AMD Radeon HD 3800 Series. Тестируем "младшую" - HD3850

Авторы: Владимир Романченко, Дмитрий Софронов. Не прошло и полгода… Нет, не так. Прошло ровно полгода плюс один день, и компания AMD официально анонсировала новое поколение 3D графики под общим названием семейство ATI Radeon HD 3800. Сегодня закончилось время перебирания слухов о чипах с рабочим названием RV670XT и пришло время ознакомиться с официальной информацией непосредственно из первых рук. Более того, сегодня мы можем предоставить нашим читателям не только подробности о новой архитектуре Radeon HD 3800 и её сравнение с предшествовавшей серией Radeon HD 2000, но также имеем возможность оценить производительность реального образца на новом чипе в реальных приложениях. На сегодняшний день в новом семействе Radeon HD 3800 представлено два новых графических процессора - Radeon HD 3870 и Radeon HD 3850. Пусть вас не смущают непривычные цифровые индексы чипов. Дело в том, что с этого поколения GPU компания AMD объявила о переходе к новому принципу маркировки: первая цифра в этом индексе означает поколение, вторая – семейство процессоров, а две последних остаются на маркировку вариантов в серии соответственно производительности чипа, чем больше его производительность, тем больше двузначное число. Таким образом, в маркировке, к примеру, Radeon HD 3870, первая цифра означает третье поколение архитектуры унифицированных шейдеров (Unified Shader) (второе поколение - чипы ATI Radeon HD 2900, а первое было реализовано в чипе Xenos для игровой приставки XBOX 360); вторая цифра - семейство (можно предположить, что если есть "8", то почему бы потом не появиться чему-нибудь вроде "5", "6" или "3", с шинами памяти разной ширины и/или "урезанными" версиями ядра), а две последние цифры - возможность для манёвра внутри семейства. Можно сказать, что таким образом компания AMD одним махом решает два вопроса. Во-первых, избавляется от всех этих многочисленных добавочных индексов вроде XT, Pro, в которых, честно говоря, последнее время путаются даже специалисты. Во-вторых, приводит узнаваемость графических чипов к аналогии с маркировкой CPU, где подобная система у AMD принята на вооружение несколько раньше и уже успела доказать свою практичность. Похоже, маркетологи AMD в этот раз потрудились на славу. А что же инженеры-разработчики? Если вкратце, ключевыми нововведениями в новом поколении графических чипов Radeon HD 3800, отличающими их от прежнего поколения R600, можно назвать переход к нормам более прецизионного техпроцесса 55 нм при одновременном уменьшении общего количества транзисторов; появление поддержки технологии DirectX 10.1, шины PCI Express 2.0 и конфигураций ATI CrossFireX. Помимо этого в новом поколении чипов представлен значительно доработанный в рамках ATI Avivo HD унифицированный видео декодер UVD+ (Unified Video Decoder), а также – впервые для настольных ПК, реализована энергосберегающая технология ATI PowerPlay. Это – действительно вкратце. Чтобы ключевые нововведения серии Radeon HD 3800 и её отличия от предшественников выглядели нагляднее, приведём их в виде сравнительной таблицы.

Основные характеристики графических процессоров AMD ATI Radeon
Графический процессор	Radeon HD 3870	Radeon HD 3850	Radeon HD 2900 XT
Транзисторов	666 млн.		700 млн.
Технологический процесс	55 нм		80 нм
Количество потоковых (stream) процессоров	320
Количество текстурных модулей	16
Количество буферов рендеринга	16
Тактовая частота ядра	775 МГц и более	670 МГц	740 МГц
Тактовая частота памяти	2,25 ГГц	1,66 ГГц	1,65 ГГц
Производительность (Multiply-Add)	497+ GigaFLOPS	428 GigaFLOPS	475 GigaFLOPS
Поддержка системной шины	PCI Express 2.0 PCI Express x16		PCI Express x16
Поддерживаемая версия DirectX	10.1		10
Блок аппаратной тесселяции	Есть
UVD	Есть		Нет
Технология ATI PowerPlay	Есть		Нет

Вот теперь можно переходить непосредственно к детальному изучению новшеств семейства Radeon HD 3800, и прежде всего следует отметить, что ключевые характеристики архитектуры графических процессоров RV670 остались без особых изменений. Основа графического ядра – та же унифицированная шейдерная архитектура. В её основе – так называемый dispatch-процессор, распределяющий потоки задач на 64 суперскалярных потоковых процессора, каждый из которых в свою очередь содержит пять независимых дискретных потоковых модуля обработки и модуль ветвлений; в сумме – уже известные нам по предыдущей архитектуре 320 шейдерных унифицированных процессора в 5-компонентных модулях SPU (Streaming Processing Unit), обеспечивающие обработку до 5 инструкций класса Multiply-Add за такт, плюс, один из процессоров может обрабатывать более сложные команды (SIN/COS/LOG). Динамика баланса загрузки вертексными, геометрическими и пиксельными операциями обеспечивается автоматически аппаратным планировщиком. Полная аналогия с R600 также наблюдается в плане наличия тех же текстурных модулей, отвечающих за выборку текстурных и вертексных данных – их также четыре, в каждом по четыре модуля выборки и четыре модуля адресации, итого по 16 каждых; имеется то же количество ROP – их также 16. Аналогия также просматривается в организации двухуровневого кэша L1 и L2. Подробнее почитать об основных положениях архитектуры можно в нашей майской статье Radeon HD2900XT – неоправдавшиеся надежды и фундаментальные инновации, а мы с вами продолжим разговор об инновациях этой осени. Подводя итог рассказу о ядре ATI Radeon HD 3800, остаётся сказать, что его "по-тактовая" производительность заявлена на эквивалентном уровне с ATI Radeon HD 2900. Отдельно отмечу лишь, что дизайн нового ядра имеет 256-битный интерфейс памяти со внутренней 512-битной кольцевой шиной. Действительно, предыдущее ядро имело вдвое более широкий 512-битный интерфейс памяти со внутренней 1024-битной кольцевой шиной, однако такое снижение внутренней и внешней производительности контроллера памяти компенсировано в RV670 другими изменениями. Да, 8-канальный 64-битный режим организации памяти для этого чипа недоступен, но отсутствие 4-канального 64-битного режима с лихвой окупается производительным 8-канальным 32-битным режимом, вкупе с более высокими тактовыми частотами памяти у старших карт нового семейства чипов, плюс усовершенствованиями арбитражной логики контроллера памяти. Именно здесь хотелось бы вспомнить о значительном уменьшении количества транзисторов: в новом ядре RV670 их 666 млн. по сравнению с 700 млн. в ядре R600. То есть, меньше примерно на 34 млн. при сохранении функциональности и даже реализации ряда новшеств. Нами на этапе тестирования в качестве рабочей гипотезы выдвигалась даже мысль о том, что инженеры AMD надумали отказаться от использования в чипе модуля аппаратной тесселяции. В принципе, отказ от аппаратной тесселяции, имеющий смысл лишь при поддержке производителями игр и наличии её в обязательном листе требований Microsoft DirectX, на данном этапе был бы оправдан, однако программируемый модуль тесселяции в новом ядре присутствует, и вопрос столь резкого сокращения количества транзисторов при явном приросте функциональности так и остался открытым. По крайней мере, специалисты из AMD утверждают, что таковы последствия удачного редизайна архитектуры. Да, действительно, за полгода, прошедшие с момента анонса R600, инженеры AMD потратили с толком на устранение узких мест архитектуры, но не только. Среди ключевых изменений архитектуры мы уже упоминали переход на новые производственные нормы технологического процесса - 55 нм. Если бы не было никаких иных изменений, сам по себе такой редизайн с предыдущего 80 нм техпроцесса неплохой шаг по снижению энергопотребления новых GPU. В AMD также "упирают" на факт реализации в ядре RV670 технологии энергосбережения PowerPlay, однако новой её можно назвать только для "настольных" графических чипов, поскольку она дебютировала ещё раньше в ряде решений для мобильных ПК, таких как ATI Mobility Radeon HD 2300, HD 2400, HD 2600. Напомню, что технология ATI PowerPlay обеспечивает снижение тактовой частоты при снижении нагрузки и даже "обесточивает" временно неиспользуемые элементы чипа. Таким образом, значительное уменьшение TDP чипов семейства Radeon HD 3800 по сравнению с предшественниками всё же необходимо ставить в заслугу комбинации перехода на новый 55 нм техпроцесс TSMC с удачной реализацией борьбы с токами утечки, а также редизайну чипа и включению всех заложенных в архитектуру энергосберегающих возможностей. Подчёркивая нововведения, реализованные в семействе ATI Radeon HD 3800, необходимо упомянуть о поддержке DirectX 10.1, соответственно, с поддержкой Shader Model 4.1. Это первое и достаточно серьёзное обновление DirectX 10 официально ожидается с появлением Windows Vista SP1, ориентировочно в первом квартале 2008 года. Список дополнительных возможностей DirectX 10.1 достаточно велик, появятся расширенные функции программирования, работы с освещённостью, антиалиазингом и пр. Ко всем этим нововведениям, в отличие от предыдущих поколений, карты на Radeon HD 3800 готовы, дело теперь за производителями игр и приложений. Следующая серьёзная инновация, которая, правда, для подавляющего большинства из нас ещё только в планах – это переход на шину PCI Express 2.0. Надо полагать, что в полной аналогии с ещё памятной (и до сих пор не закончившейся) миграцией с шины AGP 8x, по мере появления системных плат с шиной PCI Express 2.0, будет формироваться спрос на соответствующие графические карты. В этом плане чипы Radeon HD 3800 к такой миграции готовы. Более актуальным уже сегодня явлением можно назвать реализацию в чипах семейства Radeon HD 3800 более совершенной технологии ATI Avivo HD с универсальным видео декодером UVD (Universal Video Decoder). Вариант UVD/UVD+, интегрированный в чипах Radeon HD 3800, обеспечивает полноценное аппаратное декодирование HD сигнала форматов H.264 и VC-1(VC-1 декодировала ещё прежняя версия UVD), что наиболее актуально для разгрузки CPU во время воспроизведения современного HD DVD/Blu-ray видео. Видеокарты на новых чипах, помимо прочих традиционных возможностей вывода, обладают интегрированным интерфейсом HDMI с поддержкой HDCP, при этом реализована полноценная поддержка HDMI дисплеев с высоким разрешением – защищённый контент можно воспроизводить на экранах разрешением до 2560x1600. Наконец, технология ATI CrossFireX - возможность поддержки до четырёх (двух, трёх) видеокарт семейства Radeon HD 3800 на единой системной плате, с поддержкой до 8 мониторов; с согласованным управлением производительностью, режимом Extended Desktop и прочими интересностями. В качестве примера работы с 8 мониторами приведём ролик с демонстрацией Microsoft Flight Simulator. Ради справедливости нужно отметить, что подробнее (да и предметнее) о ATI CrossFireX стоит говорить уже после появления всех платформенных компонентов для такой работы. Тем не менее, уже сейчас стоит упомянуть такие интересные новшества как, например, "разлочивание" GPU посредством ATI Catalyst; режимы защиты и отката на безопасные режимы; возможность ручной установки тактовых частот ядра и памяти, а также функцию автоконфигурирования для "безопасного" разгона в стабильных пределах. Кстати, конфигурация ATI CrossFireX уже с помощью ATI Catalyst 7.10 обеспечивает в режиме "Compatible AFR" работу как с DirectX 9, так и с DirectX 10 приложениями.

---

Вот, пожалуй, и вся информация теоретического плана, которой хотелось поделиться до перехода к практическим испытаниям реальной видеокарты в реальных приложениях. Наряду с ребрендингом логотипов ATI, анонсированным сегодня, остаётся упомнить мельком проскочившее в новых спецификациях наименование Radeon HD 3870 X2, что позволяет надеяться нам на появление в следующем году графических карт со сдвоенным чипом. Довершающим штрихом этого вступления, пожалуй, представим вашему вниманию сравнительную табличку с характеристиками видеокарт на новых чипах, начало поставок которых обещано уже с сегодняшнего числа.

Основные характеристики графических карт на чипах семейства ATI Radeon 3800
Графический процессор	Radeon HD 3870	Radeon HD 3850
Шина памяти	256 бит
Тактовая частота и тип памяти	1,2 ГГц GDDR4	900 МГц GDDR3
Объём памяти	512 Мб	256 (512) Мб
Форм-фактор	2 слота	1 слот
Разъём питания	6-контактный PCIe
Пиковое энергопотребление карты	105 Вт	95 Вт
Типовой шум	34 дБА	31 дБА
Интерфейсы	2x Dual-link DVI с HDCP (HDMI + аудио через адаптер) + HDTV Out
Режим ATI CrossFireX	2, 3 или четыре карты