Premiera AMD R600: Testy Radeon HD 2900XT

Podstawą nowej serii kart graficznych są nowe chipy ATI - R600, RV630 oraz RV610. Są one po raz pierwszy w historii tej firmy zgodne z DirectX 10 oraz Shader Model 4.0. Jak na karty zgodne z DirectX 10 przystało, dysponują też zunifikowanymi shaderami. W ten sposób ATI przestaje zostawać z tyłu i pod względem funkcjonalności dogania, a nawet w wielu miejscach przebija karty nVidii z serii GeForce 8800.

Plotki o R600 po raz pierwszy pojawiły się w 2006 roku. Początkowo przypuszczano, że kość ujrzy światło dzienne jeszcze przed 2007 i będzie wykonana w wymiarze technologicznym 90 nm. ATI podjęło jednak odważną decyzję i zdecydowano się na przeniesienie chipa w proces technologiczny 80 nm, co przełożyło się na mniejsze zużycie energii, możliwość taktowania wyższym zegarem i osiągnięcie wyższej wydajności. Pozostałe, ekonomiczne wersje R600, a więc szybszy RV630 i wolniejszy RV610 wykonane są w technologii 65 nm. Było to możliwe dzięki ich prostszej konstrukcji.

Nowe karty oparte na R600 i pozostałych nowych chipach ATI zostały ochrzczone mianem "Radeon HD". Chipy w wersjach mobilnych są przeznaczone dla notebooków i mają taką samą nazwę, z dopiskiem "Mobility" na początku. Jednak w niniejszym teście będziemy zajmować się wyłącznie wersjami desktopowymi.

Nowe karty, przygotowane przez ATI to: Radeon HD 2400 Pro, Radeon HD 2400 XT, Radeon HD 2600 Pro, Radeon HD 2600 XT i Radeon HD 2900 XT. Karty oznaczone przyrostkiem XT, podobnie jak ma to miejsce z obecną serią kart ATI X1000, będą szybsze od wersji PRO - będą miały wyżej taktowane zegary rdzenia oraz pamięci. 

Główną bohaterką nowej serii jest oczywiście Radeon HD 2900. Tutaj nie ma kompromisów, karta jest przeznaczona przede wszystkim dla graczy i pokazuje pełną moc nowej architektury. 320 zunifikowanych jednostek przetwarzania, 512-bitowa szyna danych (przepustowość pamięci dochodząca do 106 GB/sekundę), 4 jednostki teksturujące (z czego każda ma 4 jednostki filtrujące tekstury, czyli łącznie 16). Oczywiście te wyniki można niemal podwoić, dokładając kolejną kartę na płycie głównej obsługującej CrossFire.

Na papierze nowy Radeon wygląda jeszcze lepiej niż konkurencyjny GeForce 8800 GTX nVidii - większa liczba jednostek przetwarzania, wyższa przepustowość pamięci i szybsze wypełnianie. Warto mieć przy tym na uwadze, że w procesorach nVidii mimo wszystko procesor Shader taktowany jest wyższą częstotliwością - wewnętrznie 1200~1350 MHz, odpowiednio dla 8800 GTS i 8800 GTX.

Radeon HD 2900 XT

Radeon HD 2900 ma zamontowane na płytce dwa złącza zasilania: jedno nowe 8-pinowe i jedno klasyczne 6-pinowe PEG. To pierwsze jest zgodne z gniazdkiem PEG i można do niego wetknąć normalną wtyczkę 6-pinową. Karta będzie działać tylko wtedy, gdy podłączymy do niej dwa kable zasilające PEG, natomiast dopiero po wpięciu wtyczki 8-pinowej możliwe będzie jej podkręcanie. Problemem na dzień dzisiejszy może być niestety ograniczona dostępność zasilaczy z 8-pinową wtyczką PEG.

Jeśli chodzi o tańsze modele, to patrząc na powyższą tabelkę widać wyraźnie, że karty HD 2400 będą nadawały się raczej do pracy domowo-biurowej oraz filmów, niż do gier. Samo ATI pisze w materiałach informacyjnych o wydajności w grach "do dwa razy wyższej niż w zintegrowanych kartach graficznych". Dobitnie pokazuje to, że pod tym względem po HD 2400 nie ma co spodziewać się cudów.

referencyjna karta Radeon HD 2400

Karty HD 2400 będą oczywiście w pełni zgodne z DirectX 10. Będą też miały zintegrowaną technologię Avivo HD, pozwalającą na płynne odtwarzanie filmów wysokiej rozdzielczości w formatach HD DVD i Blu-Ray. Kolejną interesują cechą, nie występującą dotąd w kartach graficznych jest możliwość generowania przez karty ATI przestrzennego dźwięku cyfrowego 5.1. Dzięki temu wystarczy podłączyć kartę przez złącze HDMI do telewizora HD i można się cieszyć nie tylko wysokiej jakości cyfrowym obrazem, ale również dźwiękiem - bez konieczności podłączania dodatkowych kabli.

referencyjna karta Radeon HD 2600

HD 2600 to z kolei szybsze rozwiązanie od HD 2400, stanowiące pewien kompromis pomiędzy kartą do biura i filmów, a pełnoprawnym rozwiązaniem do gier. Oznacza to, że będzie niezłym wyborem dla niedzielnych graczy, którzy od czasu do czasu chcą się rozerwać podczas elektronicznej rozrywki, ale z drugiej strony nie mają bardzo wysokich oczekiwań co do jakości i płynności grafiki, nie chcą też zbyt dużo wydawać na kartę graficzną. HD 2600 jest zgodna z technologią CrossFire, której obsługę można spotkać na wielu płytach z chipsetem ATI oraz coraz częściej również Intela.

Dzięki CrossFire można za jakiś czas dokupić drugą taką samą kartę graficzną i uzyskać 60-90% wyższą wydajność generowanej grafiki. W dodatku CrossFire został uproszczony w stosunku do poprzedników - między innymi nie są już potrzebne karty "master".

Sam CrossFire oferuje kilka trybów renderowania - Alternate Frame Rendering, SuperTile, Scissor oraz Super AA. Obsługuje też nowy tryb CFAA (Custom Filter Anti-Aliasing), który można rozszerzać programowo. Jest zgodny z większością gier DX9, działa ze wszystkimi innymi trybami AA Radeona, współpracuje też z HDR oraz cieniami stencil shadows.

Jeśli chodzi o chłodzenie, to większość kart opartych na HD 2400 prawdopodobnie zadowoli się nieskomplikowanym chłodzeniem pasywnym, HD 2600 podzieli się między wentylatory i systemy heatpipe, a HD 2900 oferowany będzie na początek z chłodzeniem dwuslotowym. Karty, które mieliśmy okazję przetestować - referencyjny model AMD i produkt marki HIS - bardzo mile zaskoczyły nas niskim poziomem wytwarzanego hałasu.

Premiera kart HD 2900 XT ma miejsce właśnie teraz, 14 maja. Natomiast pozostałe modele znajdą się w sprzedaży za nieco ponad miesiąc - pod koniec czerwca. HD 2900 XT mają być na starcie oferowane po 399 dolarów, a więc cena w Polsce powinna zmieścić się w 1500 złotych. Karty oparte na HD 2400 będą kosztować poniżej 400 złotych (99 dolarów), a na HD 2600 pomiędzy 400 a 800 złotych (99-199 dolarów).

Oto pełny wykaz możliwości nowego procesora AMD:

• 700 million transistors on 80nm HS fabrication process
• 512-bit 8-channel GDDR3/4 memory interface
• Ring Bus Memory Controller
• Fully distributed design with 1024-bit internal ring bus for memory reads
  and writes
• Optimized for high performance HDR (High Dynamic Range) rendering at
  high display resolutions
  
  

Unified Superscalar Shader Architecture

• 320 stream processing units
  
• Dynamic load balancing and resource allocation for vertex, geometry, and pixel shaders
• Common instruction set and texture unit access supported for all
  types of shaders
• Dedicated branch execution units and texture address processors

128-bit floating point precision for all operations

Command processor for reduced CPU overhead

Shader instruction and constant caches

Up to 80 texture fetches per clock cycle

Up to 128 textures per pixel

Fully associative multi-level texture cache design

DXTC and 3Dc+ texture compression

High resolution texture support (up to 8192 x 8192)

Fully associative texture Z/stencil cache designs

Double-sided hierarchical Z/stencil buffer

Early Z test, Re-Z, Z Range optimization, and Fast Z Clear

Lossless Z & stencil compression (up to 128:1)

Lossless color compression (up to 8:1)

8 render targets (MRTs) with anti-aliasing support

Physics processing support

Full support for Microsoft DirectX 10.0

• Shader Model 4.0
• Geometry Shaders
• Stream Output
• Integer and Bitwise Operations
• Alpha to Coverage
• Constant Buffers
• State Objects
• Texture Arrays
  

Dynamic Geometry Acceleration

• High performance vertex cache
• Programmable tessellation unit
• Accelerated geometry shader path for geometry amplification
• Memory read/write cache for improved stream output performance
  

Anti-aliasing features

• Multi-sample anti-aliasing (up to 8 samples per pixel)
• Up to 24x Custom Filter Anti-Aliasing (CFAA) for improved quality
• Adaptive super-sampling and multi-sampling
• Temporal anti-aliasing
• Gamma correct
• Super AA (CrossFire configurations only)
• All anti-aliasing features compatible with HDR rendering
  

Texture filtering features

• 2x/4x/8x/16x high quality adaptive anisotropic filtering modes (up to 128
  taps per pixel)
• 128-bit floating point HDR texture filtering
• Bicubic filtering
• sRGB filtering (gamma/degamma)
• Percentage Closer Filtering (PCF)
• Depth & stencil texture (DST) format support
• Shared exponent HDR (RGBE 9:9:9:5) texture format support
  

CrossFire Multi-GPU Technology

• Scale up rendering performance and image quality with 2 or more GPUs
• Integrated compositing engine
• High performance dual channel interconnect
  

ATI Avivo HD Video and Display Platform

Two independent display controllers

• Drive two displays simultaneously with independent resolutions, refresh rates, color controls and video overlays for each display
• Full 30-bit display processing
• Programmable piecewise linear gamma correction, color correction, and color space conversion
• Spatial/temporal dithering provides 30-bit color quality on 24-bit and 18-bit displays
• High quality pre- and post-scaling engines, with underscan support for all display outputs
• Content-adaptive de-flicker filtering for interlaced displays
• Fast, glitch-free mode switching
• Hardware cursor

Two integrated dual-link DVI display outputs

• Each supports 18-, 24-, and 30-bit digital displays at all resolutions up to 1920x1200 (single-link DVI) or 2560x1600 (dual-link DVI)
• Each includes a dual-link HDCP encoder with on-chip key storage for high resolution playback of protected content

Two integrated 400 MHz 30-bit RAMDACs

• Each supports analog displays connected by VGA at all resolutions up to 2048x15363

HDMI output support

• Supports all display resolutions up to 1920x10801
• Integrated HD audio controller with multi-channel (5.1) AC3 support, enabling a plug-and-play cable-less audio solution

Integrated XilleonT HDTV encoder

• Provides high quality analog TV output (component/Svideo/ composite)
• Supports SDTV and HDTV resolutions
• Underscan and overscan compensation

HD decode acceleration for H.264/AVC, VC-1, DivX and MPEG-2 video formats

• Flawless DVD, HD DVD, and Blu-Ray playback
• Motion compensation and IDCT (Inverse Discrete Cosine Transformation)

HD video processing

• Advanced vector adaptive per-pixel de-interlacing
• De-blocking and noise reduction filtering
• Edge enhancement
• Inverse telecine (2:2 and 3:2 pull-down correction)
• Bad edit correction
• High fidelity gamma correction, color correction, color space conversion, and scaling

MPEG-2, MPEG-4, DivX, WMV9, VC-1, and H.264/AVC encoding and transcoding

Seamless integration of pixel shaders with video in real time

VGA mode support on all display outputs

PCI Express x16 bus interface

OpenGL 2.0 support

Jako że jednym z głównym zadań nowych chipów jest zgodność z DirectX 10, zawarto w nich wiele nowinek. Mamy tu zunifikowane shadery, które pozwalają elastycznie rozdzielać zadania pomiędzy jednostki obliczeniowe, w zależności od tego, czy moc ma być przeznaczona na uzyskanie efektów specjalnych (Pixel Shaders), czy też na rozbudowaną fizykę i możliwości modyfikowania otoczenia (Vertex Shaders). Wcześniej zunifikowane shadery można było spotkać jedynie w serii GeForce 8 nVidii oraz w konsoli XBOX360, do którego chip graficzny przygotowała właśnie firma ATI.

Każda jednostka cieniowania w architekturze R600 ma 5 procesorów strumieni.

Radeon HD 2900 XT dysponuje 64 jednostkami Shader, zatem ma aż 320 procesorów strumieni. Dla porównania, rodzina Radeon X1900/X1950 miała do zaoferowania jedynie 96 jednostek - 48 wektorowych i 48 skalarnych.

architektura procesora w serii Radeon HD 2900

320 procesorów strumieni, 4 jednostki SIMDs,

4 jednostki teksturujące, 4 Render Back-End,

pamięć podręczna L1 i L2 na tekstury - łącznie 256kB

120 procesorów strumieni, 3 jednostki SIMDs,

2 jednostki teksturujące, 1 Render Back-End

pamięć podręczna L1 i L2 na tekstury - łącznie 128 kB

- architektura procesora w serii Radeon HD 2400

40 procesorów strumieni, 2 jednostki SIMDs,

1 jednostka teksturujące 1 Render Back-End

cache L1 na tekstury

W nowej architekturze przyśpieszono filtrowanie tekstur - bilinearne filtrowanie 64-bitowych tekstur jest nawet 7 razy szybsze niż w kartach z serii X1000.  Inne rodzaje filtrowania nie zyskały tak imponującego wzrostu wydajności. Poprawiono też jakość filtrowania anizotropowego. Nowy GPU obsługuje tekstury o bardzo wysokiej rozdzielczości - aż do 8192x8192.

Cechą wyróżniającą Radeona HD 2900 XT jest zastosowanie po raz pierwszy w karcie graficznej 512-bitowego interfejsu szyny pamięci. Pozwala to zwiększenie efektywnej przepustowości i zredukowanie sytuacji, w której szyna będzie zapychała się od nadmiaru danych. W praktyce, 512-bitowy interfejs przekłada się między innymi na zwiększoną wydajność renderingu HDR. Warto też zauważyć, że jest to kontroler pierścieniowy, a nie krzyżowy, co pozwoli w przyszłości na jego łatwiejszą skalowalność.

Nowe procesory ATI mają zintegrowaną jednostkę UVD - Unified Video Decoder, jest w stanie samodzielnie dekodować strumienie MPEG2, VC-1, czy H.264/AVC (MPEG4 Part 10), odciążając w ten sposób CPU i GPU. Nie jest to już dekodowanie wykonywane częściowo przez CPU, a częściowo przez sprzętowy dekoder na karcie graficznej, jak miało to miejsce w przypadku Avivo, czy w procesorach nVidii. U ATI całość procesu dekodowania jest przeprowadzana sprzętowo za pomocą jednostki UVD.

porównanie procesorów dekodowania:

1. programowe

2. PureVideo HD - układy G7 i G8 nVidii

3. ATi Avivo - układy Radeon z serii X1000

4. Avivo HD - nowe AMD UVD

Dodatkowo, karty HD 2400 i HD 2600 posiadają "custom logic" do postprocessingu obrazu HD. Są w stanie usuwać przeplot, skalować obraz i przeprowadzać korekcję kolorów.

Nowe karty ATI są w pełni zgodne z Windows Vista Premium Logo, jako że są w stanie transmitować audio poprzez HDMI. Specyfikacja Microsoftu dla systemów z HDMI zabrania robić tego po oddzielnym kablu. Karty ATI obsługują też HDCP poprzez HDMI i Dual Link DVI. Audio via HDMI jest obsługiwane natywnie w Viście (UAA), w XP poprzez driver dostarczany przez AMD.

do każdej karty z serii Radeon HD dostaniemy w zestawie przejściówkę z DVI na HDMI

złączem tym 'popłynie' zarówno obraz jak i dźwięk

 Nie da się ukryć, że to na co czekaliśmy od już od dłuższego czasu, to jakiekolwiek wyniki testów w środowisku DirectX 10. Firmie AMD udało się na premierę swojej nowej karty dostarczyć nam pierwszy taki benchmark - Call of Juarez DX10, ale z uwagi, że jest to wersja próbna i 'doklejona' do premiery nowych grafik AMD, póki co potraktujmy go z lekkim przymrużeniem oka. Gdy benchmark doczeka się swojej oficjalnej premiery, na nowych sterownikach DX10 zweryfikujemy ponownie osiągi wszystkich zaprezentowanych tu kart.

Samo demko Call of Juarez - jak i jego nieskromne wymagania - robią niezwykłe wrażenie. Wystarczy spojrzeć na kilka przechwyconych przez nas screenów, aby zrozumieć, dlaczego tak mocne karty jak HD 2900 XT i 8800 GTX, osiągają w nim zaledwie nieco ponad 20 fps.

O ile wyniki z Call of Juarez nie można jeszcze uznać za przechylające szalę na korzyść nowej karty AMD, to nie można tego powiedzieć w stosunku do utartego już 3DMarka06. A Tu Radeon HD 2900XT w każdym z testów wypada znacznie lepiej od serii 8800 GTS - czyli karty, z którą AMD chce porównywać swój nowy produkt. Obie mają znajdować się w tym samym przedziale cenowym, zatem ofertę AMD można uznać za atrakcyjniejszą.

Na dodatkowych testach możemy jeszcze prześledzić mocne i słabe punkty w wydajności nowej architektury R600. Ale potraktujmy to raczej jako ciekawostkę, bo trzeba pamiętać, że benchmark ten napisany był dla API DirectX 9c i bazuje na kodzie ShaderModel 3.0, a więc nie jest przystosowany do testowania zunifikowanej architektury Shaderów.

Mimo to, wyniki plasujące nowego Radeona HD 2900XT ponad GeForcem 8800 GTS, dobrze rokują tej karcie.

Podobnie jak w przypadku naszych pierwszych testów kart GeForce 8, prawda jest taka, że nowych kart z silnikiem Shader Model 4.0 ciągle nie ma czym testować. Nie widzimy najmniejszego sensu zarzucać Was wynikami wydajności z dotychczasowych gier zgodnych z DirectX 9, bo tak naprawdę niczemu to nie posłuży. Liczba klatek na sekundę i tak w większości przypadków grubo wychodzi ponad 60 fps, co wykracza poza możliwości nowoczesnych paneli LCD (czasu reakcji piksela i szybkości odświeżania).

Nawet jeśli włączymy sobie maksymalne wygładzanie krawędzi AAx8 czy AAx16, będzie to w pewnym sensie złudne poprawienie jakości obrazu, bo przecież obraz wyświetlany na ekranach naszych monitorów LCD i tak jest ograniczony do fizycznych rozmiarów jednego piksela na matrycy, a te - szczególnie w przypadku matryc TN - nie zawsze są w stanie oddać całe piękno cieniowania pojedynczych pikseli przy włączonym antyaliasingu.

Jedną z pozycji DX9 (choć lada chwila i tak ma się ukazać patch na DX10) stawiającą największe wymagania, jest Company of Heroes. W tym przypadku nie korzystaliśmy już z wbudowanego benchmarka - który jak się okazało niewiele ma wspólnego z realnym FPS w grze - ale z odpowiednio spreparowanej sceny w trybie "Potyczka".

Niestety, logo TWIMTBP nVidii robi swoje w tej grze i na obecnych sterownikach karta Radeon 2900XT odrobinę przegrywa z GeForce 8800 GTS - choć różnica jak widzicie jest ledwo wyczuwalna.

Z kolei w grze PREY - najnowszym reprezentancie silnika graficznego id software, który można także spotkać w Doom3 i Quake4 - nowy Radeon ponownie radzi sobie bardzo ładnie. Przy najwyższych z możliwych ustawień - rozdzielczość 1920x1200, wygładzanie krawędzi FSAA x4, filtrowanie anizotropowe x16, tryb Boost - maksymalna jakość tekstur bez kompresji - wychodzi aż 53 fps.

Podczas prezentacji nowego procesora firma AMD zwróciła nam uwagę, że na obecnych sterownikach dość słabo wypadną testy gier na silniku Half Life 2. Faktycznie, FPS jest dużo mniejszy od tego co oferuje nam 8800 GTS, choć na płynność renderingu w takim trybie chyba żaden gracz nie mógłby narzekać ;)

Powiedzmy sobie szczerze, że na dzień dzisiejszy niewiele jest do podsumowywania. Nowoczesne karty zgodne z DirectX 10 i Shader Model 4.0 trzeba przetestować w grach/ benchmarkach napisanych specjalnie dla nowego API i z wykorzystaniem efektów, które wyciągną wszystkie korzyści ze zunifikowanej architektury Shaderów. Pisaliśmy o tym już niejednokrotnie i po raz kolejny zmuszeni jesteśmy do przypomnienia o tym jeszcze raz.

Ponownie polecamy artykuł 'DirectX 10 znosi ograniczenia' (tak swoją drogą ma on już 7 miesięcy) z którego dowiecie się, dlaczego dla nowych silników AMD i nVidii tak ważne jest porównanie wydajności gier w nowym API.

Pozostawmy więc nasze podsumowania do czasu ukazania się pierwszych gier zgodnych z DX10, choćby finalnej wersji Call of Juarez, czy nowego patcha dla Company of Heroes. Tak naprawdę wszystko rozstrzygnie się wraz z ukazaniem się najgorętszych tytułów - jak np: Crisis, albo nowego benchmarka od Futuremarka.

Poczekamy też na pozostałe karty AMD dla segmentu średniego - Radeon HD 2600 - dla których testy starszych gier DX9 mają nieco większy sens.

A na obecną chwilę wszystko wskazuje na to, że opóźniona premiera najnowszego układu graficznego R600 generacji DirectX 10, w niczym nie zaszkodziła firmie AMD. Po miesiącach oczekiwania w końcu doczekaliśmy się potężnego, nowoczesnego procesora, z którego inżynierowie połączonych firm AMD-ATI mogą być naprawdę dumni.

Nowy GPU nie tylko dogonił produkty jedynego rywala na rynku - firmy nVidia - ale jeszcze podbił stawkę w tym szalonym wyścigu. Architektura R600 składa się już z 320 procesorów strumieni, ma pełną 512-bitową szynę do pamięci typu RingBus, no i rzecz jasna jest w pełni zgodna ze standardem Shader Model 4.0.

Co ciekawe, R600 nie można nazwać tylko GPU (Graphics Processing Unit). Układ AMD to już  jednostka GSPPU - Graphics, Sound and Physics Processing Unit - czyli jednostka przetwarzania grafiki, dźwięku i fizyki.

Koncepcja systemu na chipie wdrożona w modelu R600 znacznie wykracza poza to, czym dysponuje dziś nVidia. R600 łączy grafikę z dźwiękiem i procesem fizycznym w zupełnie inny sposób, a 64 shadery vect5D dają razem 320 jednostek skalarnych, co da się porównać wprost do 128 skalarnych firmy nVidia, tyle że potok ATi jest bardziej złożony niż wcześniej uważano.

Śmiało można powiedzieć, że ATI wyprzedził Nvidię w wyścigu do wielozadaniowego GPU i sprawi, że PECETY wkrótce powrócą na szczyt, a DirectX10 wyniesie je ponownie ponad nowoczesne konsole do gier.