A Barts felépítése

[+]

A HD 6000-esek bejelentését nagy ködösítés előzte meg. Gyakorlatilag az utolsó napig találgatott mindenki, ami a paraméterek alapján nem is csoda. Az új termékcsalád a Northern Islands kódnévre hallgat, és ez ellentmond a korábbi pletykákban szereplő Southern Islands jelzésnek, ami alátámasztja, hogy az AMD nem hivatalos csatornái mesteri módon félrevezették az érdeklődőket. A Northern Islands egy érdekes generáció lett. Mindenképp érdemes megjegyezni, hogy a termékek a TSMC 32 nm-es eljárását használta volna, ám a tajvani bérgyártó törölte az ominózus gyártástechnológiát, így minden partner a 40 nm-es csíkszélességen rekedt. Ez azt eredményezte, hogy még termékcsaládon belül is lesznek jelentősnek mondható eltérések, ami eddig messze nem volt megszokott.

A Northern Islands első képviselője a Barts kódnevű GPU, ami a Radeon HD 6850 és 6870 alapját képzi. A lapka 1,7 milliárd tranzisztort tartalmaz, alapterülete pedig 255 mm². Az AMD tehát továbbra is a Sweet Spot stratégiát folytatja, ennek megfelelően a termék négyzetmilliméterenkénti teljesítményét próbálják maximalizálni. A korábbi generációval való összehasonlítás tehát most kiemelten érdekes lehet, ugyanis az azonos gyártástechnológiának hála tökéletes képet lehet kapni arról, hogy az AMD mérnökei mennyire végeztek jó munkát a Sweet Spot irányelveket követve. A Barts architektúrája sok helyen megújult, de sok helyen változatlan maradt. A lapkában összesen 14 darab 80 utas shader tömb kapott helyet egy-egy textúrázó blokk társaságában. A shader tömbök felépítése az előző generációhoz mérve változatlan, azaz továbbra is 16 darab szuperskalár shader processzor teljesít bennük szolgálatot. A Local Data Share természetesen megmaradt, és kapacitása sem változott, azaz szabványos 32 kB-os tárolók vannak egy-egy shader tömbhöz kötve. Szokás szerint nemcsak a helyi, hanem a globális adatmegosztás is része a rendszernek, így a két shader blokk közé ékelődő, nagy sebességű, 64 kB-os (Global Data Share) tárterület most sem hiányzik. A shader tömbönként található textúrázó blokk négy darab Gather4-kompatibilis csatornát alkalmaz, melyek csak szűrt mintákkal térnek vissza. Az interpoláció a HD 5000-es sorozathoz hasonlóan emulált, ám az AMD számos optimalizálást hajtott végre ezzel kapcsolatban, így ez a funkció az előző generációhoz viszonyítva jelentősen kevesebb általános erőforrást emészt fel.

[+]

A szuperskalár shader processzorok képességei nem javultak, vagyis egy az egyben a HD 5000-es generáció megoldásai köszönnek vissza, ami azonban változás, hogy a két darab shader blokk különálló Ultra-Threading Dispatch Processzorra támaszkodik, ami jelentősen javít a rendszer belső vezérlésén. A feldolgozó motor képességei is erősödtek. Az AMD továbbra is két raszterizálót rajzol a logikai vázlatba, ám ez csak az egység felépítésére utal. A Barts esetében is egy háromszög lesz órajelenként feldolgozva, de a scan conversion egységek ez idő alatt 32 pixellel birkóznak meg. A blending egységek száma is ennyi, tehát a rendszerben ezzel kapcsolatban nem keletkezik szűk keresztmetszet a felbontás növelése esetén. Csakhogy valami változás is legyen, megújult tesszellátort köszönthetünk, mely már a hetedik generációs megoldás az AMD történelmében. A vállalat a felső-középkategóriában érthetően nem ragaszkodik a szétbontott feldolgozó motor aránytalanul magas tranzisztorigényéhez, így inkább optimalizálták a tesszellációs képességeket. Az új egység átlagosan 75%-kal nagyobb teljesítményt kínál egészen húszszoros felbontásig. Ez valószínűleg elég lesz a legtöbb játék esetén, figyelembe véve azt, hogy a tesszellálás alkalmazása messze nem problémamentes.

A cég egyébként úgy látja, hogy a manapság elterjedt Full HD-s felbontás mellett már hatékonynak mondható, ha egy háromszög minimum 16 pixel, de semmiképpen se legyen kisebb négy képpontnál. Ez az elgondolás érthető, hiszen a mai hardverek a raszterizálást négyes pixelblokkokon hajtják végre a hatékony párhuzamos feldolgozás érdekében. A probléma akkor merül fel, ha egy háromszög kisebb, mint négy pixel, mivel ilyen esetben a négyes blokk nem azonos háromszögön dolgozik, vagyis a másik háromszögre is ki kell számolni a teljes blokkot, ami több mint erőforrás-pazarlás. Gyakorlati példával élve legyen egy háromszög egy pixel nagyságú. A számítás az egyik háromszöggel kezdődik az egyik pixelen, ami mellé további három képpont tartozik a blokkosított feldolgozás miatt. Ez már önmagában azt jelenti, hogy egyetlen apró háromszögért négy pixelt kell ellenőrizni, ám a poligon kicsi, így jó eséllyel mellette lesz a társa, ami további ellenőrzéseket jelent. Különösen kritikus eset a tényleges gyakorlat, ott ugyanis a háromszögek nem fedik tökéletesen a pixelt, vagyis legrosszabb esetben 12 pixel ellenőrzését is végre kell hajtani, ami lehangolóan sok felesleges munkát eredményez. Ez az a pont, amin a következő generációs DirectX platformoknak javítani kell, mert a jelenlegi rendszeren a feldolgozómotor kapacitásának nagy része, extrém mértékű tesszellálásnál csak az ellenőrzésre menne el. Szemléltetésnek az alábbi képet érdemes elővenni, ami a sárgára színezett képpontokkal jól szemlélteti, hogy mennyi munka megy kárba egyetlen apró háromszöggel.

A 775 MHz-es magórajelen ketyegő Radeon HD 6850 esetében a chip 12 aktív tömbbel dolgozik, ami 960 shader processzort és 48 darab Gather4-kompatibilis textúrázó csatornát eredményez. A Radeon HD 6870 már 14 darab tömbbel rendelkezik, ennek megfelelően az 1120 darab shader processzorhoz 56 textúrázó csatorna tartozik, míg az órajelfrekvencia 900 MHz-re módosul. Ebből az következik, hogy az előbbi modell 1,5, míg az utóbbi 2 TFLOPS-os számítási teljesítményre képes. Mindkét új Radeon 8 darab ROP blokkal rendelkezik, ami összesen 32 blending és 128 Z mintavételező egységet tartalmaz. Ezek a megszokott HUB központú memóriavezérlőre kapcsolódnak, ami négy darab 64 bites csatornára oszlik. A memóriakonfiguráció 1 GB lehet, és a memórialapkák a GDDR5 szabványra épülnek. Ezek a HD 6850-en 4 GHz-es, a HD 6870-en pedig 4,2 GHz-es effektív órajelen üzemelnek, ami 128 és 134,4 GB/másodperces adatátviteli sebességet garantál.

Mivel elmaradt a gyártástechnológiai váltás, így a fogyasztás szempontjából nem történt komoly fejlődés, de a HD 5000 sorozat igen magasra, vagyis alacsonyra tette a lécet ebből a szempontból. A Radeon HD 6850 és 6870 rendre 127, illetve 151 wattos maximális energiaigénnyel rendelkezik, a terhelésmentes időszak alatt azonban aktiválódnak az energiagazdálkodási szolgáltatások, ami nagyon hízelgő, 19 wattos fogyasztást eredményez.

[+]

Képminőség szempontjából tovább javult az anizotropikus szűrés, így a LOD szintek között eltűntek az éles átmenetek. Ennek az éles szemű játékosok örülhetnek, de a többség számára az eddigi megoldásokkal sem volt érzékelhető probléma. Az igazi változás az élsimítás területén következik be, ahol bemutatkozik a morfológiai algoritmus. Ez a megoldás egy DirectCompute alapú post-process effekt, ami az adott pixel végső színének meghatározásához a környező képpontokat is figyelembe veszi. Legnagyobb előnye, hogy minden leképzési eljárással működik, vagyis a deferred render motorokkal is, továbbá az élek mellett a textúrákat és az átlátszó objektumokat is szűri. A képminőség ugyan nem éri el a HD 5000-ben bemutatott úgynevezett AutoLOD funkcióval felvértezett rotated grid supersampling szintjét, ám jelentősen kevesebb erőforrással is beéri, vagyis a gyengébb kártyák mellett is alkalmazható, miközben az új játékokban amúgy is használhatatlan multisampling mintavételnél jobb minőséget eredményez.

[+]

Az új Radeonok az architektúrális változtatásokon felül újabb funkciókkal is bővülnek. Az UVD (Universal Video Decoder) 2 után eljött az idő az UVD 3 megjelenésére, ami az Ultra HD (7680x4320 pixel) videók gyorsítását is támogatja, valamint kezeli a VP8-as kodeket, mely az internetre betörő WebM és HTML5 tartalmak gyorsabb feldolgozását teszi lehetővé. A HD3D az NVIDIA 3D Visionjét másolja, egy erre kitalált szemüvegen keresztül 3D-s megjelenítést tesz lehetővé játékok és filmek alatt. Végül az új kártyákon a HDMI-kimenetet felfrissítették az utolsó, 1.4a verzióra, ami további két 3D-s formátum megjelenítését teszi lehetővé (side by side horizontal és top and bottom).

Amint az összegző táblázatunkból kitűnik első ránézésre, a HD 6800-asok jóval gyengébbnek látszanak elődeiknél, a HD 5800-asoknál. A GPU órajelek ugyan emelkedtek, de ha az 50-es és a 70-es párosításokat vesszük alapul, akkor azt látjuk, hogy a számolók és a textúrázók száma is közel 30%-kal csökkent, de még a memória órajele is visszafelé "fejlődött". Az AMD szempontjából örvendetes, hogy a GPU alapterülete 24%-kal redukálódott, ami alacsonyabb gyártási költségeket tesz lehetővé, de a paraméterek alapján ez inkább visszalépés, mint előrelépés. Szerencsére az ördög ezúttal is a részletekben rejlik. A HD 6800 a GTX 460 alapjául szolgáló GF104-es chiphez hasonlóan egy továbbfejlesztett, optimalizált architektúra, ezesetben ugyanis a két darab shader blokk külön vezérlést kapott, azaz lényegében a GF104-hez hasonlóan az ütemezés hatékonyságát javították. Ez az NVIDIA-nak bevált, hiszen a GTX 460 kevesebb számolóval is van olyan gyors, mint a robosztusabb, de fejletlenebb GTX 465 (igaz ott a textúrázók száma is nőtt), tehát a kérdés már csak az, hogy a HD 6800-asok is képesek-e erre a bravúrra.

A HD 6800-asok a HD 5800-asokat váltják a termékpalettán ezért egyértelmű elvárás a részünkről (és az olvasók részéről is), hogy legyenek legalább olyan gyorsak, mint elődeik. Hogy ez az elvárás megvalósult-e, hamarosan kiderül. Az mindenesetre tény, hogy a Barts 255 mm²-es alapterületével ismét feladja a leckét az NVIDIA-nak. A 200-250 dolláros ársávban a GTX 460 jóval nagyobb, 358 mm²-es chippel versenyez, ami továbbra is azt mutatja, hogy az AMD komoly fölényben van ezen a téren.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!