AMD R600 – по-добре късно, отколкото никога

Спомняте ли си, когато (бившата) ATI обяви новото поколение графични чипове от серията R600... Тогава канадската компания дори обеща всичко да се случи навреме, на фона на голямото забавяне около R520 (Radeon X1800). Обещанията са си обещания и изглеждаха реални, когато R580 пък се появи точно навреме и създаде доста проблеми на Nvidia по отношение на конкуренцията в производителността и предлагането на бързи графични ускорители. Всичко това е много хубаво, но когато се наложи да чакаш толкова много, че дори да видиш как компанията бива продадена на друга добре позната фирма (за “усвояването” на ATI от страна на AMD говорихме доста), тогава положението се променя. Никой не вярва на нищо, особено след като AMD също забави вече обявените като Radeon X2000 графични ускорители. И след като дори на CeBIT 2007 не успяхме да забележим нищо ново освен Radeon X1950Pro DUAL, настана време най-накрая да видим и R600 на живо, в комплект с печатна платка, памети и разни други елементи – това е Radeon X2900.

Както се забелязва, в AMD са променили малко означенията на продуктовите гами графични ускорители. Вместо познатото “Х”, в началото на моделното име вече ще виждаме “HD”, което означава High Definition. Наличието на ускорение в ядрото е една от причините, довела до тази промяна. Промяната на първата цифра бе повече от очаквана и до последно се предполагаше, че първо ще видим HD2800 вариантите, а след това (след модификации по ядрото) ще се появят и HD2900. Поради желанието на AMD да се разграничи от означенията на Nvidia (ако обърнете внимание - X1800 и 7800 и X1900 и 7900), високият клас карти ще имат водещо означение HD2900. Средният клас ще използва HD2600, а ниският клас – HD2400.

На 14 май беше официално представена HD2900XT, за която и ще става дума по-подробно в този материал. След нея се очаква да видим и HD2900XTX, най-бързия за момента вариант с чипа R600. По всяка вероятност ще има и HD2900XL, HD2900 Pro и HD2900 GT, но повече информация за подобни модели към момента не е известна. Средният клас ще бъде “оборудван” с HD2600 XT и HD2600 Pro, а ниският ще предложи HD2400 XT и HD2400 Pro.

Знаете ли колко ревизии на ядрото R600 излязоха на бял свят до момента? Точно 15. Естествено, варианти от А01 докъм А10 никой освен специалистите в ATI не е видял, но след това масово започна да се говори за А11, А12 и най-много за А13. Дори се очакваше А13 да бъде първата официална работна ревизия. Това обаче не се случи и А15 е истината, която управлява чисто новата ви (евентуално) графична платка Radeon HD2900XT. Уточнявам модела, защото това е единственият вариант, който в момента може да се намери. Достатъчна или не, HD2900XT може да се закупи от всеки, дори и в България (за момента марката е Sapphire, а фирмите са “МОСТ Компютри” и “Солитрейд”). И докато чакаме да видим HD2900XTX и евентуалните модели Pro и XL, HD2900XT ще ни даде много добра представа какво може R600. Това е така, защото версията XT оползотворява възможностите на чипа на 100 % – всички функционални блокове се използват наред с новата, 512-битова шина за връзка с паметта. Но нека първо видим кои са промените по архитектурата на ядрото R600.

Като начало, R600 се възползва от възможностите на 80 nm производствен процес, поради което стандартната за HD2900XT честота на ядрото от 740 MHz не е трудно постижима (за справка, R580+ в X1950XTX работи на 650 MHz). Ядрото е доста голямо и не е чудно защо е така – 720 милиона транзистора, които изграждат R600. Няма да правя асоциации с това какви размери бихме видели, ако все още се използваше 90 nm технология, но обявените около 200 W консумация на ускорителя щяха да бъдат много повече. Така вероятно ви става ясно защо в ATI (а вече AMD) са се принудили да използват 80 nm (а в близко бъдеще и 65 nm) за производството на R600-базираните карти. Така може би няма да се учудите, като видите двата PCIe конектора за захранване на ускорителя. Както се знае, PCIe шината може да “поеме” 75 W, така че останалото трябва да дойде отнякъде. И ако един MOLEX или 6-pin PCIe конектор могат да предоставят около 80 W, става ясно защо се налага още един източник на напрежение. По-долу ще разгледаме по-подробно консумацията на платката, но е похвално, че можем да говорим за поне 750 MHz работна честота на ядрото.

Както вече споменах, новите R600 ще имат много сериозна нужда от захранване и това вероятно ще сложи край на употребата на каквито и да е захранващи блокове при изграждане на по-сериозен клас компютърни конфигурации (става дума за асемблираните PC-та, при които дори сега не всяка бърза машина е с качествено захранване). Някои производители на графични ускорители започнаха да предлагат картите си без необходимите кабели за свързване на допълнителното PCIe захранване, като за целта ще трябва да си закупите PSU, което притежава такова и е или SLI-, или CrossFire-съвместимо. Така голяма част от хората, използващи стари (макар и мощни) захранвания, могат да ги сменят с по-нови и по-адекватни на постоянно променящите се условия. Това е така, защото едно ATX PSU, притежаващо само една +12-волтова линия, макар и с мощност 500 W, няма да може да се справи с толкова сериозно натоварване, когато подмените графичната си карта с Radeon HD2900 XT например.

AMD препоръчва поне 700 W устройство, ако искате да изградите CrossFire паралелна графична подсистема и същевременно да ви остане достатъчно “храна” за самата машина. Каквото и да си говорим, закупуването на двойка платки с цена $400 означава, че ще имате още $150 за качествено захранване. Ако нямате, значи нещо във финансовия ви план куца сериозно.

Поради тези изисквани “мощности” новите HD 2900 XT няма да притежават допълнителни кабели за PCIe захранване. Ще трябва или да си осигурите необходимото PSU, или да потърсите кабели от другаде. И докато се чудите колко ще трябват, директно даваме отговора – два. Два 6-пинови PCIe Power конектора за всяка една платка. Самият HD2900 XT ускорител притежава един 6-пинов и един 8-пинов (по новата PCIe 2.0 спецификация, но съвместим с 6 Pin PCIe 1.0), като подаването на напрежение се извършва в следната посока – 8-пиновият конектор трябва да се захрани задължително, иначе картата няма да заработи. Ако свържете необходимото напрежение само към него, HD2900 XT ще премине в “защитен” режим, работейки изцяло и само на 2D честотите си от 500 MHz ядро и 1 GHz за паметта. За достигане на оригиналните 3D честоти от 740 MHz ядро и 1650 MHz памет ще трябва да подсигурите още един 6-пинов PCIe кабел. Според AMD за напълно адекватното захранване на ускорителя са необходими истински 8-пинов и 6-пинов PCIe захранващи кабели, идващи директно от самото захранване (такива модели на пазара почти няма).

Какво е по-различното в този нов, 8-пинов конектор? Там се свързва, както вече споменах, PCIe 2.0 съвместим кабел с осем проводника. Новото в случая е, че мощността, която може да се предаде по него, е също версия 2.0 т.е. удвоена – 150 W. Ако направим една малка сметка, по всеки един от 6-пиновите конектори може да “протекат” до 80 W, а по PCIe имаме още 75 W. Сумарно се получава така, че консумацията на платката е почти на ръба на възможностите на трите източника, поради което от AMD обясняват, че докато ускорителят ще работи нормално с два 6-пинови захранващи кабела, овърклокът може и да се окаже затруднен поради липсата на захранване (при наличие на 8-пинов кабел наличната мощност става доста по-голяма). Също така ако не направите комбинацията 6 + 8, няма да може да използвате опцията Overdrive на драйвера на ускорителя.

R600 въвежда унифицираната архитектура и при платките на ATI (AMD), въпреки че ATI още с картите X1800 “отдели” шейдърните процесори от общия “конвейер”, който бяхме свикнали да виждаме. Сега положението се изяснява изцяло, като хардуерът в известна степен е доста близък до това, което Nvidia вече представи – унифицирани (динамично разпределени като пикселни или вертексни) шейдърни (поточни) процесори, допълнени от текстурни блокове и растеризиращи оператори. Но докато Nvidia говори за 128 унифицирани поточни (скаларни) процесора, при R600 това не е точно така. Новото графично ядро на AMD притежава 64 шейдъра. Те обаче не са прости, а са т.нар. vec5 шейдърни процесори. При Nvidia всичките 128 скаларни процесора могат да изпълняват по единица прости задачи, но не и напълно независимо един от друг, т.е. скаларите на Nvidia могат да изпълняват 128 потока на няколко инструкции, но не и 128 различни инструкции за единица време. Поради това вертексните потоци в една инструкция трябва да са минимум 16, което прави общо 8 вертексни инструкции за единица време. За пикселните положението е два пъти по-лошо – минимум 32 пикселни потока в една инструкция, поради което за единица време не могат да бъдат обслужени повече от 4 пикселни инструкции.

Що се отнася до AMD R600, по тази логика на общо събрани поточни процесори броят им е 320. Звучи доста много повече, отколкото при Nvidia, но реално употребата им е малко по-различна от описаната при конкуренцията. Елементарно казано, 64-те “шейдъра” (блокове) на R600 са изградени от четири “прости” и един “сложен” процесор (оттам и vec5). Четирите могат да обслужват прости целочислени и FP32 операции, докато петият, сложният процесор извършва по-сложните обработки. В случая всеки един шейдърен блок (с пет процесора в себе си) може да обслужва един и същи поток, като всяка една от операциите трябва да е независима от другите (дори и да може да се обработват до 5 скаларни инструкции от всеки един шейдър). Така става доста трудно ефективното заемане на всеки един шейдърен блок.

Поради посочените ограничения се оказва, че до 64 потока могат да се обслужват за единица време, което обаче не означава, че 128-те потока при Nvidia всъщност водят до два пъти по-висока производителност, защото 64-те шейдърни блока на R600 могат в най-добрия случай да предложат пет пъти по-висока ефективност. За да е още по-сложна ситуацията, 64-те шейдъра на ATI работят на честотата на ядрото – 740 MHz, докато 128-те “скалара” на Nvidia могат да разчитат на почти два пъти по-висока честота – 1350 MHz при 8800 GTX и 1,5 GHz при 8800 Ultra.

Без да продължавам да сравнявам портокали с краставици, ще обърна внимание на един друг много интересен аспект от архитектурата на R600 – новата, 512-битова шина за връзка с графичната памет. Изградена на базата на осем 64-битови шини, 512-битовата връзка с паметта може да предложи масивните 110 GB/s (на фона на 86,4 GB/s при 8800GTX) наред с възможността вътрешното кеширане да реализира 180 GB/s, а вътрешната 512битова шина (позната още от Radeon X1000) вече е модифицирана до 1024-битова с възможност за 512 бита скорост на четене и 512 бита за запис, което е и другата разлика спрямо Radeon X1000 – при предишното поколение по вътрешната шина можеше да се извършва само четене, а сега вече е наличен и запис. Наличието на 512-битова външна шина за връзка с паметта е стъпка напред спрямо наличната 384-битова шина при Nvidia 8800 GTX и помага за използване на по-ниска работна честота на паметта, но въпреки това за достигане на по-висока честотна лента спрямо конкуренцията. Така дори Radeon HD2900XT със своите около 103 GB/s предоставя почти 20 GB/s повече от 8800 GTX и почти 40 GB/s повече от 8800 GTS 640 MB (може би поради това 8800 Ultra работи на 2,16 GHz и “произвежда” 103 GB/s).

AMD Unified Video Decode... напомня на Nvidia Pure Video HD

Nvidia вече представи своето пълно h.264 ускорение на защитен поток от видеоинформация под името Pure Video HD. Всъщност AMD щеше първа да обяви подобна поддръжка чрез своето Unified Video Decode, но както вече стана ясно, GeForce 8800 изпревари HD2900XT при излизането си на пазара и Nvidia първа предложи почти цялостно ускорение на Blu-Ray и HD-DVD, така че реално UVD не е нищо ново и революционно, с едно малко изключение: UVD предлага ускорение на още една част от декодирането на видеопотока – VLC потоците. За тези предимства или недостатъци на едното ядро спрямо другото ще отделим време в някой от следващите материали за мултимедийните възможности на новите графични ускорители на AMD и Nvidia.

Мултимедийните предимства на HD2900 XT спрямо фамилията GeForce 8 са и в поддръжката на HDMI. Всъщност GeForce 8800 също поддържа HDMI, но с тази разлика, че не може да обслужва аудиопотока. Последното при HD2900 XT е реализирано на самата платка, което води и до пълноценна поддръжка на HDMI. За целта се използва специално разработеният от Realtek кодек за R600 ускорителите на AMD.

Както повечето колеги, и ние успяхме първо да се доберем до платката на Sapphire. Ако трябва да съм напълно точен – става дума за две карти на Sapphire (по една от фирмите “МОСТ Компютри” и “Солитрейд”), поради което чрез наличните CrossFire конектори в комплектовката успяхме да направим дори нещо повече от просто тест на единичен ускорител – тествахме два, паралелно свързани. За конфигурацията CF ще стане дума след малко.

Самата комплектовка на Sapphire HD2900 XT не е кой знае колко “обемна” – стандартни HDTV/TV-Out кабели, DSUB-DVI преходници, DVI-HDMI преходник, драйвери, софтуерът WinDVD, както и пълна версия на играта Half Life 2: Episode One. Както вече споменах по-горе, допълнителните кабели за PCIe захранване на картата липсват – от AMD изискват да притежавате захранване, сертифицирано за SLI или CrossFire, което притежава тези PCie конектори. По-важното в случая е наличието на ускорителя HD2900 XT към всичко това. А той се забелязва лесно – голям (8,5 инча), червен и покрит с охлаждане (чиято ефективност тепърва ще стане обект на разглеждане). Самата карта заема слота пред себе си (въпреки че ако е PCIe x1 и потенциалната платка е малка по размер, може и да се събере), а вентилаторът, който отново е аксиален, е разположен в задната част на HD2900 XT (за по-голяма нагледност може да погледнете снимката).

На външен вид платката изглежда много добре издържана, а що се отнася до отделената топлина – това е просто нещо, което трябва сами да изпитате, не може добре да се обясни с думи. Ускорителят е, меко казано, горещ при по-продължително натоварване, а вентилаторът се развърта доста сериозно при така достигнатите температурни нива и шумът, който отделя, е способен да заглуши дори по-шумно захранване с 80 мм перка. Ако сте запознати с “шумовите възможности” на охладителите на Radeon X1800 и X1900, вероятно вече ви става ясно за какво иде реч. Все пак съществуват и алтернативни варианти за овладяване на температурните проблеми на HD2900 XT, въпреки че не са много охладителите, които ще могат да се справят с подобно топлоотделяне. AMD са предвидили стикер (който може да се види на някои от картите), предупреждаващ да не пипате ускорителя, ако е работил продължително време в 3D режим. Повече думи едва ли са необходими. Въпреки това нека голямото топлоотделяне не ви откаже от HD2900 XT – всъщност впечатленията ми от ускорителя са повече от положителни, особено на фона на не особено качествените драйвери.

Досещате се, че нямаше как да не се изкуша и да не опитам малко овърклок. Казвам малко, защото HD2900 XT и без това е голяма енергийна “ламя”, пък и нямам желание да повреждам платката с прекаленото ми желание да повишавам честотите. Все пак без никакви затруднения бяха постигнати честоти от 850 MHz за ядрото и 900 MHz за паметта (при стандартна конфигурация – 740/825). Предполагам, че подобни постижения ще са достъпни и чрез опцията Overdrive на драйвера.

Още нещо за овърклока – когато искате да повишите честотите на тази карта (а скоро и на HD2900 XTX), имайте предвид, че въпреки стандартното ниво на захранващото напрежение, топлоотделянето и съответно консумацията се повишават с немалко. Така бързо може да се озовете с 250 W платка за “хранене” и да преживеете приключения при “поддръжката” й.

Както е известно, чипсетът Intel i975X (наред с i965P и моделите на ATI) поддържа конфигурацията CrossFire и при наличието на два броя HD2900 XT нямаше как да не подходя към паралелното им свързване. Това стана чрез дънната платка Abit AW9D, а за процесор използвах наличния от тестовата система Core 2 Duo E6400, работещ на 3,2 GHz (400 MHz FSB). Дънната платка на Abit успешно се справи със задачата да осигури 400 MHz системна шина (1600 MHz ефективни), а процесорът в голяма степен се справяше с двата ускорителя при постоянно активираните 4хАА и 16хAF. Проблемът в случая бе от друго естество – захранването.

Опитът ни със свързването на две ATX захранвания (второто обслужва само единия HD2900XT ускорител) бе неуспешен заради някои различия между двете използвани PSU (PoV 500 W Black Diamond и 500 W Zippy EPS 12 V), поради което прибягнах до друг вариант – PoV/Tagan 650 W SLI. Този 650 W звяр притежава цели четири +12 V линии и успя да захрани цялата машина сам, без даже да се задъхва (загрява) много. Така ще можете да видите и резултати с HD2900 XT CF. Защо те са важни? Много просто – Nvidia GeForce 8800 Ultra се предлага на цена от $800, докато всеки един от HD2900 XT струва по $400. Оттук нататък вероятно и сами ще си сглобите пъзела.

Стигнахме вероятно до най-интересната и важна за вас част от този материал – резултатите от тестовете. За да е по-пълно сравнението, се сдобихме както с еквивалентната конкурентна платка Nvidia GeForce 8800 GTS 640 MB, така и с най-бързия за момента ускорител на Nvidia – GeForce 8800 Ultra. Последният, поради високата си цена, е доста скъп вариант за графична подсистема, но пък е чудесна възможност да видим дали е по силите на HD2900 XT CrossFire (и двата варианта, както вече споменах, са на цена около $800 без ДДС).

Всички проведени замервания ще бъдат при активиран 4х AA (форсиран през драйвера). За анизотропната филтрация дори няма да се впускам в подробности – установена бе на най-добрата стойност за момента –16х. Нивото на текстуриране бе зададено на High Quality, така че да бъдат използвани най-добрите нива на рендериране. Що се отнася до разделителната способност, в този тест избрах три варианта – 1280 х 1024 (поради голямото разпространение на 17” и 19” LCD дисплеи), 1600 х 1200 и 1920 х 1200. За целта използвах предоставения ни широкоекранен LCD дисплей BENQ FP241WZ.

Тестовете се проведоха под управлението на Windows XP (скоро ще ви предложа и материал под Vista) с инсталиран Service Pack 2 и DirectX 9.0c, версия април 2007. Драйверите за Intel платформата са версия 8.1.1.1002, a при различните 3D ускорители, както следва: Catalyst Supplemental Driver HD2900 XT за платките, Forceware 158.43 за GeForce 8600 GTS и GeForce 8800 Ultra.

Тестовата машина представлява:

Abit AW9D i975X, Intel Core 2 Duo @3,2 GHz, 2 GB Corsair Dominator DDR2-800 @800 MHz 4-4-3-8-2T, Sapphire HD2900 XT 512 MB Single + CrossFire/XFX GeForce 8800 GTS 640 MB XXX/XFX GeForce 8800 Ultra 768 MB, 320 GB Seagate Barracuda 7200.10 SATA300, Tagan 650 W SLI PSU, BENQ FP241WZ LCD.

Тестов пакет от софтуер и игри:

• 3D MARK’06 1.1.0, стандартният тест

• NeverWinter Nights 2, custom демо

• Rainbow Six Vegas, custom демо

• Lost Planet, стандартният бенчмарк – Snow и Cave

• F.E.A.R., вграденото демо

• FarCry HDR, Pear демо

• Prey, hwzone демо

• Medieval 2: Total War, Plavia демо

• NFS Carbon, City демо

• TES IV: Oblivion, Gate демо

Резултатите може да видите в приложената таблица. Имайте предвид, че GF8800 GTS 640 MB е леко овърклокнат фабрично (550 MHz ядро и 1,8 GHz памет), поради което ще дава малко по-високи от стандартните FPS за този продукт на Nvidia.

Вероятно резултатите са ви направили голямо впечатление, както се случи и с мен. Като добавим и факта, че драйверът на HD2900 XT е всичко друго, но не и оптимизиран и достатъчно добра версия, може да се каже, че HD2900 XT определено има какво да покаже на конкуренцията си. Вижда се, че GeForce 8800 GTS е по-бърз (с малко или повече) от HD2900 XT в почти всички тестове, но процентно преднината не е толкова голяма (с малки изключения, като Medieval 2, NWN 2 и Oblivion). Любопитното в случая е, че тежка игра като NWN2 върви по-добре под Nvidia, но пък Lost Planet, която е повече от актуална, се представя по-добре под новата платка на AMD. Със сигурност ще трябва да почакаме още 1–2 ревизии на драйвера, за да можем да направим малко по-сериозно заключение относно възможностите на R600 в черупката на HD2900 XT. За момента новата платка на AMD се представя много прилично, предлагайки прилични възможности, и очаквам положението да се подобри до 1–2 месеца.

Много интересна е обаче ситуацията с CrossFire паралелната работа между два ускорителя. Наличният 3,2 GHz процесор Core 2 в голяма степен успя да се справи с трудната задача да поддържа двете нови платки на AMD при активиран 4хАА. Вижда се, че в много от тестовете ефективността е над 70 % (в някои случаи дори достига 90 %), което е повече от похвално. Единствено и само в Lost Planet и Rainbow Six Vegas не успяхме да видим никакво ускорение, дори обратното (вероятно поради липса на оптимизации в драйвера), но в другите игри ситуацията е доста красноречива. Предлаганата на същата цена GeForce 8800 Ultra невинаги успява да догони по производителност HD2900 XT CF, а не са рядкост разлики от порядъка на 30 % в полза на R600 ускорителите. В случая винаги може да направите SLI свързване на GeForce 8800 GTS, което може би ще се окаже най-бързият вариант от всички при доста сходна цена.

Вижда се, че R600 е едно интересно проектирано ядро с определено различен подход на обработване на информацията спрямо R580 и R520, като това дава доста сериозно предимство. След някой и друг месец, след като драйверите вече са на по-добро ниво, ще ви представя и едно директно сравнение на високият клас на Nvidia и AMD (ATI) ускорители не само що се отнася до новите им поколения G80 и R600, но и спрямо G70 и R580.

За момента големият недостатък на R600 картите е тяхната консумация. Не си и помисляйте да използвате HD2900 XT с някакъв компромисен вариант захранване, защото това няма да доведе до нищо хубаво. Даже да направите CrossFire, изборът ви ще бъде още по-сложен и енергоемък. Друга отрицателна черта на HD2900 XT е нивото на шум, особено по време на 3D работа – след продължителна игра вентилаторът на картата се чува повече от отчетливо, за разлика от конкурентните платки на Nvidia, които работеха много тихо през цялото време на тестовете.

Така или иначе, Sapphire HD2900 XT остави много добри впечатления у мен с възможностите си и загатването на допълнително повишаване на производителността в близко бъдеще. Очаквам с подобрението на възможностите на драйвера да се увеличи и ефективността на ядрото R600, което ще направи HD2900 XT още по-примамливо графично решение от висок клас, особено при тази цена.

Тодор Богданов

Авторът благодари на фирмите:

• “МОСТ Компютри” за Sapphire Radeon HD 2900 XT и BENQ FP241WZ;

• “Солитрейд” за Sapphire Radeon HD2900 XT, XFX GeForce 8800 GTS 640 MB XXX, XFX GeForce 8800 Ultra 768 MB и Tagan 650 W SLI PSU;

• “Стилтех” за Abit AW9D.