Radeon HD 6970 – видеокарта компании AMD, выпущенная в декабре 2010 г. Ее архитектура упростила дизайн потоковых процессоров и обеспечила их большую эффективность.
История модели
В 2008 г. AMD разработала и выпустила видеокарту Radeon серии HD 4000 под кодовым названием R700 и брендом ATI Technologies. Вероятно, многие до сих пор используют ее в своих ПК. Архитектуру R700 сменила долгожданная R800, которая проложила путь модельного ряда AMD ATI Radeon HD 5000. Жемчужиной серии стала карта HD 5870, появившаяся в сентябре 2009 г. Она состояла из 2150 млн транзисторов и имела успех, оставаясь флагманской однопроцессорной моделью в течение примерно 15 месяцев. Заменена в конце 2010 г. В то время это была одна из лучших видеокарт в своем ценовом диапазоне, что говорит само за себя.
Компании Nvidia потребовалось около 6 месяцев, чтобы открыть ответный огонь выпуском GeForce GTX 470 и 480, и даже тогда многие считали, что она не оправдала ожиданий. После нескольких быстрых снижений цены и улучшения поддержки драйверов карту удалось сделать конкурентоспособной. Дальнейшее появление GTX 460 и изысканная архитектура GF110 помогли создать жизнеспособный продукт и открыть путь к следующим моделям, а именно GTX 580 и 570.
Между тем компания AMD предложила HD 6000 с октября 209-го, передав эстафету видеокарте HD 6870 в качестве противовеса GTX 460, стоимость которой тогда составляла 240 $. Это была впечатляющая модель, если не считать запутанную политику наименования и постоянные напоминания производителя о том, что она не являлась заменой 5870-й модели. Начиная с этой серии, с брендом ATI Technologies было официально покончено с целью корреляции между графическими продуктами AMD и ее компьютерными платформами. Соответственно, изменился и дизайн логотипа.
После короткой задержки был выпущен новый Radeon HD 6970 2GB. Графический процессор под кодовым названием Cayman составлен из 2640 млн транзисторов, что на 23% больше, чем у 5870-й модели. Подобно GTX 570 и 580, которые представляют собой улучшенные версии GTX 470 и 480, HD 6970 стал модернизированным вариантом 5870-й модели.
Обновления 6900-й серии
Архитектура высокого класса Cayman, применяемая в серии HD 6900, немного отличается от Barts, дебютировавшей в 6870-й и 6850-й моделях. В ней использовалась конфигурация VLIW5 HD 5000, которая включает SIMD с 4 простыми и 1 сложным блоками обработки потока. Видеокарты 6900-й серии отличаются конфигурацией VLIW4, в которой обработка потока организована в группы по 4 блока с общими регистрами. Хотя все они обладают равными возможностями, 2 из них (3-й и 4-й) выполняют специальные функции. Согласно информации от компании AMD, конфигурация VLIW4 обеспечивает вычислительную мощность, не уступающую VLIW5, при уменьшении площади кристалла на 10%.
Процессоры Cayman обеспечивают высокий уровень распараллеливания по сравнению с архитектурой Evergreen/Cypress, используемой в HD 5800. Графические процессоры Barts находятся где-то посредине, так как они были шагом вперед от Cypress в назначении индивидуальных диспетчеров потока для каждого из двух SIMD-блоков. Чипы Cayman обладают еще большими возможностями благодаря двум движкам GPE и назначению каждого из них к SIMD-блоку. Это означает, что архитектура теперь имеет два более эффективных блока тесселяции по сравнению с одним у Barts. У видеокарт HD 6900, таким образом, производительность тесселяции можно значительно улучшить. Согласно AMD, она возросла в 3 раза в сравнении с HD 5870. Кроме того, архитектура Cayman также отличается переработанным движком рендеринга, состоящим из 128 ROP Z/Stencil, 32 ROP цвета, с почти вдвое быстрыми 16-разрядными целочисленными операциями и 2–4-кратным увеличением скорости 32-битных операций с плавающей точкой.
Архитектура Cayman
Переход от VLIW5 к VLIW4 улучшил вычислительные возможности AMD: более узкие SPU легче использовать в полной мере, FP64 повышает производительность по сравнению с FP32 на четверть, а сэкономленное пространство позволяет разместить дополнительные SIMD. Но если Cayman являлся серьезной попыткой утвердиться на рынке графических вычислений и отхватить кусок пирога у NVIDIA, то для этого следовало сделать больше, чем просто добавить новые шейдеры. Поэтому AMD изо всех сил пыталась усовершенствовать функциональные возможности своего графического процессора, чтобы он смог представлять угрозу для архитектуры Fermi.
Главной особенностью Cayman является асинхронная диспетчеризация. Термин очень точно описывает то, что делает карта. В Fermi NVIDIA представила поддержку параллельных ядер, которая обеспечила возможность проводить вычисления нескольких фрагментов кода одновременно. Компания AMD повторила подход NVIDIA, но пошла еще дальше.
Ограничение дизайна Fermi заключается в том, что хотя архитектура позволяет задействовать одновременно несколько ядер, каждое из них должно обслуживаться одним потоковым процессором. Независимые приложения, например, не могут выдавать свой собственный код и выполнять его параллельно, и ГПУ должно контекстно переключаться между ними. Асинхронная диспетчеризация компании AMD призвана разрешить независимым потокам и приложениям формировать код, который бы выполнялся параллельно. По крайней мере, на бумаге это дает существенное преимущество (переключение контекста слишком затратное), которое должно было превзойти производительность Fermi.
Принцип асинхронной диспетчеризации состоит в том, что ГПУ скрывает часть информации о своем реальном состоянии от приложений и кода, что, в сущности, приводит к виртуализации ресурсов графического процессора. Ведь каждый фрагмент кода полагает, что он работает на своем ГПУ со своей очередью команд и собственным виртуальным адресным пространством. Это перекладывает нагрузку на графический процессор и драйверы, но выигрыш заключается в том, что это лучше, чем переключение контекста.
Асинхронная диспетчеризация требует поддержки API. DirectCompute является фиксированным стандартом и этой возможности не поддерживает, по крайней мере в 11-й версии. Поэтому асинхронная диспетчеризация реализована в виде расширения OpenCl.
Остальные улучшения AMD касаются производительности памяти и кэша. Базовая архитектура здесь осталась прежней, но были сделаны некоторые незначительные изменения в произведении вычислений. Локальное хранилище данных, имеющееся при каждом SIMD, теперь может обходить иерархию кэш-памяти и глобального хранилища данных путем прямого считывания. Cayman получил 2-й модуль прямого доступа к памяти, который улучшил скорость чтения и записи, позволив выполнять одновременно 2 операции в каждом направлении.
Наконец, было немного ускорено чтение шейдеров. По сравнению с Cypress, Cayman может сократить число операций, объединяя их.
Дизайн
Длина карты составляет 27 см, что типично для современных высокопроизводительных моделей. Например, длина HD 4870 Х2 равна 28 см, как и HD 5870. Размеры же HD 6970 идентичны GTX 580. Как и ее предшественник, AMD Radeon HD 6970 изготовлен с помощью 40-нм процесса, однако компания добавила еще 486 млн транзисторов, в результате чего размеры кристалла увеличилось на 16%. Ядро ГПУ работает на 880 МГц, что на 3,5% выше, чем у HD 5870, а GDDR5 тоже работает немного быстрее на частоте 1375 МГц. Частота памяти, сопряженная с 256-битной шиной, дает HD 6970 теоретическую пропускную способность 176 ГБ/с, что является 14,5-процентным преимуществом перед HD 5870.
HD 6970 отличается от старшей 5870-й модели также и основной конфигурацией. Если последняя имела 1600 ядер, 80 TAU и 32 блока растеризации, то первая получила 1536 потоковых процессора, 96 текстурных блока и те же 32 ROP (на 4% меньше ядер и на 20% больше TAU).
По отзывам пользователей, пиковая целочисленная билинейная фильтрация текстур выполняется со скоростью 84,5 гигатекселей/с, а заполнение пикселей – 28,2 Гп/с. Производительность равна 2,7 Тфлопс. Трехмерная сцена строится со скоростью 880 млн полигонов/с. Карта поддерживает двухпотоковое воспроизведение HD-видео и имеет встроенный аудио контроллер.
Внутри корпуса находится печатная плата с ГПУ площадью 389 мм2 в самом центре. Вокруг процессора установлены 8 2-ГБ чипов памяти Hynix GDDR5 с номинальной скоростью передачи данных 6 Гбит/с, что на 0,5 Гбит/с выше рабочей частоты карты. Использование GDDR5 на высоких скоростях осложнено трудностями при создании хорошей шины памяти, что сказалось и на данной модели. AMD добилась прогресса в достижении 5,5 Гбит/с путем совершенствования конструкции печатных плат, но дальнейшее повышение скорости кажется нецелесообразным хотя бы по причине дизайна 256-битной шины.
Кулер
Охлаждение процессора представляет собой достаточно большой алюминиевый радиатор испарительной камеры, составленный из 39 пластин длиной 13,5 см, шириной 6,5 см и высотой 2,5 см. Конструкция испарителя была впервые реализована в AMD ATI Radeon HD5970 и заимствована NVIDIA в GeForce GTX 570 и 580. Наконец, охлаждает радиатор вентилятор 75 x 20 мм, который втягивает воздух из корпуса и выталкивает его наружу в тыловой части карты.
По отзывам пользователей, по большей части кулер работает очень тихо, чему способствует низкое потребление (20 Вт) в режиме простоя. Во время игры вентилятор, конечно, разгоняется, а карта под нагрузкой потребляет до 250 Вт. Это на 33% больше, чем требует Radeon HD 5870, но даже с увеличением тепловой нагрузки уровень шума не повышается до недопустимых значений.
Радиатор и вентилятор заключены в специально сконструированном корпусе, который скрывает всю видеокарту. Это обычная практика AMD при проектировании своих наиболее элитных моделей. По отзывам пользователей, такой дизайн им очень нравится, так как обеспечивает надежную защиту устройства. Компания NVIDIA тоже делала это в прошлом для таких своих самых дорогих видеокарт, как GTX 295 с двумя графическими процессорами, хотя в ее других флагманских продуктах (например, GeForce GTX 580) данная разработка перестала применяться.
Возможности подключения
Для того чтобы обеспечить карту достаточной мощностью, AMD установила 8- и 6-контактный разъемы PCIe. Подобное решение можно найти у HD 5970 и GTX 580, т. к. такая конфигурация, как правило, используется в моделях, потребляющих много энергии. Естественно, HD 6970 поддерживает CrossFire и поэтому на стандартном месте можно найти пару разъемов для соединения двух или более карт. Рядом с ними находится переключатель, который позволяет выбирать между 2 BIOS. Это сделано для повышения надежности модели в случае выхода из строя флеш-памяти. Кроме того, можно запустить ГПУ с помощью резервной системы, а затем переключиться обратно на основную и заново прошить поврежденное ПО. До этого AMD не отличалась поддержкой перезаписываемых BIOS, но такая реализация стала интересным изменением.
Остальные порты расположены на панели ввода/вывода. Эталонный образец видеокарты оборудован двумя двойными DL-DVI-разъемами, двумя портами Mini-DisplayPort и HDMI. Стоит отметить, что 6970-я модель поддерживает максимальное разрешение до 2560 x 1600 на 3 мониторах. А с мультипотоковым хабом, использующим мини-разъемы DisplayPort 1.2, карта способна обслуживать до 6 дисплеев. Подобно 5870, задняя сторона устройства покрыта металлической пластиной. Хотя там нет никаких компонентов, требующих защиты, такое решение пользователями воспринято положительно, поскольку позволяет брать карту, не беспокоясь о том, чтобы не прикоснуться к острым контактам.
Хотя общие размеры HD 670 практически идентичны 5870-й модели, по отзывам пользователей, объемный дизайн AMD оказывается не совсем удачным, когда дело доходит до работы в режиме CrossFire с установленными рядом 2 картами. Кожух 5870-й немного выдавался в центре, сохраняя вентиляционные отверстия от блокирования соседними платами. В 6970-й такой роскоши нет, и можно практически изолировать верхнюю карту в зависимости от того, как она будет установлена. В результате температура повышается, но не до критических значений. Компании AMD стоило бы поучиться у своих конкурентов из NVIDIA и вокруг вентилятора выделить больше пространства, которое бы позволило ему свободно «дышать». Пользователи настоятельно рекомендуют устанавливать графические карты, оставляя между ними максимально возможное расстояние, если материнская плата и корпус это позволяют.
Производительность
По отзывам пользователей, тест Futuremark 3DMark 11 показал, что при выполнении экстремальных испытаний AMD Radeon HD 6970 оказывается быстрее на 7%, чем GTX 570 (1821 балл против 1697). Если такое преимущество сохранится в игровых тестах, то это может сыграть на руку производителю. Согласно тому же тесту, HD 6970 на 7% медленнее, чем GTX 580 (1962 пункта), на 27% отстает от HD 5970 (2506) и на 16% производительнее HD 5870 (1572 балла).
Dirt 2
Эта игра имеет фантастический встроенный тест, который очень точно измеряет фактическую производительность. Пользователи запускали Dirt 2 в режиме DirectX 11 с активированным 4хАА и максимальными настройками качества изображения. Видеокарта Radeon 6970 в среднем обеспечивает 77 к/с в разрешении 1920 х 1200, что делает ее всего на 10% быстрее HD 5870. Что более важно, HD 6970 оказалась на 21% медленнее, чем ее основной конкурент GTX 570. Другие более дорогие модели тоже отстали. HD 5970 был на 23% быстрее 6970-й модели, а у GTX 580 было 33-процентное преимущество. Dirt 2 оказалась беспощадной для HD 6970.
F1 2010
У игры с первым обновлением появился отличный встроенный тест, очень точно измеряющий производительность карты. Пользователи испытывали F1 2010 в режиме DirectX 11 с включенным 8xMSAA и лучшими визуальными настройками. Следует отметить, что им не удалось заставить корректно работать CrossFire с последними драйверами, поэтому HD 6970 так и не смогла вырваться вперед. Результаты F1 2010 не удивляют, так как HD 6970 – вторая самая быстрая видеокарта, которая тестировалась в разрешении 1920 х 1200, что лишь на 9% медленнее мощной GTX 580. Видеокарта HD 6970 только на 5% лучше 5870-й модели. Результаты в этой игре все-таки немного нестандартные, т. к. HD 6970 опережает GTX 570 с убедительным преимуществом в 22%.
COD: Modern Warfare 2
Для оценки производительности видеокарты в этой игре пользователи применили приложение Fraps. Максимальные игровые настройки качества сопровождались 4хАА и 60-секундной записью геймплея. В результате тестирования Radeon 6970 частота обновления дисплея оказалась равной 73 к/с, что на 1 к/с лучше GTX 480. Это почти соответствует производительности GTX 570 (74 к/с) и на 16% отстает от более быстрой GTX 580. По сравнению с двойным процессором Radeon HD 5970, 6970-я модель оказалась на 19% медленнее, хотя она обеспечивает частоту кадров на 30% большую, чем HD 5870.
COD: Black Ops
Fraps также помог произвести сравнительный анализ этой одиночной игры. Пользователи измеряли частоту кадров в течение 1 мин геймплея первого одиночного уровня (Operation 40) с максимальными визуальными эффектами, в том числе 4хАА. Результаты Black Ops продемонстрировали, что Radeon 6970 отстает от GTX 570 на 5% и на 13% - от GTX 580. При средних 105 к/с в разрешении 1920 х 1200 и максимальными настройками в любом случае не остается возможностей для совершенствования, модель превосходит своего предшественника на 24%.
Энергопотребление
В сравнении с HD 5870 6970-я модель потребляет на 16,5% больше мощности, но, учитывая, что она также на 24% быстрее, владельцы находят, что в целом это более производительная видеокарта. В сравнении с HD 5970, 6970-я модель на 3% экономнее, но в среднем медленнее на 15% и на 26% в игре Crysis Warehead, которая использовалась в стресс-тестировании. Radeon HD 6970 расходует примерно такое же количество энергии, как и GTX 570, потребляя на 1% больше при экстремальных нагрузках и на 4% меньше на холостом ходу. Учитывая, что обе видеокарты обеспечивают одинаковую производительность, на этот раз, кажется, они в равной мере соответствуют друг другу.
Температура нагрева
По отзывам пользователей, HD 6970 становится довольно горячим при нагрузочном тестировании в FurMark, достигая 90 °C, что немного выше 87 °C модели HD 5870. Видеокарта GeForce GTX 570, с другой стороны, нагревается лишь до 81 °C, что делает ее значительно прохладнее при максимальных нагрузках.
Производительность при разгоне
Панель управления Catalyst Control Panel ограничивает максимальную частоту ядра значением 950 МГц, которую Radeon HD 6970 принимает без проблем. Это вполне достойный показатель. Частота памяти может доходить до 1450 МГц, хотя пользователи при этом сталкиваются с вопросами стабильности и вынуждены отступить к 1440 МГц. Этот 8-процентный разгон ведет к увеличению производительности на 7,6% при тестировании в игре COD: Black Ops, 7,8% – в Crysis Warhead и 7% – в Battlefield Bad Company 2.
Заключение
Похоже, что HD 6900 и GTX 500 повторяют друг друга. С несколькими ключевыми отличиями, конечно. Продукт NVIDIA появился на рынке вовремя и оказался очень эффективным в противостоянии с конкурирующими моделями AMD. GeForce GTX 480 была самой быстрой однопроцессорной видеокартой, и GTX 580 сохранила корону, так как это было не по силам Radeon 6970. Цена модели соответствовала стоимости GTX 570, а нишу 580-й заняла HD 6950. Лишь к началу следующего года AMD получила шанс вернуть себе первенство в производительности, выпустив 2 карты серии HD 6990 под кодовым названием Antilles.
Radeon HD 6970 идет нога в ногу с GTX 570, а рекомендованная розничная цена для этой карты была установлена в размере 369 $, в то время как в GTX 570 дебютировал по 349 $. Несмотря на то что это две очень разные модели, они демонстрируют одинаковые средние показатели во многих играх, тестировавшихся пользователями в разрешении 1920 х 1200. По большей части разница является очень незначительной. Radeon 6970 в одних случаях оказывается на 20% быстрее GTX 570, а в других – примерно на 20% медленнее. По энергопотреблению обе карты также очень близки, демонстрируя аналогичные уровни операционной эффективности. Поэтому HD 6970 является хорошей альтернативой GTX 570. Выбор между двумя картами нелегкий, но правильным будет любое решение, учитывая их цену и производительность.
По сравнению с другими моделями, такими как GTX 580, 6970-я в среднем на 15% медленнее, но стоит на 30% дешевле, так же, как и GTX 570, которая предлагает еще более выгодную цену. Карта, которую HD 6970 эффективно заменяет – это HD 5870. На основе данных тестирования в разрешении 1920 х 1200 можно сказать, что HD 6970 в среднем оказывается на 24% быстрее и лишь на 10% дороже. Кроме того, энергоэффективность модели также была улучшена. Увеличение потребляемой мощности на 16% дает дополнительные 24% производительности. Стоит отметить, что Radeon 6970 выглядит чуть лучше, чем GTX 570 в играх STALKER: Call of Pripyat и Aliens vs. Predator, в которых используется тесселяция. До ее появления компания NVIDIA здесь имела значительное преимущество.
В целом обе видеокарты обеспечивают исключительный уровень производительности и стоимости, делая выбор между ними одновременно легким и сложным. Но любое решение будет правильным.
