Разгон на штатном охлаждении. ⇡ Тестирование в играх и синтетических тестах

Около года прошло с момента анонса старших видеокарт на основе графического ядра Cypress. И словно по расписанию японских скоростных поездов миру представлен преемник удачной архитектуры. За год AMD собрала силы и совершила маленькую революцию, изменив само сердце своих GPU: пять бывших ранее скалярных процессоров оптимизированы в двойную пару. Равно как одноименный фильм в расчет были взяты контрмеры Nvidia, удачный GF104 и сверхбыстрая рокировка в верхнем сегменте – GF100 -> GF110.

После запуска в серию Barts’ов, места в рядах карт остается не так уж и много, и приходится тщательно планировать размещение среди как конкурентных решений, так и собственных графических адаптеров. В результате, с данного момента можно считать, что сегмент Middle…High видеокарт AMD полностью обновлен. Ушедшие со сцены HD 5830/50/70 заменены на HD 6850/70 и 6950/70.

Таблица характеристик

Характеристики	HD 5870	HD 6870	HD 6950	HD 6970	GTX 470	GTX 480	GTX 570	GTX 580
Кодовое имя	Cypress XT	Barts XP	Cayman Pro	Cayman XT	GF100	GF100	GF110	GF110
Техпроцесс, нм	40	40	40	40	40	40	40	40
Размер ядра/ядер, мм 2	334	255	389	389	~500	~500	~530	~530
Количество транзисторов, млн шт.	215,4	180	264	264	320	320	330	330
Частота ядра 2D, МГц	157	100	150	150	50 / 100	50 / 100	50 / 100	50 / 100
Частота ядра 3D, МГц	850	900	800	880	607 / 1215	701 / 1402	732 / 1464	772 / 1544
Частота ядра OC, МГц	1050	950	950	950	800 / 1600	875 / 1750	875 / 1750	850 / 1700
Напряжение на ядре 2D, B	0,95	0,95	0,90	0,90	0,88	0,96	0,91	0,96
Напряжение на ядре 3D, B	1,15	1,21	1,28	1,28	0,99	1,01	1,01	1,06
Число шейдеров, шт. (PS)	1600	1120	1408	1536	448	480	480	512
Число блоков растеризации, шт. (ROP)	32	32	32	32	40	48	40	48
Число текстурных блоков, шт. (TMU)	80	56	88	96	56	60	60	64
Максимальная скорость закраски, Гпикс/сек	27,2	28,8	25,6	28,2	24,3	33,6	29,3	37,1
Максимальная скорость выборки текстур, Гтекс/сек	68	50,4	70,4	84,5	32,4	42,1	43,9	49,4
Версия пиксельных/ вертексных шейдеров	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0
Тип памяти	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
Эффективная частота памяти 2D, МГц	1200	300	300	300	67	67	67	67
Эффективная частота памяти 3D, МГц	4800	4200	5000	5500	3360	3700	3900	4008
Эффективная частота памяти OC, МГц	5200	4800	5800	5800	3600	3900	4000	4100
Напряжение на памяти 2D, B	1,60	1,61	1,60	1,60	1,54	1,58	1,34	1,36
Напряжение на памяти 3D, B	1,60	1,63	1,60	1,60	1,55	1,58	1,56	1,62
Объём памяти, Мбайт	1024 / 2048	1024	2048	2048	1280	1536	1280	1536
Шина памяти, бит	256	256	256	256	320	384	320	384
Пропускная способность памяти, Гбайт/сек	153,6	134,4	160	176	133,9	177,4	152	192,4
Потребляемая мощность 2D, Ватт	27	19	20	20	нд	нд	нд	нд
Потребляемая мощность 3D, Ватт	188	151	250	250	215	250	219	244
Crossfire/Sli	да	да	да	да	да	да	да	да
Размер карты, ДхШхВ, мм	282х100х38	248х100х37	270x100x37	270x100x37	270x100x38	270x100x38	270x100x38	270x100x38
Рекомендованная цена, $	399	239	299	369	249	499	349	499

Судя по предварительным данным, ценовая война должна разгореться с новой силой. В узком диапазоне цен расположилось невиданное до этого момента количество графических карт. В результате чего кто-то из производителей (а может быть и оба) понесут потери, а покупатель, в конечном счете, только выиграет.

Архитектура и улучшения

Из-за стесненных временных рамок предпочтения были отданы графическим тестам, а подробное описание архитектуры, сравнение с существующими аналогами и конкурентами будет во второй части. Сейчас же я предлагаю вам экспресс-обзор существенных и оригинальных модификаций.

Как вы уже догадались, генеральный план GPU остался прежним. Суперскалярные процессоры объединены в группы и разбиты на две половинки.

Всего в ядре насчитывается 24 SIMD блока для старшей и 22 для младшей карты.

Важным нововведением стала дальнейшая оптимизация загрузки SIMD. «Кайман» получил двух полноценных «дирижеров». А помимо количественных улучшений, внутренности Graphic Engine подверглись качественной доработке: модуль тесселяции вырос до 8-ого поколения (по мнению самих разработчиков AMD).

Отказ от одного процессора (теперь их 4 вместо 5) позволил сэкономить порядка 10% от площади аналогичного графического ядра и уменьшить сложность менеджмента.

По сравнению с Cypress обновили ROP. Разница в скорости достигает двукратного, четырехкратного превосходства.

Контроллер памяти также не остался без внимания разработчиков. Ревизии подверглись основные его функции, способствующие дальнейшему увеличению скорости работы.

Но и на вышеописанных модификациях компания не остановилась, и продолжила ломать стереотип невозможности улучшения того, что уже и так является хорошим. Отныне AMD щеголяет длинным списком разнообразных режимов сглаживания, не давая ни минуты покоя конкуренту.

Вдобавок к новому Morphological фильтру появилось Enhanced Quality Anti-Aliasing, что по-русски значит сглаживание с улучшенным качеством. Представляет собой обыкновенный режим MSAA, но с вдвое большим количеством значений перекрытий.

Вспомнили, помимо заботы о качестве выводимого изображения, и об энергопотреблении. Российские цены на электроэнергию все еще позволяют нам не беспокоиться за выставляемые счета, но в Америке и в Европе ситуация иная. Тем не менее, определенного рода подвижки в сторону целесообразного расходования энергии однозначно радуют.

Согласно внутреннему исследованию AMD, существующие алгоритмы управления питанием неидеальны. Новые графические ускорители предлагают нам более гибкую систему. Со слов представителей, внутри GPU размещено более ста датчиков, которые отслеживают загруженность разных частей графического ядра и в нужный момент дезактивируют область GPU, что способствует меньшему потреблению электричества. Неясен остается момент включения сей технологии, но будоражащий умы энтузиастов и оверклокеров вопрос ее отключения обещали решить.

Пример демонстрирует эффективность новомодной опции. В процессе тестирования частота GPU плавно варьируется в достаточно широком диапазоне, но итоговый результат остается в рамках обещанной производительности.

Уже сейчас в драйверах у пользователя появился инструмент, управляющий энергопотреблением видеокарты. Достаточно сдвинуть ползунок на позицию +10%, чтобы косвенным образом повлиять на результат. Применяемая схема многоступенчатой регулировки представляет собой скорее комплексный модуль адаптивной регулировки соотношения скорости/ватт и официально узаконивает разгон карты.

Появившиеся фотографии графических адаптеров семейства Cayman вызвали повышенный интерес к небольшому переключателю на торце. Суть его существования проста: отныне все карты, произведенные по образу референсного дизайна, укомплектованы двумя BIOS’ами, основным и резервным. Первый можно перепрограммировать, тогда как второй служит резервным и защищен от записи.

Внешний вид

Обе карты основаны на одинаковом дизайне печатной платы, словно близнецы, сошедшие с обложки глянцевого журнала. С первого взгляда сложно однозначно определить, кто из них несет на себе индекс HD 6950, а кто HD 6970.

Продолжается традиция использовать дизайн черного прямоугольника, но с разными размерами.

Как и полагается по рангу, от мала до велика, растет и размер видеокарт. Ближняя HD 6850 на пару сантиметров меньше HD 6870, а та в свою очередь короче обоих «Кайманов».

Проверить, насколько удачным получилось противопоставить GF110 AMD HD 6950/70 лучше всего в игровых приложениях, чем я и предлагаю заняться.

Тестовый стенд

Конфигурация тестового стенда:

• Материнская плата: MSI Big Bang-XPower (BIOS 1,4B7);
• Процессор: Intel Core i7 920 @4305 МГц (205 х 21, 1,31 В);
• Система охлаждения: Система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: Kingston HyperX KHX2000C9AD3T1K3/6GX 6 x 2 Гбайт DDR3 1640 МГц (7-7-7-19-1T, 1,65 В);
• Жесткий диск: Seagate 7200.11 320 Гбайт;
• Блок питания: Tagan TG1100-U95 1100 Вт;
• Аудио карта: ASUS Xonar HDAV 1.3;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64;
• Версия драйверов для AMD/ ATi Catalyst 10.11, исключение HD 6950/70 – специальная версия Catalyst 10.11, Nvidia - nforce 261.00, исключение GTX 570, nforce 263.09.

Перечень используемых измерительно-контрольных приборов и инструментов:

• Шумомер:Center 320;
• Мультиметр: Fluke 289;
• Тарификатор электроэнергии: E305EMG;
• Микрофон: Philips SBC ME570.

Инструментарий и методика тестирования

Для корректного замера температуры и шума использовались следующие условия:

Закрытое помещение площадью 4м 2 , внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры был установлен на отметке 26°С +/- 1°С. За точностью соблюдения заданных параметров наблюдало четыре датчика, один из которых находился в 5 см от вентилятора системы охлаждения видеокарты и был ведущим. По нему происходила основная коррекция температуры в помещении.

Шум измерялся на расстоянии 50 см до видеокарты. Фоновый уровень составлял 22 дБА. В качестве жесткого диска использовался SSD, а блок питания, помпа, радиатор с вентиляторами во время замера находились за пределами комнаты. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.

Звукозапись системы охлаждения производилась на расстоянии 10 см от вентилятора. Первые 10-20 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Furmark. Наибольший уровень шума достигается практически в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум.

Уровень потребления электричества [ватт] в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые в графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой Furmark версии 1.8.0. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума. После чего данные заносились в таблицу.

Для наглядного сравнения видеокарт все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешениях 1680х1050 и 1920х1200.

В части игр, где это возможно, использовались встроенные средства измерения быстродействия:

• 3DMark Vantage – Extreme, High, Perfomance
• Aliens vs Predator DX 11 Benchmark v1.03
• Colin McRae DIRT 2
• Far Cry 2
• Unigine Heaven Benchmark v 2.0
• Call of Duty World at War
• Mafia II
• S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (итоговое значения – усредненные по четырем режимам)

Для нижеперечисленных игр производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.2.5:

• Battlefield Bad Company 2
• Metro 2033.

VSync при проведении тестов был отключен.

Во избежание ошибок в погрешности измерений все тесты производились по три раза. При вычислении среднего FPS за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прогонов.

Температурный режим, уровень шума и потребляемого электричества

Рабочие температуры

Уровень шума

Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Потребление электричества

Включите JavaScript, чтобы видеть графики

Послушать систему охлаждения:

http://trash..wma

http://trash..wma

И сравнить:

http://trash..wma

http://trash..wma

http://trash..wma

http://trash..wma

http://trash..wma

http://trash..wma

Разгон на штатном охлаждении

Выход новой версии API DirectX вселяет надежды на очередную революцию в графике, неуклонно приближая ее к обещанному лет семь назад светлому будущему в виде кинематографического качества. Учитывая смещения приоритетов игростроев на консольные проекты, ждать очередной PC-шедевр нам придется не скоро. Пока же разработчики графических процессоров занимают оборону, выпустив по второму поколению настольных видеокарт с поддержкой DirectX 11.

Переход к этому API для NVIDIA оказался тяжелым: опоздавшие на полгода карты были дорогими в производстве, с высоким энергопотреблением и отключенной частью функциональных блоков у флагмана компании. Лишь сейчас она смогла выпустить более-менее достойные решения. AMD, напротив, размеренно следует своей стратегии разработки простых одночиповых продуктов и hi-end акселераторов на базе двух графических процессоров. И если бы не она, интерес к мультичиповым конфигурациям вряд ли был бы на должном уровне.

Смену поколений видеокарт AMD решила осуществить расширением линейки Radeon, тем самым введя путаницу в модельный ряд компании. Новинки серии HD 6800 на самом деле оказались медленнее предшественников, но за счет цены они должны занять нишу между Radeon HD 5800 и HD 5700, составив конкуренцию неплохому по своим характеристикам GeForce GTX 460 .

Для высокопроизводительных решений на базе одного GPU уготовано место, где обычно царили двухчиповые продукты. Таким образом, в серию Radeon HD 6900 теперь будут входить все карты на базе ядра Cayman — приемника Cypress .

Cayman

Графический процессор Cayman, на базе которого основаны видеокарты Radeon HD 6970 и HD 6950, выполнен по все по тому же 40-нм техпроцессу, что и предшественник. Но в отличии от Cypress новое ядро претерпело некоторые изменения. Так, число SIMD-ядер было увеличено с 20 до 24 (по 16 суперскалярных потоковых процессоров в каждом), количество текстурных блоков соответственно выросло до 96. Блоки рендеринга немного улучшили для работы со сглаживанием, но их число осталось без изменений, т.е. 32 штуки. Алгоритм сглаживания тоже подвергся некоторым усовершенствованиям. «Графический движок» теперь разделен на двое, каждая часть которого обслуживает свою половину ядра. Некоторых блоков в нем стало в два раза больше, что позволило увеличить скорость работы с геометрией и тесселяцией (последнее почти в три раза выше, чем у Cypress). Кроме того, к каждой половинке ядра подключен свой диспетчер потоков (Ultra-Threaded Dispatch Processor), отвечающий за распределение нагрузки по исполняющим блокам.

Но самое главное то, что AMD отказалась в суперскалярных процессорах от пятого ALU (T-unit), способного исполнять сложную инструкцию (Special Function) — теперь его роль распределяется между тремя из четырех оставшихся. Такой подход по заверению разработчика позволяет увеличить производительность до 10% на квадратный миллиметр площади кристалла.

В конечном итоге количество потоковых процессоров составило 1536 шт., тогда как в Cypress их 1600. Но это вряд ли негативно повлияет на быстродействие нового GPU, тем более, что его частота стала немного выше — 880 МГц против 800 МГц. Частота памяти GDDR5 также была увеличена — до 5500 МГц, хотя разрядность шины составляет прежние 256 бит. А вот объем видеобуфера, не долго думая, сделали в два раза больше, и теперь он равен целым 2048 мегабайтам, что особо будет полезно при высоких разрешениях экрана и в режиме CrossFireX.

Характеристики младшей модели чуть поскромнее: 1408 потоковых процессоров, 88 TMU, количество ROP прежнее, частоты ядра и памяти составляют 800 и 5000 МГц соответственно. Объем памяти также равен 2048 МБ.

Видеоадаптер	Radeon HD6970	Radeon HD6950	Radeon HD6870	Radeon HD6850	Radeon HD5870	Radeon HD5850
Ядро	Cayman XT	Cayman Pro	Barts XT	Barts Pro	RV870 (Cypress)	RV870 (Cypress)
Архитектура	VLIW4	VLIW4	VLIW5	VLIW5	VLIW5	VLIW5
	2640	2640	1700	1700	2154	2154
Техпроцесс, нм	40	40	40	40	40	40
Площадь ядра, кв. мм	389	389	255	255	334	334
	1536	1408	1120	960	1600	1440
Количество текстурных блоков	96	88	56	48	80	72
Количество блоков рендеринга	32	32	32	32	32	32
Частота ядра, МГц	880	800	900	775	850	725
Шина памяти, бит	256	256	256	256	256	256
Тип памяти	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
Частота памяти, МГц	5500	5000	4200	4000	4800	4000
Объём памяти, МБ	2048	2048	1024	1024	1024	1024
	11	11	11	11	11	11
Интерфейс	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1
Заявленная максимальная потребляемая мощность, нагрузка/простой, Вт	(250) 190/20*	(200) 140/20*	151/19	127/19	188/27	170/27

* — в скобках указана максимальная мощность

Естественно, с увеличением количества функциональных блоков при неизменном технологическом процессе выросла площадь кристалла Cayman до 389 мм 2 — все-таки он стал «толще» на 500 млн. транзисторов. В таком случае следует ожидать рост энергопотребления новых карт. Но с выходом Cayman компания AMD изменила представление этого показателя. Теперь за счет новой технологии PowerTune частота графического процессора, а не только его напряжение, может динамически меняться в зависимости от нагрузки и уровня энергопотребления. Последнее в процентном отношении можно настраивать самостоятельно в Catalyst Control Center (вкладка ATI Overdrive).

При стандартных настройках энергопотребление Radeon HD 6970 в обычных игровых приложениях равно 190 Вт, тогда как пик в бенчмарке OCCT может достигать 250 Вт. Для Radeon HD 6950 эти значения меньше и составляют 140 и 200 Вт соответственно. В простое карты потребляют всего 20 Вт.

Если ползунок в ATI Overdrive переместить к -20%, частота GPU будет изменяться в пределах 880-500 МГц (при большей нагрузке она будет снижаться, при меньшей — наоборот, повышаться), тем самым снизится энергопотребление и тепловыделение карты.

Если же переместить его к +20%, то вместо изменения частоты пользователю будет доступен более высокий уровень разгона.

Из приятных моментов для энтузиастов отметим поддержку Dual BIOS и специальный переключатель возле разъема CrossFire, позволяющий выбрать тот или иной чип с микрокодом. Одна версия предназначена для постоянного обновления, а вторая защищена от записи для предотвращения порчи информации. Это будет особо полезно любителям перепрошивать карты — если выйдет из строя одна микросхема, то можно будет и дальше использовать акселератор.

Система охлаждения видеокарт Radeon HD 69xx основана на испарительной камере, как у Radeon HD 5970 и новоиспеченного GeForce GTX 580. Ранее такая конструкция встречалась в продуктах Sapphire , и как показала практика, эффективность подобных решений выше, чем у стандартных кулеров на тепловых трубках.

Количество разъемов для подключения мониторов увеличилось и теперь вместо одного стандартного DisplayPort пользователям будет доступно два miniDP версии 1.2. Поддержка Eyefinity осталась на месте.

Как видим, изменений в новом графическом процессоре Cayman достаточно, чтобы говорить о новом поколении видеокарт с поддержкой DirectX 11. Но насколько эти изменения отразятся в реальных приложениях? Это мы и узнаем ниже.

Теперь взглянем непосредственно на сами карты. Перед нами почти что полные близнецы. Вместо плавных линий и округлых форм, характерных для прошлой серии Radeon, новички имеют вид «кирпичика» с красными вставками по бокам.

Radeon HD 6970 оснащается шести- и восьмиконтактным разъемами питания.

Младший Cayman имеет два шестиконтактных гнезда.

Обратная сторона видеокарт закрыта черной металлической пластиной.

На заднюю панель выведено по паре разъемов DVI и mini-DisplayPort, плюс один HDMI.

Система охлаждения обоих моделей одинакова.

Пластина на обратной стороне платы не охлаждает микросхемы памяти, как это было у Radeon HD 5870 или Radeon HD 5970. Все чипы GDDR5 распаяны на лицевой стороне. Конструкция турбины вполне типичная и включает основной радиатор для охлаждения ядра и металлическое массивное основание, играющее роль теплоотвода для памяти и силовых элементов системы питания. Только вместо традиционных тепловых трубок референсные карты на базе Cayman оснащены радиатором c испарительной камерой.

Смотрится родная СО довольно внушительно.

За обдув всей конструкции отвечает вентилятор Foxconn PVB070G12N диаметром 70 мм.

У младшей карты используется другой вентилятор, но такого же диаметра.

Взглянем теперь на дизайн плат. Ниже представлены фото Radeon HD 6970

А вот Radeon HD 6950:

Никакой разницы! Да и с Radeon HD 5870 различия минимальны.

Отличаются видеокартами разными GPU и рабочими частотами.

Radeon HD 6970 (слева) и Radeon HD 6950

Оба адаптера оснащены 2 ГБ видеопамяти GDDR5. У старшей модели используются микросхемы Hynix H5GQ2H24MFR R0C, рассчитанные на рабочую частоту в 6 ГГц.

На Radeon HD 6950 распаяны чипы Hynix H5GQ2H24MFR T2C, номинал которых 5 ГГц.

Утилита GPU-Z правильно определяет частоты новых видеокарт, ошибаясь только в числе вычислительных блоков.

Мониторинг и разгон в MSI Afterburner тоже работает отлично. Пока что только нет поддержки софтвольтмода. Преобразователи питания на картах построены на контроллерах Volterra VT 1556MF, которые поддерживают I2C и программное управление напряжением на них возможно. Так что ожидаем данной функции в будущих версиях Afterburner.

Немного о температурном режиме. Radeon HD 6970 в игровых приложениях легко прогревается до 90 °С (при 23 °С в помещении). Почти как GeForce GTX 480, вот только уровень шума у новинки AMD намного меньше, гул заметен, но терпим.

Стресс-тест Furmark прогрел карту до 92 °С, но уровень шума был уже очень высокий.

Немного прокомментируем функцию Power Control, которая позволяют перевести карту в более экономичный режим. При значении -5% мы не увидели никакого падения производительности, а вот при -20% частота ядра скакала от 500 до 800 МГц и в тесте Crysis Warhead результат упал на 26%.

Повышение Power Control немного помогло в разгоне. Карта смогла работать на более высоких частотах, но стабильности на них добиться все равно не удавалось. Плюс ко всему мы еще заметили мизерное падение производительности в некоторых бечмарках (до 0,2%) при повышении предела Power Control даже на небольшом разгоне. В итоге мы все равно остановились на частоте 965 МГц, которая покорилась ядру даже при номинальном напряжении. Это тоже весьма хороший результат. Память разогналась до 1565 (6260) МГц. Стабильность в таком режиме была возможна лишь при повышенных оборотах турбины.

Младший Radeon HD 6950 оказался прохладнее и тише. В игровом режиме он не грелся выше 80 °С.

Даже в Furmark пиковая температура не превысила значения 87 °С.

С номинальных 800/5000 МГц данный экземпляр нам удалось разогнать до 860/5640 МГц. Результаты памяти объяснимы использованием других чипов, а вот от GPU мы ожидали больше.

Вспоминая результаты разгона старшей карты и одинаковый дизайн плат у обоих Radeon, пользователям пока остается лишь ждать утилит, которые позволят управлять напряжением. Power Control в данном случае на разгон вообще никак не влиял.Характеристики тестируемых видеокарт

Для сравнения с AMD Radeon HD 6970 и HD 6950 использовались карты AMD Radeon HD 5970, Force3D Radeon HD 5870, Zotac GeForce GTX 580 и Inno3D GeForce GTX 480, участвовавшие в недавнем тестировании решения на базе GF110 . Для сравнения их характеристики занесены в следующую таблицу:

Видеоадаптер	Radeon HD6970	Radeon HD6950	Radeon HD5970	Radeon HD5870	GeForce GTX 580	GeForce GTX 480
Ядро	Cayman XT	Cayman Pro	RV870 x2 (Hemlock)	RV870 (Cypress)	GF110	GF100
Количество транзисторов, млн. шт	2640	2640	2154 x2	2154	3000	3200
Техпроцесс, нм	40	40	40	40	40	40
Площадь ядра, кв. мм	389	389	334 x2	334	512	526
Количество потоковых процессоров	1536	1408	1600 x2	1600	512	480
Количество текстурных блоков	96	88	80 x2	80	64	60
Количество блоков рендеринга	32	32	32 x2	32	48	48
Частота ядра, МГц	880	800	725	850	772	701
Частота шейдерного домена, МГц	880	800	725	850	1544	1401
Шина памяти, бит	256	256	256	256	384	384
Тип памяти	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
Частота памяти, МГц	5500	5000	4000	4000	4008	3696
Объём памяти, МБ	2048	2048	1024	1024	1536	1536
Поддерживаемая версия DirectX	11	11	11	11	11	11
Интерфейс	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1	PCI-E 2.1	PCI-E 2.0	PCI-E 2.0
Заявленная максимальная потребляемая мощность, Вт	(250) 190	(200) 140	294	188	244	250

Тестовый стенд

Конфигурация тестового стенда следующая:

• процессор: Core i7-965 (3,2@3,95 ГГц, BCLK 172 МГц);
• кулер: Thermalright Venomous X;
• материнская плата: Gigabyte GA-X58A-UD3R (Intel X58 Express);
• память: G.SKILL F3-12800CL8T-6GBRM (3x2GB, DDR3-1600@1720 МГц, 8-8-8-24-1T);
• жесткий диск: Hitachi HDS721010CLA332 (1 ТБ, SATA2, 7200 об/мин);
• блок питания: Seasonic SS-850HT (850 Вт);

• операционная система: Windows 7 Ultimate x64;
• драйверы видеокарты: NVIDIA GeForce 260.99, ATI Catalyst 10.11.

В операционной системе были отключены User Account Control, Superfetch, Windows Defender, файл подкачки и визуальные эффекты интерфейса.

Методика тестирования

Игры в нашем тестировании разбиты на три группы, в соответствии с поддерживаемой версией DirectX. Первыми идут приложения под девятую версию этого API, а последними игры под DirectX 11. Внутри каждой группы приложения расположены в соответствии с датой выхода, исключение — Metro 2033, эта самая требовательная игра, и результаты в ней мы традиционно выносим в самый конец статьи. Все тесты проводились в разрешении 1920x1200 на максимальных настройках качества, анизотропная фильтрация AF16x всегда включена. Сглаживание активировалось из меню игры, принудительное форсирование через драйверы не использовалось. Список игр и методикa тестирования более подробно описаны в обзоре GeForce GTX 580.

Результаты тестирования в приложениях под DirectX 9

Borderlands

Данная игра на базе Unreal Engine 3 благосклонно относится к видеоадаптерам NVIDIA. Radeon HD 6950 немного уступает Radeon HD 5870, а вот модель HD 6970 по минимальному fps даже обгоняет двухчиповую карту.

Mafia 2

Не более 12% разницы в производительности между картами Cayman. Старший Radeon HD 6970 на 8% обгоняет GeForce GTX 480.

Сразу бросается в глаза очень низкий результат Radeon HD 5970. Многочиповые конфигурации игрой не поддерживаются. Radeon HD 6950 уступает HD 5870 пару процентов, а вот его старший брат наступает на пятки GeForce GTX 580.

Результаты тестирования в приложениях под DirectX 10

Ничего неожиданного. Radeon HD 6950 отстает на пару процентов от Radeon HD 5870, а Radeon HD 6970 обходит GeForce GTX 480 на 9%.

Far Cry 2

Полное превосходство архитектуры Fermi. Видно и неплохое преимущество Cayman над Cypress, когда разогнанный Radeon HD 6970 почти настигает Radeon HD 5970.

Tom Clancy"s H.A.W.X. 2

Знакомая ситуация. Активное использование тесселяции ставит в тупик карты AMD, особенно старые решения на базе Cypress, даже Radeon HD 6950 оказывается быстрее Radeon HD 5870 на 27%.

Sid Meier"s Civilization 5

Необычные результаты обоих GeForce — при разгоне наблюдался не рост итогового результата, а его крошечное снижение примерно до 3000 баллов (эти данные грубо округлены). В номинале между ними мизерная разница. Но даже с таким мизерным падением результатов карты NVIDIA оставили позади всех одночиповых соперников AMD.

Новые одночиповые флагманы AMD по итогам нашего тестирования продемонстрировали превосходство над старым Radeon HD 5870, но никакого фурора не произвели. От новой серии все же ожидалось чего-то большего. Шлифовка архитектуры и исправление ошибок позволила чуть-чуть поднять производительность, остальное довершили более высокие частоты.

Производительность Radeon HD 6950 близка к Radeon HD 5870, кое-где новичок уступает пару процентов, кое-где выходит вперед с таким же крошечным отрывом. Основное преимущество заметно в играх, активно использующих тесселяцию (Lost Planet 2, H.A.W.X. 2). Неплохой отрыв от предшественника в Metro 2033 частично обусловлен и увеличенным объемом памяти — в остальных случаях второй гигабайт не востребован.

Radeon HD 6970 уже более интересный продукт, он однозначно обходит Radeon HD 5870. Хотя в некоторых играх под старые версии DirectX разница между ними не более 10%. Зато в DirectX 11 мы наблюдаем и тридцатипроцентный прирост. Этого все равно мало, чтобы составить сильную конкуренцию двухчиповому Radeon HD 5970 и флагману NVIDIA. Старший Cayman успешно соперничает лишь с GeForce GTX 480, хотя в DirectX 11 первое место почти всегда остается за старичком NVIDIA. Впрочем, никто и не метил в лидеры — новые графические карты призваны создать конкуренцию для свежеиспеченого GeForce GTX 570, а в качестве соперника для GeForce GTX 580 в арсенале компании имеется все тот же Radeon HD 5970.

Скорее Cayman является ничем иным как подготовкой к переходу на более тонкий техпроцесс, где новые графические процессоры смогут обзавестись большим числом вычислительных блоков с приемлемым уровнем энергопотребления. Сейчас, естественно, такого добиться невозможно. Это подтверждается почти одним и тем же числом потоковых процессоров и уровнем TDP, что и у Cypress. Скорее даже наоборот, Radeon HD 6970 своим горячим нравом напоминает GeForce GTX 480, хотя по шумовым характеристикам, к счастью, не отличается от остальных топовых видеоадаптеров. Главное преимущество новинок AMD — это цена. Стоимость их вполне привлекательна на фоне того же GeForce GTX 580. Для соперничества в топовом сегменте компании придется выпустить решение на базе двух Cayman. Но это уже другая история...

Оборудование для тестирования было предоставлено следующими компаниями:

• 1-Инком — память G.SKILL F3-12800CL8T-6GBRM;
• AMD — видеокарты Radeon HD 6970, Radeon HD 6950 и Radeon HD 5970;
• Gigabyte — материнская плата Gigabyte GA-X58A-UD3R;
• Inno3D — видеокарта Inno3D GTX 480;
• PCShop — видеокарта Force3D HD5870-1GB (F5870P-G5-390-FS);
• Syntex — блок питания Seasonic SS-850HT (S12D-850);
• — жесткий диск WD3200AAKS;
• Zotac — видеокарта GeForce GTX 580 (ZT-50101-10P).

Введение

Прошло немногим больше месяца с момента представления компанией Advanced Micro Devices видеокарт среднего ценового сегмента Radeon HD 6800 , основанных на графических процессорах Barts, и вот сегодня - 15 декабря 2010 года - компания выпускает два своих самых мощных однопроцессорных решения на графическом процессоре Cayman.

Пока на «Кайманах» лишь две одночиповых видеокарты: Radeon HD 6950 и HD 6970. В то же время, мы не исключаем возможности появления третьей графической карты, с более скромными характеристиками и по более привлекательной цене, как это не так давно произошло с Radeon HD 5830. Кроме этого, в первом квартале 2011 года на базе Cayman обещает быть представлен двухпроцессорный флагман, который должен будет заменить собой Radeon HD 5970 .

Что же касается героев сегодняшнего материала - Radeon HD 6950 и HD 6970, то их основной задачей, по мнению AMD, является борьба с флагманами компании NVIDIA - видеокартами GeForce GTX 570 и GTX 580. Что самое интересное, борьба эта должна будет навязываться не столько чистой производительностью, сколько ценовым фактором и технологически-эксплуатационными преимуществами новых видеокарт над конкурентами. Интересный подход, надо признать. Ну что же, попробуем познакомиться с новым графическим процессором, и видеокартами на его основе.

Архитектурные особенности новых графических процессоров Cayman

Не смотря на то, что новые графические процессоры Cayman относятся к серии HD 6xxx, архитектурно они отличаются от решений HD 68xx и, конечно же, от HD 58xx. Эти отличия носят как количественный, так и качественный характер, являясь важным шагом в развитии новой графической архитектуры AMD.

Наиболее заметным, и, на наш взгляд, значимым изменением стал переход от VLIW 5-way процессоров, дебютировавших ещё в R600, к VLIW 4-way:

Прежний VLIW 5-way процессор содержал в себе, как можно понять из названия, 5 вычислительных блоков, четыре из которых были способны исполнять только простейшие операции, типа сложения и умножения, а пятый, помимо этих функций, исполнял ещё и так называемые трансцендальные, сложные операции. К ним можно отнести такие, как синус, косинус, извлечение квадратного корня и т.п. В новом VLIW 4-way процессоре этот блок для сложных операций был упразднён, и теперь его функции возложены на пару «простых» или «универсальных» блоков. Таким образом, каждый VLIW 4-way процессор по-прежнему способен исполнять по четыре простых или по одной сложной операции, что требуется в подавляющем числе случаев. Условный проигрыш в производительности старому VLIW 5-way процессору возможен лишь в редких, и, можно так сказать, «подстроенных» случаях, когда требуется одновременно исполнять одну сложную и более двух простых операций. В реальных приложениях такие случаи весьма редки, поэтому можно не принимать их в расчёт, зато высвободившееся место и повысившаяся эффективность блоков приводят к общему росту производительности новых графических процессоров при меньших затратах.

Кроме этого, в новых графических процессорах повышена скорость работы с операциями двойной точности и оптимизирован механизм обмена с системной памятью:

Из остальных, не менее важных улучшений Cayman, можно назвать увеличение производительности блоков растровых операций (ROP) на ряде режимов, ну и традиционное улучшение блока тесселляции, который, по заверениям AMD, стал ощутимо быстрее, чем у предшественника:

Остальные изменения графических процессоров Cayman носят количественный характер. Так, число блоков выборки и фильтрации текстур было увеличено с 80 до 96, количество VLIW процессоров выросло, по сравнению с Cypress, с (1600/5) 320 штук, до (1536/4) 384 штук, то есть на 20 %.

В дополнение к ранее введённому в серии Radeon HD 68xx морфологическому сглаживанию, в Radeon HD 69xx появился новый алгоритм сглаживания - так называемый «Enhanced Quality AA», являющийся дополнением к MSAA и активируемый в панели управления драйверов Catalyst (EQ):

Схематично его работа выглядит следующим образом:

Суть в том, что к двум, четырём или восьми семплам добавляются ещё столько же интерполированных точек, требующих уже куда меньше вычислительной мощности графического процессора. Благодаря этому картинка получается более качественная, а снижение производительности в сравнении с обычным алгоритмом сглаживания, по мнению AMD, не должно превышать 10 %:

Вместе с этим в графические процессоры Cayman внедрена новая энергосберегающая технология, управлять которой можно из панели управления драйверов Catalyst с вкладки Overdrive:

Здесь появился новый «ползунок», называющийся «Power Control settings», с возможностью регулировки от минус 20 до плюс 20 %:

Посредством данной настройки можно изменять предел пиковой мощности видеокарты, и тем самым либо сэкономить электроэнергию, либо, проще говоря, повысить вероятность успешного разгона графического процессора. Теперь в новых графических процессорах Cayman имеются несколько датчиков, постоянно отслеживающих состояние GPU и степень его загрузки, позволяя тем самым работать Кайманам более энергоэффективно. Кроме этого, эти датчики в графическом процессоре при обнаружении программ типа FurMark и ей подобных будут активировать режим защиты, переводя карту в режим своеобразного троттлинга, периодически снижая частоту чипа. Вот как это выглядит на примере теста «Perlin Noise» из синтетического пакета 3DMark Vantage:

Хорошо видно, что частота графического процессора изменяется в зависимости от нагрузки во время теста, однако при этом частота кадров в секунду остаётся неизменной, в чём лично мы сомневаемся. Нет, не в результатах данного конкретного теста, а в принципиально такой же работе механизма энергосбережения и в других весьма ресурсоёмких приложениях. Скорее всего, падение производительности будет иметь место. Правда, в компании AMD таких приложений насчитали не больше, чем пальцев на одной руке. Ну, время покажет.

Чтобы отодвинуть границу срабатывания этого «официально одобренного троттлинга», в драйверах достаточно передвинуть ползунок до максимальных +20 %. На примере всё того же теста «Perlin Noise» влияние данной настройки на производительность выглядит следующим образом:

А можно и наоборот - понизить предельную энергетическую мощность видеокарты, выставив минусовые значения данной настройки. В этом случае произойдёт падение производительности. Впрочем, опять же, по мнению AMD, оно не будет критичным:

Границы регулировки мощности запрограммированы в BIOS видеокарты, и мы надеемся, что со временем появится инструментарий для их расширения (в первую очередь в сторону увеличения, конечно). В этом случае при организации эффективного охлаждения графического процессора можно будет избежать ограничений оверклокерского потенциала видеокарты верхней границей троттлинга.

В завершение краткой теоретической части, без комментариев приведём пару слайдов сравнения производительности AMD Radeon HD 6950 с NVIDIA GeForce GTX 470, и AMD Radeon HD 6970 с NVIDIA GeForce GTX 480:

AMD особо отмечает, что, как и в случае c Radeon HD 68xx , на видеокартах серии Radeon HD 69xx повышена эффективность работы технологии CrossFireX:

Так это на самом деле или нет, мы проверим в одной из следующих статей, а пока перейдём к таблице спецификаций и непосредственному изучению эталонных видеокарт AMD Radeon HD 6950 и HD 6970.

Технические характеристики видеокарт AMD Radeon HD 6950 и HD 6970 и их конкурентов

В таблице характеристик видеокарты расположены слева направо в порядке уменьшения их рекомендованной стоимости:

Видеокарты AMD Radeon HD 6950 и HD 6970 2 Гбайт

На тестирование нам были предоставлены две эталонные видеокарты AMD Radeon HD 6950 и HD 6970 (собственно, не эталонных пока не существует вовсе, и не факт, что появятся). Внешне видеокарты отличаются друг от друга только наклейкой на пластиковом кожухе системы охлаждения с моделью видеокарты и разъёмами питания. Лицевые стороны видеокарт закрыты системой охлаждения, а оборотные - декоративной алюминиевой крышкой:

«Декоративной», так как она не контактирует с какими-либо элементами печатной платы, а защитная функция в данном случае весьма сомнительна. Длина видеокарт составляет 276 мм, а толщина - 39 мм. Нагретый видеокартой воздух частично выбрасывается через решётку в верхней части кожуха, оставаясь, таким образом, в корпусе системного блока. Но, всё же основная его масса выносится из корпуса через решётку на панели с выходами:

Кстати, выходов теперь аж целых пять: два DVI, два miniDP и один HDMI:

В дополнение к такому «джентельменскому набору» выходов можно сказать, что теперь специальных Eyefinity-видеокарт Radeon HD 69xx не будет, а шесть мониторов можно будет подключить к любой из этих видеокарт с помощью специального видео-хаба.

Обе модели видеокарт оснащаются двумя разъёмами для объединения их в CrossFireX-режимы вплоть до четырёх видеокарт:

Рядом с ними соседствует маленький переключатель выбора BIOS с которого видеокарта может загружаться. Да, да, с глазами у вас всё в порядке - теперь в стандартную комплектацию каждой эталонной Radeon HD 6950 и HD 6970 входят две микросхемы BIOS, одна из которых перепрограммируемая, а вторая - резервная, как раз на случай чрезмерно оптимистичных частот или напряжений, зашитых в первую микросхему BIOS:

Теперь посмотрим на отличия эталонных AMD Radeon HD 6950 (на фото здесь и далее - слева) и AMD Radeon HD 6970 (здесь и далее - справа). Первое заключается в уже упомянутых разъёмах дополнительного питания. Если у Radeon HD 6950 два шестиконтактных разъёма, то для HD 6970 потребовались уже шести- и восьмиконтактный разъёмы:

Не удивительно, ведь пиковое энергопотребление старшей видеокарты заявлено на отметке 250 Вт, а у Radeon HD 6950 - 200 Вт. Что интересно, AMD при анонсе «Кайманов» впервые вводит понятие «типичное игровое энергопотребление», которое у Radeon HD 6970 находится у отметки 190 Вт, а у Radeon HD 6950 - 140 Вт. Энергопотребление новых видеокарт в режиме простоя одинаково и должно составлять всего 20 Вт.

Печатные платы видеокарт, за исключением трёх-четырёх элементов, практически неотличимы…

…как и их силовые части:

При более детальном рассмотрении видны отличия в маркировке используемых микросхем, отвечающих за питание видеокарт. Оставим их на суд специалистов.

Площадь кристаллов графических процессоров «Cayman» видеокарт Radeon HD 6950 и HD 6970 существенно возросла в сравнении с Barts и составляет 389 мм². Тем не менее, теплораспределителя на них по-прежнему нет. Заметим, что в нашем случае графический процессор видеокарты Radeon HD 6970 выпущен на 8(!) недель позже графического процессора видеокарты Radeon HD 6950:

Графический процессор видеокарты AMD Radeon HD 6950 имеет 1408 унифицированных шейдерных процессоров и 88 текстурных блоков (ROP), в то время как у графического процессора видеокарты Radeon HD 6970 унифицированных шейдерных процессоров 1536 и 96 текстурных блоков. Число блоков растровых операций у обеих видеокарт одинаково и равно 32. Номинальная частота «Каймана» на HD 6950 составляет 800 МГц, а на HD 6970 - 880 МГц.

В режиме энергосбережения (читай - бездействия) частоты графических процессоров снижаются до 250 МГц, а напряжения - с 1,1 В до 0,9 В на HD 6950, и с 1,175 В до 0,9 В на HD 6970. Прочие характеристики графических процессоров уже были рассмотрены выше в теоретической части и таблице характеристик. Добавим, что на обеих видеокартах расстояние по диагонали между отверстиями крепления радиатора графического процессора равно 75 мм, как и на HD 5850 или HD 5870.

Обе видеокарты имеют одинаковый объём памяти 2048 Мбайт стандарта GDDR5, набранный восемью FBGA-микросхемами производства компании Hynix Semiconductor Inc. На Radeon HD 6950 установлены чипы с маркировкой T2C ">H5GQ2H24MFR T2C с номинальным напряжением 1,5 В и теоретической эффективной частотой 5000 МГц, в то время как на Radeon HD 6970 память с маркировкой H5GQ2H24MFR R0C , напряжением 1,5 В и теоретической эффективной частотой 6000 МГц:

Как вы уже могли видеть по таблице характеристик, у Radeon HD 6950 память функционирует на эффективной частоте 5000 МГц, а у Radeon HD 6970 - на 5500 МГц, что оставляет приличный оперативный простор для любителей разгона. В режиме простоя эффективная частота видеопамяти обеих видеокарт снижается до 600 МГц. Ширина шины обмена с памятью составляет 256 бит. Все микросхемы памяти расположены с лицевой стороны печатных плат.

Таким образом, спецификации новых эталонных видеокарт AMD следующие:

Обе видеокарты оснащены новой системой охлаждения двуслотового типа, состоящей из массивного радиатора с испарительной камерой и тонкими алюминиевыми рёбрами, металлического основания, центробежного вентилятора и закрывающего всё это дело пластикового кожуха:

К слову, этот кожух можно теперь снять без демонтажа самой системы охлаждения с видеокарты, просто отстегнув защёлки по бокам.

Испарительная камера (по заверениям AMD, уже пятого поколения) расположена под всей площадью основания радиатора:

С микросхемами видеопамяти основание камеры не контактирует, за их охлаждение отвечает металлическая пластина в основании системы охлаждения. Контакт осуществлён посредством термопрокладок:

В свою очередь, графический процессор контактирует с испарительной камерой через густой серый термоинтерфейс.

Система охлаждения видеокарт AMD Radeon HD 6950 и HD 6970 оснащается 80-мм центробежным вентилятором производства компании Foxconn (модель PVB070G12N) нетривиальной для видеокарт пиковой мощностью 24 Вт:

Скорость вращения центробежного вентилятора регулируется автоматически методом широтно-импульсной модуляции в диапазоне от 1200 до 5800 об/мин. Напомним, что у видеокарт серий Radeon HD 58xx и HD 68xx максимальная скорость вращения центробежного вентилятора не превышала отметку 5000 об/мин (ещё чаще - не более 4500 об/мин), поэтому можно предположить, что новые Radeon не будут тише предшественников. Однако, это справедливо не для обеих новых видеокарт. Как раз сейчас мы и проверим температурный режим работы новинок.

Тесты температурного режима всех видеокарт сегодняшней статьи были проведены в закрытом корпусе системного блока при комнатной температуре 25 °С. Подробную конфигурацию системного блока вы найдёте в следующем разделе статьи. В качестве типичной игровой нагрузки использовался тест Aliens vs. Predator (2010), запускаемый на пять-шесть циклов в разрешении 1920х1080 с анизотропной фильтрацией уровня 16х. В качестве предельной нагрузки использовался тест FurMark версии 1.8.2 , запускаемый переименованным exe-файлом с опцией «Xtreme Burning Mode» в разрешении 2560х1600 при активированной в драйверах Catalyst и GeForce/ION анизотропной фильтрацией степени 16х. Мониторинг осуществлялся с помощью программ GPU-Z версии 0.4.9 и MSI Afterburner версии 2.1.0 beta 5.

Сначала посмотрим на температурный режим видеокарт при типичной игровой нагрузке в автоматическом режиме работы центробежных вентиляторов:

AMD Radeon HD 6950 AMD Radeon HD 6970
(автоматический режим) (автоматический режим)

Что касается видеокарты Radeon HD 6950, то её температурный режим работы и уровень шума находятся в приемлемых границах, так как графический процессор прогрелся всего лишь до 81 градуса Цельсия, а центробежный вентилятор системы охлаждения раскрутился только до 2260 об/мин. Её стало слышно, но уровень шума видеокарты по-прежнему нельзя было назвать дискомфортным. При увеличении числа циклов игрового теста температура не возрастала. Заметим, что Aliens vs. Predator (2010) является одной из наиболее «тяжёлых» игр в плане прогрева видеокарты.

Прежде чем проанализировать температурный режим видеокарты Radeon HD 6970 нужно сказать следующее. Дело в том, что предоставленный нам на тестирование экземпляр AMD Radeon HD 6970 изначально оказался не совсем работоспособным. Видеокарта могла стабильно функционировать только в 2D-режиме, а при запуске любого 3D-приложения начинались свистопляски со скоростью вращения центробежного вентилятора и скачки температуры. Предположив, что это срабатывает тот самый пресловутый троттлинг, мы изменили регулировку лимита мощности до максимальных +20 %, однако это не привело к исправлению столь неприятной ситуации. Поэтому, предположив, что графический процессор видеокарты попросту перегревается, Radeon HD 6970 была перебрана с заменой штатного высохшего термоинтерфейса на Arctic Cooling MX4. Только после этого видеокарта стабильно заработала в 3D-приложениях. Однако, её температурный режим и уровень шума оставлял желать лучшего. Так, температуры графического процессора достигали отметок 104 градуса Цельсия, а скорость центробежного вентилятора увеличивалась до 4760 об/мин! Естественно, в этом случае говорить о каком-либо комфорте не приходится. Хорошо, что Aliens vs. Predator (2010) оказался единственным тестом из нашего списка, столь сильно прогревающим видеокарту. Однако, мы всё же склонны к мнению, что с предоставленным нам на тестирование экземпляром AMD Radeon HD 6970 не совсем всё в порядке.

Несмотря на это, от тестирования видеокарт в FurMark было решено не отказываться, и вот какие результаты были получены в автоматическом режиме работы центробежных вентиляторов…

AMD Radeon HD 6950 AMD Radeon HD 6970
(автоматический режим) (автоматический режим)

…и на их максимальной скорости:

AMD Radeon HD 6950 AMD Radeon HD 6970
(максимальная скорость) (максимальная скорость)

К Radeon HD 6950 вновь сложно предъявить какие-то претензии - здесь мы видим 90 градусов Цельсия и всего 2800 об/мин в автоматическом режиме, а также 71 градус Цельсия при максимальных 5770 об/мин. В свою очередь, Radeon HD 6970 не справилась с тестом FurMark даже на максимальной скорости центробежного вентилятора, снизив частоту графического процессора до 500 МГц.

Учитывая столь аховые результаты проверки температурного режима Radeon HD 6970 и невозможность организации альтернативного охлаждения (в первую очередь ввиду отсутствия радиаторов на VRM), на разгон была проверена только видеокарта AMD Radeon HD 6950. И вот какие результаты были получены:

Частотный потенциал графического процессора оказался весьма скромным, так как частоту удалось повысить всего на 70 МГц (+8,8 %), а видеопамять не подвела, разогнавшись до впечатляющих 5880 МГц эффективной частоты. Нужно заметить, что после разгона видеокарты её температурный режим не изменился. То есть, совсем не изменился. Лишь центробежный вентилятор системы охлаждения видеокарты повысил скорость на 100-150 об/мин в зависимости от типа нагрузки.

В завершение подраздела приведём ссылки на основные BIOS рассмотренных видеокарт: AMD Radeon HD 6950 2 Гбайт и AMD Radeon HD 6970 2 Гбайт .

Тестовая конфигурация, инструментарий и методика тестирования

Все тесты производительности видеокарт были проведены в закрытом корпусе системного блока на следующей конфигурации:

Системная плата: Gigabyte GA-X58A-UD9 (Intel X58 Express, LGA 1366, BIOS F5g);
Центральный процессор: Intel Core i7 Extreme Edition i7-980X 3,33 ГГц (Gulftown, B1, 1,225 В, 6x256 Kбайт L2, 12 Мбайт L3);
Система охлаждения CPU: ThermoLab baram2010 (1x120 мм, 1100 об/мин);
Термоинтерфейс: Arctic Cooling MX-2;
Оперативная память: DDR3 3x2 Гбайт OCZ Platinum Low-Voltage Triple Channel (1600 МГц / 7-7-7-24 / 1,65 В);
Системный диск: RAID-0 2xSSD Kingston V-series SNV425S2128GB (SATA-II, 2x128 Гбайт, MLC, Toshiba TC58NCF618G3T);
Диск для программ и игр: Western Digital VelociRaptor (SATA-II, 300 Гбайт, 10000 об/мин, 16 Мбайт, NCQ) в коробке Scythe Quiet Drive 3,5";
Архивный диск: Samsung Ecogreen F4 HD204UI (SATA-II, 2 Тбайт, 5400 об/мин, 32 Мбайт, NCQ);
Корпус: Antec Twelve Hundred (передняя стенка - три Noiseblocker NB-Multiframe S-Series MF12-S2 на 900 об/мин; задняя - два Noiseblocker NB-BlackSilentPRO PL-1 на 900 об/мин; верхняя - штатный 200-мм вентилятор на 400 об/мин);
Панель управления и мониторинга: Zalman ZM-MFC2;
Блок питания: Xigmatek «No Rules Power» NRP-HC1501 (1500 Вт), 140-мм вентилятор;
Монитор: 30" Samsung 305T Plus .

32-нм шестиядерный процессор при множителе 24 и активированной функции «Load-Line Calibration» был разогнан до 4,42 ГГц при повышении напряжения в BIOS материнской платы до 1,425 В:

При этом 6 Гбайт оперативной памяти DDR-3 функционировали на частоте 1,47 ГГц с таймингами 7-7-7-16-1T при напряжении 1,64 В. Технологии «Turbo Boost» и «Hyper-Threading» во время тестирования были отключены.

Для сравнения с AMD Radeon HD 6950 и HD 6970 в тестирование были включены видеокарты AMD Radeon HD 6870 1 Гбайт и Inno3D GeForce GTX 570 1,28 Гбайт :

К сожалению, включить в тестирование NVIDIA GeForce GTX 580 у нас не было возможности по причине отсутствие такой видеокарты, а также ввиду жестких временных рамок проведения тестирования и подготовки статьи (4 дня).

Тестирование, начатое 10 декабря 2010 года, было проведено под управлением операционной системы Microsoft Windows 7 Ultimate x64 со всеми критическими обновлениями до указанной даты и со следующими драйверами:

чипсет материнской платы Intel Chipset Drivers - 9.2.0.1015 WHQL ;
библиотеки DirectX End-User Runtimes, дата выпуска - 30 ноября 2010 года ;
драйверы видеокарт на графических процессорах AMD - Catalyst 10.12 RC2 (07.12.2010);
драйверы видеокарт на графических процессорах NVIDIA - GeForce/ION 263.09 WHQL (07.12.2010) включая драйверы PhysX версии 9.10.0514.

Тестирование видеокарт в играх было проведено в двух актуальных для тестируемых сегодня видеокарт разрешениях: 1920х1080 и 2560х1600 пикселей. Для тестов были использованы два режима качества графики: «High Quality + AF16x» - максимальное качество текстур в драйверах с включением анизотропной фильтрации уровня 16х, и «High Quality + AF16x + AA 4(8)x» с включением анизотропной фильтрации уровня 16х и полноэкранного сглаживания (MSAA) степени 4x или 8x, в случае, если среднее число кадров в секунду оставалось достаточно высоким для комфортной игры. Включение анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания выполнялось непосредственно в настройках игр. Если данные настройки в играх отсутствовали, то параметры изменялись в панелях управления драйверов Catalyst и GeForce/ION. Вертикальная синхронизация принудительно отключена в панелях управления драйверов.

В очередной раз список тестовых приложений и игр был обновлен. В связи с появлением нового 3DMark 2011, из числа используемых для тестирования приложений был исключен старенький «попугаемер» 3DMark 2006. Кроме этого, из списка исключена игра Colin McRae: DiRT 2, которую заменила новая и, можно сказать, родственная ей F1 2010, а также временно убрана NBA 2K11, так как её результаты зачастую не поддавались никакому логическому объяснению. Не забыты и все свежие патчи для игр. В результате, тестовый список составили два полусинтетических пакета, одно техно-демо и 17 игр. Вот как он выглядит с кратким описанием методик (здесь и далее игры расположены в порядке их выхода):

3DMark Vantage (DirectX 10) - версия 1.0.2.1, профили настроек «Performance» и «Extreme» (тестировались только основные тесты);
3DMark 2011 (DirectX 11) - версия 1.0.0.0, профили настроек «Performance» и «Extreme»;
Unigine Heaven Demo (DirectX 11) - версия 2.1, максимальные настройки качества, тесселляция на уровне «normal»;
Crysis (DirectX 10) - версия 1.2.1, профиль настроек «Very High», двукратный цикл демо-записи «Assault Harbor» из Crysis Benchmark Tool версии 1.0.0.5;
Far Cry 2 (DirectX 10) - версия 1.03, профиль настроек «Ultra High», двукратный цикл теста «Ranch Small» из Far Cry 2 Benchmark Tool v1.0.0.1;
BattleForge: Lost Souls (DirectX 11) - версия 1.2 (18.11.2010), максимальные настройки качества графики, тени включены, технология SSAO включена, двойной прогон встроенного в игру теста;
Resident Evil 5 (DirectX 10.1) - версия 1.2, тестирование переменного теста с максимальными настройками графики без размытия движения, за результат принималось среднее значение третьей сцены теста, как наиболее ресурсоёмкой;
(DirectX 11) - версия 1.6.02, профиль настроек «Улучшенное динамическое освещение DX11» с дополнительным выставлением вручную всех параметров на максимум, тестировалась собственная демо-запись «cop03» на уровне «Затон»;
Borderlands (DirectX 9) - версия игры 1.2.1, тестирование «timedemo1_p» с максимальными настройками качества;
Grand Theft Auto IV - Episodes From Liberty City (DirectX 9) - версия 1.1.2.0, тест из части «The Ballad of Gay Tony», настройки «Very High», «View Distance» = 23 %;
Left 4 Dead 2: The Sacrifice (DirectX 9) - версия игры 2.0.5.3, максимальное качество, тестировалась собственная демо-запись «d53» (два цикла) на карте «1. Доки», этапе «Жертва»;
Metro 2033: The Last Refuge (DirectX 10/11) - версия 1.2, использовался официальный тест, настройки качества «High», тесселляция, DOF и MSAA4x отключены, использовалось ААА-сглаживание, двойной последовательный проход сцены «Frontline»;
Just Cause 2 (DirectX 11) - версия 1.0.0.2, максимальные настройки качества, методики «Размытие фона» и Симуляция воды GPU» активированы, двойной последовательный проход демо-записи «Тёмная башня»;
Aliens vs. Predator (2010) (DirectX 11) - «Texture Quality» в режиме «Very High», «Shadow Quality» в режиме «High», технология SSAO включена, два цикла теста в каждом разрешении;
Lost Planet 2 (DirectX 11) - версия игры 1.0, максимальные настройки качества графики, размытие движения включено, использовался тест производительности «А» (среднее по всем трём сценам);
StarCraft 2: Wings of Liberty (DirectX 11) - версия игры 1.0, все настройки графики на уровень «Ультра», физика «Ультра», отражения включены, двукратный двухминутный тест собственного демо «jt1»;
Mafia 2 (DirectX 11) - версия игры 1.0.0.3, максимальные настройки качества графики, двойной прогон встроенного в игру теста;
Sid Meier"s Civilization V (DirectX 11) - версия игры 1.0, максимальные настройки качества графики, двойной прогон «дипломатического» теста из пяти самых тяжёлых сцен;
F1 2010 (DirectX 11) - версия игры 1.01, встроенный тест на Ultra-качестве, состоящий из одного круга по трассе «Silverstone»;
Tom Clancy"s H.A.W.X. 2 (DirectX 11) - версия 1.04, максимальные настройки качества графики, тени активированы, тесселляция включена, двойной прогон тестовой сцены.

Более подробное описание методик тестирования видеокарт и графических настроек в некоторых из перечисленных играх вы можете найти в специально для этого созданной ветке нашей конференции , а также поучаствовать в обсуждении и совершенствовании этих методик.

Если в играх реализована возможность фиксации минимального числа кадров в секунду, то оно также отражалось на диаграммах. Каждый тест проводился дважды, за окончательный результат принималось лучшее из двух полученных значений, но только в случае, если разница между ними не превышала 1 %. Если отклонения прогонов тестов превышали 1 %, то тестирование повторялось ещё, как минимум, один раз, чтобы получить корректный результат.

Результаты тестов производительности видеокарт их анализ

На диаграммах результаты тестирования видеокарт AMD Radeon HD 6870 1 Гбайт выделены фиолетовым цветом, видеокарты AMD Radeon HD 6950 2 Гбайт в номинальном и разогнанном режимах, а также Radeon HD 6970 2 Гбайт отмечены красной гаммой, а GeForce GTX 570 - зелёной (частоты карты Inno3D приведены к эталонным частотам GTX 570). Видеокарты на диаграммах расположены в порядке убывания их рекомендованной стоимости.

3DMark Vantage

Новые Radeon HD 6970 и HD 6950 в этом тесте выглядят неплохо, но лишь на фоне Radeon HD 6870, которую они опережают на величину вплоть до 40 %. Конкурировать с GeForce GTX 570 новинкам не удаётся, «зелёная» видеокарта впереди в обоих режимах качества. Radeon HD 6970 в этом синтетическом тесте быстрее Radeon HD 6950 на 11-15 %, но последняя при разгоне сокращает отставание до 3-5 %.

3DMark 2011

Получше выглядят новинки в новом тесте 3DMark 2011, где Radeon HD 6970 успешно конкурирует с GeForce GTX 570, а HD 6950 не сильно отстаёт от них. Впрочем, от однопроцессорного флагмана AMD наверняка многие ждали более убедительной победы, ведь она позиционируется AMD, как конкурент GeForce GTX 580, но по более привлекательной цене. Что касается преимущества Radeon HD 6970 и HD 6950 над Radeon HD 6870, то оно достигает 28 %. Разница между двумя новыми видеокартами не превышает 12 % и существенно компенсируется разгоном Radeon HD 6950.

Unigine Heaven Demo

Unigine Heaven - тест, активно использующий тесселляцию, не выявил однозначного лидера, так как в режиме без сглаживания и разрешении 1280х1024 лидирует видеокарта GeForce GTX 570, а в более тяжёлом графическом режиме впереди уже Radeon HD 6970. Разница между Radeon HD 6970 и HD 6950 составляет 11 % в пользу старшей видеокарты, но при разгоне младшей она сокращается до 2-3 %. Преимущество Radeon HD 6970 над Radeon HD 6870 в этом тесте наиболее впечатляющее среди всех остальных тестов и составляет 59 % в лёгком графическом режиме и 66 % в режиме со сглаживанием. Весьма неплохо.

Crysis

Crysis по-прежнему остаётся одной из наиболее ресурсоёмких игр, в которой даже топовые видеокарты AMD и NVIDIA могут обеспечить геймерам комфортный игровой режим только без использования сглаживания и в разрешениях не выше 1920х1080. Тем не менее, если сравнивать видеокарты сегодняшней статьи, то нужно отметить, что GeForce GTX 570 в режимах без сглаживания идёт наравне с Radeon HD 6970, а при активации сглаживания - на уровне Radeon HD 6950. Последняя видеокарта при разгоне не отстаёт от своей старшей «сестры». Преимущество Radeon HD 6970 над Radeon HD 6870 составляет от 24 до 56 % в зависимости от разрешения и режима качества.

Far Cry 2

Прямо сказать, в игре Far Cry 2 новые Radeon HD 69xx на фоне GeForce GTX 570 выглядят неубедительно. Видеокарта на графическом процессоре NVIDIA, как минимум, не уступает старшей видеокарте AMD в режимах со сглаживанием, и превосходит её в лёгких графических режимах, не говоря про Radeon HD 6950. Разгон последней видеокарты позволяет сократить отставание от Radeon HD 6970 с 7-12 % до 1-2 %.

BattleForge: Lost Souls

Только в третьем по счёту игровом тесте - BattleForge: Lost Souls - новые Radeon HD 6970 и HD 6950 продемонстрировали преимущество над GeForce GTX 570, но и то только в режиме без сглаживания. При активации в игре MSAA степени 8x впереди вновь видеокарта NVIDIA. Radeon HD 6970 опережает HD 6950 на 10-11 %, но это отставание легко сокращается после разгона HD 6950. Преимущество старшего «Каймана» над старшим «Бартсом» находится у отметки 25 %.

Resident Evil 5

Очевидна безоговорочная победа GeForce GTX 570. Кроме того, у новых Radeon HD 69xx в этой игре какие-то проблемы с производительностью в режиме со сглаживанием, где новые видеокарты не могут оторваться от Radeon HD 6870.

S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat

В игре S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat новая Radeon HD 6970 оказывается быстрейшей среди тестируемых сегодня, следом идёт GeForce GTX 570, а за ней Radeon HD 6950. При этом необходимо отметить, что минимальное число кадров в секунду на видеокарте с графическим процессором NVIDIA выше, чем на AMD. Преимущество Radeon HD 6970 над HD 6950 составляет 13-17 %, но при разгоне младшей видеокарты на «Cayman» сокращается до 3-4 %. В свою очередь, Radeon HD 6870 отстаёт от Radeon HD 6970 на 35-36 %.

Borderlands

Примечательно, что в режимах без сглаживания новым Radeon HD 69xx не угнаться за GeForce GTX 570. Однако, стоит только активировать MSAA 8x в драйверах, как лидером становится Radeon HD 6970, а GTX 570 может конкурировать лишь с Radeon HD 6950 (кстати, как это и задумывалось AMD). Radeon HD 6970 быстрее HD 6950 на 10-12 %, и быстрее Radeon HD 6870 на 22-26 % в трёх режимах из четырёх. А вот в наиболее ресурсоёмком четвёртом режиме со сглаживанием и в разрешении 2560х1600 преимущество Radeon HD 6970 над Radeon HD 6870 достигает 82 %! Скорее всего, этого преимущества удалось добиться за счёт удвоенного объема памяти у видеокарт на графических процессорах Cayman. И с такой ситуацией сегодня мы ещё не раз столкнёмся.

Grand Theft Auto IV: Episodes From Liberty City

В игре Grand Theft Auto IV: Episodes From Liberty City лидирует видеокарта GeForce GTX 570. Между всеми видеокартами на графических процессорах AMD разница невелика.

Left 4 Dead 2: The Sacrifice

Учитывая высокий FPS в нересурсоёмкой, но очень популярной игре Left 4 Dead 2: The Sacrifice, актуальным режимом является режим со сглаживанием, в котором Radeon HD 6970 оказывается быстрее GeForce GTX 570, а Radeon HD 6950 практически равна ей. Преимущество старшего «Каймана» над младшим составляет 12-13 % и полностью «съедается» разгоном Radeon HD 6950. Добавим, что в этой игре Radeon HD 6970 быстрее Radeon HD 6870 на 24-30 %.

Metro 2033: The Last Refuge

Подруга Crysis, игра Metro 2033: The Last Refuge, не выявила лидеров сегодняшнего теста. Производительность всех видеокарт крайне низкая. Здесь можно отметить разве что неплохой прирост производительности Radeon HD 6970 в сравнении с Radeon HD 6870, составляющий от 24 до 36 %.

Just Cause 2

В игре Just Cause 2 видеокарта GeForce GTX 570 может составить конкуренцию новым Radeon HD 69xx только в одном тестовом режиме из четырёх. При увеличении разрешения или включении сглаживания видеокарта на графическом процессоре NVIDIA существенно отстаёт не только от Radeon HD 6970, но и не может догнать Radeon HD 6950. Преимущество Radeon HD 6970 над HD 6950 в этой игре составляет 12-13 %, а при разгоне HD 6950 сокращается до 0-4 %.

Aliens vs. Predator (2010)

Похожую с Just Cause 2 картину мы можем наблюдать и в игре Aliens vs. Predator. Помимо этого, здесь обращает на себя внимание впечатляющий скачок производительности при переходе от Radeon HD 6870 к Radeon HD 6970, который в режиме без сглаживания составляет 33 %, а при активации MSAA 4x достигает целых 54-69 %!

Lost Planet 2

GeForce GTX 570 берёт реванш за две предыдущие игры в новой Lost Planet 2, опережая оба новых Radeon. Здесь также хотелось бы обратить внимание на существенную разницу в производительности между Radeon HD 6870 и Radeon HD 6970, когда преимущество видеокарты на «Cayman» достигает 94 % в наиболее «тяжёлом» графическом режиме, а в самом «лёгком» не опускается ниже 31 %.

StarCraft 2: Wings of Liberty

В игре StarCraft 2: Wings of Liberty у всех видеокарт AMD проблемы с производительностью в режиме со сглаживанием. Если без него все видеокарты Radeon опережают GeForce GTX 570, то при активации в драйверах MSAA 8x они буквально проваливаются, демонстрируя крайне низкое число кадров в секунду. В то же время, у NVIDIA таких проблем в этой игре, как мы видим, нет.

Mafia 2

В игре Mafia 2 видеокарте GeForce GTX 570 с успехом противостоит Radeon HD 6950, а старшая HD 6970 в трёх из четырёх тестовых режимов оказывается быстрее. Правда, разница в этой тройке невелика.

Sid Meier"s Civilization V

Результаты тестирования видеокарт в игре Sid Meier"s Civilization V не выделяются на общем фоне, но интересны тем, что в разрешении 2560х1600 видеокарта GeForce GTX 570 уступает обеим новинкам AMD, хотя в менее ресурсоёмком 1920х1080 такой картины мы не наблюдаем. Неужели видеокарте на графическом процессоре NVIDIA не хватает памяти в самом высоком разрешении?

F1 2010

В новой игре F1 2010 с GeForce GTX 570 борется Radeon HD 6950, а Radeon HD 6970, за исключением самого «лёгкого» графического режима, чуть-чуть опережает их обеих. Разгоном HD 6950 эта разница сокращается до минимума или исчезает вовсе. Radeon HD 6870 отстаёт от Radeon HD 6970 тем сильнее, чем выше нагрузка на видеопамять и требования к её объёму. Так, в разрешении 2560х1600 и со сглаживанием степени 8x преимущество HD 6970 над HD 6870 достигает впечатляющих 64 %.

Tom Clancy"s H.A.W.X. 2

Думаем, здесь комментарии излишни, так как NVIDIA в данном тесте пока конкурировать попросту не с кем.

В данном подразделе остаётся только приложить , и можно переходить к сводным диаграммам.

Сводные диаграммы сравнения производительности

По двум первым парам сводных диаграмм мы предлагаем вам оценить преимущество AMD Radeon HD 6970 2 Гбайт над HD 6950 2 Гбайт в номинальном режиме работы и при разгоне последней до частот 870/5880 МГц. За нулевую ось приняты результаты Radeon HD 6950, а результаты Radeon HD 6970 показаны в процентах от них:

В среднем, Radeon HD 6970 оказывается быстрее Radeon HD 6950 на 10-11 % в режимах без сглаживания, и на 11-13 % - в режимах со сглаживанием. Примечательно, что и максимальное (20 %), и минимальное (2 %) преимущество старшей видеокарты получено в одной игре - StarCraft 2: Wings of Liberty. Причина проста - неадекватное поведение видеокарт AMD Radeon в режимах со сглаживанием. Разгон Radeon HD 6950 позволяет сократить до минимума отставание от Radeon HD 6970, а в некоторых играх и режимах качества даже опередить её.

На следующих сводных диаграммах приведено сравнение номинальных Radeon HD 6970 и HD 6950 с GeForce GTX 570, результаты которой приняты за нулевую ось, а преимущество или отставание свежеиспечённых конкурентов показано в процентах от этой оси:

Борьба ведётся с переменным успехом. Учитывая небольшую разницу в производительности между Radeon HD 6970 и Radeon HD 6950, GeForce GTX 570 удаётся конкурировать с ними обеими. Во многих играх между AMD и NVIDIA паритет, либо совсем уж незначительное преимущество той или иной видеокарты. В некоторых, таких как Tom Clancy"s H.A.W.X.2, Lost Planet 2, Borderlands и качественных режимах StarCraft 2: Wings of Liberty преимущество явно на стороне GeForce GTX 570. В других играх быстрее Radeon HD 69xx. Какой-то общий вывод сделать здесь невозможно, потому что после самих движков игр первостепенное значение имеют режимы качества и разрешения.

Наконец, третья пара сводных диаграмм отведена под сравнение Radeon HD 6970 и Radeon HD 6870, как старших видеокарт в своих классах. Преимущество однопроцессорного флагмана AMD показано в процентах от результатов HD 6870:

В среднем по всем играм, Radeon HD 6970 опережает Radeon HD 6870 на 26-31 % в режимах без использования сглаживания, и на 27-45 % в режимах с использованием сглаживания. Полезность наличия 2 Гбайт видеопамяти на Radeon HD 69xx наглядно демонстрирует последняя диаграмма, когда в отдельных играх разница между HD 6970 и HD 6870 более чем впечатляет.

Энергопотребление и уровень шума

измерение энергопотребления

Энергопотребление системы в целом (без учёта монитора) с установленными в ней разными видеокартами проводилось с помощью специально доработанного для этих целей блока питания при двух типах нагрузки. Типичную игровую нагрузку мы эмулировали запуском двух циклов теста Aliens vs. Predator в разрешении 2560х1600 с активированной анизотропной фильтрацией 16x и MSAA 4x сглаживания. Теоретическая максимальная нагрузка создавалась посредством запуска FurMark версии 1.8.2 в режиме теста стабильности и разрешении 2560х1600 (с AF16x), а также Linpack x64 (LinX 0.6.4, 4750 Мбайт, 5 потоков). Учитывая, что обе указанные программы генерируют максимальную нагрузку на, соответственно, видеосистему и центральный процессор, таким образом мы сможем узнать пиковое энергопотребление всей системы и определить необходимый для неё блок питания (c учётом КПД).

Полученные результаты приведены на диаграмме:

Все участники тестирования в составе тестовой системы продемонстрировали уровень энергопотребления, соответствующий порядку их рекомендованной стоимости:) Чем дороже видеокарта, тем больше электроэнергии потребляет система, в которой она установлена. Из интересных особенностей здесь можно отметить 100-ваттную разницу в пиковом потреблении систем с видеокартами Radeon HD 6970 и Radeon HD 6950 (в номинальном режиме работы). В то же время, если верить заявленному AMD предельному уровню энергопотребления, то HD 6970 должна потреблять всего на 50 Вт больше, чем HD 6950. Впрочем, в нашем случае речь идёт об энергопотреблении всей системы, а не отдельной видеокарты, входящей в её состав, поэтому проводить такие параллели некорректно. Отдельно было измерено максимальное энергопотребление центробежных вентиляторов систем охлаждения видеокарт, и у Radeon HD 6970/HD 6950 оно составило 12,3 Вт, а у GeForce GTX 570 - 9,2 Вт.

измерение уровня шума

Измерение уровня шума систем охлаждения видеокарт осуществлялось с помощью электронного шумомера CENTER-321 после часа ночи в полностью закрытой комнате площадью около 20 м² со стеклопакетами. Уровень шума каждого кулера измерялся вне корпуса системного блока, когда источником шума в комнате являлся только сам кулер и его вентилятор(ы). Шумомер, зафиксированный на штативе, всегда располагался строго в одной точке на расстоянии ровно 150 мм от ротора центробежного вентилятора кулера. Материнская плата, в которую была вставлена видеокарта с установленной на неё системой охлаждения, размещалась на самом углу стола на пенополиуретановой подложке. Нижняя граница измерений шумомера составляет 29,8 дБА, а субъективно комфортный (не путать с низким) уровень шума кулеров при измерениях с такого расстояния находится около отметки 36 дБА. Скорость вращения центробежных вентиляторов систем охлаждения видеокарт изменялась во всём диапазоне их работы с помощью контроллера путём изменения питающего напряжения с шагом 0,5 В.

По результатам измерений уровня шума видеокарт сегодняшнего тестирования был построен следующий график:

Вертикальными линиями обозначены границы работы центробежных вентиляторов видеокарт в автоматическом режиме при нагрузке видеокарт посредством FurMark. Красные пунктирные линии относятся к Radeon HD 6950, красные сплошные - к Radeon HD 6970, а зелёные пунктирные к GeForce GTX 570.

Как видим, штатная система охлаждения эталонной видеокарты GeForce GTX 570 не только демонстрирует меньший уровень шума во всем диапазоне работы центробежного вентилятора среди тестируемых сегодня видеокарт, но и функционирует на меньших оборотах, не взирая на FurMark. Максимальная скорость её центробежного вентилятора после 12 минут нагрузки составила 2430 об/мин. Новые Radeon HD 69xx, увы, похвастаться столь скромным уровнем шума не могут. Так, центробежный вентилятор Radeon HD 6950 во время тестирования раскрутился до 2820 об/мин, а центробежный вентилятор Radeon HD 6970 и вовсе до 4760 об/мин. Хотя, в последнем случае, как уже было сказано выше, мы всё же склонны винить проблемный экземпляр видеокарты, чем делать окончательные выводы о неприемлемо высоком уровне шума Radeon HD 6970. Добавим, что при игровой нагрузке все видеокарты издавали более комфортные для слуха звуки.

Перейдём к подведению итогов первого знакомства с новыми видеокартами на основе графических процессоров AMD «Cayman».

Заключение

Несмотря на тот факт, что по чистой производительности AMD Radeon HD 6950 и Radeon HD 6970 не смогли безоговорочно опередить NVIDIA GeForce GTX 570 и, за исключением отдельных игр и тестов, конечно, не смогут превзойти GeForce GTX 580, новые видеокарты должны привлечь внимание компьютерных пользователей, решивших обновить свою видеокарту, либо заново приобретающих её. Причиной тому, в первую очередь, является более низкая рекомендованная стоимость, которая у Radeon HD 6950 на 50 долларов США ниже, чем у GeForce GTX 570, а у Radeon HD 6970 - сразу на 130 долларов США ниже, чем у GeForce GTX 580. При этом нужно понимать, что рыночные реалии порой весьма далеки от прогнозируемых или рекомендованных маркетологами цен, да и обе топ-видеокарты NVIDIA имеют фору, так как уже присутствуют на рынке, в то время как появление новых Radeon HD 69xx в рознице мы с вами ещё только ожидаем. Поэтому, как оно сложится на самом деле - покажет время.

Если говорить непосредственно о видеокартах, то Radeon HD 6950 со своим 10-13 % отставанием от Radeon HD 6970 и практически полным его сокращением при разгоне, а также с учётом 70-долларовой разницы в цене и таким же объёмом видеопамяти 2 Гбайт выглядит более привлекательной, чем старшая видеокарта. Кроме того, Radeon HD 6950 функционирует при более низких температурах и, как следствие, при более низком уровне шума. Хотя, конечно, назвать эту видеокарту холодной и тихой было бы не совсем верно. Ценители тихих системных блоков наверняка уже присматривают замену штатной системе охлаждения Radeon HD 69xx, а оверклокеры прицениваются к возможности установки водоблоков. Позитивным моментом мы считаем и появление на видеокартах резервного BIOS. Теперь, в случае повреждения рабочего BIOS ещё одна видеокарта для его восстановления не потребуется. Новый интересный тип сглаживания «Enhanced Quality AA» и режимы энергосбережения также не останутся без нашего внимания в следующих материалах.

Что же дальше? Дальше, на наш взгляд, мы станем свидетелями ответного шага со стороны NVIDIA, которым, как хотелось бы верить, будет не только снижение цен на GeForce GTX 570 и GTX 580, но и выпуск привлекательной с точки зрения соотношения цены и производительности GeForce GTX 560. А от этого, безусловно, все мы будем только в выигрыше, поэтому появление в наших сетях «Кайманов» переоценить довольно сложно.

Благодарим:
российское представительство компании AMD и персонально Кирилла Кочеткова,
компанию Inno3D и персонально Наталию Лагуненко
за предоставленные на тестирование видеокарты .

Другие материалы по данной теме

Nvidia GeForce GTX 580: рождённый быть первым
Fallout: New Vegas и современные видеокарты
Простая арифметика: видеокарты AMD Radeon HD 68xx в CrossFireX-режимах

AMD Radeon HD 6950/6970:

описание видеокарт и результаты синтетических тестов

Есть смысл еще раз напомнить, что карты требуют дополнительного питания, причем 6950 — двумя 6-контактными разъемами. А 6970 — 8-контактным и 6-контактным. Надеемся, что партнеры AMD будут вкладывать в комплект соответствующие переходники-разветвители питания.

О системе охлаждения.

AMD Radeon HD 6950/6970 2048 МБ 256-битной GDDR5, PCI-E

Стоит заметить, что CO очень схожа по принципу с той, что мы видели на GTX 580/570, и она также базируется на испарительной камере, которая заключена в медном узком отсеке, соприкасающемся с GPU. Над этой камерой выстроена конструкция из ребер охлаждения, через которые проходит воздух, гонимый цилиндрическим вентилятором на конце всего устройства. Правда, в отличие от GTX 580, в данном случае вся конструкция выполнена из меди, включая ребра радиатора, поэтому СО получилась весьма тяжелой. Мы уже писали, что такое решение — более эффективно, нежели традиционно использовавшееся ранее на тепловых трубках. Внутри испарительной камеры особая жидкость, которая моментально передает тепло от нижней пластины к верхней. Особо стоит также отметить, что СО настроена на незначительные реагирования при нагреве, чтобы обеспечить почти бесшумную работу. Поэтому нагрев ядра может даже превышать то, что мы видели в случае с 5870.

Мы провели исследование температурного режима с помощью утилиты MSI Afterburner (автор А. Николайчук AKA Unwinder) и получили следующие результаты:

AMD Radeon HD 6970 2048 МБ 256-битной GDDR5, PCI-E

AMD Radeon HD 6950 2048 МБ 256-битной GDDR5, PCI-E

Результаты исследования показали, что, несмотря на все вышесказанное, СО реально эффективна, и даже при частоте вращения 40% от максимума нагрев равен 92 градуса у 6970, а у 6950 — 84. Это после 6-часового постоянного тестирования под нагрузкой в 3D. Да, кому-то 92 градуса покажутся чрезмерно высокими, однако для акселераторов уровня Hi-End это приемлемо.

Максимальное энергопотребление карт под нагрузкой — 250—260 Вт для 6970 и чуть выше 205 Вт для 6950. Мы специально не приводим всяких графиков потребления, чтобы не усложнять прочтение материала. Читателей ведь всегда интересует — сколько оно потребляет в максимуме, чтобы подобрать нужный БП, а детали уже мало кому интересны.

Комплектация. Учитывая, что референс-образцы никогда не имеют комплектации, мы этот вопрос опустим.

Установка и драйверы

Конфигурация тестового стенда:

• Компьютер на базе CPU Intel Core i7-975 (Socket 1366)
  • процессор Intel Core i7-975 (3340 МГц);
  • системная плата Asus P6T Deluxe на чипсете Intel X58;
  • оперативная память 6 ГБ DDR3 SDRAM Corsair 1600 МГц;
  • жесткий диск WD Caviar SE WD1600JD 160 ГБ SATA;
  • блок питания Tagan TG900-BZ 900 Вт.
• операционная система Windows 7 64-битная; DirectX 11;
• монитор Dell 3007WFP (30″);
• драйверы ATI версии Catalyst 10.11; Nvidia версии 263.09 / 260.99.

VSync отключен.

Синтетические тесты

Используемые нами пакеты синтетических тестов можно скачать здесь:

• D3D RightMark Beta 4 (1050) с описанием на сайте 3d.rightmark.org .
• D3D RightMark Pixel Shading 2 и D3D RightMark Pixel Shading 3 — тесты пиксельных шейдеров версий 2.0 и 3.0, ссылка .
• RightMark3D 2.0 с кратким описанием: под Vista без SP1 , под Vista c SP1 .

За неимением собственных синтетических тестов DirectX 11 мы ещё раз воспользовались примерами из пакетов SDK Microsoft и AMD и демонстрационной программой Nvidia. Во-первых, это HDRToneMappingCS11.exe и NBodyGravityCS11.exe из комплекта DirectX SDK (February 2010) .

Также мы взяли приложения обоих производителей: Nvidia и AMD. Из ATI Radeon SDK были взяты примеры DetailTessellation11 и PNTriangles11 (они также есть и в DirectX SDK). Дополнительно использовалась демонстрационная программа компании Nvidia — Realistic Water Terrain , также известная как Island11 (автор — Тимофей Чеблоков, очень известный специалист в 3D-графике).

Синтетические тесты проводились на следующих видеокартах:

• Radeon HD 6970 HD 6970 )
• Radeon HD 6950 со стандартными параметрами (далее HD 6950 )
• Radeon HD 6870 со стандартными параметрами (далее HD 6870 )
• Radeon HD 5870 со стандартными параметрами (далее HD 5870 )
• Geforce GTX 580 со стандартными параметрами (далее GTX 580 )
• Geforce GTX 570 со стандартными параметрами (далее GTX 570 )

Для сравнения результатов новых моделей видеокарт серии Radeon HD 6900 были выбраны эти модели, потому что Radeon HD 5870 — предыдущее одночиповое решение компании для топового ценового диапазона, сильнейшее до выхода новых моделей; Radeon HD 6870 — текущее решение компании AMD, стоящее на ступеньку ниже топовых и основанное на недавно вышедшем видеочипе Barts.

А именно эти решения Nvidia были взяты потому, что Geforce GTX 580 — быстрейшая одночиповая модель компании, основанная на свежем GPU. Хотя она не является конкурентом представленных видеокарт по цене, её результаты интересны как некая максимальная для решений Nvidia планка. Ну а GTX 570 взята как прямой конкурент для старшей модели новой серии — HD 6970.

Direct3D 9: тесты Pixel Filling

В этом тесте определяется пиковая производительность выборки текстур (texel rate) в режиме FFP для разного числа текстур, накладываемых на один пиксель:

В данном тесте фильтрации 32-битных (8 бит на цвет) текстур большинство видеокарт показывают цифры, далёкие от теоретически возможных. Вот и результаты нашей текстурной синтетики в случае видеоплат серии HD 6900 не дотягивают до пиковых значений. Далее мы рассмотрим скорость текстурирования ещё раз, в тесте из пакета 3DMark Vantage, где получаются более реалистичные цифры.

А тут получается, что HD 6970 выбирает лишь 67 текселей за один такт из 32-битных текстур при билинейной фильтрации, что почти на треть ниже теоретической цифры в 96 отфильтрованных текселей. Для HD 6950 эти цифры соответствуют 62 текселям из 88 теоретических, то есть эффективность младшей модели получилась чуть выше, и это связано с небольшой разницей по пропускной способности видеопамяти, также влияющей на результаты.

Неудивительно, что все карты AMD показывают такую высокую производительность и значительно опережают своих соперников из стана компании Nvidia. У них ведь и теоретические показатели скорости текстурирования весьма высоки. А вот даже топовая GTX 580 имеет лишь 64 TMU и сильно уступает моделям на Cayman, имеющим 88—96 TMU, да ещё и работающих на более высоких частотах.

Весьма любопытной получилась разница между HD 6950 и HD 5870 в разных условиях. Если в случаях с большим количеством текстур, где больше всего сказывается именно количество TMU и их частота, они идут наравне, то при меньшем количестве текстур на пиксель вперёд выходит модель HD 5870. Причём разницу нельзя списать только на ПСП, и вероятно тут сказываются и различные оптимизации в драйверах.

Рассмотрим эти же результаты в тесте филлрейта:

Эти цифры показывают скорость заполнения, и в них мы видим всё то же самое, разве что с учетом количества записанных в буфер кадра пикселей. Максимальный результат остаётся за новыми топовыми решениями семейства Radeon HD 6900, имеющими просто огромное количество TMU и более эффективными в нашем синтетическом тесте. Удивительно, но в случаях с 0—4 накладываемыми текстурами младшая из рассматриваемых сегодня видеокарт почему-то сильно уступает предыдущему топовому решению AMD, хотя в сложных условиях практически не отстаёт от него.

Direct3D 9: тесты Pixel Shaders

Первая группа пиксельных шейдеров, которую мы рассматриваем, очень проста для современных видеочипов, она включает в себя различные версии пиксельных программ сравнительно низкой сложности: 1.1, 1.4 и 2.0, встречающихся в старых играх.

Тесты очень просты для современных GPU и сильно упираются в производительность текстурирования. Поэтому они показывают далеко не все возможности современных видеочипов, но всё же интересны для оценки баланса между текстурными выборками и математическими вычислениями. В данном случае особых отличий между HD 5870 и HD 6950 нет, результаты этих моделей сопоставимы. Хотя один тест выделился — пиксельный шейдер освещения тремя источниками по Фонгу явно зависит от математической производительности GPU, и поэтому уровня HD 5870 в нём достигла только старшая модель — HD 6970.

Производительность в других тестах ограничена по большей части скоростью текстурных модулей и филлрейтом, но с учётом эффективности блоков и кэширования данных. Новые модели серии Radeon HD 6900 несколько быстрее предшествующих: HD 6970 быстрее HD 5870, а HD 6950 быстрее HD 6870 (из другого ценового диапазона). И почти все они опережают обе топовые модели Geforce — даже GTX 580 в этих тестах показывает результат лишь на уровне HD 6870, и в этом явно виноват недостаток скорости текстурирования.

Посмотрим на результаты более сложных пиксельных программ промежуточных версий:

И в этот раз получилось примерно то же самое, снова GTX 580 конкурирует скорее с HD 6870, чем с реальными топовыми моделями AMD. Тест Cook-Torrance более интенсивен вычислительно, и разница в нём примерно соответствует разнице в количестве ALU и их частоте. Именно поэтому данный тест лучше подходит для архитектуры AMD, чипы которой имеют большее количество математических блоков.

И тут нашлись два интересных момента. Во-первых, HD 5870 обгоняет даже HD 6970, что сложно объяснить одними лишь теоретическими характеристиками. Разница по пиковой математической производительности между этими моделями почти отсутствует, но есть и архитектурные отличия. Похоже, что именно разная эффективность исполнения этого шейдера на тех самых VLIW5- и VLIW4-процессорах и привела к такой разнице не в пользу нового чипа Cayman. Поэтому и HD 6950 в этом тесте выступила лишь на уровне HD 6870, а также GTX 580.

Во втором, сильно зависящем от скорости текстурирования тесте процедурной визуализации воды «Water» используется зависимая выборка из текстур больших уровней вложенности, и видеокарты в нём располагаются по скорости текстурирования, с поправкой на разную эффективность использования TMU.

Вот в этом тесте у новых решений всё прекрасно, HD 6950 обеспечивает результат на уровне HD 5870, а HD 6970 лидирует с хорошим отрывом, почти соответствующим 25-процентной разнице в теоретической скорости текстурирования. Понятно, что видеокартам производства Nvidia здесь ловить нечего, и они показывают результат на уровне заметно более дешёвой модели конкурента.

Direct3D 9: тесты пиксельных шейдеров Pixel Shaders 2.0

Эти тесты пиксельных шейдеров DirectX 9 сложнее предыдущих, они близки к тому, что мы сейчас видим в мультиплатформенных играх, и делятся на две категории. Начнем с более простых шейдеров версии 2.0:

• Parallax Mapping — знакомый по большинству современных игр метод наложения текстур, подробно описанный в статье .
• Frozen Glass — сложная процедурная текстура замороженного стекла с управляемыми параметрами.

Существует два варианта этих шейдеров: с ориентацией на математические вычисления и с предпочтением выборки значений из текстур. Рассмотрим математически интенсивные варианты, более перспективные с точки зрения будущих приложений:

Это универсальные тесты, зависящие и от скорости блоков ALU, и от скорости текстурирования, в них важен общий баланс чипа. Производительность новых видеокарт AMD в тесте «Frozen Glass» весьма хороша, HD 6970 снова оказалась заметно быстрее, чем HD 5870, а HD 6950 почти догнала её. Увы для Nvidia, но из-за слабого текстурирования решения компании AMD снова оказались заметно быстрее.

Вот во втором тесте «Parallax Mapping» решения Nvidia чувствуют себя уже немногим лучше, и HD 6870 с HD 6950 близки к результатам карты GTX 580 из другого рыночного сегмента, стоящей дороже. Интересно, что HD 5870 снова оказалась быстрее, чем HD 6970. Это подтверждает нашу теорию о том, что скорость в тесте ограничена математической производительностью и что тест чуть хуже подходит новой архитектуре компании AMD.

Есть ещё одно вероятное объяснение — синтетические тесты зачастую очень сильно грузят GPU параллельными расчётами и энергопотребление новых моделей в синтетике вполне может выходить за рамки выставленного ограничения. Следовательно, может снижаться и тактовая частота, а вместе с ней и результаты оказываются ниже, чем ожидалось. Впрочем, это предположение нужно проверять. Рассмотрим эти же тесты в модификации с предпочтением выборок из текстур математическим вычислениям:

Для решений Nvidia ситуация стала заметно печальнее, так как со скоростью текстурирования у последних чипов AMD, в отличие от конкурентов, всё очень хорошо, поэтому они лишь наращивают своё и без того неоспоримое преимущество. Даже самый-самый GTX 580 уступает тому же HD 6870 в обоих тестах с упором на текстурирование. Ну а наши новые герои из семейства HD 6900 оказались быстрейшими, HD 6950 даже выиграл у HD 5870, пусть и сущие копейки. А HD 6970 снова стал лидером, что вполне объяснимо теоретически, если посмотреть на производительность блоков TMU.

Всё это были устаревшие задачи, в основном с упором в текстурирование, а реже в филлрейт. Далее мы рассмотрим результаты ещё двух тестов пиксельных шейдеров — но уже версии 3.0, самых сложных из наших тестов пиксельных шейдеров для Direct3D 9 API. Они наиболее показательны с точки зрения современных игр на ПК, среди которых много мультиплатформенных. Тесты отличаются тем, что сильно нагружают и ALU, и текстурные модули, обе шейдерные программы сложны и длинны, и включают большое количество ветвлений:

• Steep Parallax Mapping — значительно более «тяжелая» разновидность техники parallax mapping, также описанная в статье Современная терминология 3D-графики .
• Fur — процедурный шейдер, визуализирующий мех.

В наших самых сложных DX9-тестах видеокарты производства Nvidia всегда выступают сильнее решений AMD, в противоположность всем предыдущим испытаниям. Такое положение связано с тем, что эти тесты не ограничены производительностью текстурных выборок, а зависят скорее от эффективности исполнения кода пиксельных шейдеров.

В тестах сложных пиксельных шейдеров версии 3.0 новые топовые видеокарты AMD всё же не смогли догнать конкурентов, хотя и заметно приблизились к ним. Скорость в обоих тестах PS 3.0 слабо зависит от ПСП и текстурирования, зато код отличается сложностью, с чем очень неплохо справляется новая архитектура Nvidia и… новая архитектура AMD. Пожалуй, это первый тест, где мы видим заметную положительную разницу между предыдущей и новейшей архитектурами компании AMD.

И последняя справляется с задачей явно лучше. Хотя даже HD 6970 с трудом конкурирует с GTX 570, но ведь о таком раньше мы вообще не помышляли. Решения Nvidia всегда были неоспоримыми лидерами в этой паре тестовых задач, и традиционно показывали результат намного сильнее. А видеокарты на новом графическом чипе Cayman смогли к ним приблизиться вплотную.

Direct3D 10: тесты пиксельных шейдеров PS 4.0 (текстурирование, циклы)

Во вторую версию RightMark3D вошли два знакомых теста PS 3.0 под Direct3D 9, которые были переписаны под DirectX 10, а также ещё два новых теста. В первую пару добавились возможности включения самозатенения и шейдерного суперсэмплинга, что дополнительно увеличивает нагрузку на видеочипы.

Данные тесты измеряют производительность выполнения пиксельных шейдеров с циклами при большом количестве текстурных выборок (в самом тяжелом режиме до нескольких сотен выборок на пиксель) и сравнительно небольшой загрузке ALU. Иными словами, в них измеряется скорость текстурных выборок и эффективность ветвлений в пиксельном шейдере.

Первым тестом пиксельных шейдеров будет Fur. При самых низких настройках в нём используется от 15 до 30 текстурных выборок из карты высот и две выборки из основной текстуры. Режим Effect detail — «High» увеличивает количество выборок до 40—80, включение «шейдерного» суперсэмплинга — до 60—120 выборок, а режим «High» совместно с SSAA отличается максимальной «тяжестью» — от 160 до 320 выборок из карты высот.

Проверим сначала режимы без включенного суперсэмплинга, они относительно просты, и соотношение результатов в режимах «Low» и «High» должно быть примерно одинаковым.

Производительность в этом тесте зависит от количества и эффективности блоков TMU, но в разных условиях по-разному. Результаты при детализации уровня «High» получаются примерно в полтора раза ниже, чем при «Low», как и должно быть по теории. В D3D10-тестах процедурной визуализации меха с большим количеством текстурных выборок решения Nvidia раньше были заметно сильнее, но последние решения AMD к ним подтянулись, что мы видели уже и ранее.

В варианте без суперсэмплинга большее влияние на производительность оказывает эффективный филлрейт (производительность ROP) и пропускная способность памяти. Поэтому решения Nvidia оказались впереди, и только представленный сегодня топовый Radeon HD 6970 почти догоняет младшую GTX 570. Модель ниже уровнем под именем HD 6950 показывает результат на уровне HD 5870, но примерно того же результата добилась и HD 6870. Это и неудивительно, потому что филлрейт у неё даже больше, чем у старших решений серии HD 6900.

Посмотрим на результат этого же теста, но с включенным «шейдерным» суперсэмплингом, увеличивающим работу в четыре раза: возможно, в такой ситуации что-то изменится, и ПСП с филлрейтом будут влиять меньше:

Как всегда, включение суперсэмплинга увеличивает теоретическую нагрузку в четыре раза, и результаты решений Nvidia заметно падают по сравнению с показателями видеокарт AMD. Теперь тройка моделей с близкими результатами (HD 6870, HD 5870 и HD 6950) опережает GTX 570, а старшее решение HD 6970 с успехом конкурирует с GTX 580. Разница между топовыми картами линеек HD 6000 и HD 5000 осталась примерно той же, новая модель выигрывает несколько процентов у предыдущей.

Второй шейдерный DX10-тест измеряет производительность исполнения сложных пиксельных шейдеров с циклами при большом количестве текстурных выборок и называется Steep Parallax Mapping. При низких настройках он использует от 10 до 50 текстурных выборок из карты высот и три выборки из основных текстур. При включении тяжелого режима с самозатенением число выборок возрастает в два раза, а суперсэмплинг увеличивает это число в четыре раза. Наиболее сложный тестовый режим с суперсэмплингом и самозатенением выбирает от 80 до 400 текстурных значений, то есть в восемь раз больше по сравнению с простым режимом. Проверяем сначала простые варианты без суперсэмплинга:

Второй пиксель-шейдерный тест Direct3D 10 несколько интереснее с практической точки зрения, так как разновидности parallax mapping широко применяются в играх, а тяжелые варианты, вроде нашего steep parallax mapping используются во многих проектах, например в играх Crysis и Lost Planet. Кроме того, в нашем тесте, помимо суперсэмплинга, можно включить самозатенение, увеличивающее нагрузку на видеочип примерно в два раза, такой режим называется «High».

Диаграмма во многом похожа на предыдущую (без SSAA), только позиции Nvidia несколько ослабли. В обновленном D3D10-варианте теста без суперсэмплинга HD 6970 становится на один уровень с GTX 570, что нормально для прямых конкурентов, а лидером остаётся топовая GTX 580. Остальные три видеокарты производства AMD показывают схожие результаты и отстают. Посмотрим, что изменит включение суперсэмплинга, он может вызвать сильное падение скорости на платах Nvidia.

При включении суперсэмплинга и самозатенения задача получается ещё более тяжёлой, совместное включение сразу двух опций увеличивает нагрузку на карты почти в восемь раз, вызывая большое падение производительности. Разница между скоростными показателями протестированных видеокарт изменилась, включение суперсэмплинга сказывается, как и в предыдущем случае — карты производства AMD немного улучшили свои показатели относительно решений Nvidia.

Теперь HD 6970 показывает результаты на уровне GTX 580, а примерно равные по скорости HD 6950 и HD 5870 становятся на одну ступеньку с GTX 570. И лишь более дешёвая HD 6870 немного отстаёт от этой видеокарты Nvidia. Сравнительные цифры в парах HD 6970 и HD 5870 снова повторились, разница в пользу более свежих моделей примерно такая же. По этим тестам можно сделать вывод — обе выпущенные сегодня карты семейства HD 6900 справились с «шейдерными» задачами очень хорошо, на уровне традиционно сильных в этих задачах конкурентов Nvidia.

Direct3D 10: тесты пиксельных шейдеров PS 4.0 (вычисления)

Следующая пара тестов пиксельных шейдеров содержит минимальное количество текстурных выборок для снижения влияния производительности блоков TMU. В них используется большое количество арифметических операций, и измеряют они именно математическую производительность видеочипов, скорость выполнения арифметических инструкций в пиксельном шейдере.

Первый математический тест — Mineral. Это тест сложного процедурного текстурирования, в котором используются лишь две выборки из текстурных данных и 65 инструкций типа sin и cos.

Результаты предельных математических тестов привычно соответствуют разнице в частотах и количестве исполнительных блоков, но с влиянием их эффективности. Современная архитектура AMD в таких случаях имеет большое преимущество перед конкурирующими видеокартами Nvidia, и это объясняет результаты тестов, в которых решения AMD явно оказываются значительно более производительными, хотя и не настолько, насколько велико их теоретическое преимущество.

Теоретически, GTX 580 должен быть чуть ли не вдвое медленнее HD 5870 и HD 6970. На практике же разница не доходит и до полутора раз. Конечно, это мало что меняет, ведь даже HD 6870 значительно быстрее обеих карт Nvidia в таких тестах, не говоря уже про топовые модели. В остальном, решения расположились примерно соответственно теории, за некоторыми исключениями.

К примеру, результаты сравнения нового и старого топовых семейств видеокарт AMD получились любопытными. Во-первых, HD 6870 показала идентичный HD 6950 результат в этом тесте при разнице в теоретических цифрах в пользу модели на базе Cayman. Во-вторых, то же самое можно сказать и про связку HD 6970 и HD 5870 — при схожих теоретических цифрах, в реальности с небольшим перевесом побеждает более старая, с потоковыми процессорами на основе архитектуры VLIW5.

И здесь снова есть несколько возможных объяснений — или AMD ещё не полностью оптимизировала драйверы для новых GPU, или архитектура Cayman менее эффективна в этом тесте (при этом вполне возможно, что она будет более эффективной в менее прямолинейных тестах), или повлияла технология PowerTune, или в этом тесте начало сказываться и ограничение пропускной способностью видеопамяти.

Рассмотрим второй тест шейдерных вычислений, который носит название Fire. Он тяжелее для ALU, и текстурная выборка в нём только одна, а количество инструкций типа sin и cos увеличено вдвое, до 130. Посмотрим, что изменилось при увеличении нагрузки:

В этот раз все GPU остались примерно на тех же позициях, кроме относительной производительности Cayman и Cypress/Barts. Теперь в этих парах уже всё в строгом соответствии с теоретическими цифрами пиковой производительности, а HD 6970 даже немного обгоняет HD 5870, то есть в этом случае новая архитектура сработала эффективнее. И в паре HD 6950 и HD 6870 теперь такая разница в пользу топового решения, какая и должна быть.

В остальном — ничего нового. Так как скорость рендеринга тут ограничена исключительно производительностью шейдерных блоков, то HD 6970 и HD 5870 являются лидерами, за ними следуют остальные видеокарты AMD, а обе Geforce уступают в том числе и младшей модели из другого ценового диапазона. Хотя преимущество решений AMD всё равно остаётся несколько ниже, чем при сравнении теоретических цифр — это говорит о том, что КПД суперскалярных процессоров VLIW5 и VLIW4 ниже 100%.

Direct3D 10: тесты геометрических шейдеров

В пакете RightMark3D 2.0 есть два теста скорости геометрических шейдеров, первый вариант носит название «Galaxy», техника аналогична «point sprites» из предыдущих версий Direct3D. В нем анимируется система частиц на GPU, геометрический шейдер из каждой точки создает четыре вершины, образующие частицу. Аналогичные алгоритмы должны получить широкое использование в будущих играх под DirectX 10.

Изменение балансировки в тестах геометрических шейдеров не влияет на конечный результат рендеринга, итоговая картинка всегда абсолютно одинакова, изменяются лишь способы обработки сцены. Параметр «GS load» определяет, в каком из шейдеров производятся вычисления — в вершинном или геометрическом. Количество вычислений всегда одинаково.

Рассмотрим первый вариант теста «Galaxy», с вычислениями в вершинном шейдере, для трёх уровней геометрической сложности:

Соотношение скоростей при разной геометрической сложности сцен примерно одинаково для всех решений, производительность соответствует количеству точек, с каждым шагом падение FPS составляет около двух раз. Задача для современных видеокарт не особенно сложная, производительность в целом ограничена не только скоростью обработки геометрии, но и пропускной способностью памяти или филлрейтом в определённой мере (в рамках одного производителя).

Увы, хотя мы видели ранее рост геометрической производительности решений на Barts в этом тесте, в этот раз видеокарты нового семейства оказались примерно на том же уровне, что и Radeon HD 5870 предыдущего поколения. Возможно, виновато ограничение производительности ПСП видеопамяти, но ведь HD 6870 весьма силён в этом тесте и обогнал даже HD 6950. Так что скорее всего виноват эффективный филлрейт, то есть производительность ROP.

В любом случае, всем решениям AMD очень далеко до топовых видеокарт Nvidia, и хотя выполнение геометрических шейдеров может и стало более эффективным, но этого явно недостаточно. Основанные на GF110 видеокарты Nvidia справляются с работой почти вдвое быстрее всех видеокарт конкурента. Посмотрим, как изменится ситуация при переносе части вычислений в геометрический шейдер:

При изменении нагрузки в этом тесте цифры почти не изменились ни для решений Nvidia, ни для AMD. Новые видеокарты семейства HD 6900 в данном тесте слабо реагируют на изменения параметра GS load, отвечающего за перенос части вычислений в геометрический шейдер, как и остальные решения, но всё же показывают результаты чуть выше, чем на предыдущей диаграмме. Посмотрим, что изменится в следующем тесте, который предполагает большую нагрузку именно на геометрические шейдеры.

«Hyperlight» — это второй тест геометрических шейдеров, демонстрирующий использование сразу нескольких техник: instancing, stream output, buffer load. В нем используется динамическое создание геометрии при помощи отрисовки в два буфера, а также новая возможность Direct3D 10 — stream output. Первый шейдер генерирует направление лучей, скорость и направление их роста, эти данные помещаются в буфер, который используется вторым шейдером для отрисовки. По каждой точке луча строятся 14 вершин по кругу, всего до миллиона выходных точек.

Новый тип шейдерных программ используется для генерации «лучей», а с параметром «GS load», выставленным в «Heavy» — ещё и для их отрисовки. То есть в режиме «Balanced» геометрические шейдеры используются только для создания и «роста» лучей, вывод осуществляется при помощи «instancing», а в режиме «Heavy» выводом также занимается геометрический шейдер. Сначала рассматриваем лёгкий режим:

Относительные результаты в разных режимах снова примерно соответствуют изменению нагрузки: во всех случаях производительность неплохо масштабируется и близка к теоретическим параметрам, по которым каждый следующий уровень «Polygon count» должен быть менее чем в два раза медленней.

В этом тесте скорость рендеринга должна быть ограничена геометрической производительностью, но обрабатываемых примитивов явно недостаточно, чтобы новая архитектура компании AMD показала значительно более высокий результат, хотя и есть небольшая разница, которая объясняется архитектурными изменениями в GPU.

Видеокарты Nvidia всё так же остаются лидерами теста, но тот же Radeon HD 6970 уже почти догнал младшую модель GTX 570. А HD 6950 обгоняет HD 5870, пусть и не слишком сильно. И эти неплохие результаты явственно говорят о наличии оптимизаций по обработке геометрических данных в новых чипах.

Цифры должны измениться на следующей диаграмме, в тесте с более активным использованием геометрических шейдеров. Также будет интересно сравнить друг с другом результаты, полученные в режимах «Balanced» и «Heavy».

А вот в этом тесте разница между чипами AMD с традиционным графическим конвейером (в т. ч. и Cayman с его двумя растеризаторами) и чипами с архитектурой Fermi заметна сразу. Хотя мы знаем по предыдущим исследованиям, что младшие чипы Nvidia по скорости исполнения геометрических шейдеров отстают, показывая не такие впечатляющие результаты, так как их возможности по геометрической обработке урезаны. Зато результаты GTX 570 и GTX 580, имеющих в основе чип GF110, очень хороши и почти вдвое выше, чем у лучшего из решений компании AMD.

И это решение — новенький Radeon HD 6970. Возможности нового топового чипа по обработке геометрии и скорости исполнения геометрических шейдеров явно выросли по сравнению с другими видеокартами компании. И новые решения на Cayman показывают в этих тестах результаты выше, чем решения на базе Cypress и Barts, хотя и далеко не втрое, и даже не вдвое. Вероятно, инженерам AMD ещё предстоит решать задачу распараллеливания работы блоков установки треугольников (geometry setup), в которую могут упираться эти тесты.

Direct3D 10: скорость выборки текстур из вершинных шейдеров

В тестах «Vertex Texture Fetch» измеряется скорость большого количества текстурных выборок из вершинного шейдера. Тесты схожи по сути, так что соотношение между результатами карт в тестах «Earth» и «Waves» должно быть примерно одинаковым. В обоих тестах используется displacement mapping на основании данных текстурных выборок, единственное существенное отличие состоит в том, что в тесте «Waves» используются условные переходы, а в «Earth» — нет.

Рассмотрим первый тест «Earth», сначала в режиме «Effect detail Low»:

Предыдущие исследования показали, что на результаты этого теста влияет и скорость текстурирования и пропускная способность памяти. Это хорошо видно по сравнительным результатам Radeon HD 5870 и HD 6950, да и прочих решений AMD. Похоже, что именно ПСП и ограничивает их производительность в тесте, поэтому и разница между всеми решениями не так уж велика.

Тем не менее, очень хорошие результаты показывает HD 6970 на новом GPU — он почти достаёт GTX 570, с которым и придётся конкурировать этой модели в реальном мире. Ну и лидером остаётся самая дорогая и производительная GTX 580. Обе карты семейства HD 6900 показали себя неплохо, младшая новая модель идёт почти наравне с предыдущей топовой. Посмотрим на производительность в этом же тесте с увеличенным количеством текстурных выборок:

Взаимное расположение карт на диаграмме заметно изменилось, особенно в тяжёлом режиме. Хотя видеокарты Nvidia почему-то потеряли в производительности именно в наиболее лёгких условиях. Как раз при малом количестве полигонов скорость упирается в ПСП и в этом случае новые платы AMD почти догнали топовые решения конкурента.

А вот в тяжёлых режимах разница в пользу Nvidia выросла до полуторакратной, там GTX 580 и GTX 570 остаются недосягаемыми для соперников. Старшая видеокарта семейства HD 6900 обгоняет остальные решения AMD, хотя это снова слабо заметно при сравнении с HD 5870. Можно было бы сказать о влиянии ПСП, но ведь конкурента-то это не останавливает…

Рассмотрим результаты второго теста текстурных выборок из вершинных шейдеров. Тест «Waves» отличается меньшим количеством выборок, зато в нём используются условные переходы. Количество билинейных текстурных выборок в данном случае до 14 («Effect detail Low») или до 24 («Effect detail High») на каждую вершину. Сложность геометрии изменяется аналогично предыдущему тесту.

Любопытно, что результаты во втором тесте вершинного текстурирования «Waves» совсем не похожи на то, что мы видели на предыдущих диаграммах. В этом тесте все видеокарты AMD и Nvidia показывают очень близкие результаты, что также можно списать на ограничение пропускной способностью видеопамяти. Этот показатель у всех представленных видеокарт находится в районе 130—190 ГБ/с, и разброс невелик. Лучшей среди видеокарт AMD снова стала свежая модель Radeon HD 6970. Рассмотрим второй вариант этого же теста:

И снова произошли изменения, аналогичные тем, что мы видели ранее — видеокарты Nvidia «просели» только в лёгком режиме, а AMD во всех трёх. И поэтому в режиме с малым количеством полигонов разница между решениями небольшая, а вот в среднем и тяжёлом GTX 580 и GTX 570 заметно опережают все модели Radeon, в том числе и из анонсированного сегодня семейства HD 6900. По сравнению с Cypress новый GPU показывает результат примерно на том же уровне, и мы делаем вывод, что в тестах вершинных выборок никаких заметных изменений при переходе от Cypress к Cayman нет.

3DMark Vantage: тесты Feature

Синтетические тесты из пакета 3DMark Vantage могут показать нам что-то, что мы ранее упустили. Тесты Feature этого тестового пакета обладают поддержкой DirectX 10 и интересны уже тем, что отличаются от наших. При анализе результатов новых видеокарт в этом пакете мы сможем сделать какие-то новые и полезные выводы, ускользнувшие от нас в тестах семейства RightMark. К сожалению, ещё более новый тестовый пакет компании — 3DMark11 — не содержит специализированных синтетических тестов и нам в данном случае совсем неинтересен.

Feature Test 1: Texture Fill

Первый тест — тест скорости текстурных выборок. Используется заполнение прямоугольника значениями, считываемыми из маленькой текстуры с использованием многочисленных текстурных координат, которые изменяются каждый кадр.

Хотя текстурный тест компании Futuremark также не показывает теоретически возможного уровня скорости текстурных выборок, но всё же эффективность новых видеокарт семейства Radeon HD 6900 в нём несколько выше, чем в нашем. Да и решения Nvidia также более эффективно используют имеющиеся текстурные блоки. Поэтому в данном текстурном тесте получается несколько иное соотношение результатов по сравнению с нашим.

Видеокарты нового семейства компании AMD показывают результаты, полностью соответствующие теоретическим параметрам. HD 6950 немного быстрее, чем HD 5870, а модель HD 6970 является явным лидером теста. Наглядно видно, что текстурная производительность Cayman заметно выросла по сравнению с Cypress. А вот HD 6870 на основе чипа Barts показывает худший результат, аналогичный цифрам топовой видеокарты Nvidia. Ну а GTX 570 проигрывает в текстурировании вообще всем, как и в нашем тесте.

Feature Test 2: Color Fill

Это тест скорости заполнения. Используется очень простой пиксельный шейдер, не ограничивающий производительность. Интерполированное значение цвета записывается во внеэкранный буфер (render target) с использованием альфа-блендинга. Используется 16-битный внеэкранный буфер формата FP16, наиболее часто используемый в играх, применяющих HDR-рендеринг, поэтому такой тест является вполне своевременным.

Совсем иная ситуация в тесте производительности блоков ROP. Цифры этого подтеста 3DMark Vantage показывают производительность блоков ROP, почти без влияния величины пропускной способности видеопамяти. Модель HD 6970 показывает отличный результат, почти догоняя топовую GTX 580 и опережая своего конкурента GTX 570.

В свою очередь, HD 6950 также оказывается не только впереди своего конкурента GTX 570, а обогнала ещё и предшественницу — HD 5870. Отмечаем несколько бо́льшую эффективность блоков ROP и более высокую скорость заполнения у новых моделей видеокарт компании AMD по сравнению со старыми чипами.

Feature Test 3: Parallax Occlusion Mapping

Один из самых интересных feature-тестов, так как подобная техника уже используется в играх. В нём рисуется один четырехугольник (точнее, два треугольника) с применением специальной техники Parallax Occlusion Mapping, имитирующей сложную геометрию. Используются довольно ресурсоёмкие операции по трассировке лучей и карта глубины большого разрешения. Также эта поверхность затеняется при помощи тяжёлого алгоритма Strauss. Это тест очень сложного и тяжелого для видеочипа пиксельного шейдера, содержащего многочисленные текстурные выборки при трассировке лучей, динамические ветвления и сложные расчёты освещения по Strauss.

Этот тест отличается от других подобных тем, что результаты в нём зависят не исключительно от скорости математических вычислений или эффективности исполнения ветвлений или скорости текстурных выборок, а от всего понемногу. И для достижения высокой скорости важен баланс блоков GPU. Влияет на скорость и эффективность выполнения ветвлений в шейдерах.

Сравнительные результаты видеокарт AMD на диаграмме весьма похожи на то, что мы видели в тесте текстурной производительности из 3DMark Vantage. А вот платы Nvidia в данном случае получили небольшое увеличение производительности, что говорит о том, что не только текстурная производительность влияет на результаты теста.

Новые модели AMD вновь серьёзно заявили о себе, обогнав свою предшественницу в лице HD 5870. А вот HD 6870 из другого ценового сектора показала заметно более слабый результат, став аутсайдером этого теста (что вполне сглаживается её низкой ценой). Что касается сравнения Cayman с конкурирующими решениями Nvidia, то обе новые видеокарты семейства HD 6900 опередили даже топовую модель линейки Geforce GTX 500.

Feature Test 4: GPU Cloth

Тест интересен тем, что рассчитывает физические взаимодействия (имитация ткани) при помощи видеочипа. Используется вершинная симуляция, при помощи комбинированной работы вершинного и геометрического шейдеров, с несколькими проходами. Используется stream out для переноса вершин из одного прохода симуляции к другому. Таким образом, тестируется производительность исполнения вершинных и геометрических шейдеров и скорость stream out.

Скорость рендеринга в этом тесте зависит от многих параметров, но основными являются производительность обработки геометрии и эффективность выполнения геометрических шейдеров. Логично, что видеокарты производства Nvidia чувствуют себя в этом приложении как рыба в воде, и значительно опережают конкурентов, в том числе и представленные сегодня топовые модели.

Это один из немногих тестов без тесселяции, в которых видно преимущество у представленных недавно видеокарт новой серии Radeon HD 6800 и сегодняшних героев HD 6900. Скорость рендеринга всех этих моделей в данном тесте выше, чем у топовой модели предыдущей линейки. Это объясняется тем, что и в Barts, и в Cayman увеличили скорость обработки геометрии и выполнения геометрических шейдеров. И хотя даже HD 6970 продолжает серьёзно отставать от GTX 570, новая модель всё же значительно улучшила позиции компании AMD в этом тесте.

Feature Test 5: GPU Particles

Тест физической симуляции эффектов на базе систем частиц, рассчитываемых при помощи видеочипа. Также используется вершинная симуляция, каждая вершина представляет одиночную частицу. Stream out используется с той же целью, что и в предыдущем тесте. Рассчитывается несколько сотен тысяч частиц, все анимируются отдельно, также рассчитываются их столкновения с картой высот.

Аналогично одному из тестов нашего RightMark3D 2.0, частицы отрисовываются при помощи геометрического шейдера, который из каждой точки создает четыре вершины, образующих частицу. Но тест больше всего загружает шейдерные блоки вершинными расчётами, также тестируется stream out.

Результаты очередного теста из пакета 3DMark Vantage похожи на те, что мы видели на предыдущей диаграмме, но в нём скорость обработки геометрии ещё важнее. Именно поэтому прошлое поколение в виде карты Radeon HD 5870 отстало как от обеих моделей Geforce, являющихся неоспоримыми лидерами сравнения, так и от всех новых моделей видеокарт AMD, семейств HD 6900 и HD 6800. А все платы, основанные на Cayman и Barts, показали более высокие результаты, чем единственное решение на Cypress, уступив только сильным конкурентам.

Похоже, что в синтетических тестах имитации тканей и частиц из тестового пакета 3DMark Vantage, в которых активно используются геометрические шейдеры, снова нет значительного влияния распараллеленной обработки геометрии на Cayman, так как Barts показал близкий результат. Поэтому и оба решения линейки HD 6900 продолжают отставать от конкурирующих видеокарт соперника, имеющих отличную скорость обработки геометрии — до двух раз выше. От топового решения компании AMD, основанного на новой архитектуре с двумя блоками обработки геометрии, мы всё же ожидали несколько большего прогресса.

Feature Test 6: Perlin Noise

Последний feature-тест пакета Vantage является математически-интенсивным тестом видеочипа, он рассчитывает несколько октав алгоритма Perlin noise в пиксельном шейдере. Каждый цветовой канал использует собственную функцию шума для большей нагрузки на видеочип. Perlin noise — это стандартный алгоритм, часто применяемый в процедурном текстурировании, он использует очень много математических расчётов.

В чисто математическом тесте из пакета компании Futuremark, показывающем пиковую производительность видеочипов в предельных задачах, мы увидели ещё более интересную картину, чем в аналогичных тестах из нашего тестового пакета. Показанная на диаграмме производительность решений лишь примерно соответствует тому, что должно получаться по теории и несколько расходится с тем, что мы видели ранее в математических тестах из пакета RightMark 2.0.

Даже по теоретическим характеристикам новых моделей HD 6970 и HD 6950 было понятно, что они не усилили пиковую производительность математических вычислений по сравнению с HD 5870. Но всё же и явного отставания мы не ждали. Да, своих конкурентов из Nvidia обе платы обогнали с огромным запасом, но мы к этому привыкли, ведь видеокарты Geforce показывают не очень высокие результаты в таких случаях; простая и интенсивная математика выполняется на Radeon значительно быстрее.

Неожиданно то, что новая старшая модель проиграла 7% предыдущей топовой, хотя теоретически должна уступать не более 1%. Тут снова можно начинать гадать о том, что послужило причиной этого проигрыша своему же предшественнику. То ли в этом виноват недостаток оптимизации драйверов для новых решений, то ли меньшая эффективность архитектуры VLIW4 в таких тестах, то ли слишком умная система управления питанием на новых моделях, «зарезавшая» тактовую частоту и производительность решений при достижении установленного порога энергопотребления.

Direct3D 11: Вычислительные шейдеры

Чтобы протестировать новые решения компании AMD в задачах, использующих такие новые возможности DirectX 11, как тесселяция и вычислительные шейдеры, мы воспользовались примерами из пакетов для разработчиков (SDK) и демонстрационными программами компаний Microsoft, Nvidia и AMD.

Сначала рассмотрим тесты, использующие вычислительные (Compute) шейдеры. Их появление — одно из наиболее важных нововведений в последних версиях DX API, они уже используются в современных играх для выполнения различных задач: постобработки, симуляций и т. п. В первом тесте показан пример HDR-рендеринга с tone mapping из DirectX SDK, с постобработкой, использующей пиксельные и вычислительные шейдеры.

Возможно, пример для вычислительных шейдеров не самый удачный, но их пока вообще мало. Все видеокарты показывают близкие результаты в этом тесте, но побеждает всё-таки топовая модель Geforce GTX 580. Анонсированные сегодня платы на новом чипе Cayman уступают ей совсем немного, и только при использовании пиксельного шейдера. Прямой конкурент новых решений компании AMD — видеокарта GTX 570 — отстаёт от них в обоих режимах: и с использованием пиксельного, и с использованием вычислительного шейдеров.

Второй тест вычислительных шейдеров также взят из Microsoft DirectX SDK, в нём показана расчётная задача гравитации N тел (N-body) — симуляция динамической системы частиц, на которую воздействуют физические силы, такие как гравитация.

А вот более интересные результаты, для решений AMD чем-то похожие на цифры из математического теста 3DMark Vantage. Несмотря на большое теоретическое превосходство в пиковых цифрах, быстрейшая видеокарта Radeon HD 5870 лишь немного опережает лучшее решение Nvidia. А обе новые модели семейства HD 6900 показывают результаты, близкие к показателям своего прямого конкурента — Geforce GTX 570.

Но нас сегодня больше интересует разница между результатами решений на Cayman и Cypress, и тут мы снова видим, как побеждает старая видеокарта, да с каким преимуществом! 17% между HD 5870 и HD 6970 в пользу первой — в очередной раз математические тесты обнажают разницу между красивой теорией и жестокой практикой. Ну где же те применения, в которых новый GPU сможет показать свою силу? Возможно, в тестах тесселяции всё встанет наконец на свои места.

Direct3D 11: Производительность тесселяции

Вычислительные шейдеры очень важны, но главным нововведением в Direct3D 11 всё же считается аппаратная тесселяция. Мы очень подробно рассматривали её в своей теоретической статье про Nvidia GF100. Тесселяцию уже довольно давно начали использовать в DX11-играх, таких как STALKER: Зов Припяти, DiRT 2, Aliens vs Predator, Metro 2033, Civilization V и других. В некоторых из них тесселяция используется для моделей персонажей (все игры жанра FPS из перечисленных), в других — для имитации реалистичной водной поверхности (DiRT 2) или ландшафта (Civilization V).

Существует несколько различных схем разбиения графических примитивов (тесселяции). Например, phong tessellation, PN triangles, Catmull-Clark subdivision. Схема разбиения PN Triangles используется в STALKER: Зов Припяти, а в Metro 2033 — Phong tessellation. Эти методы сравнительно быстро и просто внедряются в процесс разработки игр и существующие движки, поэтому и стали популярными.

Первым тестом тесселяции будет пример Detail Tessellation из ATI Radeon SDK. Он показывает не только тесселяцию, но и две разные техники попиксельной обработки: простое наложение карт нормалей и parallax occlusion mapping. Что ж, сравним DX11-решения AMD и Nvidia в различных условиях:

Рассмотрим сначала попиксельные техники. Parallax occlusion mapping (средние столбики на диаграмме) на видеокартах обоих производителей выполняется гораздо менее эффективно, чем тесселяция (нижние столбики), а умеренная тесселяция не даёт большого падения производительности — сравните верхние и нижние столбцы. То есть качественная имитация геометрии при помощи пиксельных расчётов обеспечивает даже меньшую производительность, чем оттесселированная геометрия с displacement mapping.

Что касается производительности видеокарт относительно друг друга, то тут самый важный вывод в том, что видеокарты AMD немного быстрее плат Nvidia в самом лёгком режиме, но медленнее в сложных попиксельных расчётах (вспоминаем тесты parallax mapping ранее). А до выхода плат на Cayman карты Geforce были чуть-чуть быстрее решений AMD и при включенной тесселяции.

Но теперь разница по скорости обработки геометрии между HD 6900 и HD 5870 хорошо видна — новые платы на базе Cayman в подтесте с тесселяцией оказались заметно быстрее Cypress. В этом тесте с небольшим коэффициентом разбиения треугольников HD 6970 даже обогнала своего конкурента GTX 570 с хорошим запасом.

Вторым тестом производительности тесселяции будет ещё один пример для 3D-разработчиков из ATI Radeon SDK — PN Triangles. Собственно, оба примера входят также и в состав DX SDK, так что мы уверены, что на их основе создают свой код игровые разработчики. Этот пример мы протестировали с различным коэффициентом разбиения (tessellation factor), чтобы понять, как сильно влияет его изменение на общую производительность.

Лишь в этом примере мы впервые видим по-настоящему полное сравнение геометрической мощи решений AMD и Nvidia. Очень сильно выделяется как графическая архитектура Fermi, так и новый GPU производства AMD под именем Cayman. Отбросим в сторону то, что это чисто синтетический тест и такие экстремальные коэффициенты разбиения не будут использоваться в играх сегодняшнего дня, нам сейчас интересен потенциал. Синтетика ведь и нужна для того, чтобы оценить перспективность и отличия разных решений.

Сразу видно, что с видеокартами Nvidia Geforce на чипе GF110 конкурировать невозможно, в задачах экстремальной тесселяции они в разы быстрее даже обновленной архитектуры AMD. Но это архитектура, специально разработанная изначально с учётом возможностей нового API. А что же с Cayman? По сравнению с Cypress всё очень хорошо!

Новые модели компании AMD в режимах средней нагрузки показывают впечатляющий прирост в скорости, и разница по сравнению с HD 5870 достигает более чем двукратной. Однако такой прирост мы видим не всегда, а чаще всего он укладывается в полуторакратный. Обещанной трёхкратной разницы мы, по крайней мере, точно не увидели. То есть, Cayman хотя и сократил отставание от конкурента в задачах обработки геометрии, но до распараллеленной работы 16 блоков тесселяции в GF110 всё ещё очень далеко.

С другой стороны — наибольшая разница между решениями разных компаний достигается в условиях экстремальной тесселяции, которых нет и пока что не ожидается в реальных играх. Поэтому скорее всего Cayman заметно укрепит позиции компании AMD в существующих игровых бенчмарках с применением тесселяции. Особенно если коэффициент разбиения будет не слишком большим, как в тестах 3DMark11.

Давайте рассмотрим ещё один тест — демонстрационную программу Nvidia Realistic Water Terrain, также известную как Island. В этой демке используется тесселяция и карты смещения (displacement mapping) для рендеринга реалистично выглядящей поверхности океана и ландшафта. Смотрится она просто замечательно, вот чего не хватает в нынешних играх:

Island не является чисто синтетическим тестом для измерения геометрической производительности, он содержит и сложные пиксельные и вычислительные шейдеры, поэтому разница в производительности может быть меньше, чем в предыдущем случае, зато такая нагрузка ближе к реальным играм, в которых используются сразу все блоки GPU.

Мы протестировали программу при четырёх разных коэффициентах тесселяции, эта настройка называется Dynamic Tessellation LOD. Если при самом низком коэффициенте разбиения впереди оказываются видеокарты компании AMD, то при усложнении работы платы на основе GF110 сразу вырываются далеко вперёд. При росте коэффициента разбиения и сложности сцены производительность всех Radeon падает очень сильно, в отличие от скорости конкурирующих решений.

Причём в этот раз HD 5870 почему-то даже опережает обе модели нового семейства. То есть налицо обратная теории разница в задаче со сложной геометрией. И объяснение этому может быть только одно — недостаток оптимизации драйверов для новой архитектуры, ведь в предыдущих тестах мы видели её явное преимущество над Radeon HD 5870, основанном на чипе Cypress. Ну а в этом тесте мы пока что вынуждены констатировать разгром Cayman — при максимальном коэффициенте LOD разница между скоростью Geforce и Radeon достигла 4—6 раз!

Выводы по синтетическим тестам

По результатам проведённых синтетических тестов видеокарт из нового семейства Radeon HD 6900, основанных на графическом процессоре Cayman, а также результатам других моделей видеокарт производства обоих производителей дискретных видеочипов, можно сделать вывод о том, что новинки — неплохая замена линейке Radeon HD 5800, хотя и не слишком сильно отличающаяся от неё по производительности, по крайней мере в синтетических тестах.

Графический процессор Cayman выполнен на основе новой архитектуры и отличается от предыдущих чипов аппаратно, хотя количество некоторых исполнительных блоков в нём не выросло. Зато новый GPU отличается архитектурными улучшениями, направленными на увеличение эффективности вычислений на GPU (таких тестов у нас считайте что и нет) и, что ещё более важно, смягчение важного отставания от конкурента в виде производительности обработки геометрии. Многие из синтетических тестов показывают, что скорость тесселяции и выполнения геометрических шейдеров заметно выросла, пусть и не всегда в несколько раз, как нам было обещано.

Благодаря архитектурным изменениям и своим частотным характеристикам, результаты видеокарт новой серии во многих синтетических тестах являются конкурентоспособными для своего ценового сектора, особенно по сравнению с прямым конкурентом Geforce GTX 570. Ещё более хорошо это видно в вычислительных тестах из пакетов RightMark и Vantage. Да и в остальных приложениях решения семейства HD 6900 показали неплохую скорость, чаще всего уступающую только топовой видеокарте Nvidia.

К сожалению, не обошлось и без не очень приятных сюрпризов. Несмотря на бо́льшую сложность и площадь чипа по сравнению с Cypress, результаты моделей HD 6900 в некоторых математических тестах были ниже, чем у HD 5870, что довольно непросто объяснить, и мы пока не уверены в причинах такого отставания. Возможно, виноват недостаток оптимизации драйверов, а может быть эффективность новой архитектуры VLIW4 в наших тестах оказалась ниже. Вполне вероятно и то, что система управления питанием на новых моделях понижала тактовые частоты при достижении максимального энергопотребления в требовательных синтетических тестах, не позволяя им показать ожидаемую, исходя из числа блоков и их тактовой частоты, производительность.

Наверняка многие ожидали, что Radeon HD 6970 сможет на равных соперничать с GTX 580 во всех тестах, но этого не произошло, хотя результаты были показаны очень неплохие и вполне соответствующие рекомендованным ценам на анонсированные сегодня модели. Предполагаем, что результаты Radeon HD 6970 и HD 6950 в синтетических тестах будут подтверждены и соответствующими цифрами в «игровой» части нашего материала. В играх старшая HD 6970 должна будет выступить примерно на уровне GTX 570, в некоторых тестах чуть медленнее, а в других — быстрее, а HD 6950 хоть и окажется медленнее этой модели Nvidia, но ведь и цена на эту видеокарту установлена ниже. Так давайте же скорее перейдём к исследованию скорости в играх!

И Radeon HD 6970 представленные в начале текущего года действительно являются наиболее эффективными и популярными решениями сегодняшнего дня. Их популярность обусловлена грамотной ценовой политикой со стороны компании AMD и присутствием многих прогрессивных технологий как AMD EyeFinity, которые в графических решениях конкурента присутствуют лишь на "зачаточном уровне".
На нашем портале Мега Обзор ранее уже было представлено не малое количество обзоров видеокарт данного семейства. Среди них можно выделить:
1. Обзор PowerColor Radeon HD 6950 PCS++. Видеокарта с двойными частотами
2. Обзор Sapphire Radeon HD 6950 2GB. Знакомство с референсной видеокартой
3. Обзор HIS Radeon HD 6950. Разблокировка и превращение в HIS Radeon HD 6970
4. Обзор XFX Radeon 6950 1 GB XXX Edition. Как повлияет уменьшение видеопамяти на производительность?
5. Обзор MSI Radeon HD 6950 Twin Frozr II. Модифицированный вариант популярного решения
6. Обзор PowerColor PCS+ Radeon HD 6950 Vortex II Edition. Новая система охлаждения для популярной видеокарты
7. Обзор ASUS Radeon HD 6950. Скромный заводской разгон от ASUS
8. Обзор ASUS Radeon HD 6970 DirectCU II. Нововведения от ASUS в топовой видеокарте от AMD
9. Обзор HIS Radeon HD 6950. Разблокировка и превращение в HIS Radeon HD 6970
10. Обзор PowerColor Radeon HD 6970 PCS+. Заводской разгон и новая система охлаждения
11. Обзор PowerColor Radeon HD 6970 LCS. Попытка обмануть оверклоккера?
12. Обзор HIS Radeon HD 6970 IceQ Turbo. Новая модификация уже на рынке!

Каждый из данных обзоров можно найти на нашем портале Мега Обзор. При их рассмотрении вы можете заметить, что отличие всех графических решений между собой заключается исключительно в модифицированной системе охлаждения и в уровне заводского разгона ядра или чипов видеопамяти. Все это делает часть тестирования видеокарт однотипным и малоинтересным для конечного пользователя.

Учитывая данное обстоятельство, мы бы хотели подготовить иной обзор по данным продуктам, который будет обобщать наш опыт работы с данными видеокартами и позволит конечным пользователям решить многие задачи, которые могли показаться им не решаемыми ранее.
Нам бы хотелось построить сегодняшнюю статью в рамках формата "Вопрос-Ответ", что позволит облегчить поиск нужной информации в будущем. 1. В чем заключается отличие между видеокартами AMD Radeon HD 6950 и HD 6970?
Это первый вопрос, который задают пользователи при выборе видеокарты данного семейства. Отличие видеокарт заключается в следующем:
- младшая видеокарта имеет меньшее количество универсальных процессоров (вместо 1536 у старшей, младшая обладает 1408 штуками),
- младшая видеокарта имеет меньшее количество текстурных блоков (вместо 96 у старшей, 88 штук у младшей)
- младшая видеокарта трудиться при меньших рабочих частотах (частоты у старшей видеокарты 880/1375 Мгц, у младшей 800/1250 Мгц),
- младшая видеокарта обладает меньшим энергопотреблением (старшая видеокарта в пиках нагрузки потребляет до 250 ватт, младшая - до 200 ватт электричества).

Результаты тестирования показывают, что объективно реальная разница в производительности между старшей и младшей видеокартой может достигать 17%. В среднем данный параметр колеблется в районе 12%. Стоит переплачивать за старшую видеокарту семейства или нет - решать вам.

Картинка кликабельна --

2. Каково реальное энергопотребление видеокарт и хватит ли моего блока питания для них?
Данный вопрос наши пользователи задают во вторую очередь. В принципе, дизайн печатных плат видеокарт Radeon HD 6970/6950 не имеет каких-либо кардинальных различий, но данные различия присутствуют в схемах питания видеокарт. Хотя бы отметить, тот факт, что старшая видеокарта оснащается одним шестипиновым и одним восьмипиновым коннектором PCI-Express, а младшая лишь двумя шестипиновыми коннекторами PCI-Express.

Несмотря на это длина печатных плат одинаковая и достигает 27,6 см, что необходимо учитывать при выборе корпуса системного блока. Не каждый системный блок формата mATX сможет вместить графическое решение данного семейства.

Производитель рекомендует для одиночной видеокарты данного семейства блок питания мощностью около 550 ватт. При этом надо учитывать, что это должна быть реальная мощность питающего устройства, а не пиковая. Блок питания должен соответствовать спецификациям ATX2.xx, то есть выдавать основную мощность по линии 12 вольт.

Если вы планируете разгон видеокарты с софтвольтмодом, то рекомендуем подумать задуматься о блоке питания более высокой мощности, так как энергопотребление данных видеокарт может легко приблизиться к цифре 330-340 ватт.

Для тандема видеокарт семейства Radeon HD 6950/6970 в режиме CrossFire рекомендуется к приобретению блок питания мощностью не менее 850 ватт. Как правило, данной мощности оказывается достаточно для энергообеспечения данных графических решений.

Картинка кликабельна --

3. Какие требования к материнской плате у данных видеокарт?
Опыт показывает, что видеокарты семейства Radeon HD 6950/6970 с легкостью и без проблем работают во всех существующих материнских платах со слотами PCI-Express. Официально видеокарты поддерживают шину PCI-Express 2.0, которая обратно совместима с шинами предыдущих поколений, вплоть до 1.0.

Как правило, использование видеокарты в слоте PCI-Express 1.0 может привести к невозможности достижения максимальной производительности в некоторых игровых режимах, где необходим наиболее быстрый обмен данными. Использование тандема видеокарт в режиме CrossFire на шине предыдущего поколения также не рекомендуется, так как ее производительности для двух видеокарт точно не хватит.

Для создание CrossFire конфигураций необходимо приобретать материнские платы сообщающие о поддержке данной технологии или имеющие два и более слотов PCI-Express 2.0. Дорогие материнские платы поддерживают два полноценных слота PCI-Express 2.0 x16, более дешевые варианты обеспечивают работу двух видеокарт в формате PCI-Express 2.0 x8.

Опыт показывает, что разница в уровне производительности при двух разных вариантах построения CrossFire конфигураций незначительна, хотя и может наблюдаться при высоких нагрузках.

Для построения CrossFire рекомендуется соединять видеокарты соответствующими мостиками. В идеальном варианте - это два мостика. Опыт показывает, что можно использовать и один мостик, если вы играете при разрешении менее 1980х1024 пикселей включительно.
4. Видеокарту под какой маркой порекомендуете приобретать?
Это следующий практический вопрос, который начинает интересовать наших пользователей. Действительно, на сегодняшний день отечественный рынок предлагает большое разнообразие продуктов серии Radeon HD 6950/6970 от ASUS, MSI, Palit, Gainward, Sapphire, PowerColor, HIS и т.д. Большинство представленных решений имеет эталонный дизайн, который можно выявить по стандартной системе охлаждения и разводке схем питания на оборотной стороне видеокарты.

Если в вашем случае вы выбираете между эталонными дизайнами, мы рекомендуем приобретать наиболее дешевый вариант. Уровень производительности, качество у данных видеокарт абсолютно одинаковое. Отличие решений заключается лишь в этикетках нанесенных на кожухи системы охлаждения.

Картинка кликабельна --

Если же вы хотите приобрести видеокарту альтернативного дизайна, то здесь окончательный выбор остается за вами. На нашем портале Мега Обзор представлено более 12 обзоров видеокарт альтернативного дизайна. Основные отличия видеокарт, отличного от эталонного дизайна, заключается:
- в рабочих частотах,
- системе охлаждения,
- схеме питания видеокарты.

Как правило, производители устанавливаются более эффективные системы охлаждения на свои видеокарты и осуществляют их небольшой заводской разгон. Ярким примером может быть видеокарта MSI Radeon HD 6950 Twin Frozr II, которая имеет модифицированную систему охлаждения и работает на повышенных относительно номинала частотах.

Недавно на рынок поступила новая модификация видеокарт данной серии - MSI Radeon HD 6950 Twin Frozr III PE, которая имеет модифицированную схему питания. Как правило, модификация схемы питания видеокарты приводит к повышению стабильности ее работы при ее разгоне и позволяет достичь более высоких частот, нежели на обычной видеокарте. К сожалению, этого также вам никто не гарантирует и это лишь теоретическое "может быть", за которое предлагается пользователю немного доплатить.

Картинка кликабельна --

5. Какие технические проблемы выявлены у видеокарт на данный момент?
На сегодняшний день технические проблемы видеокарт AMD Radeon HD 6950/6970 могут быть связаны с появлением надоедливого "свиста" при высоких нагрузках на графическое решение. Как правило, это свистят элементы системы питания видеокарты - дроссели. Основная причина - нехватка мощности блока питания или просадка им подаваемого напряжения по 12 вольт. Просадка ведет к повышению потребности в токе, что увеличивает силу протекающего через дроссели тока, что и приводит к появлению надоедливого визга.

К сожалению, не всегда проблема заключается в блоке питания, она может крыться и в самой видеокарте. Никто не застрахован от распайки несколько некачественного дросселя. Решается данная проблема достаточно просто. На слух выявляется свистящий дроссель, снимается видеокарта и выявленный элемент заливается лаком для радиоэлектроники.

Следует понимать, что данная манипуляция полностью и навсегда лишает вас гарантии на видеокарту. Как правило, свистящий дроссель не признается гарантийным случаем ни одним из сервисных центров.

Возможно и более простое решение данной проблемы. Опыт показывает, что уровня производительности видеокарт Radeon HD 6950/6970 хватает для многих и большая часть вычислительных сил видеокартами расходуется впустую. Поэтому имеет смысл поставить ограничение максимальной частоты кадров, включив в драйвере функцию VSync. Снижение нагрузки на видеокарту приведет к снижению, как энергопотребления, так и к исчезновению надоедливого звука.

В целом видеокарты Radeon HD 6950/6970 сдаются по гарантии не чаще конкурирующих решений и даже меньше, так как имеют на борту два чипа БИОСа и пользователям необходимо постараться, чтоб уничтожить обе записи системы загрузки.

Каких-либо жалоб на несовместимость видеокарт с оборудованием от других производителей мы также не встречали.

Картинка кликабельна --

6. Почему разгонный потенциал видеокарт Radeon HD 6970 выше, чем у Radeon HD 6950?
Действительно, обе видеокарты основаны на одном и том же ядре. Просто младшая модель имеет урезанное ядро в сочетании с меньшим энергопотреблением, которое обеспечивается разностью подаваемых напряжений на ядро в 2D и 3D режимах. Также чипы видеопамяти у видеокарт Radeon HD 6970 трудятся при напряжении 1,6 вольт, а у младшей видеокарты Radeon HD 6950 при напряжении 1,5 вольта.

В принципе повысить данное напряжение вам никто не мешает. Это можно сделать заливкой новой версии БИОСа на видекарту. Некоторые пользователи отмечали выгорание чипа после повышения напряжения на чипах видеопамяти. Как показывает опыт, количество данных случаев не превышает среднестатистические значения даже среди не модифицированных видеокарт, поэтому 1,6 вольт для чипов памяти трудно назвать смертельным.

Картинка кликабельна --

7. Какие драйвера рекомендуете использовать в связке с данными видеокартами?
Мы не имеем какого-либо предпочтения и стараемся всегда использовать последние версии драйверов. Как правило, последние версии драйверов можно найти либо у нас на сайте Мега Обзор, либо на официальном сайте AMD.

Единственным ключевым требованием является предварительная чистка операционной системы от "остатков" драйверов предыдущей видеокарты, особенно, если это была видеокарта NVIDIA. Делается это достаточно просто, в сети и на нашем сайте Мега Обзор представлено несколько программ, к примеру, Driver Sweeper. Заключение
Завершая нашу первую статью о том, на что следует обращать внимание при покупке видеокарт AMD Radeon HD 6950/6970, мы хотим отметить, что данные видеокарты очень популярны среди отечественных пользователей. Практически единственным недостатком видеокарт данного семейства является отсутствие поддержки технологии Nvidia PhysX, из-за чего некоторые пользователи отдают безоговорочное предпочтение продукции конкурента. Энтузиасты достаточно давно решили данную проблему, установкой второй видеокарты от NVIDIA для поддержки данной технологии в играх. При этом NVIDIA PhysX будет без проблем работать только в операционных системах Windows XP и Windows 7, проблему активации данной функции в Windows Vista решить не удалось.

На зарубежных сайтах ходят скриншоты использования новых драйверов AMD, которые включают работу PhysX на видеокартах AMD Radeon HD 6950/6970. К сожалению, данных драйверов в нашей стране никто не видел и все это пока так и остаются простыми скриншотами.

Во второй статье посвященной видеокартам AMD Radeon HD 6950/6970 мы постараемся дать советы по правильной эксплуатации данных видеокарт.