Северный ветер перемен

Под самый конец 2011 г. компания AMD анонсировала очередное поколение видеоплат. Первенец серии -- AMD Radeon HD 7970  --  уже поступил в продажу. На первый квартал  текущего  года запланирован выход более дешевой платы на том же процессоре -- Radeon HD 7950, а чуть позже-- серий Radeon HD 7800 и 7700.

Седьмая серия видеоплат, получившая имя Southern Islands, отличается изменениями в архитектуре графического процессора, наличием быстрого интерфейса PCI Express  3.0 (массово  доступные системы с поддержкой этой шины появятся лишь весной, после выхода процессоров Intel Ivy Bridge), а также поддержкой DirectX версии 11.1. Кроме того, AMD наконец-то освоила новый техпроцесс --  28-нм. 

Архитектура
Новая архитектура графических процессоров, первый из которых получил имя Tahiti, называется Graphics Core Next. По сравнению с предшествующими VLIW5, VLIW4 и т.д.,  архитектура  GCN -- более  гибкая,  ориентированная на более широкий круг задач, чем трехмерная графика.
Графический процессор Tahiti содержит 32 вычислительных модуля GCN, в каждом из которых находится по  четыре  SIMD-модуля.

Напомню, что SIMD (Single instruction multiple data) – тип вычислительных устройств, способных выполнять за один такт одну инструкцию на нескольких словах, что весьма полезно для задач цифровой обрабоки сигналов, изображений и т.п. Вычислительные  модули,  примененные в архитектурах VLIW4 и  VLIW5, также, как и новые GCN, могли выполнять за такт по 64 операции сложения-умножения.  Различие  заключается в том, что во VLIW5 за один такт модуль получал лишь одну инструкцию.  Следовательно,  для выполнения  четырех  разных инструкций четырьями  SIMD-модулями  было  бы израсходовано четыре  такта.  В архитектуре  GCN SIMD-модули управляются независимо. Это увеличивает реальную производительность всего  ГП  и облегчает задачу оптимизации для программистов.
Для  того  чтобы реализовать  описанные  изменения, потребовалось реорганизовать  кеш-память.  Каждая SIMD-ячейка обладает собственным  кешем  первого уровня емкостью 16 Кбайт, каждый модуль GCN имеет общий  кеш  данных на 32 Кбайт и инструкций 16 Кбайт.  Значит,  переход на новый техпроцесс позволил не просто разместить на кристалле больше потоковых процессоров, но сделать это таким образом, чтобы распараллеливать задачи между ними можно было  бы более эффективно.  При этом  число потоковых процессоров и соответственно пиковая производительность по сравнению с предыдущим топовым  графическим процессором  Cayman увеличилось всего на треть, а число транзисторов -- на две трети.
Объем  кеша  второго уровня составляет 768 Кбайт. Разумеется, здесь использована быстрая память GDDR5. Частота  ее  работы такая же, как и на плате AMD Radeon HD 6970. Новизна состоит в том, что разработчики добавили  еще четыре  микросхемы памяти, увеличив  ее  объем с 2 до 3 Гбайт. Вероятно, для игр такой объем видеопамяти будет избыточным, но главное в том, что с  ростом  числа микросхем  памяти  увеличилась  и  разрядность шины,  составляющая  теперь 384  бита, как и nVidia GeForce GTX 580. Теоретическая пропускная способность шины составляет 264 Гбайт/с.
Помимо векторных  вычислителей,  в ГП  имеются  два геометрических вычислителя, включающих в себя блоки тесселяции  нового (уже  девятого по счету) поколения. Нам обещают увеличение производительности в тесселяции в 4 раза по сравнению с Radeon HD 6900. Кстати, предыдущее поколение ГП AMD уступало в скорости тесселяции nVidia. Вероятно, на этот раз разработчики из AMD решили немного перестраховаться. Ведь модули тесселяции легко могут стать «бутылочным горлышком»  тогда, когда  приложение не позволяет регулировать уровень тесселяции и не делает этого автоматически.

Новый функционал
Помимо новой архитектуры, к выходу  свежего  процессора AMD порадовала нас нововведениями в дизайне самой  платы и  новой функциональностью драйверов.  Так же,  как и Radeon HD 6970, паспортное энергопотребление 7970 составляет 250 Вт. В двумерном  режиме  плата потребляет примерно 25 Вт. Кроме того, добавлено состояние Long Idle, благодаря которому энергопотребление при выключенном дисплее опускается до 3 Вт. В случае применения массива CrossFireX, при переходе в двумерный режим все платы массива, кроме одной, сразу же перейдут в режим Long Idle. Кстати, Radeon HD 7970 позволяет объединять в массив до  четырех  плат.
По словам AMD, новый ГП имеет отличный разгонный потенциал, на референсной системе охлаждения можно получить частоту в 1 ГГц и более. Облегчает процесс разгона функция, которую Radeon HD 7970 унаследовал у двухпроцессорной платы 6990: профили настроек BIOS можно менять аппаратным переключателем на плате.
Референсная система охлаждения также обновлена. Подверглись изменениям как радиатор на основе паровой камеры, так и вентилятор: увеличен диаметр крыльчатки,  в результате  чего он продувает через радиатор больше воздуха. Вентиляционная решетка целиком занимает одно из мест для платы расширения на задней панели корпуса,  для этого пришлось избавиться от одного из разъемов DVI . В качестве компенсации в комплект поставки будут входить переходники HDMI-DVI и активный miniDisplayPort-DVI.
Технология Eyefinity обновлена до версии 2.0. Теперь можно использовать многомониторные конфигурации одновременно со стереоскопическими очками. Кроме того, добавлена одна конфигурация: пять дисплеев в горизонтальном положении. Для любителей  многозадачности  предусмотрена возможность не только подключения нескольких дисплеев, но и вывода нескольких потоков звука. Таким  образом,  к одному ПК можно одновременно подключить  два-три  телевизора по HDMI и на каждый из них вывести отдельный фильм со своим звуковым сопровождением.

Тестирование производительности
К нам  поступил  референсный образец AMD Radeon HD 7970. Собрав тестовый стенд, мы оценили производительность  платы  в нескольких ресурсоемких играх и синтетическом тесте 3DMark11. Для наглядности в качестве оппонентов были выбраны Radeon HD 6970 и самая  быстрая  на данный момент  времени  одночиповая плата nVidia  GeForce GTX 580. Во всех играх были использованы максимальные настройки качества.

Прирост производительности в играх по  сравнению  с 6970 составляет не меньше 25%,  а  в большинстве тестов  он еще выше.  GeForce GTX 580 также остался за бортом. Правда, стоит  учесть, что  цена новинки довольно  велика  -- 550  долл. Она  чуть  выше  реальных цен на начало января этого года на GeForce GTX 580 с 1,5 Гбайт памяти, но меньше, чем стоит 3-Гбайт версия. Цены на Radeon HD 6970 еще ниже: они начинаются всего с 11 тыс. руб. Так что, если 7970  действительно  появится в российской рознице по цене около 17 тыс.  руб.,  то по соотношению цена/качество она будет заметно проигрывать своей предшественнице.

***
Учитывая ценовую политику AMD, пожалуй, стоит дождаться хотя бы появления Radeon HD 7950. Ожидать  ее  реального появления в российских магазинах можно к весне  2012 г.