Графические процессоры AMD/ATI Radeon HD 5xxx

Автор: Олег Нечай

Опубликовано 14 июля 2010 года

Графические процессоры AMD/ATI последнего поколения R800 под общим кодовым названием Evergreen ("вечнозелёные") появились на рынке в сентябре 2009 года, а в середине февраля 2010 года с выпуском трёх бюджетных модификаций формирование линейки Radeon HD 5xxx было окончательно завершено. Несмотря на то, что на прилавках магазинов ещё много видеокарт AMD/ATI на основе ГП предыдущего поколения R700 (серия 4xxx), новые модели с поддержкой DirectX 11, реализованной в Windows 7, довольно быстро вытесняют своих предшественников. Это особенно заметно в самом массовом сегменте карт среднего класса, где вполне доступные HD 5770 на равных соперничают со вчерашними топ-моделями HD 4870.

По своей архитектуре R800 представляют собой модифицированную версию R700. Никаких революционных изменений, как, например, отказ от кольцевой шины памяти при переходе от R600 к R700, произведено не было, и все доработки носят чисто эволюционный характер.

Как и при переходе от R600 к R700, перед конструкторами была снова поставлена задача удвоить производительность очередного поколения графических процессоров. И, точно так же, как и прежде, задача была решена по большей части "в лоб" – то есть, путём физического удвоения практически всего: транзисторов, SIMD-ядер, текстурных и шейдерных блоков, стандартных объёмов видеопамяти для кадрового буфера.

В серию R800 вошли четыре графических процессора: RV870 (Cypress), RV840 (Juniper), RV830 (Redwood) и RV810 (Cedar). В первом же чипе нового семейства Cypress, появившемся 22 сентября 2009 года, была реализована обновлённая архитектура Terascale 2, название которой как бы намекает на производительность, достигающую 2,7 терафлопса (миллиардов операций с плавающей запятой в секунду). Число транзисторов достигло 2,15 миллиарда, при этом площадь самого кристалла за счёт перехода с 55-нм на более тонкий 40-нм техпроцесс увеличилась всего на треть – до 334 м².

Terascale 2 – это унифицированная архитектура с массивом общих процессоров для обработки различных видов данных. Конструкция потоковых ядер претерпела минимум изменений – была лишь добавлена поддержка новых инструкций для DirectX 11 и DirectCompute 11, о которых чуть ниже.

Каждое из двадцати SIMD-ядер состоит из 16-ти блоков суперскалярных потоковых процессоров по пять вычислительных ядер, и в сумме они дают внушительное число – 1600 универсальных процессоров (унифицированных шейдеров). Число блоков текстурирования увеличено вдвое – с 40 до 80 – на каждый SIMD-блок приходится по четыре текстурных. При этом поддерживается адресация текстур до 16384х16384 пикселей, что предусмотрено API DirectX 11, и новые алгоритмы сжатия для буферов HDR и MSAA. Для работы с кадровым буфером используется 256-битная шина с четырьмя 64-битными контроллерами оперативной памяти типа GDDR5.

К существенным изменениям конструкции чипа следует отнести дополнение графического ядра двумя блоками растеризации, что позволяет реализовать расширенные возможности нового программного интерфейса DirectX 11 – в первую очередь, речь идёт об аппаратной тесселяции в реальном времени, которую планируется широко использовать в компьютерных играх для повышения реалистичности картинки. В чипе также реализованы улучшенные алгоритмы анизотропной фильтрации и сглаживания, в том числе адаптивное сглаживание текстур и пиксельных шейдеров.

За декодирование HD-видео отвечают фирменные технологии Avivo HD и UVD 2.2. Поддерживается интерфейс HDMI версии 1.3a, обеспечивающий передачу видеосигнала с расширенным цветовым диапазоном Deep Color и x.v.Color и многоканального звука в форматах Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Разумеется, чтобы можно было воспользоваться всеми этими преимуществами, подключаемые к видеокарте телевизоры и ресиверы должны также поддерживать эти форматы.

Одна из важнейших особенностей R800, особо подчёркиваемая представителями AMD – это возможность использования графического процессора для вычислений общего назначения – к примеру, при сложной обработке трёхмерной графики, видео и в прочих ресурсоёмких вычислениях, не связанных непосредственно с формированием и выводом изображения на дисплей.

В R800 заявлена аппаратная поддержка программных интерфейсов DirectCompute 11 и OpenCL 1.0, позволяющих любым приложениям обращаться к ресурсам графического ускорителя и использовать его возможности. Особо стоит выделить открытый API OpenCL 1.0, благодаря которому одни и те же команды приложений могут параллельно выполняться как центральными, так и графическими процессорами. Продолжается работа над API для физических эффектов Bullet Physics и Pixelux, которые, по расчётам AMD, могут войти в OpenCL следующих версий.

Разумеется, чип поддерживает и собственные программные интерфейсы AMD для вычислений общего назначения – прежде всего речь идёт об ATI Steam, который реализован, в частности, в таком популярном приложении для обработки мультимедийного контента, как PowerDirector 8 компании Cyberlink.

В R800 появилась ещё одна новая и довольно любопытная технология ATI Eyefinity, позволяющая организовывать многомониторные конфигурации из шести дисплеев в различных сочетаниях (см. иллюстрацию).

В режиме ATI Eyefinity могут работать только специальные версии карт HD 5870 Eyefinity Edition, оснащённые шестью портами DisplayPort – в обычных модификациях число одновременно поддерживаемых мониторов не превышает трёх.

В линейку AMD/ATI Radeon HD 5xxx входят несколько эталонных графических карт: HD 5970 (Hemlock), HD 5830, 5850 и HD 5870 (Cypress), HD 5750 и 5770 (Juniper), HD 5670, 5550 и 5570 (Redwood) и HD 5450 (Cedar). При общей архитектуре они отличаются частотами работы ядра и видеопамяти, типом и шиной памяти и количеством вычислительных блоков (шейдеров и текстур) – отсюда разница в цене, производительности и энергопотреблении.

К топовым моделям относится двухпроцессорная HD 5970, базовая HD 5870 и её модификация HD 5870 Eyefinity Edition, а также упрощённые HD 5850 и 5830. Интересно, что хотя в HD 5970 устанавливаются два чипа HD5870, их тактовая частота, а также частоты работы памяти, понижены до уровня HD5850 – очевидно, конструкторы посчитали уместным несколько уменьшить рекордную производительность и за счёт этого обеспечить щадящий температурный режим для этой весьма "горячей" карты.

• Два графических процессора Cypress (кодовое название Hemlock)

• 3200 (640х5) универсальных процессоров

• 160 текстурных и 64 блока блендинга

• Тактовая частота ядра – 725 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4000 МГц (4 х 1000 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 2 Гб

• Шина памяти – 512 бит

• Пропускная способность памяти – 256 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 104,4 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 46,4 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 4640 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Один разъём CrossFire X

• Порты – 2 х DVI-I Dual Link, HDMI

• Пиковое энергопотребление – 294 Вт

• Двухслотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – $650

• Графический процессор Cypress

• 1600 (320х5) универсальных процессоров

• 80 текстурных и 32 блока блендинга

• Тактовая частота ядра – 850 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4800 МГц (4 х 1200 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 1 Гб

• Шина памяти – 256 бит

• Пропускная способность памяти – 153,6 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 68 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 27,2 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 2720 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Два разъёма CrossFire X

• Порты – 2 х DVI-I Dual Link, DisplayPort, HDMI

• Пиковое энергопотребление – 188 Вт

• Двухслотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – $400

• Графический процессор Cypress

• 1600 (320х5) универсальных процессоров

• 80 текстурных и 32 блока блендинга

• Тактовая частота ядра – 850 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4800 МГц (4 х 1200 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 2 Гб

• Шина памяти – 256 бит

• Пропускная способность памяти – 153,6 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 68 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 27,2 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 2720 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Два разъёма CrossFire X

• Порты – 6 х DisplayPort

• Пиковое энергопотребление – 228 Вт

• Двухслотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – нет данных.

• Графический процессор Cypress

• 1440 (288х5) универсальных процессоров

• 72 текстурных и 32 блока блендинга

• Тактовая частота ядра – 725 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4000 МГц (4х1000 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 1 Гб

• Шина памяти – 256 бит

• Пропускная способность памяти – 128 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 52,2 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 23,2 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 2090 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Два разъёма CrossFire X

• Порты – 2 х DVI-I Dual Link, DisplayPort, HDMI

• Пиковое энергопотребление – 170 Вт

• Двухслотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – $300

• Графический процессор Cypress

• 1120 (224х5) универсальных процессоров

• 56 текстурных и 16 блока блендинга

• Тактовая частота ядра – 800 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4000 МГц (4х1000 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 1 Гб

• Шина памяти – 256 бит

• Пропускная способность памяти – 128 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 44,8 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 12,8 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 1792 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Два разъёма CrossFire X

• Порты – 2 х DVI-I Dual Link, DisplayPort, HDMI

• Пиковое энергопотребление – 175 Вт

• Двухслотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – н. д.

К самому популярному среднему классу относятся модели Radeon HD 5770 и 5750, которые при более чем доступной для этого класса цене в пределах 6500 рублей обеспечивают производительность, сравнимую с топовой карточкой предыдущего поколения Radeon HD 4870. Безусловно, это лучший вариант из карт AMD/ATI для сборки доступного по цене игрового десктопа.

• Графический процессор Juniper

• 800 (160х5) универсальных процессоров

• 40 текстурных и 16 блоков блендинга

• Тактовая частота ядра – 850 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4800 МГц (4х1200 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 1 Гб

• Шина памяти – 128 бит

• Пропускная способность памяти – 76,8 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 34 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 13,6 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 1360 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Два разъёма CrossFire X

• Порты – DVI-I Dual Link, DisplayPort, HDMI

• Пиковое энергопотребление – 108 Вт

• Двухслотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – $160

• Графический процессор Juniper

• 720 (144х5) универсальных процессоров

• 36 текстурных и 16 блоков блендинга

• Тактовая частота ядра – 700 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4600 МГц (4х1150 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 512 Мб или 1 Гб

• Шина памяти – 128 бит

• Пропускная способность памяти – 73,6 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 25,2 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 11,2 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 1008 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Два разъёма CrossFire X

• Порты – DVI-I Dual Link, DisplayPort, HDMI

• Пиковое энергопотребление – 86 Вт

• Двухслотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – $110 (512 Мб) и $130 (1 Гб)

Карты эконом-класса Radeon HD 5650, 5570, 5550 и "супербюджетник" HD 5450 оптимальны для сборки мультимедийных машин, ориентированных на просмотр видео высокой чёткости. При этом, если три старшие модели на базе чипа Redwood ещё можно условно отнести к игровым, то младшая на основе Cedar – это просто самая доступная дискретная графика AMD последнего поколения. Все эти карточки "одноэтажные" и для их установки подойдёт даже самый компактный корпус и любая совместимая системная плата.

• Графический процессор Redwood

• 400 (80х5) универсальных процессоров

• 20 текстурных и 8 блоков блендинга

• Тактовая частота ядра – 775 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 4000 МГц (4х1000 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR5

• Объём памяти – 512 Мб или 1 Гб

• Шина памяти – 128 бит

• Пропускная способность памяти – 64 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 24,8 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 12,4 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 620 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Разъём CrossFire X

• Порты – DVI-I Dual Link, HDMI, D-Sub (VGA)

• Пиковое энергопотребление – 86 Вт

• Однослотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – $100 (512 Мб) и $130 (1 Гб)

• Графический процессор Redwood

• 400 (80х5) универсальных процессоров

• 20 текстурных и 8 блоков блендинга

• Тактовая частота ядра – 650 МГц

• Частота видеопамяти, эффективная – 1800 МГц (2х900 МГц)

• Тип видеопамяти – GDDR3

• Объём памяти – 512 Мб или 1 Гб

• Шина памяти – 128 бит

• Пропускная способность памяти – 28,8 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 13 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 5,2 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 520 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Разъём CrossFire X

• Порты – DVI-I Dual Link, HDMI, D-Sub (VGA)

• Пиковое энергопотребление – 42,7 Вт

• Однослотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – от $85

• Графический процессор Redwood

• 320 (64х5) универсальных процессоров

• 16 текстурных и 8 блоков блендинга

• Тактовая частота ядра – 550 МГц

• Частота видеопамяти – 400/800 МГц

• Тип видеопамяти – DDR2/GDDR3

• Объём памяти – 512 Мб или 1 Гб

• Шина памяти – 128 бит

• Пропускная способность памяти – 12,8/25,6 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 8,8 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 4,4 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 352 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Разъём CrossFire X

• Порты – DVI-I Dual Link, HDMI, D-Sub (VGA)

• Пиковое энергопотребление – 39 Вт

• Однослотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – от $70

• Графический процессор Cedar

• 80 (16х5) универсальных процессоров

• 8 текстурных и 4 блока блендинга

• Тактовая частота ядра – 650 МГц

• Частота видеопамяти – 400/800 МГц

• Тип видеопамяти – DDR2/GDDR3

• Объём памяти – 512 Мб или 1 Гб

• Шина памяти – 64 бит

• Пропускная способность памяти – 6,4/12,8 Гбайт/с

• Максимальная скорость выборки – 5,2 Гтекст/с

• Максимальная скорость закраски – 2,6 Гпикс/с

• Максимальная производительность – 104 Гфлопс

• Интерфейс – PCI Express 2.1 x16

• Порты – DVI-I Dual Link, HDMI, D-Sub (VGA)

• Пиковое энергопотребление – 19,1 Вт

• Однослотовая конструкция

• Поддержка DirectX 11, включая шейдеры версии 5.0, OpenGL 4.0, DirectCompute 11 и OpenCL 1.0

• Рекомендуемая производителем розничная цена – от $60

Во второй части этого обзора мы поговорим о некоторых конкретных моделях видеокарт на базе Radeon HD 5xxx и узнаем, что вопреки распространённому мнению, далеко не все бренды используют исключительно эталонные конструкции платы и системы охлаждения.