AMD Radeon HD 6990:


Самый быстрый в мире 3D-ускоритель



СОДЕРЖАНИЕ

  1. Часть 1 — Теория и архитектура
  2. Часть 2 — Практическое знакомство
  3. Особенности видеокарт
  4. Конфигурация стенда, список тестовых инструментов
  5. Результаты синтетических тестов
  6. Результаты игровых тестов (производительность)


Как мы убедились после тестирования Radeon HD 6970, этот продукт не стал самым быстрым в мире ускорителем трехмерной графики, а довольствовался лишь вторым после Geforce GTX 580 местом. И это сразу же вызвало мысли о том, что AMD не успокоится и не будет довольствоваться вечным вторым положением. К тому же ее предыдущий флагман двупроцессорный Radeon HD 5970 уже давно снят с производства, и потому, несмотря на заявления со стороны AMD, что 5970 продолжает быть лидером, де-факто GTX 580 занял трон короля 3D-графики.

Поэтому, как и следовало ожидать, а также вследствие уже давно принятой AMD политики выпускать самый топовый продукт в виде двухпроцессорного решения, в свет вышел Radeon HD 6990, который по сути несет в одном «флаконе» сразу два ускорителя Radeon HD 6970.

И нет смысла забегать вперед и рассказывать детали - как и почему, поскольку лучше прочитать то, что всем читателям расскажет Алексей Берилло, который уже прекраснл знает как устроен 6990 изнутри.

Часть 1: Теория и архитектура



В рамках стратегии компании AMD, наиболее производительные решения уже довольно давно выходят в виде двухчиповых видеокарт. Предыдущей подобной моделью является Radeon HD 5970, выпущенная ещё в конце 2009 года. Она долгое время оставалась самой быстрой видеокартой на рынке, так как конкурент не выпускал ничего нового на базе двух GPU со времён Geforce GTX 295.

Но время идёт, и даже Radeon HD 5970 уже немного устарела. Тем более что GPU, на которых она основана, уже довольно давно сняли с производства, а в розницу продавали складские запасы. Таких плат в принципе было произведено и продано не очень много, потому что подобные видеокарты покупаются только редкими энтузиастами, доля которых среди всех покупателей весьма мала.

Решения такой мощности — это скорее имиджевый продукт, предназначенный для подтверждения реноме производителя быстрых GPU, что для AMD, что для Nvidia. Мы даже подозреваем, что прибыли с двухчиповых видеокарт в карман производителям падает совсем немного, учитывая и высокую себестоимость производства каждого решения, и затраты на разработку с учётом крайне малого тиража. Ну и совершенно точно то, что доля от продажи самых мощных двухчиповых решений просто не заметна на фоне прибыли от видеокарт среднего и нижнего ценовых диапазонов.

В конце прошлого года на смену одночиповым решениям серии HD 5800 пришли новые модели серий AMD Radeon HD 6800 и HD 6900, поэтому вполне логично, что сегодня AMD анонсировала двухчиповую видеокарту из старшей серии — Radeon HD 6990, основанную на двух чипах Cayman, уже известных нам по двум одночиповым моделям серии. И совершенно понятно, что эта новая видеокарта от AMD сменяет старую модель HD 5970 на троне самой производительной одноплатной видеосистемы.

Так как анонсированное сегодня решение основано на двух чипах «Cayman», о которых мы уже рассказывали, и которая частично повторяет архитектуру предыдущих GPU, то думаем, что читателям будет полезно ознакомиться с подробной информацией о ранних видеочипах AMD в следующих статьям на нашем сайте:

Ну а мы переходим к подробным характеристикам анонсированной сегодня топовой видеоплаты из серии Radeon HD 6900, основанной на двух GPU и носящей кодовое название «Antilles».

Графический ускоритель Radeon HD 6990

  • Кодовое имя «Antilles»
  • Технология 40 нм
  • 2 чипа по 2,64 млрд. транзисторов каждый
  • Площадь каждого кристалла 389 мм2
  • Унифицированная архитектура с массивом общих процессоров для потоковой обработки многочисленных видов данных: вершин, пикселей и др.
  • Аппаратная поддержка DirectX 11, в том числе и новой шейдерной модели — Shader Model 5.0
  • Двойная 256-битная шина памяти: дважды по четыре контроллера шириной по 64 бита с поддержкой памяти GDDR5
  • Частота ядра от 830 до 880 МГц (см. объяснение далее)
  • 2x24 SIMD-ядра, включающих 768 потоковых процессора, и в общем 3072 скалярных ALU для расчётов с плавающей точкой (целочисленные и плавающие форматы, поддержка точности FP32 и FP64 в рамках стандарта IEEE 754)
  • 2x24 укрупненных текстурных блока, с поддержкой форматов FP16 и FP32
  • 2x96 блоков текстурной адресации и столько же блоков билинейной фильтрации, с возможностью фильтрации FP16-текстур на полной скорости и поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов
  • 2x32 блока ROP с поддержкой режимов антиалиасинга с возможностью программируемой выборки более чем 16 сэмплов на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Пиковая производительность до 64 отсчетов за такт (в т.ч. для буферов формата FP16), а в режиме без цвета (Z only) — 256 отсчетов за такт
  • Для каждого GPU интегрированная поддержка RAMDAC, шести портов Single Link или трёх портов Dual Link DVI, а также HDMI 1.4a и DisplayPort 1.2

Спецификации видеокарты Radeon HD 6990 (HD 6990 OC)

  • Частота ядра 830(880) МГц
  • Количество универсальных процессоров 3072
  • Количество текстурных блоков — 2x96, блоков блендинга — 2x32
  • Эффективная частота памяти 5000 МГц (4×1250 МГц)
  • Тип памяти GDDR5
  • Объем памяти 2x2 гигабайта
  • Пропускная способность памяти 2x160 гигабайт в сек.
  • Теоретическая максимальная скорость закраски 53 (56) гигапикселей в сек.
  • Теоретическая скорость выборки текстур 159 (169) гигатекселей в сек.
  • Разъём CrossFireX
  • Шина PCI Express 2.1
  • Разъёмы: DVI Dual Link, четыре mini DisplayPort 1.2
  • Энергопотребление от 37 до 375(450) Вт
  • Типичное энергопотребление в играх — до 350(415) Вт
  • Два 8-штырьковых разъёма питания
  • Двухслотовое исполнение;
  • Рекомендованная цена для России — 22999 руб. (для США — $699).

Как мы уже упоминали в предыдущих материалах, в этом поколении видеокарт AMD принцип наименования моделей был изменён. Так как на смену видеокартам HD 5870 и HD 5850 вышли сразу две линейки: HD 6800 и HD 6900, и последняя получила быстрейший GPU, то вполне логично, что и двухчиповая карта на тех же GPU также вошла в серию HD 6900. Но так как индекс 6970 был уже занят топовым одночиповым решением, поэтому новой видеокарте достался индекс 6990. То есть, по сравнению с предыдущей аналогичной платой HD 5970 поменялась не только первая, но и третья цифра индекса.

Что касается сравнения с конкурентами, то пока что у анонсированного Radeon HD 6990 их нет, и сражаться ему пока просто не с кем. Но выпуск двухчиповой карты от Nvidia ожидается уже давно, и вполне вероятно, что мы увидим её уже весной этого года. Ведь у производителей GPU сейчас нет особого выбора, ведь в условиях неизменного 40 нм техпроцесса только и остаётся, что выпускать двухчиповые карты на старых добрых GPU...

На новую видеокарту AMD устанавливается память типа GDDR5 и объёмом по 2 гигабайта на каждый GPU. Это решение вполне обосновано для продукта такого уровня, ведь в некоторых игровых приложениях при максимальных настройках, высоком разрешении и включенном сглаживании максимального уровня, объёма памяти в 1 гигабайт на чип сегодня уже не хватает. И ещё больше это относится к рендерингу в стереорежиме или на трёх мониторах в режиме Eyefinity со сверхвысокими разрешениями.

Естественно, что видеокарта имеет двухслотовую систему охлаждения, довольно длинную и закрытую привычным для всех современных плат AMD пластмассовым кожухом по всей длине. Энергопотребление карты с двумя GPU на борту довольно высокое по понятным причинам, поэтому пришлось установить на неё два 8-штырьковых разъёма питания, что ранее в референсных образцах не встречалось (хотя некоторые производители видеокарт такие решения самостоятельно делали). Кроме максимально возможного энергопотребления AMD с недавнего времени начала указывать и типичное потребление в играх — сложно сказать, кому этот показатель может пригодиться.

Архитектура

Так как видеоплата «Antilles» основана на двух GPU семейства «Cayman», то особенно распинаться в данном разделе просто нет никакого смысла — всё уже сделано ранее, в соответствующей статье. Но всё же вкратце повторим основу. Задачей инженеров AMD было создание эффективной графической и вычислительной архитектуры с улучшенными GPGPU возможностями, а также внедрение распараллеленной работы геометрических блоков и улучшения в текстурной фильтрации и полноэкранном сглаживании.

Архитектура Cayman стала промежуточным решением между предыдущей архитектурой Cypress и не рождённой 32 нм архитектурой, которой не суждено выйти на рынок. Но в состав нового GPU всё же вошли некоторые возможности из неё. Дополнительные транзисторы, по сравнению с Cypress, были потрачены на новые вычислительные и графические возможности. Часть из которых видна на схеме чипа:

Самое важное на схеме — два блока graphics engine, включающие растеризатор, тесселятор и другие блоки по обработке геометрии, а также сдвоенный диспетчер. Двойной блок геометрии в топовом GPU компании AMD теперь умеет обрабатывать по два примитива за такт, то есть, скорость трансформации и отбрасывания задних граней выросла вдвое, а вместе с улучшением буферизации — до трёх раз в некоторых случаях, по сравнению с решениями на основе Cypress.

Ещё одним важнейшим архитектурным изменением стала суперскалярная VLIW4 архитектура вычислительных процессоров, в отличие от VLIW5 в предыдущей. Каждый потоковый процессор имеет 4 блока ALU, а не 5, как это было ранее. Такое решение увеличило эффективность использования потоковых процессоров, хотя и снизило при этом потенциальную пиковую производительность. Более подробную информацию об архитектуре Cayman смотрите в базовом обзоре, ссылка на который дана выше.

Питание и охлаждение

При проектировании видеокарт с двумя мощнейшими GPU на одной плате и их серьёзными требованиями по питанию, к соответствующей системе должно быть приковано максимальное внимание. Поэтому в схеме питания Radeon HD 6990 применяются цифровые программируемые регуляторы напряжения производства Volterra нового поколения, а также мощные четырёхфазные силовые индукторы производства Cooper Bussmann серии CL1108.

Всё это привело к увеличению эффективности схемы питания, по сравнению с предыдущими устройствами, используемыми компанией AMD, а значит и сниженной температуре и меньшему потреблению энергии. Кроме того, в деле увеличения эффективности сработала и симметричная схема расположения регуляторов в центре печатной платы.

Эффективное охлаждение столь горячего двухчипового решения — пожалуй, ещё более важная и сложная задача. В кулере Radeon HD 6990 применён новый предустановленный термоинтерфейс с изменяемым фазовым состоянием. Компанией AMD он признан на 8% более эффективным, по сравнению с предыдущими используемыми для этой задачи материалами. Цифра может показаться небольшой, но в деле охлаждения таких экстремальных устройств каждая мелочь на счёту.

Сам же новый кулер использует две испарительные камеры (по одной на каждый GPU) и единственный вентилятор, расположенный между ними по центру платы. Он вполне справляется с приёмом и отведением до 450 Вт тепла, и хотя новая плата размером точно такая же, что и Radeon HD 5970, все вышеперечисленные улучшения привели к тому, что новый кулер обладает заметно лучшей эффективностью, по сравнению с системой охлаждения предыдущего решения.

Технология AMD PowerTune

Поддержка данной технологии на двухчиповой видеокарте Radeon HD 6990 — решение ожидаемое. Именно в случае таких требовательных к питанию плат обязательно нужно проконтролировать энергопотребление и ограничить его в случае чего. Технология впервые была анонсирована вместе с Radeon HD 6970 и HD 6950, и в базовой статье о них мы максимально подробно описали её работу. Поэтому повторим лишь самые важные моменты.

GPU серии Cayman имеют специальные датчики в исполнительных блоках, которые отслеживают параметры загрузки, а графический процессор постоянно контролирует нагрузку и энергопотребление, и не позволяет последнему выйти за определённый порог, автоматически изменяя частоту и напряжение так, чтобы эти параметры оставались в рамках определённого теплопакета. Технология помогает устанавливать сравнительно высокие частоты GPU и при этом не бояться выхода из строя видеокарты по причине превышения безопасных пределов энергопотребления.

Технология полезна по нескольким причинам. Она предохраняет видеокарты от выхода из строя в случае неадекватных экспериментов с разгоном, а также позволяет выжать максимальную производительность из GPU. Кроме того, PowerTune позволяет пользователю самому изменять ограничение потребления при помощи средств AMD OverDrive в определённых рамках (плюс-минус 20%). Естественно, регулирование параметра максимального потребления лишает пользователя каких-либо гарантий.

Важно, что технология PowerTune нацелена на получение максимальной производительности в игровых приложениях, а не тестах стабильности, зачастую неадекватно сильно загружающих сразу все блоки GPU. Как видно на приведённой диаграмме, технология позволяет повысить тактовые частоты GPU именно в играх, поддерживая установленный уровень энергопотребления и не требуя программных решений в коде видеодрайвера, как это сделано в аналогичной (но значительно упрощённой) технологии конкурента.

Переключатель BIOS (Dual-BIOS)

Когда у Radeon HD 6970 и HD 6950 появился переключатель между двумя версиями BIOS, сразу стало понятно, что это не только и не столько решение, направленное на большую надёжность, а решение, позволяющее ставить смелые эксперименты над видеокартой. Причём, не только для пользователей, но и производителей видеокарт. Собственно, так и получилось — некоторые из производителей в качестве второго образа BIOS записывали не просто версию с фабрично увеличенными частотами, но даже образ от старшей модели видеокарты, превращая Radeon HD 6950 в HD 6970.

Логично, что подобное решение появилось и в Radeon HD 6990. Причём, оно даже получило дальнейшее развитие. Переключатель между двумя версиями BIOS в новом решении даже в референсном варианте позволяет включить суперрежим (uber mode) — с увеличенными тактовыми частотами GPU с 830 МГц до 880 МГц и напряжением с номинальных 1.12 В до 1.175 В. Естественно, одновременно значительно возрастает и количество потребляемой энергии, и скорее всего именно для этого режима на плату установили два 8-штырьковых разъёма дополнительного питания.

Позиция переключателя «2» — это номинальный режим с частотой 830 МГц, в таком положении видеокарта поставляется. Режим «1» переключателя BIOS включает фабричный разгон и предназначен для любителей разгона и энтузиастов, понимающих, что в таком режиме потребуется значительно более мощный блок питания и улучшенное охлаждение в корпусе.

Внимание! Несмотря на то, что фабричный разгон теперь включается на абсолютно всех Radeon HD 6990 при помощи переключателя BIOS, это совсем не означает, что компания берёт на себя гарантийные обязательства в случае выхода из строя видеокарты по вине разгона! Гарантия AMD не покрывает такие случаи, и не важно, каким образом видеокарта была разогнана, при помощи программных настроек драйвера в Catalyst Control Center или при помощи переключателя Dual-BIOS.

Видимо, AMD осознаёт, что видеокарты вроде Radeon HD 6990 покупаются лишь энтузиастами и оверклокерами, которые в массе своей знают, как не допустить выхода из строя видеокарты при небольшом (880 МГц) разгоне, но на всякий случай защищается от экстремальных горе-оверклокеров, которые жгут видеокарты, как забывчивая бабуля свои пирожки в духовке.

Хотя даже и для обычных пользователей смысл в таком предразогнанном режиме есть — лишние 5-6% (в реальности чаще всего около 3-4%) к производительности не помешают, если БП хороший и охлаждение в корпусе устроено правильно. Ведь для автоматического разгона теперь нужно всего лишь переместить рычажок переключателя, а всё остальное уже сделано.

Технология AMD Eyefinity

Эта мультимониторная технология от AMD давно известна нашим читателям. По сути, все видеокарты компании поддерживают Eyefinity — лучшую мультимониторную систему на данный момент, поддерживающую до шести мониторов даже в случае одночиповых решений. Единственное, что поддержка шести мониторов одновременно потребует применения специальных хабов, совместимых с многопоточной передачей сигнала по DisplayPort — Multi-Stream Transport.

Но даже без использования хабов любая из двух десятков ныне выпускаемых моделей AMD Radeon поддерживает подключение трёх мониторов в различных конфигурациях. А для поддержки Eyefinity от игр требуется всего лишь уметь работать с нестандартными разрешениями и соотношениями сторон. На данный момент, проверенной поддержкой технологии могут похвастать около 70 игр, а ещё сотни приложений совместимы с ней.

Причем, именно такое мощное решение как Radeon HD 6990 позволит комфортно играть на трёх мониторах с общим разрешением 7680x1600 или пяти расположенных вертикально с разрешением 6000x1920, выдавая 30 кадров в секунду и более даже в тяжёлых играх, что ранее было недоступно для одиночных видеокарт. Хотя такие режимы остаются скорее уделом выставок и различных мероприятий, нежели обычных домашних пользователей, которые скорее предпочтут проектор или огромный телевизор вместо пяти мониторов на бедном столе.

Из-за необходимости эффективного охлаждения, а в частности — максимального отвода нагретого воздуха, пришлось поменять и набор выводов видеосигнала. Ровно половину площади заглушки слота заняли отверстия выхлопа системы охлаждения. А на оставшейся части разместили один разъём Dual Link DVI и четыре разъёма mini DisplayPort 1.2. Таким образом, при всех ограничениях мощного кулера, удалось сохранить максимально возможное количество выводов.

Но ведь для этого нужно искать довольно редкие и не такие уж дешёвые переходники с mini DisplayPort, спросит въедливый читатель? Совсем не обязательно. В комплекте поставки каждой видеокарты Radeon HD 6990 будет приложен комплект таких переходников из трёх штук: пассивный mini DisplayPort — Single Link DVI, активный mini DisplayPort — Single Link DVI и пассивный mini DisplayPort — HDMI.

Такое решение позволило сохранить компактность блока выводов на видеокарте, и одновременно с этим предоставить каждому пользователю новой видеокарты возможность вывести изображение на четыре подходящих приёмника сигнала. Отличный выбор!

Игры с поддержкой DirectX 11

Вместе с пессимистично настроенным читателем, прочитавшим теоретические оды о мощности Radeon HD 6990, мы задаёмся вопросом: «А зачем нужны столь мощные видеокарты, если требовательных игр выходит крайне мало, да и то — большинству из них будет достаточно и одночиповой видеокарты не из топовой серии?»

Компания AMD отвечает на этот вопрос сотрудничеством с производителями игр, продвигая и помогая им внедрять новейшие технологии, ставшие доступными лишь в DirectX 10 и DirectX 11. Так, помимо уже вышедших игр с такой поддержкой, в ближайшем будущем ожидается несколько проектов, к которым AMD, что называется, приложила руку: Dragon Age 2, Deus Ex: Human Revolution, Total War: SHOGUN 2 и DiRT 3.

Dragon Age 2

В данной игре, которая выходит практически одновременно с Radeon HD 6990, с самого момента релиза включена поддержка нескольких технологий компании AMD: Eyefinity, в т.ч. нового портретного 5x1 режима, AMD CrossFireX и AMD HD3D (необходима установка ПО от компании DDD).

А при помощи возможностей DirectX 11, игровой движок поддерживает следующие технологии и эффекты: contact hardening shadows — реалистичные мягкие тени, постфильтры bloom и diffusion depth of field (имитация глубины резкости) выполняемые при помощи DirectCompute, схема тесселяции PN-треугольников, применяемая для ландшафта и имитация глобального освещения High Definition Ambient Occlusion (HDAO). Всё это поможет картинке приблизиться к фотореалистичности.

Deus Ex: Human Revolution

В долгожданном продолжении сериала Deus Ex объявлена поддержка технологии AMD Eyefinity и родная поддержка AMD HD3D. Но нам более интересны эффекты и технологии DirectX 11, поддержка которых уже объявлена: diffusion DOF, тесселяция по схеме PN-треугольников для ландшафта, а также некие дополнительные эффекты, о которых будет сообщено позднее. Оно не удивительно — ведь игра то ещё не планируется к выходу в ближайшее время, и время на её доработку ещё достаточно.

Total War: SHOGUN 2

В этой игре поддерживаются такие технологии компании AMD, как Eyefinity и CrossFireX, также известны и DirectX 11 особенности движка: продвинутый эффект имитации глубины резкости, вычисляемый при помощи DirectCompute 11, реалистичные мягкие тени contact hardening shadows и аппаратная тесселяция.

Все перечисленные выше игры являются продолжениями весьма популярных серий и, скорее всего, будут благосклонно приняты массами. К сожалению, сроки выхода известны не для всех указанных игр. Если Dragon Age 2 и Total War: SHOGUN 2 выйдут уже в марте, а DiRT 3 ожидается в мае, то новая серия Deus Ex появится в продаже, скорее всего, не раньше осени.

AMD Catalyst 11.4

Традиционно, вместе с выпуском новых аппаратных решений, зачастую выходят и обновления программного обеспечения. В этот раз подобное обновление коснулось интерфейса Catalyst Control Center, которое было увидено нами ещё осенью в процессе предварительного тестирования системы на базе AMD Zacate и публичное появление которого ожидалось ещё в начале года.

Интерфейс настроек Catalyst серьёзно изменился, он теперь основан на задачах (task-based) и больше похож на многочисленные окна настроек Windows 7. В новом пользовательском интерфейсе появились возможности удобного добавления и удаления дисплеев, их поворота и создания групп дисплеев Eyefinity. А также — наглядные советы, список задач, предположительно связанных с текущей и возможность установки закладок на наиболее часто используемые страницы.

Кроме этого, наконец-то была добавлена автоматическая проверка обновлений драйверов, что давно просилось к исполнению и было очевидным решением. Впрочем, решение о проверке обновлений в любом случае остаётся за пользователем, который может эту возможность и вовсе отключить.

Интересно, что панели настроек AMD теперь называются по-новому. Компания хочет продвигать свои новые марки, такие как VISION, поэтому для систем на базе CPU+GPU и APU производства AMD панель настроек называется AMD VISION Engine Control Center. В системах, основанных на центральных процессорах производства других компаний, название останется прежним — AMD Catalyst Control Center. Ну а для сегмента рабочих станций с решениями AMD FirePro и AMD FireStream в их составе, панель будет называться AMD Catalyst Pro Control Center.


На этом теоретическая часть завершена. Следующая часть материала посвящена практическому исследованию скорости рендеринга представленной видеокарты AMD Radeon HD 6990 в синтетических тестах. Хотя предельные тесты на многочиповых видеосистемах не имеют большого смысла, так как ими в основном измеряется эффективность работы технологии CrossFire или SLI, но всё же часть из них может получиться интересной. Итак, далее мы определим, как производительность нового решения на основе двух быстрейших GPU от AMD соотносится со скоростью других решений компании и её конкурента.



AMD Radeon HD 6990 — Часть 2: видеоплаты и синтетические тесты






Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.