Огляд відеокарти MSI Radeon HD 6870 на новому GPU Barts XT

Нещодавно ми опублікували матеріал про нову лінійку відеокарт Radeon HD 6800 серії. У ньому були розглянуті всі аспекти нових технологій, використовуваних у прискорювачах цієї лінійки, а також поліпшення, яким піддалися відеокарти на ядрі Barts. Було відзначено, що очікуваного зміни техпроцеса до 32-нм не відбулося. Графічні чіпи нового покоління серії AMD Radeon HD 6800 все ще будуть проводитися по старому 40-нм техпроцесу, початком застосування якого можна вважати презентацію Radeon HD 4770, що пройшла ще у квітні 2009 року. Вся лінійка Radeon HD 5000 теж використовувала 40-нм технологію. Всьому провиною, як сказав Ерік Демерсон (Eric Demers), технічний директор підрозділу GPU в AMD, «прихильність до наявного техпроцесу на даний момент пов'язана з економічними причинами. Звертаючи увагу на одержуваний сьогодні відсоток робочих кристалів, компанія зіштовхнулася з вибором, запускати в масове виробництво два 32-нм чи три 40-нм GPU з однаковою вартістю». Враховуючи цей факт, в недалекому майбутньому AMD, швидше за все, відмовиться від 32-нм і почне освоєння виробництва з використанням технології 28-нм.

Не змінюючи техпроцес, компанії AMD буде проблематично позиціонувати Barts як значний крок вперед. Головним чином, новий GPU Barts відрізняється від свого попередника серйозними змінами в області оптимізації архітектури, збільшенням продуктивності на кожен ват спожитої енергії і міліметр площі, що поліпшує загальну ефективність. У ньому також були дороблені головні недоліки попередньої серії ATI Radeon HD 5800, пов'язані з малою продуктивністю обробки тесселяції і геометрії. Як вже було сказано раніше в наших оглядах, саме ці два недоліки стали самою серйозною проблемою відеокарт AMD у порівнянні з конкуруючими графічними прискорювачами компанії NVIDIA.

Початково очікувалося, що лінійка AMD Radeon 6800 повинна прийти на зміну AMD Radeon 5800, але такого не трапилося. Як бачимо з вище наведеної схеми, відмінностей між ядрами Barts і Cypress практично немає. Однак простий підрахунок кількості движків SIMD, нам красномовно говорить про значно меншу продуктивність оновленого GPU Barts XT стосовно ядра Cypress (Radeon HD 5870).

	AMD Radeon HD 6870	AMD Radeon HD 6850	ATI Radeon HD 5870	ATI Radeon HD 5850	ATI Radeon HD 5830	ATI Radeon HD 4870
Кодове ім'я	Barts XT	Barts PRO	Cypress	Cypress	Cypress	RV770
Число транзисторів	1,7 млрд.	1,7 млрд.	2,15 млрд.	2,15 млрд.	2,15 млрд.	0,956 млрд.
Кількість потокових процесорів	1120	960	1600	1440	1120	800
Продуктивність, Tflops	2	1,5	2,72	2,09	1,79	1,2
Текстурних блоків	56	48	80	72	56	40
Фільтрація текстур, Gtexels/s	50,4	37,2	68	52,2	44,8	30
Кількість Rops	32	32	32	32	16	16
Фільтрація пікселів, Gpixels/s	28,8	24,8	27,2	23,2	12,8	12
Z/Stencil, Gsamples/s	115,2	99,2	108,8	92,8	51,2	48
Частота ядра, МГц	900	775	850	725	800	750
Частота пам'яті, ГГц	1,05 (4,2 ГГц ефект-а) GDDR5	1,0 (4,0 ГГц ефект-а) GDDR5	1,2 (4,8 ГГц ефект-а) GDDR5	1,0 (4,0 ГГц ефект-а) GDDR5	1,0 (4,0 ГГц ефект-а) GDDR5	900 МГц (3,6 ГГц ефект-а) GDDR5
Розрядність шини пам'яті	256 біт	256 біт	256 біт	256 біт	256 біт	256 біт
Пропускна здатність пам'яті, ГБ/c	134,4	128	153,5	128	128	115,2
Кадровий буфер	1 ГБ	1 ГБ	1 ГБ	1 ГБ	1 ГБ	1 ГБ
Техпроцес	TSMC 40 нм	TSMC 40 нм	TSMC 40 нм	TSMC 40 нм	TSMC 40 нм	TSMC 55 нм
Максимальне / мінімальне енергоспоживання, Вт	151/19	127/19	188/27	151/27	175/25	160/90
Рекомендована вартість	$239	$179	~$349	~$229	~$200	Н/д

У графічному процесорі Radeon HD 6870 задіяно чотирнадцять движків SIMD, кожен з них складається з чотирьох текстурних блоків і шістнадцяти потокових процесорів. Один потоковий процесор має п'ять блоків АЛУ (потокових ядер). Це сумарно дає GPU 1120 потокових ядер з 56 текстурними блоками. Результат обробки GPU виводиться через чотири кластери вихідної частини конвеєра рендерінгу. У кожен кластер входять вісім конвеєрів ROP (растрових операцій), які становлять сумарно тридцять два ROP-конвеєра. 256-бітний інтерфейс пам'яті забезпечується чотирма 64-бітними контролерами пам'яті.

Чисельні характеристики архітектури і специфікація відеокарт Radeon HD 6870 сильно схожі на такі в Radeon HD 5830, але з подвоєною кінцевою частиною конвеєра рендерінга. Однак якщо розглядати зворотну сторону, то в Radeon HD 6870 використовується та ж сама кінцева частина конвеєра рендерінгу, що і в Radeon HD 5870, але менше шейдерних ядер. Для відеокарти Radeon HD 5830 головним недоліком було саме зменшене вдвічі кількість блоків ROP, що викликало затримки в продуктивності. Radeon HD 6870 можна назвати доробленим і поліпшеним перевтіленням графічного процесора Radeon HD 5830. У своє оснащення ядро Barts XT одержало цілих два керуючих UTDP (Ultra-Thread Dispatch Processor), в той час як в Cypress він був усього один, а також була поліпшена частина GPU, відповідальна за обробку алгоритмів тесселяції. Такі зміни повинні забезпечити майже дворазову перевагу нового рішення в обробці потоків теселяції над графічними прискорювачами попередньої серії.

Ще одним суттєвим поліпшенням, яке має Radeon HD 6870 за рахунок оптимізованої структури кристалу, стала можливість його роботи на більш високих частотах, що значно впливає на підсумкову продуктивність. Частота Radeon HD 6870 становить 900 МГц, а значить спрощене ядро GPU Barts працює зі значно більш високою тактовою частотою, ніж Radeon HD 5830 чи навіть Radeon HD 5850. Таке підвищення частоти веде до збільшення загальної продуктивності GPU майже на 25% у порівнянні з Radeon HD 5850, що працює з частотою 725 МГц. У підсумку менша кількість АЛУ і текстурних блоків в Radeon HD 6870, у порівнянні з Radeon HD 5850, цілком компенсується підвищеною частотою роботи ядра GPU, що практично порівнює їх продуктивність.

Всі ці вдосконалення дозволили Radeon HD 6870 бути більш продуктивним, ніж Radeon HD 5850, при меншій на 25% площі кристалу. Така зміна явно знижує енергоспоживання в режимі бездіяльності та собівартість виробництва самого ядра взагалі. Ці дві явні переваги повинні позитивно позначитися на популярності кінцевого продукту. Пам'ять Radeon HD 6870 працює на «рідній» частоті 1050 МГц (ефективна 4200 МГц), трохи швидше ніж у Radeon HD 5850 (1000 МГц). За заявою виробників роздрібна ціна Radeon HD 6870 складе $240, а це трохи менше ніж $260 у Radeon HD 5850.

Теоретичні дані дуже обнадіюють, але завжди хочеться одержати конкретні результати в тестових додатках. Для цих цілей у нашу лабораторію і потрапив відеоприскорювач MSI Radeon HD 6870 (R6870-2PM2D1GD5). Надана компанією MSI модель є повною копією еталонного зразка, що випускається на заводах компанії AMD. Саме з цієї причини наш огляд і тестування, по суті, буде описувати еталонне рішення Radeon HD 6870 від компанії AMD.

Специфікація

У специфікації немає нічого незвичайного, всі характеристики еталонного рішення вже були перелічені нами вище, тепер лише варто повторити їх для конкретного екземпляра, що продається під торговельної маркою MSI.

Модель	MSI Radeon HD 6870 (R6870-2PM2D1GD5)
Графічне ядро	AMD Radeon HD 6870 (Barts XT)
Конвеєра	1120 уніфікованих потокових
Підтримувані API	DirectХ 11 (Shader Model 5.0) OpenGL 4.1
Частота ядра, МГц	900
Об'єм (тип) пам'яті, МБ	1024 (GDDR5)
Частота пам'яті (ефективна), МГц	1050 (4200)
Шина пам'яті, біт	256
Стандарт шини	PCI Express X16 2.1
Максимальна роздільна здатність	До 4 дисплеїв по 1920x1200 кожен До 2560x1600 Dual-link DVI чи 1920x1200 Single-link DVI До 2048x1536 VGA (через перехідник DVI-to-VGA) До 1920x1200 HDMI 1.4 До 2560x1600 DisplayРort
Виходи	2x DVI-I (VGA через перехідники) 1x HDMI 1.4 2x mini DisplayРort (DisplayРort через перехідники)
Підтримка HDCP	Є Декодування MPEG-2, MPEG-4, DivХ, WMV9, VC-1 і H.264/AVC, MVC, Adobe Flash
Драйвери	Свіжі драйвери можна скачати з: - сайта виробника GPU: - сайта підтримки.
Сайт виробника	http://ua.msi.com/

З таблиці бачимо декілька нововведень, які мають «референсні» відеокарти Radeon HD 6870. Порт DisplayРort 1.2 дозволяє виводити зображення одразу на кілька моніторів за допомогою спеціального хаба, причому для кожного монітора може встановлюватися різна роздільна здатність. Підтримується до чотирьох дисплеїв з роздільною здатністю до 1920x1200 кожен. Однак сумарно до прискорювача можна підключити до шести моніторів з використанням двох хабів і двох роз’ємів DVI-I, але вже з роздільною здатністю до 1600х900.

Наявність HDMI 1.4 дозволить користувачу скористатися технологією передачі 3D-стереозображення, що необхідно для підключення 3D-моніторів. З'явилася підтримка нових технологій OpenGL 4.1 і AMD HD3D, а також залишилися вже добре знайомі нам по 5800-й серії прискорювачів технології AMD Eyefinity і AMD EyeSpeed. Така різноманітність нових можливостей використання прискорювача стане гідною відповіддю компанії AMD на запропоновані NVIDIA в 400-й серії частково схожі технологічні рішення.

Відеоприскорювач представлений у щільній коробці. У її дизайні підкреслена можливість роботи з фірмовою утилітою розгону MSI Afterburner. Вгорі бачемо логотип компанії, а праворуч відзначен виробник GPU AMD RADEON GRAPHICS, що говорить про випуск даної лінійки вже саме компанією AMD, а не ATI (AMD) як це було раніше. Нижче вказано саме графічне ядро R6870, наявність у прискорювача 1 ГБ GDDR5 пам'яті, підтримка DirectХ 11 і присутність на задній панелі двох роз’ємів mini DisplayРort. До роз’ємів mini DisplayРort можна підключити до чотирьох екранів через спеціальний хаб, використовуючи технологію AMD Eyefinity. Аж унизу присутні логотипи підтримки продуктом фірмових технологій MSI для розгону і використання на текстоліті плати конденсаторів підвищеної надійності і довговічності.

Останні дві особливості більш докладно описані на звороті коробки.

Тут у верхній частині зазначена сама модель графічного прискорювача R6870-2PM2D1GD5, а нижче докладно описана підтримка утиліти MSI Afterburner, що дозволяє розганяти як один прискорювач, так і декілька встановлених у режимі CrossFireX. Є можливість збереження профілів розгону, а також профілів зі зменшеними частотами роботи відеокарти, що веде до економії електроенергії і зменшенню тепловиділення, а значить і зниженню сумарного шуму системи. Нижче зазначене використання в даній моделі твердотільних конденсаторів, які гарантують 10 років безвідмовної роботи. Праворуч відзначені основні переваги даного прискорювача на 30-ти мовах. Упаковка залишає враження якісного закінченого продукту і має повноцінну інформацію про внутрішній вміст.

Комплект поставки MSI Radeon HD 6870 (R6870-2PM2D1GD5) цілком гідний:

• Два перехідники з двох периферійних роз’ємів живлення на один 6-контактний роз’єм живлення відеокарти;
• Місток CrossFire;
• Диск з драйверами і утилітами;
• Коротка інструкція з встановлення відеокарти;
• Перехідник з mini DisplayРort на DisplayРort;
• Перехідник з DVI на VGA.

Цілком виправданий комплект, що забезпечує 80% потреб звичайного користувача. Але для підключення групи дисплеїв тут явно доведеться докупити необхідні перехідники чи спеціальний хаб, з одночасною підтримкою до чотирьох моніторів.

У порівнянні з флагманом від компанії NVIDIA, відеокартою на GeForce GTX 480, нове рішення від компанії AMD виглядає більш витонченим. Це не тільки перше враження, але і згідно заявленим нововведенням компанії AMD, прискорювачі на Radeon HD 6870 повинні вирізняться вдвічі меншим енергоспоживанням при порівнянній у деяких додатках продуктивності. Відеокарта Radeon HD 6870 відрізняється від «топових» рішень обох виробників меншою довжиною, вона має, також як і Radeon HD 5870, два 6-контактних роз’єми додаткового живлення, що знаходяться на верхньому торці відеокарти. Підключення додаткового живлення не викличе незручностей, а самі проводи не будуть заважати встановленню відеокарти, збільшуючи її довжину за рахунок самих роз’ємів, що відходять від цих проводів.

Що дивно, еталонний зразок має всього один роз’єм CrossFire. Швидше за все, згодом, з'являться рішення від іншого виробника, що мають два роз’єми CrossFire, які дуже необхідні для підвищення загальної продуктивності відеосистеми при підключенні даного прискорювача в режимах CrossFireX разом з іншими аналогічними моделями.

Задня частина відеокарти AMD Radeon HD 6870 не має ніяких технологічних отворів, тут все закрите пластиковим кожухом, що гармонійно доповнює загальний дизайн прискорювача. Приємно, що роз’єм живлення повернений нагору – це дозволяє прискорювачу бути сумісним з більшою кількістю корпусів.

На звороті прискорювача немає жодного визначального елемента.

Завдяки двослотовому дизайну системи охолодження на задній панелі прискорювача помістилися п'ять роз’ємів підключення дисплеїв (2х DVI-I, HDMI 1.4, 2х mini DisplayРort 1.2). Тут також є досить велика сітка відведення гарячого повітря з корпуса. Така різноманітність роз’ємів підключення забезпечить AMD Radeon HD 6870 повну сумісність з всіма сучасними пропозиціями ринку пристроїв виводу зображення.

На лицьовій стороні друкованої плати можна виділити графічний процесор і присутні навколо нього вісім чіпів відеопам'яті. Тут же знаходяться всі елементи системи живлення GPU і пам'яті прискорювача.

Частота роботи графічного процесора становить 900 МГц. Сам чіп Barts XT виконаний по 40-нм техпроцесу і містить 1120 універсальних шейдерних конвеєрів і тридцять два блоки растеризації, а обмін даними між графічним ядром і пам'яттю здійснюється через 256-бітну шину.

При відсутності навантаження частота роботи чіпа знижується до 100 МГц, а відеопам'ять уповільнюється до 81 МГц (ефективна частота 324 МГц). При цьому зменшується і напруга живлення, що забезпечує помітне зниження енергоспоживання і температури.

Відеопам'ять загальним об'ємом 1 ГБ набрана вісьма мікросхемами стандарту GDDR5 виробництва Hynix H5GQ1H24AFR T2C з часом відгуку 0,8 нс, що дозволяє їм працювати на ефективній частоті до 5000 МГц. Оскільки результуюча частота роботи чіпів пам'яті на відеокарті трохи нижче і становить 4200 МГц, то залишається гарний частотний коридор про запас, який, сподіваємося, можна буде задіяти при розгоні.

Прискорювач має 4+2-фазну схему живлення. Тут чотири фази ідуть на GPU і реалізовані за допомогою контролера Chil CHL8214, що має підтримку протоколу I2C. Цей протокол повинен забезпечити софтвольтмод за допомогою нової версії утиліти MSI Afterburner. Присутня в комплекті з відеокартою, утиліта MSI Afterburner 2.0.0 не дозволила поміняти напругу на GPU.

Сама система охолодження складається з двох частин. Металевий кожух через термоінтерфейс прилягає до всіх гарячих елементів плати: чіпів відеопам'яті і елементів підсистеми живлення. Для охолодження GPU використовується окрема конструкція - масивний алюмінієвий радіатор з трьома мідними тепловими трубками різного діаметру, які припаяні до мідної пластини, що прилягає до кристалу GPU. Центральна мідна трубка збільшеного діаметру повинна сприяти більш ефективному відведенню тепла від кристала GPU. Термоінтерфейс досить грузлий, що теж повинно позитивно вплинути на загальну ефективність системи охолодження. Вентилятора турбінного типу, що має стандартні розміри, з надлишком вистачає для охолодження графічного процесора. Взагалі, систему охолодження можна назвати поліпшеною і більш технологічною у порівнянні з еталонною турбіною, використаною на гарячих моделях 5800-й серії.

Для оцінки ефективності системи охолодження ми використали утиліту FurMark, а детальний моніторинг здійснювався за допомогою GPU-Z і MSI Afterburner.

Працюючи на штатних частотах і керуючи швидкістю обертання турбіни автоматично, графічний процесор прогрівся до 82°С. Враховуючи, що при цьому швидкість обертання турбіни була всього 35% від максимальної і весь кулер працював тихо, ми можемо казати про слабке тепловиділення прискорювача і відмінну роботу «референсної» системи охолодження в автоматичному режимі.

Після того, як ми в ручному режимі встановили швидкість обертання турбіни на максимум, не змінюючи навантаження, кулер почав помітно шуміти, але температура графічного ядра впала до 67 градусів.

Взагалі, система охолодження, присутня на еталонному рішенні AMD Radeon HD 6870, показала високу ефективність, при цьому вона залишалася досить тихою в роботі.