Больше года назад, когда вышла 8800 GTX, ATI/AMD потеряла звание лидера графического рынка. Только сейчас AMD смогла представить новую видеокарту ATI Radeon HD 3870 X2, которая вновь обеспечила самую высокую производительность. Однако видеокарта построена из двух существующих GPU для массового рынка на основе технологии CrossFire.
История графической многопроцессорности.
Чтобы преодолеть ограничение на физический размер кристалла, увеличение которого приводит к повышению издержек производства, компании, производящие 3D-чипы, приняли на вооружение идею использовать несколько графических процессоров. Данный подход оказался выгодным для мира GPU, поскольку задачи можно легко распараллелить и привязать к конкретным чипам, ограничив при этом число обменов данными между разными GPU, что намного сложнее сделать для нескольких центральных процессоров (CPU). Таким путём была создана Infinite Reality от Silicon Graphics – система очень гибко настраивается, а разные части графического конвейера находятся на отдельных картах.
Ещё одна компания с долгой историей, ныне уже не существующая 3dfx, реализовала подобный принцип на массовом рынке с выпуском второго поколения чипов Voodoo 2, которые можно было объединять через SLI (Scan Line Interleave). Обладатели двух видеокарт могли устанавливать их совместно в систему (рядом с первой видеокартой, в результате чего видеоподсистема могла занимать до трёх слотов PCI), чтобы получить удвоение скорости заполнения. Как видно по названию технологии, рендеринг выполняется чересстрочно, то есть первая видеокарта занимается растеризацией чётных строчек, а вторая – нечётных. Некоторые производители, например, Quantum 3D, смогли интегрировать два чипа Voodoo на одну карту, что позволило продвигать технологию 3dfx ещё дальше. А после интеграции двух чипов Voodoo 2 на одну карту, видеокарты можно было связывать уже в четвёрки.
С появлением AGP решения на нескольких видеокартах стали невозможны, поэтому производители, с той или иной долей успеха, пошли путём интеграции нескольких GPU на одну видеокарту. Среди таких попыток можно отметить видеокарту ATI Rage Fury MAXX, которая так и не стала успешной. Затем решения на нескольких GPU исчезли с рынка ПК, найдя своё применение в других сферах. Прежде всего, в сегменте профессиональных систем, когда карты, например, от Evans&Sutherland, используют несколько чипов R300. Silicon Graphics решила отказаться от разработки собственных чипов, перейдя на GPU от ATI.
Многочиповые решения использовались и в сегменте игровых автоматов, в качестве примера можно привести Naomi 2 от Sega, который был построен на двух PowerVR2, данные для которых готовил геометрический процессор Elan. Затем такие решения стали даже мощнее, чем на ПК, в частности, с появлением 3DLabs Realizm 800.
Наконец, мы помним GeForce 7950GX2, двухпроцессорный «бутерброд» из двух видеокарт. И дальнейшую не очень популярную комбинацию Quad SLI, объединяющую две такие карты, образуя четырехпроцессорную графическую систему.
И вот настала очередь AMD выпустить карту с несколькими GPU в надежде закрыть high-end сегмент рынка, который оставался открытым после падения Radeon HD 2900 XT, и обеспечить соотношение цена/производительность на уровне HD 3870.
Radeon HD 3870 X2 в деталях.
Под Radeon HD 3870 X2 (кодовое имя R680) на самом деле скрывается видеокарта, построенная на двух GPU RV670. Это позволило установить мощную систему охлаждения и разместить на плате все соединения двух графических подсистем. В итоге мы получили “монстра” длиной 26,7 см (что больше, чем ширина материнской платы). Вес видеокарты тоже рекордный – чуть больше одного килограмма. И это несмотря на то, что AMD указала в документации оптимизацию веса благодаря использованию гибридного радиатора из меди и алюминия.
Система охлаждения использует два слота и выбрасывает горячий воздух за пределы корпуса. Радиальный вентилятор такой же, какой устанавливается на HD 2900 XT. Поток воздуха сначала охлаждает первый, а затем второй GPU, у обоих есть собственный радиатор с набором рёбер, которые монтируются сверху. Первый радиатор алюминиевый, чтобы второй GPU, который соединён с медным радиатором, получал более холодный воздух. Теплопроводность алюминия меньше, он легче и дешевле меди. По этой причине один GPU будет охлаждаться менее эффективно, но так было и в случае 7950 GX2 (один вентилятор был зажат между картами, что приводило к большой разнице в температурах). Решения на нескольких видеокартах отличаются подобной особенностью.
Технически, Radeon HD 3870 X2 можно рассматривать как систему CrossFire из двух HD 3870 на одной плате. Для соединения двух GPU на карту интегрирован мост только PCI Express 1.1. Они соединяются через двунаправленную шину, которая имеет 16 линий с пропускной способностью 2 x 4 Гбайт/с. Однако время доступа не будет существенно меньше, чем у классических решений CrossFire на основе двух раздельных карт. С другой стороны, для работы видеокарты не требуется чипсет, поддерживающий CrossFire.
Оснащённая, как и предшествующие модели, двумя разъёмами дополнительного питания (на 6 и 8 контактов), карта требует использовать только два 6-контактных разъёма питания PCI Express (но не меньше).
Частота HD 3870 X2 существенно выше, чем у HD 3870. Графический процессор работает на 825 МГц, что на 50 МГц или на 6% больше, чем у 3870. Неслабо, особенно по сравнению с 7950 GX2, у которой частоты были даже меньше, чем у 7900 GTX. Однако гигабайт памяти GDDR3 на HD 3870 X2 работает на частоте 900 МГц по сравнению с 1 125 МГц на HD 3870 (GDDR4) и 1 080 МГц на 8800 Ultra. Но интерфейс памяти увеличился до 512 битов, что делает пропускную способность 3870 X2 выше, чем у 8800 Ultra. Впрочем, следует помнить, что карта нагружает два банка памяти по 512 Мбайт, причём каждый GPU работает со своим кадровым буфером. Так что подобное ограниченное количество памяти может стать ещё одним препятствием на высоких разрешениях.
GPU HD 3870 X2 HD 3870 8800 Ultra
Частота GPU 825 МГц 775 МГц 612 МГц
Частота блока шейдеров 825 МГц 775 МГц 1 512 МГц
Частота памяти 900 МГц 1 125 МГц 1080 МГц
Ширина шины памяти 512 битов 256 битов 384 бита
Тип памяти GDDR3 GDDR4 GDDR3
Объём памяти 2 x 512 Мбайт 512 Мбайт 768 Мбайт
Число пиксельных/вершинных конвейеров -160 -80 -32
Число текстурных блоков 32 16 32
Число блоков растеризации (ROP) 32 16 24
Производительность 1 TFlops 496 GFlops 387 GFlops
Пропускная способность памяти 115,2 Гбайт/с 72 Гбайт/с 103,7 Гбайт/с
Число транзисторов 1334 млн. 666 млн. 754 млн.
Техпроцесс 55 нм 55 нм 65 нм
Площадь кристалла 2 x 196 мм? 196 мм? 484 мм?
Поколение 2008 2007 2007
Модель шейдеров 4.1 4.1 4
Резюме.
AMD смогла достичь цели, представив на рынке самую мощную видеокарту. Ситуация, конечно, не такая радужная. Чтобы получить желанный результат, производителю пришлось установить на одну видеокарту два GPU уровня массового рынка с помощью существующей технологии CrossFire. Подобный дизайн приводит к нескольким последствиям. Прежде всего, производительность часто оказывается совершенно непредсказуемой. В редких играх, для которых нет профилей или которые не могут полностью использовать распределённые вычислительные ресурсы, производительность низкая и часто уступает GeForce 8800 Ultra. Следует упомянуть и о некоторых проблемах, связанных с CrossFire, и низкой эффективности (HD 3870, в среднем, уступает новой видеокарте всего на 41%), что даёт не очень высокое соотношение цены и производительности. Даже если посмотреть на чистую производительность, ситуация не идеальная: 8800 Ultra, доступная на рынке уже почти год, уступает всего на 7% (в 1920×1200), разница в других разрешениях ещё меньше, а порой 8800 Ultra даже выходит вперёд. По сравнению со старой high-end картой AMD Radeon HD 2900 XT, производительность увеличилась только на 42%.
Но по цене, Radeon HD 3870 X2 вне конкуренции. В американской рознице карты на базе нового чипа стоят $449, в то время, как цены на GeForce 8800 Ultra колеблятся от 619 до 760 долларов. Конечно, такая ситуация продлится видимо недолго, ведь уже скоро nVidia планирует выпустить свою карту на двух GPU – 9800 GX2, основанную на двух чипах G92, которые мощнее, чем R670 на равных тактовых частотах. Но сколько будет стоить такое решение, пока неизвестно, если учесть, что мощные карты на одном чипе G92 – GeForce 8800 GTS 512 Mb стоят дороже 300 долларов, оно будет не дешевым, в то время как AMD может еще спустить цену своего флагмана. Вариант от AMD будет наверняка жить дольше, чем 7950 GX2, особенно с учётом поддержки DirectX 10.1.
Владимир Зимин.
(c)InternetNews
21 february 2008