Подождите...Каталог
Определяем TDP по-новому: PowerTuneОдним из бенчмарков, используемых нами в тестированиях на постоянной основе, является FurMark от oZone3D. Эта утилита предназначена для того, чтобы вывести видеокарты в режим максимального энергопотребления. «Волосатый бублик», как эту программу часто называют энтузиасты, способен генерировать такую нагрузку, которая практически недостижима ни в реальных играх, ни в GPGPU приложениях. Нужно это для того, чтобы определить, сколько энергии требует плата, до какой температуры разогревается GPU, и насколько громко работает система охлаждения в самом худшем варианте развития событий. Тот факт, что это ПО столь грубо обращается с картами, демонстрируя нетипичные для реальных игр результаты, стал причиной того что оба ведущих производителя окрестили FurMark «энергетическим вирусом» и начали встраивать разнообразные защиты от подобных утилит.  Откровенно говоря, вся эта история с FurMark является не причиной, а следствием большой проблемы; здесь мы говорим о TDP. Конечно, прямое сравнение здесь не совсем корректно, но центральные процессоры с максимальным TDP порядка 140 Вт являются просто эталонами экономичности по сравнению с монструозными графическими картами. Спецификации стандарта ATX определяют максимальное энергопотребление PCI-Express устройств в 300 Вт, в наших тестах эта граница зачастую преодолевается при запуске FurMark. Еще сложнее обстоит дело с мобильными ПК или компьютерами класса «все-в-одном», где ограничения свободного пространства и/или емкости батареи вместе с необходимостью использования компактных систем охлаждения для рассеивания тепла и вовсе ставят GPU в жесткие рамки. По этим причинам все платы должны соответствовать определенному тепловому пакету TDP. Скажем, чтобы уложиться в рамки 300 Вт, AMD пришлось снизить для Radeon HD 5970 частоты, хотя были использованы полноценные чипы 5870. По этой же причине в ноутбуках нередко можно встретить графические карты, обрезанные по числу функциональных блоков и с минимальными частотами. Хотя мы не раз видели, что платы AMD и NVIDIA превышали заявленные значения TDP в FurMark, разница между номинальным и фактическим значением никогда не была криминальной. Ведь хотя производители давно отошли от практики приравнивания TDP к максимальному энергопотреблению устройства, постоянное превышение этого усредненного значения на значительную величину ведет к перегревам и возможному механическому повреждению оборудования. Именно из-за подобных FurMark программ разработчикам приходится создавать некоторый запас прочности для GPU, тем самым несколько снижая их производительности. В Call of Duty, Crysis и The Sims 3 проблем при более высоких частотах практически гарантированно не возникло бы на большинстве видеокарт, но необходимость перестраховки определяется по худшему из сценариев. Все это подводит нас к концепции, которая уже реализована в современных центральных процессорах в виде технологий Turbo Boost от Intel и Turbo Core от AMD. Очевидно, что в зависимости от типа нагрузки в большей или меньшей степени загружаются различные блоки GPU, определяя при этом и TDP. В частности, при некачественной оптимизации GPU может практически простаивать, а плата при этом будет потреблять совсем немного энергии. Чем не повод, чтобы поднять частоты и напряжения, улучшив производительность самым простым путем? Напротив, в FurMark и прочих «тяжелых» программах частоты можно снижать относительно базовой планки, которую в случае с динамическим регулированием можно установить выше, чем это обычно делается с учетом необходимости оставить запас по TDP.  Получается, что динамическое изменение частот (и, возможно, напряжения) является идеальным способом поддержания максимального быстродействия платы в зависимости от характера нагрузки; пониженная тактовая частота поможет сократить потребление энергии и выделение тепла в ресурсоемких играх, а увеличенные значения принесут дополнительные FPS в легких приложениях без выхода за рамки TDP. В общем-то, после удачной реализации в CPU этих принципов, которые помогли Intel и AMD не только увеличить среднюю производительность, но и соблюсти баланс между одно- и многопоточными программами с разными требованиями к числу ядер, приход подобной схемы в GPU был только вопросом времени. Месяцем ранее мы уже видели первые шаги в этом направлении со стороны NVIDIA; в серии GTX 500 компания применила специальные чипы для мониторинга энергопотребления, на основании показаний которых драйвер отдавал команду на снижение частот при запуске FurMark и OCCT. Правда, на этих двух программах и одностороннем процессе NVIDIA остановилась. AMD же разработала для Cayman и 6900 существенно более продвинутый алгоритм, получивший название PowerTune. Технология PowerTune представляет собой механизм сдерживания энергопотребления GPU, стремящийся удержать аппетиты чипа в заранее определенных рамках. По сути, работает он по обратному к Turbo принципу. Вместо того чтобы принимать за базу низкую частоту, и поднимать ее более высокими множителями, как это сделано в процессорах, AMD установила изначально высокую частоту, которая понижается при превышении TDP. Так что, при работе в 3D чипы изначально настроены на максимально возможное быстродействие с высокими напряжениями и частотами, PowerTune же в реальном времени замедляет их при необходимости. Исполнение функциональности PowerTune достигается в два этапа. На первом происходит определение TDP продукта. В отличие от NVIDIA, специальных чипов для мониторинга энергопотребления AMD не использует. Тем самым, удается сэкономить на комплектующих и не усложнять дополнительно разводку печатной платы. Вместо этого AMD определяет энергопотребление GPU по загрузке основных функциональных блоков чипа. Каждому из них присвоен определенный весовой коэффициент; общая сумма и позволяет приближенно говорить о загрузке чипа в целом. Точное уравнение AMD не приводит, но общий его вид соответствует следующему: Энергопотребление = ((загрузкаПотоковыхПроцессоров * весПП) + (загрузкаROP * весROP) + (использованиеПамяти * весПамяти)) * тактовая частота ядра В случае с Radeon HD 6970, TDP равняется 250 Вт, тогда как тактовая частота — 880 МГц. После того, как значение энергопотребления было получено, графический процессор может конфигурироваться на лету для того, чтобы не превосходить TDP. Под словом «конфигурировать» мы подразумеваем изменение только тактовой частоты, основанное на данных об энергопотреблении, обновляемых несколько раз в секунду. Пока аппетиты карты укладываются в 250 Вт значение, 6970 продолжает работать на 880 МГц. Как только же условие соответствия верхней границы теплового пакета перестает выполняться, частота снижается, чтобы вернуть плату в 250 Вт зону. На практике частота ядра и потребление энергии находятся в нелинейной зависимости, поэтому PowerTune может замедлить GPU на совсем небольшую величину, чтобы успешно выполнить свою задачу. К сожалению, частота памяти и напряжения VCore/VRAM остаются без какого-либо контроля (только со стороны фиксированных профилей PowerPlay), так что меняется только тактовая частота ядра. Вероятно, с повсеместным внедрением PowerTune фундаментальным образом изменится методика, по которой мы оцениваем потребление энергии графическими картами AMD. С учетом работы PowerTune получается, что заявленное TDP платы в действительности соответствует реальным энергетическим показателям. Основное преимущество PT заключается в отсутствии привязанности к какой-либо программе или игре; технология просто работает везде, не позволяя GPU превзойти TDP. Вместе с тем следует понимать, что иногда энергопотребление в игре может быть существенно ниже числа, указанного в качестве значения теплового пакета, так что в любом случае будет существовать худший и средний сценарии для видеокарты, пусть разница между ними и сократится. В результате, демонстрируемая продуктами производительность может значительно отличаться от теоретической. Здесь мы вновь обратимся за примером в мир центральных процессоров, где быстродействие CPU зависит не только от условного значения TFLOP, скорости кэша и частот, но и от множества других факторов. Установленное производителем значение TDP и то, насколько часто при работе под нагрузкой карта превышает его, отныне является важным фактором в «формуле скорости». Похожим образом на реализацию потенциала центральных процессоров влияет и качество систем охлаждения, благодаря которым становится возможным достижение более высоких показателей в Turbo-режимах. По крайней мере, для GPU AMD на первый план теперь выходит соотношение производительности на Ватт; максимум, на который карта способна в рамках определенного для нее теплового пакета, оказывается зависим не только от тактовых частот, как это было раньше. Наверняка читателю интересно, какого же реальное влияние PowerTune на скоростные показатели Radeon HD 6970 и 6950. Ответ может показаться удивительным, но на данный момент мы можем констатировать, что оно практически отсутствует. Чтобы продемонстрировать зафиксированные нами изменения, представим вашему вниманию список игр и приложений из нашего тестового пакета. Из более чем дюжины проведенных бенчмарков действие PowerTune сказалось лишь на двух: FurMark (что полностью ожидаемо) и Метро 2033. Правда, разница в поведении 6970 в этих ситуациях была колоссальна.
В случае с Метро, средняя тактовая частота ядра равнялась 850 МГц; 95% времени графический процессор отработал на 880 МГц, и лишь в паре моментов случались кратковременные сбросы до 700 МГц. Напротив, известный своим горячим нравом FurMark вынудил PowerTune снижать частоты до 600 МГц, что соответствует 30% сокращению. В результате, падение производительности в FurMark было довольно значимым, а вот на Метро 2033 внедрение PT в 6970 практически никак не сказалось. Докажем данное утверждение:
Как вы можете видеть, разница в среднем не превышает 0.5 кадра в секунду, что и вовсе укладывается в погрешность измерений. На любой тест, запускаемый нами на 6970 и 6950, стандартные настройки PowerTune не оказывали какого-либо видимого влияния. Это позволяет сделать вывод, что выраженных недостатков при использовании в настольных ПК PowerTune не имеет. В итоге мы имеем механизм, работающий по принципу отрицательной обратной связи, против Turbo, где используется положительная обратная связь. Без разгона лучшие результаты 6970 показывает на своей штатной частоте в 880 МГц безо всякого вмешательства PowerTune, тогда как Turbo добавляет скорости, если это возможно. Субъективно эти подходы воспринимаются по-разному, так как первый уменьшает производительность относительно базового уровня, а второй «дарит» дополнительное быстродействие. Сложно четко выявить, какой из них лучше, но с учетом наличия различных профилей для 2D, экономичного и полнофункционального 3D у PowerPlay, эффективность PowerTune не вызывает сомнений. Заметим, что хотя мы рассмотрели PowerTune с точки зрений использования в десктопных компьютерах, прочие, возможно даже более важные сферы применения, были оставлены без внимания. На презентации AMD не раз упоминала о ценности PowerTune в контексте мобильных ПК, так как именно в портативных устройствах наиболее важен баланс быстродействия, энергопотребления и тепловыделения. Кроме того, не последнюю роль ноутбуки играют и в бизнесе компании, так как доля подобных устройств неуклонно растет. А в данном секторе рынка наличие PT не только означает гарантированный уровень TDP для мобильных графических чипов, но и возможность установки более высоких штатных частот для требовательных игр. Все это должно увеличить популярность Mobility Radeon HD. Скорее всего, важность PowerTune не будет оценена в 2011 году (чего стоит хотя бы приведенные выше показатели серии 6900), но сомневаться в том, что за этой технологией будущее, не стоит. Впрочем, одно возможное исключение мы можем привести уже сейчас — речь идет о 6990 (Antilles). В свое время Radeon HD 5970 оказался в довольно-таки интересной ситуации. Эта плата была (и, вообще говоря, остается) одним из самых быстрых ускорителей современности, однако в случае неработоспособности CrossFire она работала медленнее 5870. Так происходило потому, что для того, чтобы уложиться в 300 Вт TDP, AMD пришлось снизить тактовые частоты чипа и памяти по сравнению с полноценным одиночным Radeon HD 5870. В прошлом поколении 4870X2 следовала другому пути, так как этот двухголовый флагман являлся настоящей «склейкой» двух HD 4870, и ни при каких условиях не уступал этим GPU. Теперь, благодаря PowerTune, сценарий, имевший место с 5970, не повторится на 6990: гипотетический 6970X2 будет обладать равными с 6970 частотами, а PT проследит за энергопотреблением, и в случае необходимости снизит частоты для соответствия TDP в 300 Ватт. Получается, что даже в худшей ситуации 6990 не проиграет 6970, и на компромиссы владельцам Antilles идти не придется. В то же время, параметры PowerTune не задаются AMD жестко; их можно изменять в контрольной панели Overdrive. [N8-Настройка PowerTune] Хотя цель, для которой создавалась PowerTune, является благой, разработчики AMD прекрасно понимали, что не всем пользователям эта технология нужна. По этой причине в панель управления Overdrive были добавлены настройки для контроля PT, с помощью которых дозволено изменять порог срабатывания защиты на 20% в обе стороны.  Начнем наши эксперименты с увеличения предела для PowerTune. Заметим, что в целях обеспечения механической/тепловой защиты дорогостоящих видеокарт, полностью этот механизм отключить нельзя. В случае с 6970, наличие слайдера, позволяющего двадцатипроцентные манипуляции с лимитом TDP для PT, означает возможность смещения границы от 200 Вт до 300 Вт (официального предела спецификаций ATX). Результат увеличения предела срабатывания PowerTune будет зависеть от того, насколько далеко вы отодвинете стандартную границу. Небольшое увеличение приведет к некоторому приросту производительности в играх/приложениях, сдерживаемых PT ранее, тогда как достижение 20% максимума практически отключит PowerTune для стандартных частот и напряжений. Мы уже выяснили, что с границей по умолчанию в 250 Вт, PowerTune оказывает влияние только на FurMark и Метро 2033, причем игровое быстродействие практически не страдает. Помня об этом, мы увеличили лимит для PowerTune до 300 Вт и вновь провели замеры энергопотребления и температурного режима.
Как и ожидалось, температура и энергопотребление в FurMark заметно увеличились при установке границы PowerTune на 300 Вт. В данном случае PowerTune никоим образом не ограничивала FurMark, и ядро 6970 все время работало на 880 МГц. Общее энергопотребление системы при этом возросло на 60 Вт, что соответствует на 46.6% более быстрой работе GPU. Естественно, раз «свободу» получил даже FurMark, Метро 2033 также хватило пространства расправить крылья. Впрочем, мы уже отмечали, что хотя PT и давала знать о себе при тестировании Метро, влияние на число FPS она практически не оказывала. Были сделаны и иные интересные наблюдения, касающиеся Crysis. Хотя в Warhead активности PowerTune нами замечено не было, в 300 Вт режиме потребление мощности Radeon возросло на 15 Вт; производительность при этом никоим образом не изменилась. Найти разумное объяснение данному феномену мы затрудняемся, так как изо всех доступных PowerTune инструментов имеется возможность управления одной лишь частотой ядра (не напряжением), а она не изменялась при переходе от 250 Вт к 300 Вт режиму. Впрочем, это не влияет на логичный вывод из проведенного исследования, что для работы на штатных частотах смысла поднимать границу для PowerTune нет. Это подводит нас к вопросу разгона. Из-за временных ограничений на подготовку материала, мы не смогли исследовать вопрос оверклокинга серии 6900 всесторонне. Впрочем, так как в уравнении PowerTune тактовые частоты играют важную роль, и без дополнительных изысканий становится понятно, что необходимо настраивать PowerTune для предотвращения блокировки разгона. Ведь на стандартных установках эта технология будет автоматически понижать частоты для соответствия типичному тепловыделению в 250 Вт вне зависимости от того, какие настройки GPU вы сделаете. Хорошие новости для оверклокеров состоят в том, что хотя референсные платы AMD имеют 20% предел для увеличения TDP, партнеры будут давать пользователям больше свободы в своих изделиях. Так что, в сериях Gigabyte SOC, MSI Lightning или ASUS Matrix не стоит бояться столкнуться с искусственным пределом разгона из-за PowerTune. Остался неисследованным вопрос понижения порога срабатывания PowerTune. Хотя обычно мы рассматриваем все с позиции «чем больше, тем лучше», определенная логика в уменьшении энергопотребления видеокарты есть. Пользуясь стандартными методами и не корректируя частоты напрямую, можно добиться снижения потребления энергии и без PowerTune с помощью вертикальной синхронизации. Включение VSync существенно ограничивает производительность видеокарты, практически уменьшая число выдаваемых кадров в секунду вдвое. У этой технологии есть свои сторонники и противники — первые не могут спокойно наслаждаться 3D-графикой с артефактами «разрыва» изображения при быстрых поворотах камеры, вторые сетуют на пропуск кадров и увеличение задержек там, где не поддерживается тройная буферизации. Используя PowerTune же можно снизить энергопотребление очень просто без дополнительных «телодвижений». Как и в случае с повышением до 300 Вт, мы провели замеры показателей 6970 с понижением TDP до 200 Вт.
Все функционирует так, как и заявлено производителем. Довольно интересно выглядит равенство потребляемой мощности в созданном режиме между Crysis и FurMark. Это говорит о том, что при стандартных частотах отнюдь не все блоки видеокарты загружаются полностью, а вот уменьшение верхней границы TDP уравнивает отдачу Radeon HD 6970 в одной из требовательнейших игр и самом прожорливом приложении. Хотя нельзя назвать 6970 бесшумной в таком режиме, при 200 Вт эта карта работает ощутимо тише стандартных для PowerTune 250 Ватт. К сожалению, это уже напрямую отражается и на быстродействии графического процессора. Почти во всех играх мы зафиксировали сопоставимую с 20%-ной экономией энергии потерю производительности.
В Crysis можно говорить о 75%-80% показателях от полной силы 6970 при установке PT в 200 Вт. Впрочем, точное значение зависит от характера нагрузки того или иного приложения. [N9-Новый режим антиалиасинга: Enhanced Quality AA] Вместе с серией 6800 AMD представила новый тип экономичного сглаживания Morphological Anti-Aliasing (MLAA), который являлся несложным пост-процессинговым фильтром. Среди достоинств такого подхода можно выделить работоспособность в широком наборе игр, независимость от используемых API и малое снижение быстродействия. Но на этом AMD не остановилась; компания разрабатывала для 6900 еще один режим антиалиасинга. Новинку окрестили Enhanced Quality Anti-Aliasing (EQAA), или антиалиасинг повышенного качества. Чтобы получить представление о том, что это за техника сглаживания, достаточно вспомнить Coverage Sample Anti-Aliasing (CSAA), созданный инженерами NVIDIA для GeForce 8800 GTX, так как практически эти технологии идентичны. В случае с традиционным MSAA, пикселю, покрытому двумя или более треугольниками/ фрагментами, необходимо 2, 4 или 8 выборок субпикселей для достижения финального результата. В процессе фиксируется и временно сохраняется цвет треугольников, а также значение их Z/глубины, после чего полученные данные смешиваются для определения результирующего пикселя. Этот механизм отлично работает для решения проблемы «лесенок» на краях полигонов, причем требует заметно меньше ресурсов, чем настоящий суперсемплинг. Впрочем, он все равно является относительно дорогим. Сбор и хранение Z-координат вместе со значениями цветности требуют не только дополнительного объема памяти, но и резерва по пропускной способности. Впрочем, хотя существует минимально достаточное количество выборок для определения цветов задействованных треугольников, не всегда их число велико. В большинстве случаев минимального набора цвета/Z-координат достаточно, и сложность заключается в оптимальном смешивании значений цветов.
Здесь и приходят на помощь методы, подобные EQAA; в некотором роде они являются компромиссными, а суть их в следующем. Хотя полноценные операции с парой «цвет-Z» требуют немало ресурсов, простая проверка на покрытие треугольником субпикселя практически «бесплатна». Получается, что можно повысить качество сглаживания в том случае, если использовать минимально-достаточную выборку координат и цветов вместе с дополнительной проверкой на покрытие. Это позволит более точно определить, какой процент пикселя покрывается конкретным полигоном, что, в свою очередь, приведет к лучшему смешиванию цветов. Например, при «чистом» 4x MSAA величина покрытия может быть определена дискретно как 0/25/50/75/100 процентов. С 4x EQAA, в котором используется 4 выборки цвета и дополнительные 4 семпла покрытия пикселя, точность повышается, так как параметры смешивания могут быть определены уже на основании более диверсифицированного диапазона 0/12/25/37/50/62/75/87/100%. Отметим, что такого же результата в случае с MSAA можно добиться только в режиме 8x. Согласитесь — довольно привлекательно получать сравнимое с затратным 8x MSAA качество при лишь немного превышающей 4x MSAA стоимости.
Конечно, на практике все неидеально. Говорить о том, что 4x EQAA аналогично 8x MSAA можно только понимая, что речь идет о лучшем развитии событий. В худшем случае дополнительные выборки покрытия пикселя могут не принести вообще никакой пользы, и качество 4x EQAA не будет отличаться от 4x MSAA. Это зависит от конкретной игры, если даже не от конкретной ситуации и игровой сцены. В действительности CSAA/EQAA могут помочь немного улучшить результаты относительно MSAA при минимальном снижении скорости. Тогда как графические чипы NVIDIA умели делать выборки покрытия еще со времен G80, в решениях AMD эта возможность была ранее недоступна. Теперь же, с новыми блоками ROP и платы Radeon серии 6900 наконец-то стали поддерживать эту возможность. Как мы уже отмечали, за исключением разницы в названиях, реализация описанного механизма у AMD и NVIDIA практически идентична. Видеокарты обоих вендеров теперь способны делать независимые от пары «цвет-Z» выборки покрытия в зависимости от установленных настроек. Небольшое преимущество AMD заключается в том, что, как и в случае с прочими режимами сглаживания, компания дает разработчикам возможность использовать специфические, специально подобранные шаблоны для выборок. Как и в случае с CSAA от NVIDIA, EQAA AMD доступен в DirectX приложениях, а также может быть форсирован через драйвер.
В распоряжении пользователей AMD есть один режим, недоступный сторонникам NVIDIA, — 2xEQ, представляющий собой 2x MSAA + 2x выборки покрытия, тогда как NV может предложить типы 16x (4x MSAA + 12x выборок) и 32x (8x MSAA + 24x семпла). Отметим, что дополнительные выборки покрытия в случае с AMD также мало влияют на производительность, как и у NVIDIA. [N10-Знакомство с 6970 и 6950] Теперь, когда мы подробно рассказали о внутреннем устройстве чипов видеокарт серии 6900, давайте взглянем на самих виновниц торжества. Если вы знакомы с линейкой 6800, найти много общего между ее представителями и 6900 не составит труда. Внешне референсные карты AMD и вовсе похожи, используется полностью закрытый угловатый дизайн системы охлаждения. Интересно, что, как и в случае с парой GTX 580/570, 6970 и 6950 обладают единой печатной платой и кулером, так что сказанное об одной из сестер будет полностью соответствовать и другой. Напомним, что PCB 5850 была упрощена относительно 5870. Чтобы не проделывать двойную работу напрасно, будем использовать для обзора конструкции только 6970.
Длина 6970 практически аналогична 5870 и достигает 26.67 см. Покупатели, которым необходима более короткая видеокарта (например, как 5850), могут временно занять позицию ожидания, так как нестандартные решения партнеров AMD еще не подоспели, а референсная 6950, как нетрудно догадаться, также требует чуть больше 26.6 см пространства. Дополнительное питание флагманскому одночиповому Radeon обеспечивают два разъема PCIe 8 + 6 контактов, так как TDP 6970 в 250 Вт превосходит 225 Вт лимит комбинации 6 + 6 пин. Напротив, более экономичной 6950 с TDP в 200 Вт достаточно и такого упрощенного набора. Расположение разъемов на торце является плюсом и облегчает подключение.  Конечно, после снятия СО сразу становится понятно, насколько PCB 6970/6950 отличается от серии 6800. По центру виден графический процессор Cayman во всей своей красе 389 квадратных миллиметров, вокруг него заняли место восемь 2 Гбит чипов Hynix GDDR5. Согласно маркировке они предназначены для работы на эффективной частоте в 6 Гбит/с, т.е. на 0.5 Гбит/с больше прошитых в BIOS частот. Как и раньше, особая сложность в эксплуатации высокоскоростной GDDR5 заключается в проектировании соответствующей шины между GPU и чипами памяти. Определенного прогресса в этом направлении с 6900 AMD добилась, но, похоже, что преодоления барьера в 6 Гбит/с мы так и не увидим, по крайней мере, для 256-битных интерфейсов. По спецификациям, GDDR5 должна покорить даже 7 Гбит/с, но, с учетом возникших у AMD и NVIDIA сложностей с контроллерами, вряд ли на серийных видеокартах будут достигнуты такие показатели.  Говоря о системе охлаждения, можно заметить, что кулеры с испарительными камерами в этом году однозначно в моде. Для AMD использование подобных конструкций не в новинку, вспомним хотя бы недавний двухчиповый 5970. Но на одиночных платах Radeon HD радиаторы такого типа не встречались давно, со времен HD 2900. По сравнению с распространенными решениями на тепловых трубках, конструкция испарительной камеры позволяет более эффективно переносить тепло. К тому же, инженерам нет необходимости беспокоиться о том, как разместить выступающие части трубок. Воздушный поток через ребра радиатора обеспечивает радиальный вентилятор увеличенного по сравнению с 5870 диаметра. Это вполне понятная модернизация с учетом того, что 6970 должна быть однозначно более горячей, чем предшественница. Интересно, что при возросшем TDP, в AMD решили сохранить конфигурацию портов, оставив для выхода нагретого воздуха за пределы системного блока лишь половинку слота на задней панели.  Что касается самих внешних I/O интерфейсов, неудивительно, что здесь картина повторяется относительно виденного нами в 6800: пользователю доступны 2x DVI, 1x HDMI 1.4 и 2x mini-DP. С использованием специальных MST-хабов, к 6970 можно подключить до шести дисплеев. Интересно, что по сравнению с 5800, у DVI портов добавилось одно ограничение. Помимо того, что к ним можно подсоединить только два монитора одновременно, второй разъем является лишь Single-Link портом (хотя количество и расположение контактов в коннекторе указывает на DL конфигурацию). Таким образом, два устройства с разрешением 2560x1600, или 3D функциональностью по DVI использовать не удастся.  Кроме того, на карте присутствуют два разъема CrossFire, позволяющие создавать тройные CF конфигурации для особенно богатых энтузиастов Radeon. Рядом с этими разъемами находится деталь, ранее не встречавшаяся на современных видеокартах, а именно переключатель двух микросхем BIOS. Простым движением рычажка пользователь может выбирать, с какого из двух чипов грузиться плате. Необходимо это для достижения той же цели, что и, например, DualBIOS на материнских платах GigaByte, — загрузки с неизмененного второго BIOS в случае неудачной модификации основного первого. Это довольно интересный шаг, так как обычно производители не слишком поддерживают перепрошивку BIOS видеокарт.
Как и у 5870, обратная сторона PCB 6900 закрыта металлической пластиной. Ее основная функция — в дополнительном отводе тепла от сильно нагревающихся элементов. Такой пассивный элемент не меняет кардинально температурный режим ускорителя, но скинуть пару градусов помогает. Отметим, что хотя общие размеры новинок практически идентичны 5870, примененный кожух системы охлаждения простого дизайна никак не помогает верхней плате «дышать» в CrossFire при близкой установке двух ускорителей. 5870 был в этом смысле несколько выигрышнее, так как на нем присутствовал выступ, обеспечивающий небольшой, но гарантированный вентиляционный зазор. Такой роскошью 6970 не наделен, поэтому при плотном соседстве двух Radeon температуры карт возрастают значительно. Не настолько, чтобы вызывать опасения, но мы бы хотели видеть несколько иную конструкцию пластиковой оболочки в стиле последнего решения NVIDIA на GTX 500, особенно с учетом того, что TDP HD 6900 приближается к чипам GeForce. В любом случае, если ваша материнская плата и корпус позволяют располагать видеокарты на удалении, лучше разместить их как можно свободнее. [N11-Тестовая конфигурация и программы] К запуску серии Radeon HD 6900 AMD снабдила журналистов специальной версией Catalyst 10.11 с поддержкой этих плат, версия драйвера обозначена как 8.79.6.2RC2. Этот пакет более старый, чем уже выпущенный Catalyst 10.12, в котором компоненты имеют номера 8.8xx. В остальном наша тестовая платформа несильно изменилась с момента тестирования GTX 570. Для прочих видеоплат AMD использовался Catalyst 10.10e, тогда как различные GeForce работали под управлением ForceWare 262.99 и 263.09. К сожалению, второй GTX 570 в тестовой лаборатории для получения результатов связки GTX 570 SLI до сих пор не оказалось; заинтересованным читателям мы предлагаем в данном случае брать за образец GTX 480 SLI, так как показатели младшего GF110 и старшего GF100 должны быть близки. Процессор: Intel Core i7-920 3.33 ГГц Материнская плата: Asus Rampage II Extreme Оперативная память: Patriot Viper DDR3-1333 3x 2 Гб (7-7-7-20) SSD: OCZ Summit 120 Гб Видеокарты:
Операционная система: Windows 7 Ultimate x64 [N12-Тестирование — Crysis Warhead]    С самого начала дела AMD в Crysis идут хорошо. Обращая ваше внимание на разрешения 2560x1600 и 1920x1200 отметим два момента: во-первых, 6970 удалось опередить GTX 570, что довольно значимо, а во-вторых, даже более дешевая 6950 держалась на равных с недавней новинкой от NVIDIA. Кроме того, серии 6900 удалось впервые за всю историю одночиповых Radeon преодолеть небольшой, но значимый барьер в 30 кадров в секунду в 2560. В относительных величинах это означает, что 6950 действительно быстрее 5870, но разница эта не огромна и составляет 5-10%. Удивительно, но CrossFire связки видеокарт в этот раз оказались очень близки. Лишь 2 FPS отделяло 6970CF от 6950CF. Очень маловероятно, что в 2560 ограничительным фактором выступает процессор, так что узкое место, скорее всего, в ROP плат, так как Radeon HD 6900 идентичны только по характеристикам этого единственного модуля.    Будучи оснащенными 2 Гб видеопамяти, карты AMD наконец-то избавляются от проблем с минимальным фреймрейтом в Crysis, типичных для 1 Гб предшественниц. Итоговая таблица по минимальным FPS практически не отличается от средних значений: 6970 оказывается несколько впереди GTX 570, тогда как результаты 6950 практически не отличаются от младшего GeForce на GF110. [N13-Тестирование — BattleForge, DX10]    В BattleForge ситуация стремительно меняется. К радости поклонников NVIDIA появляется довольно уверенное лидерство GTX 570 над обеими новинками AMD; что хуже, результаты 5870 и 6950 практически идентичны. Впрочем, объяснить это несложно. Мы не раз называли BattleForge требовательным к шейдерной производительности бенчмарком, поэтому потенциальное ухудшение вычислительных способностей Cayman могло сказаться негативно на скорости Radeon HD. Так что, BattleForge является примером худшего развития событий при прямом сравнении VLIW5 и VLIW4. [N14-Тестирование — Метро 2033]    Эта игра вновь становится удачной для AMD, являясь практически полной копией картины, полученной ранее в Crysis. В актив 6970 можно записать формальную победу над GTX 570, а младшую 6950 похвалить за упорную борьбу на равных с более дорогой картой. Отметим, что ни один из одиночных ускорителей не способен обеспечить идеальный комфорт в 1920 в 2560, так что фанатам этой игры стоит обратить внимание на CF/SLI тандемы. На этом поле позиции AMD как никогда сильны — масштабирование Radeon HD 6900 иначе как феноменальным назвать не получается, взять хотя бы опережение 6970CF пары 580 в SLI на 30%! Правда, в распространенном 1920x1200 разрыв сокращается до менее значимых величин. [N15-Тестирование — H.A.W.X.]    Традиционно, H.A.W.X. является игрой, более лояльной к изделиям NVIDIA, так что откровений от Cayman здесь ждать не приходится. Отставание 6970 от 5970 в 2560 составляет примерно 10%, тогда как при переходе в более популярное разрешение 1920x1200 оно и вовсе увеличивается до 20%. Конечно, с учетом абсолютных величин разница эта представляет исключительно академический интерес, так как проблем с производительностью в этой игре не наблюдается даже в режиме DX10 SSAA, но факт остается фактом. Прирост от CrossFire и SLI практически идентичен; он обеспечивает поистине огромные числа, но не меняет относительных позиций испытуемых в рейтинге. [N16-Тестирование — Civilization 5]    Выступая в своем амплуа, Civilization V преподносит нам довольно интересные результаты. В 2560 игра оказывается ограничена возможностями GPU вплоть до того момента, когда 6900 выходит вперед 5870. В 1920 же происходят неясные метаморфозы, в результате которых новинки на базе Cayman даже проигрывают Cypress. В любом случае, пятая «Цивилизация» была замечена в любви к платам NVIDIA ранее, а 6900 проиграли не только GTX 570, но и даже GTX 470. Превосходное масштабирование в CrossFire позволило AMD отыграть позиции на поле сражения многочиповых систем, превзойдя соответствующих конкурентов NVIDIA. [N17-Тестирование — Battlefield Bad Company 2]    После различных патчей и доработок, Battlefield BC2 стала чрезвычайно сбалансированной игрой без каких-либо ярко выраженных симпатий к архитектуре того, или иного производителя. В более высоких разрешениях 6970 в ней удалось сравняться или победить GTX 570, тогда как в не слишком типичном для видеокарт такого класса 1680x1050 уже GeForce доминировал над новыми Radeon HD 6900. В тоже время, 6970CF смог вплотную подступить к GTX 580 SLI. С другой стороны, Bad Company 2 стала еще одной игрой, в которой 6950 не удалось выиграть у 5870. Похоже, что дело здесь вновь в тяжелых шейдерных вычислениях, которые могут свести к минимуму преимущества 6900 перед 5800 в определенных неблагоприятных случаях.  Что касается второго теста с водопадами, результаты в нем неутешительны для 6900. Можно вспомнить, что и ранее достижения Radeon в этом бенчмарке не были блистательными, но от 6900 можно было ожидать нарушения данной негативной традиции. К сожалению, этого не произошло, и, тогда как средние показатели FPS плат AMD находятся на хорошем уровне, минимальный фреймрейт оставляет желать лучшего. [N18-Тестирование — S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat]    Наконец-то мы добрались до игры, в которой распространена тесселяция, а, значит, 6900 может раскрыть свой потенциал. Расправленные крылья помогают младшему из Cayman без проблем выйти на уровень GTX 570, тогда как 6970 — и вовсе опередить его на 8%-20%, став угрозой GTX 580. Кроме того, хорошо смотрятся новинки и в сравнении с 5800; так, 6950 опережает 5870 на 15%, тогда как 6970 быстрее прошлого одночипового флагмана на 30%-50% в зависимости от разрешения. Благодаря улучшенным блокам тесселяции и большему объему видеопамяти вместе с возросшей ПСП, 6900 заметно превосходят представителей семейства Evergreen, которых они заменяют. Именно в таких играх становится очевидна польза от принятых AMD при проектировании своей архитектуры нового поколения решений. [N19-Тестирование — DiRT 2]    Хотя в DiRT 2 также используется тесселяции, лидерство графических процессоров NVIDIA в этой игре очевидно. В 2560 6970 может хотя бы сократить проигрыш GTX 570 до не слишком существенной величины, но в 1920 Radeon HD уступают своим конкурентам. Кроме того, в этой гоночной аркаде от Codemasters 6950 оказалась не в состоянии опередить 5870. [N20-Тестирование — Mass Effect 2]    В Mass Effect 2 складывает довольно стандартная картина. Так, 6970 оказывается способен на самую малость превзойти GTX 570, тогда как производительность 6950 можно охарактеризовать как среднюю между 5870 и GTX 570. Так как ME2 использует DX9, мы ожидали значимого ухудшения характеристик HD 6900, но этого не произошло. Впрочем, говорить о впечатляющих скоростных характеристиках также не приходится. [N21-Тестирование — Wolfenstein]    Обычно Wolfenstein отдает предпочтение GPU AMD, и даже обновление архитектуры не может изменить этого факта. Так как бутылочным горлышком в данной игре является быстродействие CPU, платы Radeon оказываются не способны выступить во всей красе. Но и имеющихся условий достаточно, чтобы 6950 опередил GTX 570, а 6970 — GTX 580. Особенно остро в этом свете стоит вопрос, как покажут себя платы в выходящем уже в этом году Rage. [N22-Тестирование — вычислительные возможности] Настало время перейти от рассмотрения игровой производительности к вычислительным возможностям новинок, уделив при этом внимание тесселяции. Наша цель состоит в том, чтобы отдельно посмотреть на улучшения геометрической части чипа и оценить эффект от архитектурных изменений в структуре потоковых процессоров VLIW4.  Шейдерный бенчмарк из состава Civilization V всегда импонировал решениям NVIDIA, но в этот раз это обстоятельство никак не влияет на рассматриваемые платы. В глаза бросается даже не проигрыш Radeon HD конкурирующим GeForce, а то, насколько плохо показали себя 6900 на фоне 5870. В этом тесте 6970 смог с трудом превзойти 5850 (!), тогда как 6950 приблизился только к 768 Мб версии GTX 460. Если слова AMD по поводу необходимости дальнейшей оптимизации шейдерного компилятора для Cayman правдивы, Civ 5 является ярчайшем примером подобной необходимости. Изучая теоретические выкладки по архитектуре серии 6900, мы ожидали, что новинки будут как минимум несколько быстрее, но никак не медленнее 5870.  В отличие от Civilization V, в SmallLuxGPU быстродействие Radeon HD выглядит отнюдь не удручающе и намного ближе к теоретическому уровню. Согласно имеющимся данным, даже с учетом всех доработок и изменения баланса архитектуры, вычислительные возможности Cayman с 2.7 терафлоп остались почти неизменными относительно предшественника. SmallLuxGPU подтверждает это утверждение на практике; 5870 и 6970 выступили практически идентично. Это также означает, что оба Radeon HD 6900 были быстрее GTX 580. Можно констатировать, что OpenCL движок, используемый в данной программе, хорошо подходит для ILP концепции AMD.  В MediaEspresso 6 влияние CPU слишком велико, чтобы говорить о возможности прямого сопоставления GPU. Кроме того, из-за разности алгоритмов работы программы для GeForce и Radeon, различные семейства также оказываются разнесены друг от друга. В целом можно говорить о том, что при кодировании видео VLIW5 мало отличается от VLIW4.  На данный момент Unigine Heaven является синтетическим бенчмарком (этот DX11 движок до сих пор не используется ни в одной из реальных игр), поэтому в большей степени нас интересует сравнение 6900 с 5800, а не с соперниками из стана GeForce. Благодаря всей проделанной AMD работе по улучшению блоков тесселяции, 6970 был почти на 50% быстрее 5870 вне зависимости от режима теста. На самом деле, это минимум, на который можно было бы рассчитывать, но даже более мощные по геометрическим возможностям представители Fermi не могут похвастаться линейным масштабированием скорости при изменении числа ответственных за тесселяцию модулей. Отметим, что хотя сам по себе 6970 справляется с тесселяцией на уровнях Extreme и Moderate довольно хорошо, GTX 400/500 остаются недосягаемыми.  В Microsoft DirectX 11 Detail Tessellation Sample события развиваются по иному сценарию. Хотя 6970 и обгоняет 5870, он не слишком отличается от 6870 с оптимизированным тесселятором. Ведь большинство особенностей геометрической части новинки мы уже видели в Barts. Этот тест еще раз дает возможность лицезреть, насколько велико отставание решений AMD от современных GeForce по части тесселяции даже с учетом всех действий AMD по сокращению разрыва. Остается только догадываться, насколько значимым может оказаться проигрыш продуктов AMD в том случае, если разработчики игр начнут активно использовать тесселяцию. [N23-Энергопотребление, температурный режим, акустические показатели] Как обычно, завершая рассмотрение плат, мы обращаемся к их энергопотреблению, температурам и акустическим показателям в различных режимах. Традиционно благодаря компактным кристаллам в этих дисциплинах AMD имела преимущество, однако как обстоит дело с новым массивным Cayman на фоне шагнувших далеко вперед в плане энергетической эффективности GTX 570/580, нам предстоит проверить. В отличие от NVIDIA, AMD продолжает использовать единственное значение напряжения для кристаллов своих GPU (конечно, в рамках одной модели).
 Как мы уже упоминали ранее, при разработке Radeon HD 6900 AMD пришлось остаться на привычном 40 нм техпроцессе TSMC. Однозначно оценивать данное вынужденное решение сложно, так как с одной стороны, 32 нм технологический процесс позволил бы уменьшить площадь кристалла, разместив на нем больше исполнительных блоков, но с другой — зрелость 40 нм производственных линий позволила инженерам создать хорошо отлаженные чипы. В результате, даже с увеличением площади по сравнению с Cypress, Cayman потребляет немного меньше энергии в покое. Поэтому 6970 и 6950 находятся практически на самой вершине нашего рейтинга, «упираясь» в КПД 1200 Вт блока питания.  В Crysis PowerTune не играет значимой роли, так как игра не генерирует достаточно тяжелой нагрузки для срабатывания механизмов снижения производительности и энергопотребления. Поэтому зафиксированные значения довольно предсказуемы: чип большего размера 6970 требует больше энергии, уступая 5870 на 30 Вт. В тоже время, заявленное TDP 6950 на 50 Вт меньше, и именно такого различие между картами в реальной жизни. С 292 Вт эта модель лишь на 15 Вт требовательнее 5850, что практически соответствует GTX 460 1 Гб. Получается, что с увеличением площади Cayman и уменьшением энергопотребления GF110 преимущество 6900 уже не столь выражено, как это было с 5000 серией Radeon HD. Действительно, новинки все еще как минимум на 20 Вт экономичнее GeForce, но с оглядкой на быстродействие это означает практическое равенство видеокарт последнего поколения AMD/NV по части энергетической эффективности.  Именно в FurMark PowerTune в полной мере проявила себя. Даже при том, что типичное тепловыделение 6970 на 60 Вт превышает 5870, в этой программе из-за активности PT предыдущее поколение карт оказалось отнюдь не в выигрышном положении. Это не соответствует результатам, полученным в Crysis, но останавливаться еще раз на причинах такого поведения мы не будем, так как ранее уже подробно рассмотрели работу PowerTube на 6900. В тоже время, с 320 Вт 6950 оказывается чуть более прожорлива, чем 5850. В CrossFire ПК со связкой из таких плат потреблял 509 Вт, что лишь на 19 Вт больше энергопотребления системы с одиночной GTX 580. «Благодарить» за это вновь следует PowerTune.  С учетом малого потребления энергии в покое неудивительно, что и температура чипа без нагрузки минимальна. Одиночные карты нагреваются в таком режиме не более чем до 37-38°C, что ставит их в один ряд с самыми прохладными из протестированных ускорителей. В CrossFire же дела Radeon HD 6900 не столь хороши, так как форма кожуха кулера этих плат неидеальна для близкого размещения.  Когда дело доходит до Crysis, серия 6900 выступает практически на одном уровне с представителями линейки 5800, так как AMD позаботилась о возросшем энергопотреблении, установив более эффективный радиатор с испарительной камерой. Конечно, температуру следует рассматривать только в связке с шумностью карты, но уже сейчас можно судить о том, что проблем с нагревом у 6900 нет. Одиночные карты не разогревались больше 80 градусов; хуже обстоят дела в CrossFire, но и в температуре парных связок ничего критического нет.  В FurMark вновь в дело вступает PowerTune. Наличие этой технологии для 6970 означает максимальный нагрев до 83 градусов, что несколько лучше 5870 и на 5°C холоднее GTX 570. Наличие идентичного кулера у 6950 не позволило этой младшей карте далеко уйти от 6970 с 82 градусами. Вновь при сравнении с 5850 6950 уже не выглядит столь впечатляюще, но Cayman все равно остается сбалансированным решением. В CF платы нагреваются до 92 и 91 градуса соответственно даже несмотря на активность PowerTune. Такие температуры не являются запредельными для современных видеокарт, но они вновь дают нам основание поругать конструкторов за непродуманную форму кулера; при работе в CrossFire 6900 следует по возможности разносить друг от друга как можно дальше.  Сюрпризов в отношении уровня шума без нагрузки 6970 и 6950 не преподносят, сливаясь с общим фоном работающего системного блока. Благодаря современным технологиям отключения неактивных модулей и прочих способов снижения потребления энергии в покое раскручивать вентилятор до высоких оборотов в таком режиме нет необходимости.  Под нагрузкой оба новых Radeon HD 6900 проявили себя очень хорошо. С 50.5 дБ и 54.6 дБ ни одну из плат нельзя назвать абсолютно тихой, но раздражения подобная громкость не вызывает и полностью соответствует уровню производительности и нагреву карт. [N24-Заключение] Зачастую производители выдают на тест устройства без предоставления полного набора технических характеристик, или иных важных параметров. В случае с Radeon HD 6970 и 6950 информационная поддержка AMD была очень обширна, однако до самого последнего момента, даже после того как все тесты были проведены, мы не знали, какова будет рекомендуемая стоимость новинок. Имея на руках их результаты в различных играх, мы опасались того, что ценовая политика AMD не будет соответствовать реальному положению вещей. К счастью, наши прогнозы не оправдались, и выводы о привлекательности обновленных продуктов мы будем делать исходя из установленных цен. Опять же, оговоримся, что мы рассматриваем относительное положение плат с учетом MSRP для Американского рынка; первые поступающие в российскую розницу партии будут традиционно продаваться по завышенным ценам, а через некоторое время ситуация нормализуется. Начнем со старшего Radeon HD 6970, построенного на базе полноценного ядра Cayman со всеми активными функциональными блоками. Можно признать, что этот ускоритель соответствует по своим скоростным характеристикам GeForce GTX 570. Если сравнить эти модели напрямую, то в 1920x1200 и 2560x1600 победа в трети игр осталась за NVIDIA, в трети — за AMD, а в оставшихся бенчмарках конкуренты были примерно равны. С учетом такого выступления 6970, его стартовая цена в $370 не выглядит ни агрессивной, ни завышенной. Разница в $20 с GTX 570 не станет поводом для начала ценовой войны, но и переоцененной модель назвать нельзя. Выбор покупателя будет обусловлен производительностью в конкретных играх и необходимостью тех или иных дополнительных функций (например, блок UVD нового поколения). Заметим, что если раньше в весомые плюсы AMD можно было записать и заметно лучшую энергетическую эффективность, то с выходом массивного Cayman и тщательной «работе над ошибками» NVIDIA в GF110 это преимущество сильно поблекло. Вместе с тем, Radeon HD 6950 занимает очень интересную нишу. Он превосходит снимаемые с производства Radeon HD 5870 и GTX 470, уступая при этом 570/6970. Эти уходящие карты портили картину для GTX 570, 6950 же делает это еще серьезнее с учетом привлекательная цена новинки. Можно возразить, что 6950 лишь на 7-10% быстрее 5870 при 20% большей стоимости, но среди плюсов младшего Cayman — новая архитектура, нацеленная на будущие игры, 2 Гб видеопамяти, становящиеся все более важными в высоких разрешениях, наконец, поддержка DP 1.2. Более того, сравнивая две модели HD 6900 напрямую, нам кажется, что 6950 сам по себе является оптимальным выбором, так как 6970 лишь на 10-15% быстрее и на целых $70 дороже. Все это подводит нас к финальному вопросу: насколько же удалась новая архитектура AMD? Ответить на этот вопрос четко на данный момент довольно сложно. Дело в том, что в имеющихся тестах Cayman выступает не слишком убедительно. Очевидно, что сдерживающим фактором здесь является 40 нм техпроцесс, так как изначально флагманский чип с VLIW4 планировалось производить по более тонкому технологическому процессу, который позволил бы использовать больше транзисторов и, соответственно, поместить большее число функциональных блоков. Но в текущей реализации с имеющимися версиями драйверов и максимально разумным для 40 нм транзисторным бюджетом, GPU Radeon HD 6900 оказывается не способным проявить себя во всей красе. Проектируя Cayman, инженеры пошли на вынужденные компромиссы, которые привели к отсутствию ультимативного high-end решения. Вместе с тем, массивный кристалл перестал быть таким экономичным, как предшественник. Конечно, несмотря на все трудности, AMD удалось выпустить привлекательные конкурентоспособные видеокарты нового поколения, но по их результатам отчетливо видно, что планы компании не были реализованы полноценно. Так что, полностью оценить достоинства и недостатки смены служившей почти четыре года VLIW5 на VLIW4 мы сможем только в следующем поколении Radeon HD. В любом случае, с Cayman начинается новая страница в истории AMD, и насколько успешной она окажется, покажет лишь время. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Источник: www.anandtech.com/
