ATi Radeon HD 5000: от мала до велика (часть 1)

12 июля 2010, понедельник 08:53

Оглавление

Вступление

23 сентября 2009 года компания AMD анонсировала новую линейку графических ускорителей и окрестила её ATI Radeon 5000. В течение последних 9 месяцев были выпущены видеокарты всех ценовых категорий. Самым младшим на сегодняшний день является ATI Radeon HD 5450 с ценой (по Москве) от 1000р, а самым старшим - ATI Radeon HD 5970, несущий на борту сразу два GPU и оцениваемый в 19 тысяч рублей (минимум).

Получается, что AMD в стремлении угодить даже самым неискушенным покупателям заполнила все ценовые ниши рынка видеоадаптеров. Конечно, все видеокарты из линейки ATI Radeon 5000 уже рассматривались в нашей лаборатории. "Но в чем тогда смысл данной статьи и что в ней будет?", - спросите вы. А смысл данного материала в том, что будущему покупателю видеокарты серии 5000 не придется собирать множество информации из разных статей, а можно будет «здесь и сразу» узнать все особенности и преимущества каждого из испытуемых. Нужно понимать, что далеко не все могут уверенно рассказать про каждого представителя пятитысячной серии.

В этом материале вспомним, с чего начиналась вся линейка ATI Radeon 5000, определим архитектурные особенности новинок и выясним, к чему же в итоге пришла AMD. Для этих целей мы постарались собрать почти всех представителей из каждой подсерии (5900, 5800, 5700, 5600, 5500, 5400) и внимательно их изучить.

В данном цикле материалов вы найдете результаты каждой видеокарты в семнадцати тестовых приложениях, которые включают в себя 3D игры и популярные полусинтетические тесты. Обязательной частью программы являются: разгон каждого видеоадаптера без применения вольтмода, замеры уровня шума производимого испытуемыми как при нагрузке, так и на «холостом» ходу, снятие показаний температурных датчиков во всех режимах работы видеокарт, поиск наиболее выгодных решений в категории "цена/производительность" и многое другое. В общем, скучать не придется.

Обзор серии HD 5000

Самыми первыми были выпущены видеоадаптеры ATI Radeon HD 5870 и ATI Radeon HD 5850:

Сердца новинок были изготовлены по новому (на момент выхода) 40 нм технологическому процессу. На этом нововведения не закончились, ведь HD 5870 и HD 5850 аппаратно поддерживали заветный DirectX 11. И пусть польза последнего даже спустя девять месяцев не столь очевидна, как хотелось бы, и какого-либо существенного прорыва в графике мы не увидели, но все же эти карты были первыми, из предоставивших возможность узреть его воочию.

Тогда же мы впервые услышали такие названия как Cypress и Juniper. По неведомым нам причинам AMD решила присвоить новым GPU имена по примеру центральных процессоров. Тем самым она прервала логическую цепочку GPU с именами RVxxx. В итоге покупатели ATI Radeon HD 5870 и HD 5850 получили GPU под неожиданным, я бы даже сказал, внезапным, названием Cypress, а не RV870.

Вскоре появилась видеокарта с позывным Hemlock - ATI Radeon HD 5970, оказавшаяся просто двумя GPU Cypress на одной подложке и со сниженными относительно номинальных частотами. Она должна была стать самым производительным решением в новой линейке. Удалось ей это или нет, мы узнаем позже.

Но едиными ТОПами, как известно, сыт не будешь. Нужно было выпускать более массовые решения, и свет увидели видеокарты подсерии ATI Radeon HD 5700 в лице HD 5770 и HD 5750. Они были основаны на отличном от старших братьев GPU под названием Juniper. По сути, новый видеопроцессор являлся половинкой Cypress со всеми вытекающими отсюда последствиями в плане производительности.

На этом AMD решила не останавливаться и продолжала заполнять пробелы в ценовом позиционировании карт, вследствие чего появились видеоадаптеры подсерий ATI Radeon HD 5600, HD 5500 и HD 5400. Как и старшие видеокарты линейки, они получили свои собственные GPU с индивидуальными именами. Таким образом, подсерии ATI radeon 5600 /5500 базируются на GPU Redwood, а GPU подсерии 5400 носят имя Cedar.

После того, как мы кратко вспомнили историю выпуска пятитысячной линейки видеокарт, постараемся более детально рассмотреть все параметры и новые вкусности, которые предложила нам AMD и, конечно же, изучим микроархитектуру. С неё мы и начнем.

Архитектура серии 5000

Выпустив новую линейку видеокарт, AMD сильно обошла своего конкурента в лице NVIDIA, заставив последнего остаться не у дел на некоторое время. Ибо видеокарты NVIDIA в то время были не намного дешевле новинок ATI, при этом отставая от них по производительности, да вдобавок с минусом в виде отсутствия поддержки DirectX 11. Про такие "мелочи" как старый техпроцесс, большее тепловыделение мы и вовсе вспоминать не будем

.

На вышеприведенном слайде идет сопоставление с предыдущим однопроцессорным флагманом ATI Radeon HD 4870. Многие сейчас захотят швырнуть помидором в слайд, встать и заявить, что однопроцессорным флагманом был HD 4890, но поскольку он ничем не отличался, кроме повышенных относительно HD 4870 тактовых частот, то мы считаем данное сравнение вполне корректным.

Количество универсальных процессоров, блоков растеризации (ROPs), а также текстурных блоков выросло ровно в два раза. В GPU Cypress фактически два RV770. Это стало возможным благодаря 40 нм техпроцессу. Как и раньше, все универсальные процессоры разбиты на SIMD-ядра, в каждом из которых 16 универсальных процессоров. На схеме выше вы можете увидеть, что количество SIMD-ядер увеличилось с 10 до 20. Но где же обещанные 1600 универсальных процессоров? Все дело в том, что в нашем распоряжении находятся 320 вычислительных блоков, и на каждый вычислительный блок приходится по 5 ALU. По сути же, это маркетинговый ход из разряда "1600 больше 320".

Характеристики нового флагмана вселяли уверенность и радость. Помимо этого, выросли тактовые частоты GPU и видеопамяти. Серьезное заявление на увеличение производительности. Единственное, что осталось неизменным среди "скоростных" характеристик, это шина, по которой GPU "общается" с видеопамятью, она так и осталась 256 бит. Но AMD заверила, что при использовании высокочастотной GDDR5 бутылочного горлышка не будет.

Не менее важным фактором является и энергопотребление. В пике производительности оно выросло примерно на 30%, что является адекватным показателем при удваивании мощностей. Но стоит обратить внимание на затраты энергии в простое. Благодаря тому, что ATI Radeon HD 5870 и HD 5850 снижают в простое свои тактовые частоты, стало возможным снизить энергопотребление до 27 Вт. Это является отличным показателем относительно предшественников. Рекомендованные цены для ATI Radeon HD 5870 и HD 5850 составляют 399 и 299 долларов США соответственно. Но, конечно же, сразу после выпуска видеоадаптеров их цены в России были далеки от рекомендованных. Только спустя 9 месяцев она максимально к ней приблизилась, и на сегодняшний день цены можно считать адекватными.

Как и говорилось ранее, Juniper является фактически половиной Cypress. Аналогично пострадала и шина памяти. Теперь она составляет только 128 бит. Теоретически производительность должна была упасть в два раза, и это было бы справедливо. Так это или нет, мы обязательно проверим. Рекомендованная стоимость Radeon HD 5770 составляет 159 долларов США.

Переходим к GPU с именем Redwood, что в переводе обозначает «красное дерево». Этот GPU является сердцем видеокарты ATI Radeon 5670.

По неизвестным причинам видеокарты Radeon HD 5650 в настольном сегменте не существует.

А вот перед нами еще одна половинка старшего GPU - Juniper. Нетронутой осталась лишь шина памяти, её архитектура не претерпела каких-либо изменений. Рекомендованная стоимость равна 99 долларам США.

К этому же GPU относится и линейка видеокарт ATI Radeon 5500.

ATI Radeon 5570 - весьма странный продукт. Чуть выше мы говорили, что по неизвестным нам причинам, HD 5650 отсутствует в «десктопном» сегменте. Так вот, видеоадаптер Radeon HD 5570 вполне бы мог им быть. Ведь сам GPU не претерпел каких-либо изменений. Единственное, что поменялось, это тип используемой видеопамяти и тактовые частоты, ставшие ниже. А вот ATI Radeon HD 5550 носит свое имя заслуженно, количество универсальных процессоров и текстурных блоков уменьшилось на 20% относительно HD 5570.

Вот мы и добрались до GPU с кодовым именем Cedar. Это самый слабый GPU во всей линейке на данный момент. К нему относятся видеокарты серии ATI Radeon HD 5400.

Перед нами самый младший представитель линейки ATI Radeon 5000. Технические характеристики были сильно снижены. Закрадывается мысль, что данный видеоадаптер создавался не для 3D игр, а для мультимедийных центров, основной функцией которых является возможность просмотра Full HD видео.

На этом мы заканчиваем краткий экскурс по всей линейке видеокарт ATI Radeon 5000. Но мы поступили бы неправильно, если бы не упомянув про основные функции DirectX 11 и не рассказав, что же нового он нам принес, перешли бы сразу к детальному изучению каждого видеоадаптера.

DirectX 11

Как известно, компания AMD первой выпустила на рынок видеоадаптеры, способные аппаратно работать с DirectX 11. И что немаловажно, с каждым последующим API любители компьютерных игр ожидают получить от него нечто новое, преображающее их виртуальную реальность.

На сегодняшний день DirectX 11 поддерживают две операционные системы: Vista и Seven. В Vista по умолчанию он отсутствует, но легко скачивается с помощью Windows Update. Самой первой игрой, официально поддерживающей работу с DirectX 11, стала Colin McRae: Dirt 2, построенная на движке EGO. С тех пор вышло уже около десятка игр, которые так или иначе, но используют возможности нового API.

Тесселяция

Главным нововведением для всех геймеров стало появление тесселяции. Конечно, это не единственное нововведение в целом, но единственное, на которое стоит обратить внимание, учитывая тему данной статьи. Мы уже исследовали этот вопрос в предыдущих статьях, поэтому я просто покажу на примере двух скриншотов, что есть тесселяция и с чем её едят, для тех, кто предыдущие статьи не читал.

Если внимательно посмотреть на два скриншота, то разницы в картинке вы все равно не увидите, а вот разницу в качестве этой самой картинки очень даже заметите. На нижнем скриншоте дракон, да и вся картинка состоит из куда большего количества полигонов, нежели верхняя. В этом и заключается суть тесселяции, она увеличивает количество полигонов, позволяя тем самым создать более качественную и насыщенную деталями картинку. Сцена получается намного более детализированной, появилась возможность создавать отдельные мелкие объекты, которые раньше были просто текстурами. Это нововведение не могло не сказаться на производительности, но, скажу по секрету: падение не такое сильное, как можно было ожидать. Более подробные результаты вы увидите в тестировании.

Появление суперсемплинга

Мы не смогли обойти стороной и такое значительное событие, как появление суперсемплинга. Ранее суперсемплинг был доступен только при использовании видеоадаптеров компании NVIDIA, теперь же он стал "всеобщим достоянием". Чем отличается суперсемплинг от мультисемплинга? При использовании суперсемплинга вся картинка рендерится изначально в большем разрешении, а потом масштабируется обратно до разрешения вашего монитора. Приведу пример. Вы играете на разрешении 1920х1200 и используете четырехкратный суперсемплинг. Это значит, что изначально вся картинка рендерится в разрешении 3840х2400, а потом масштабируется обратно до 1920х1200. Безусловно, такой метод сглаживания обеспечивает более высокое качество картинки. Дабы не быть голословными, снова взглянем на два скриншота. Автор убедительно просит не оценивать качество картинки по превьюшкам, а открывать большой вариант, ибо на превью разницы вы не увидите.


Верхний скриншот был снят в режиме четырехкратного суперсемплинга, а нижний - в режиме четырехкратного мультисемплинга. Разница очевидна. Достаточно посмотреть на сетку забора и на любые наклонные поверхности, дабы убедиться, что суперсемплинг - вещь вкусная. К слову, автор использует только такой вариант сглаживания. Он легко активируется из драйверов и работает с большинством игр, которые обращаются за настройками графики к видеодрайверу. Только игры с поддержкой DirectX 10 и DirectX 11 не реагируют на форсирование сглаживания из драйвера, поэтому в них суперсемплинг не работает.

Такой режим сглаживания очень сильно бьет по производительности (еще бы!), ведь мы фактически играем на огромном разрешении. Как следствие увеличения разрешения, резко увеличивается и потребление видеопамяти. Мы уже проводили исследование производительности в разных режимах сглаживания, с результатами вы можете ознакомиться здесь.

Eyefinity

Не менее интересным нововведением оказалась технология Eyefinity. Она позволяет подключить к одной видеокарте до 6 мониторов одновременно, используя разъемы DisplayPort.

Как видно из рекламного слайда выше, подобная конфигурация сильно увеличивает радиус обзора, облегчая тем самым поиск противника на экране.

Расположить мониторы можно как вам удобно, без каких-либо ограничений. Это стало возможным благодаря новому контроллеру портов вывода изображения.

Но одними рекламами сыт не будешь, и представители компании AMD продемонстрировали нам технологию в действии. Далее мы с вами рассмотрим скриншоты из нескольких игр при разрешении 5760 х 1080. Обратите внимание, полноразмерные скриншоты весят ~1.5 Мбайт каждый.

Такое, прямо скажем, гигантское разрешение стало доступным при помощи объединения трех мониторов с разрешением 1920 х 1080.

Вот так выглядела сама трехмониторная система:

Предлагаю вашему вниманию парочку скриншотов из популярных на момент написания статьи игр.

Первым будет Colin McRae: Dirt 2.




Да, комментарии излишни. Картинка действительно хороша. Очень радует, что реализация вывода изображения не подкачала, и мы не стали просто видеть на 360 градусов вокруг себя, чего я изначально боялся. После просмотра скриншотов у вас должен был возникнуть вопрос о производительности и это правильно: разрешение-то огромное.

Как видите, бояться нечего. Используя всего одну видеокарту ATI Radeon HD 5870 в паре с процессором AMD Phenom II X4 965, работающим на частоте 3400 МГц, мы смогли получить удовлетворительный уровень производительности при максимальных настройках графики и четырехкратном полноэкранном сглаживании. Если кому-то покажется мало такой производительности, то всегда можно отключить сглаживание или хотя бы передвинуть его до уровня х2 - это поднимет средний и минимальный fps до 40 и 30 кадров в секунду соответственно.

Следующий на очереди - Tom Clancy's H.A.W.X.


Результат производительности удовлетворительный. Кому этого покажется мало, опять же может отказаться от четырехкратного сглаживания, увеличив тем самым количество кадров в секунду.


Race Drive Grid тоже не отказала нам в удовольствии продемонстрировать изображение в столь высоком разрешении без каких-либо проблем и "затыков". К сожалению, данная видеоигра не оснащена встроенным бенчмарком, поэтому мы проверили производительность с помощью утилиты FRAPS. При максимальных настройках и четырехкратном сглаживании игра выдавала от 29 до 42 кадров в процессе гонки. Дискомфорта при "покатушках" автор не испытывал.

Battlefield: Bad Company 2 воистину великолепна при таком разрешении. Проблема заключалась в том, что я не мог не любоваться прелестями картинки и меня из-за этого слишком часто убивали

.

Производительностью игра не блистала, и, судя по показаниям FPARS, частота кадров не поднималась выше 29 при максимальных настройках графики и четырехкратном сглаживании.

На этом краткий экскурс по технологии Eyefinity подходит к завершению. По результатам тестов можно сказать, что даже одной видеокарты Radeon HD 5870 достаточно для комфортной игры. К слову, в демонстрационном стенде использовалась видеокарта с одним гигабайтом видеопамяти на борту.

Даже по способу подключения мониторов видно, что использовалась обычная видеокарта Radeon HD 5870.

Это не могло не сказаться на производительности в столь высоком разрешении. Конечно, на данный момент это голословное утверждение, не подкрепленное фактами (тестами), но все мы понимаем, что такое резкое увеличение разрешения не могло пройти бесследно для используемой видеопамяти.

Добавлю некоторую информацию от себя лично. После того, как я посидел за трехмониторной системой, я понял, что это действительно удобно. Вернувшись домой к своему бедному разрешению 1920х1200, я осознал, что меня резко в чем-то ущемили.

Технология Eyefinity реализована так, чтобы не доставлять пользователю дискомфорта. Поначалу слегка теряешься в трех больших мониторах, но по прошествии некоторого времени приходит понимание, что все пространство «рабочего стола» можно грамотно реализовать так, что свободного места не останется. На рабочем столе могут одновременно быть открытыми несколько файлов, которые не будут накладываться друг на друга. Такая возможность может сильно оптимизировать скорость работы, не говоря уж о 3D играх, которые выглядят просто отлично. Как только пользователь налюбуется видами и все внимание начнет обращать на вражеских супостатов, он получит большое преимущество над соперниками. Единственный минус всей этот системы - высокая стоимость. Проблема с местом обычно перестает быть проблемой после того, как решишь проблему (извините за тавтологию) с поиском денег

.

Автор искренне рекомендует приобретать Radeon HD 5870 или Radeon HD 5970 с двумя и четырьмя гигабайтами видеопамяти соответственно. К тому же, мы стали свидетелями работы трехмониторной системы, но существует еще и возможность подключения шести мониторов, а это означает, что при разрешении каждого монитора 1920 х 1200 общее разрешение будет 5760 х 2400. Про мониторы с разрешением 2560 х 1600 скромно умолчим. Помимо этого следует учитывать, что у нас не просто увеличивается разрешение, а еще и увеличивается количество одновременно отображаемых объектов.

На этом рассмотрение технических особенностей можно закончить и перейти к изучению самих видеокарт.

Участники тестирования

Далее вам будут представлены все видеокарты линейки ATI Radeon 5000. Мы очень старались, чтобы все карты были эталонного дизайна, но, как оказалось на практике, в основном это актуально для видеокарт верхнего сегмента. Все остальные видеоадаптеры производители выпускают на печатных платах собственного дизайна. Но нам все же удалось заполучить большинство участников тестирования референсного образца. Многие из них являются инженерными семплами.

Мы решили отказаться от изучения комплектаций тех карт, которые были в упаковке. Это произошло по причине того, что данный материал не ставит перед собой целью осветить видеоадаптер какого-то конкретного производителя, и сегодня нам интересны технические особенности видеокарт, а не рюшечки из коробки.

Вопреки традиции, мы начнем изучать видеокарты не с самого младшего представителя, а с самого старшего. Ведь, по сути, самым первым на рынок вышел Cypress, а все остальные GPU являются его «потомками». Таким образом, вам удобней будет проследить, что и в каких количествах отключалось при создании младших собратьев.

Продолжение следует....

Выражаем благодарность:

  • Компании AMD за предоставленную на тест видеокарту AMD Radeon HD 5830.
Gabe Logan