вторых, внедрена поддержка DisplayPort 1.2, который теперь выглядит более выигрышно, нежели HDMI и DVI, по нескольким причинам. Во-первых, новая версия интерфейса обладает удвоенной пропускной способностью (21,6 Гб/с), что дает возможность передавать по одному каналу сигнал на 2 монитора с разрешением 2560×1600 или 4 с 1920×1200 и частотой 60 Гц. Если для видео это неважно, то для игр в 3D это означает, что теперь можно подключить устройство вывода не только по Dual-Link DVI (HDMI для такого использования не подходит, поскольку для него установлено ограничение на частоту передаваемого сигнала: либо 2x1080p при 24 Гц, либо 2x720p при 120 Гц). Также появляется возможность передачи сигнала высокого разрешения с большей глубиной цветности (до 30 бит). Улучшены и возможности относительно воспроизведения HD-видео: теперь по DisplayPort можно передавать полноценный несжатый восьмиканальный звук в формате LPCM одновременно с FullHD-видео, равно как и lossless-поток в кодеках DTS Master Audio и Dolby TrueHD (ранее на них не хватало пропускной способности).

AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону
AMD Radeon HD 6800 шаг в сторону

Также тот факт, что DisplayPort не требует тактового генератора для синхронизации и является пакетным, позволил с увеличением ширины шины реализовать возможность подключения нескольких мониторов к единственному выходу видеокарты либо последовательным подключением, либо посредством концентратора. В пакетах просто указывается, для какого из подключенных устройств предназначается конкретный кадр, и концентратор «разбирает» поток на составляющие, отправляя каждому монитору надлежащий ему сигнал. Для AMD это значит значительное упрощение инфраструктуры Eyefinity: теперь для подключения шести дисплеев к одной видеокарте не требуется редкая и дорогая модель Eyefinity6. В Radeon HD 6800 реализована возможность построения такой конфигурации с помощью всего двух mini-DisplayPort (по три монитора к каждому через концентраторы). К сожалению, ни дисплеев с поддержкой DP 1.2, ни концентраторов на рынке пока нет – в данном случае AMD играет «на опережение», – однако вскоре они должны быть представлены (скорее всего, на CES 2011 в январе).

Также с выходом видеокарт Barts AMD наконец представила и свой вариант технологии стереоскопического вывода изображения, названный HD3D. Однако в данном случае решение сугубо программное и к архитектуре новинок отношения не имеет. Более того, реализовано оно посредством дополнительного драйверов от сторонних разработчиков – TriDef и iZ3D. Из других улучшений отметим исправленную анизотропную фильтрацию, которая теперь не зависит ни от угла, ни от характера текстур, и появление режима Morphological Anti-Aliasing, позволяющего сглаживать края контрастных объектов с меньшими потерями производительности, нежели при обычном суперсемплинге (фактически, это просто DirectCompute-фильтр, который накладывается на уже прошедшую растеризацию сцену, находит характерные для краев объектов контрастные зоны и сглаживает их).

Как видим, первые модели нового поколения видеокарт AMD являются своего рода компромиссом: с одной стороны, они во многом проще и явно слабее предыдущих, с другой – значительно дешевле. Удачная ли балансировка получилась – покажут результаты тестирования.

Референсные AMD Radeon HD 6870 и HD 6850 на вид очень похожи на своих предшественников: в них применены похожие системы охлаждения с турбинным вентилятором и полностью покрывающим платы пластиковым кожухом. Визуальные отличия состоят в разъемах видеоинтерфейсов: теперь два DVI и один HDMI дополняет не единственный полноразмерный DisplayPort, а два mini-DisplayPort. Кроме того, у Radeon HD 6850 всего один шестиконтактный разъем питания, а не два, к тому же AMD избавилась от декоративных выступов на кожухе, иногда мешавших подключать к ним коннекторы. Отметим, что старшая модификация в первое время будет доступна исключительно в виде копий референсной версии (видимо, процент выхода годных кристаллов у TSMC пока не слишком высок), а вот младшая новинка уже существует в многих вариантах с измененными несколькими вендорами кулерами и печатными платами.

Прежде всего мы проверили, насколько увеличена производительность новых видеокарт AMD в тесселяции. Проведенный тест в Unigine Heaven показывает, что с увеличением сложности Radeon HD 6800 действительно оказываются заметно производительней своих предшественников: уже на уровне Normal Radeon HD 6870 опережает формально более быстрый HD 5870, а на Extreme вперед выходит и HD 6850. Отметим, что о конкуренции с NVIDIA в данном случае речь не идет: во-первых, движок Unigine явно быстрее работает на видеокартах этого вендора (что видно по режиму с отключенной тесселяцией), во-вторых, Fermi с ее блоками Polymorph Engine в любом случае намного быстрее Barts и Cypress в этой задаче.

Что касается более реальных тестов, то тут мы видим, что у AMD действительно получились очень удачные продукты. В различных приложениях соотношение сил несколько меняется, но в целом можно отметить следующую тенденцию: максимальный разрыв между Radeon HD 6870 и HD 5870 не превышает 15% и иногда сводится к единицам процента. В среднем среди проведенных нами замеров топовая видеокарта предыдущего поколения опережает новинку лишь на 7%, при формальном превосходстве в количестве исполнительных блоков и реальной разнице в цене почти в полтора раза. Аналогичный успех наблюдаем и при сравнении с прямым конкурентом NVIDIA – GeForce GTX 460 с 1 ГБ памяти: Radeon HD 6870 работает на 4-27% быстрее, в зависимости от теста. Отметим также, что более дорогая GeForce GTX 470 совсем ненамного опережает новинку AMD, а цены на нее в украинской рознице еще нескоро приблизятся к рекомендованным NVIDIA после снижения $260. Правда, на рынке присутствуют и разогнанные версии GeForce GTX 460, да и сам пользователь без особого труда сможет добавить производительности этой видеокарте, однако в лучшем случае можно будет говорить лишь о паритете.

Что касается AMD Radeon HD 6850, то и эта модель в своей нише выглядит более чем убедительно: при разнице в стоимости около $50 она лишь на 15% уступает Radeon HD 5850, и примерно на столько же опережает всего на $10 более дешевый NVIDIA GeForce GTX 460 с 768 МБ памяти. Тут, очевидно, будет более напряженная конкуренция, нежели между старшими модификациями: и соотношение сил, и цены довольно близки, к тому же на стороне NVIDIA играют поддержка PhysX, CUDA и 3D Vision.

Выводы

Новая, или, точнее сказать, обновленная графическая архитектура AMD – ярко выраженное проявление не революционного, а эволюционного развития. Компания не стала продолжать тенденцию к ежегодному скачкообразному наращиванию производительности, вместо этого она делает уже существующие возможности более близкими рядовому потребителю. Главный козырь Radeon HD 6800 – не быстродействие, а его соотношение с ценой, и по данному фактору новинки наголову опережают своих предшественников и составляют острую конкуренцию NVIDIA GeForce GTX 460, которые еще летом мы называли «королями» среднего сегмента.

Выпуском этих акселераторов AMD удовлетворяет нужны основной массы требовательных к производительности видеокарты потребителей, а самую престижную (и самую малочисленную) их категорию компания порадует совсем скоро, выпустив Radeon HD 6900.