Обзор Radeon HD 6870 и Radeon HD 6850

Вторая половина прошлого и большая часть нынешнего года прошли для графического подразделения компании AMD весьма удачно. Судите сами, выход первого в мире графического ускорителя с поддержкой DirectX 11, который отличался отменной производительностью и относительно холодным нравом, заставил многих по-новому взглянуть на семейство Radeon. Зачастую даже самые ярые поклонники продукции калифорнийской NVIDIA переходили на сторону AMD, ведь их любимая компания, на тот момент, не могла предоставить альтернативу. В результате, NVIDIA потеряла значительную долю рынка настольной графики, уступив место лидера компании AMD.

Теперь для AMD основной задачей является укрепление своих позиций и дальнейшее развитие успеха, в то время как NVIDIA всеми силами будет стараться изменить своё положение и наладить выпуск конкурентоспособных решений на базе архитектуры Fermi. Некоторые из этих решений, уже вышедших на рынок, создают немало хлопот для представителей красного лагеря. Так, например, GeForce GTX 460 достаточно успешно конкурирует с Radeon HD 5830, да и GeForce GTX 470 вместе с флагманом в лице GTX 480 выглядят достаточно уверенно. И если со старшим на данный момент ускорителем на базе Fermi можно бороться снижением стоимости Radeon HD 5870, то в среднем сегменте возможностей для маневров не так много. Учитывая, что большую прибыль производители получают именно с “середнячков”, а не с топовых решений, самым логичным шагом при продвижении новинок в данной ситуации является “атака” на позиции GeForce GTX 460 и GeForce GTX 470. Для этого в качестве оружия в AMD выбрали ускорители Radeon HD 6850 и Radeon HD 6870. Ну что же, давайте знакомиться с новинками.

Начнём с названия. Несмотря на более высокий цифровой индекс, сама компания AMD позиционирует новинки отнюдь не в качестве полноценной замены Radeon HD 5870. Ускорители Radeon HD 6850, как и Radeon HD 6870, в большинстве случаев окажутся медленнее, чем одночиповый флагман компании. А изменения в цифровом индексе связаны с очередным обновлением архитектуры GPU AMD, и в этот раз, как уже было сказано, “красные” решили начать экспансию не с вершины, а с самой середины.

Официальные слайды AMD говорят о том, что новый Radeon HD 6870 по уровню производительности должен быть немного быстрее Radeon HD 5850, а Radeon HD 6850 займёт место между Radeon HD 5770 и Radeon HD 5850.

Несколько позже подоспеют и старшие ускорители на базе новых GPU, которые получат маркетинговые имена Radeon HD 6970 и Radeon HD 6990. О самых старших представителях нового семейства пока что ничего конкретного неизвестно, а вот о Radeon HD 6850 и 6870 нам есть что рассказать.

Ускорители AMD Radeon HD 6850 и Radeon HD 6870 построены на базе графических процессоров с кодовым именем Barts. С точки зрения архитектуры, новые GPU не содержат революционных изменений. Все модификации, проводимые инженерами AMD, были направлены на улучшение потребительских характеристик новинок.

Итак, вот основные параметры, над улучшением которых поработали инженеры AMD:

• Более высокая производительность на единицу площади кристалла, благодаря внутренним оптимизациям GPU;
• Обновлённая DX11 архитектура, более высокая геометрическая производительность, а также усовершенствованная тесселляция;
• Обновлённые и усовершенствованные технологии улучшения качества 3D-графики. Появление нового режима сглаживания и улучшение алгоритма анизотропной фильтрации;
• Усовершенствованное ускорение работы с мультимедиа контентом. Поддержка UVD3, AMD APP, Blu-Ray 3D;
• Усовершенствованные технологии вывода контента. Поддержка AMD Eyefinity, HDMI 1.4a, DP 1.2.

Что касается внутреннего устройства GPU Barts, то оно, как мы и говорили ранее, не подверглось существенной переработке со времён Cypress:

Блок-схема графического процессора Cypress

Блок-схема графического процессора Barts XT

В сравнении с чипом Cypress, новый GPU Barts XT получил меньшее функциональных блоков. Так, количество SIMD ядер, включающих в себя по 16 шейдерных процессоров, уменьшилось с 20 до 14 штук, как следствие, общее число шейдерных процессоров уменьшилось с 1600 (320) до 1120 (224). На каждое SIMD ядро приходится по 4 текстурных блока, как и в случае с GPU Cypress, однако суммарное количество TMU у Barts меньше – 56 (против 80 у Cypress).

Для максимально эффективного управления потоками вершинных, геометрических и пиксельных шейдеров в современных графических процессорах AMD существует так называемый диспетчер потоков, именуемый “Ultra-Threaded Dispatch Processor”. В чипе Cypress всего один такой диспетчер, а вот судя по блок-схеме Barts XT, этот GPU насчитывает уже два таких процессора.

Пожалуй, одним из основных отличий нового графического процессора стал улучшенный блок тесселляции. По заявлению AMD, его производительность в случае с Radeon HD 6870 может быть до двух раз выше, чем у Radeon HD 5870, правда степень превосходства напрямую зависит от уровня тесселляции.

Несмотря на существенный рост качества 3D-моделей с включённой тесселляцией, для современных GPU всё ещё не так просто поддерживать достаточно высокий FPS при максимально возможном уровне тесселляции. На этом слайде приведён пример, в котором показан один объект, с разной степенью тесселляции. Если на один треугольник приходится лишь один пиксел, то в процессе растеризации возникает ряд проблем, например, недостаточная утилизация блока растеризации, так называемый overshading эффект (когда каждый пиксел закрашивается более чем 8 раз), кроме того, в такой сцене слишком много полигонов, чтобы можно было без ущерба активировать мультисэмплинг.

Безусловно, эту проблему не решить простым наращиванием “грубой мощи” графического процессора. Намного эффективнее использовать ряд оптимизаций. Для максимально эффективной работы блока растеризации современных GPU AMD требуется, чтобы на один треугольник приходилось примерно 16 пикселей. Кроме того, высокую степень тесселляции стоит использовать только в том случае, если:

• Объект находится максимально близко к камере;
• Только по контуру объекта или в тех частях, где необходимо показать множество мелких деталей.

В свою очередь на удалённых объектах можно использовать низкую степень тесселляции для увеличения производительности

Для любителей максимального качества картинки AMD приготовила приятный сюрприз. Владельцам Radeon HD 5xxx/6xxx станет доступен новый метод полноэкранного сглаживания – Morphological AA

Для реализации алгоритмов MLAA используется специальный пост-фильтр, работа которого, в отличие от некоторых других методов полноэкранного сглаживания, не зависит от расположения границ полигонов. Ускорение MLAA осуществляется посредством DirectCompute. Если передать упрощённо смысл работы MLAA, получится примерно следующее: вначале алгоритм обнаруживает высококонтрастные вершины, анализирует их и на основе полученных данных производит смешивание цветов для каждого пиксела.

Полученные данные можно использовать повторно, а чтобы избежать избыточной выборки данных и, как следствие, падения производительности, используется специальный LDS-буфер (Local Data Share).

Мы предполагаем, что качество работы нового алгоритма должно быть близко к 4x MSAA, при этом производительность, по словам представителей AMD будет близка к более простому режиму CFAA. Новый алгоритм сглаживания совместим с любым DirectX 9/10/11 приложением, для его активации нужно будет включить соответствующую опцию в контрольной панели драйверов. Это мы обязательно проверим, как только представится соответствующая возможность.

Не забыли в AMD и про улучшения качества анизотропной фильтрации. Новые ускорители Radeon HD 6850/6870 поддерживают усовершенствованные алгоритмы работы AF, качество реализации которых не зависит от угла обзора, при этом практически никак не сказывается на производительности.

Для Radeon HD 6850/6870 в новых драйверах AMD станут доступны новые варианты настройки Catalyst A.I. Изменение этих параметров влияет на качество фильтрации текстур. Доступны три положения:

• High Quality. В этом режиме выключены все оптимизации работы с текстурами;
• Quality. В этом режиме, который, кстати, включён по умолчанию, работает трилинейная оптимизация и оптимизация анизотропной фильтрации. Как заявляет AMD, используемые “заточки” никак не влияют на качество картинки;
• Performance. При выборе этого положения оптимизация трилинейной и анизотропной фильтрации работает в более агрессивном режиме, который позволяет повысить скорость, но при этом вы можете заметить потерю качества картинки.

После выхода на рынок AMD Radeon HD 5870 прошло достаточно времени, прежде, чем мы смогли самостоятельно проверить в деле технологию Eyefinity. Уже на тот момент эта технология работала достаточно стабильно, а главное, чувствовался позитивный эффект в играх. Во время анонса Radeon HD 6850/6870 представители AMD не забыли упомянуть о ряде улучшений в работе Eyefinity, среди которых возможность создания нескольких Eyefinity групп, улучшенные алгоритмы переключения дисплеев, поддержка коррекции цвета на каждом отдельно взятом мониторе и т.д.

Более того, в этот раз в AMD решили напрямую сравнить Eyefinity с аналогичной технологией NVIDIA, которая, кстати, была анонсирована спустя некоторое время после Eyefinity. Часть из приведённых аргументов выглядит весьма убедительно, однако с некоторыми всё же можно поспорить.

Как бы то ни было, уже сейчас AMD Eyefinity выглядит более завершённым решением, которое прошло годовую обкатку на рынке и судя по всему доказало свою жизнеспособность.

А вот по части внедрения технологий для просмотра 3D-контента AMD оказалась не первой. Уже довольно давно NVIDIA продвигает на рынок технологию 3DVision, поддержка которой реализована в сотнях игр. Однако, не быть первым, не значит стать худшим. И в AMD это прекрасно понимают. Поэтому, вместе с запуском ускорителей Radeon HD 6850/6870, производитель анонсировал технологию AMD HD3D, которая позволит владельцам новых видеокарт AMD насладиться 3D-стерео играми в полном объёме. В отличие от компании NVIDIA, которая самостоятельно продаёт очки для 3DVision, AMD даёт возможность сторонним производителям заниматься разработкой 3D-очков. Конечному потребителю от этого только польза, разумеется, если предлагаемые решения будут достаточно качественными.

Наконец, нельзя не упомянуть о том, что AMD старается активно участвовать в продвижении параллельных вычислений силами графических процессоров, а также использовать внутренние ресурсов видеокарты для ускорения воспроизведения мультимедиа-контента, например, Blu-Ray 3D. В частности, в GPU Barts встроен видеопроцессор третьего поколения UVD3.

Чтобы подытожить теоретическую часть нашего материала, мы составили таблицу, содержащую данные о технических особенностях современных решений AMD и NVIDIA:

По предварительным данным, стоимость Radeon HD 6850 и Radeon HD 6870 составит около 179 и 239 долларов соответственно. Ну что же, чуть позже посмотрим, смогут ли новинки оправдать свой ценник уровнем производительности в современных играх, а пока переходим к внешнему осмотру.