Radeon HD4870 X2 - dwuchipowy demon od ATI/AMD

Ostatnie miesiące na rynku skoncentrowanym wokół układów GPU, były niewątpliwie bardzo burzliwe. Premiery GTX'ów serii 200, a także nowa rodzina HD4800 to wymierny wkład w tę zmieniającą się niemal z dnia na dzień sytuację. Pomimo iż ATi/AMD, po wprowadzeniu nowej linii kart, udało się wreszcie nawiązać walkę z wydajnymi konstrukcjami nVIDII, pojedynczy układ RV770, nawet wysoko taktowany oraz wyposażony w szybkie pamięci GDDR5, wciąż nie był w stanie nawiązać równorzędnej walki z namocniejszym GeForce'em dostępnym na rynku: GTX 280.

Właśnie dziś na rynek trafiają pierwsze karty Radeon, wyposażone w dwa układy RV770, oznaczone marketingowym symbolem HD4870 X2. Jak nietrudno się domyśleć, producent, chcąc odzyskać palmę pierwszeństwa także w najwyższym segmencie, wprowadza kolejny produkt, który w zamyśle ma stanowić alternatywę dla jednoprocesorowego „monstrum” od nVIDII opartego o GT200.

Jakie korzyści mogą wypłynąć dla potencjalnych użytkowników, nie pozostaje chyba tajemnicą – cena. ATi poszło troszeczkę inną drogą od nVIDII, skupiając się na dopracowywaniu technologii CrossFireX, zarówno tych opartych o kilka kart osadzonych na jednej płycie głównej, jak i „dwurdzeniowej” serii X2. Czy przyniesie to firmie znaczące korzyści oraz przewagę technologiczną nad konkurentem pokaże czas. nVIDIA póki co boryka się z trudnościami na drodze licencyjnej z intelem odnośnie wsparcie autorskiego SLi, oraz projektowaniem układów w niższym procesie produkcyjnym. Jeżeli weźmiemy pod uwagę brak wsparcia tego producenta dla najnowszych układów o API DirectX 10.1 (szczególnie istotną kwestią jest tesselacja), to widać iż czas powoli zaczyna grać po stronie AMD. Czy firma wykorzysta to na swoją korzyść okaże się już wkrótce. Póki co przyjrzyjmy się bliżej naszej nowości.

Podstawowe parametry techniczne nowego Radeona, to jak widać niemal kalka zegarów znanych z jednoprocesorowego HD4870. Częstotliwość obydwu układów ustalono więc na 750MHz, a pamięci GDDR5 taktowane są 900MHz-owym zegarem (3600MHz QDR)

Dzięki zastosowaniu dwóch rdzeni, a tym samym podwojeniu ilości jednostek wykonawczych, będziemy mieć do czynienia z konstrukcją, która w teorii potrafi osiągnąć wydajność zmiennoprzecinkową na poziomie 2,4 TeraFlopów. „Kombinowane” wypełnianie obu układów kształtuje się w okolicach 58,6 GTekseli/s. Jak widać, są to zatem wartości ponad dwukrotnie wyższe od poprzednika (Radeon HD3870 X2). Jeżeli chodzi o specyfikację, poza „naturalnym” podwojeniem jednostek wykonawczych w stosunku do serii kart HD4870/HD4850, nie zmieniło się nic (te same rdzenie). Karta dysponuje zatem silnikiem TeraScale zdolnym do wykonywania kodu ShaderModel 4.1, oferując tym samym pełną zgodność z API DirectX 10.1. Jednostki procesorowe, których w tej sytuacji do dyspozycji mamy aż 1600 (pojedyncze stream procesory), mogą być także wykorzystane w trybie „computing mode” - czyli np. do obliczeń realistycznej fizyki (Havok), obróbki strumieni video w czasie rzeczywistym (encode/decode), czy funkcji matematyczno – logicznych, zarezerwowanych do tej pory dla CPU i wykorzystaniem tego potencjału na potrzeby „wizualizacji” biznesowo – naukowych. Tak duża wydajność tej karty, w przypadku pojawienia się odpowiedniego oprogramowania, może być na tym polu jej dużym atutem. Póki co w tej dziedzinie nVIDIA ma znaczącą przewagę (CUDA, beta sterowniki dla PhysX'a).

Karta została wyposażona ponadto w sprzętową jednostkę UVD2 (Unified Video Decoder 2) potrafiącą obsłużyć w tym samym czasie do dwóch źródeł materiału wideo. Tego typu wsparcie można zatem w prosty sposób wykorzystać na potrzeby funkcji P-I-P (Picture-In-Picture) wspomagając sprzętowo obydwa jednocześnie wyświetlane źródła.

Podstawową różnicą w stosunku do HD3870 X2, jest ilość oraz typ pamięci graficznej. Nowa karta dysponuje już dwoma gigabajtami lokalnego ramu, z którego na każdy rdzeń przypada po 1GB. Tak duża ilość pamięci może być przydatna szczególnie w przypadku używania wysokich trybów rozdzielczości (np. 1920x1200 / 2560x1600), uaktywnionym multipróbkowaniu krawędzi (x4/x8), czy anizotropowym filtrowaniu tekstur x16. Radeon HD4870 X2 wykorzystuje także pamięci GDDR5, które w teorii są w stanie przesłać do 4 razy więcej danych, aniżeli pamięci GDDR poprzednich generacji, ale już niewiele więcej (wpływ wyższej częstotliwości) podczas wykonywania rozkazów oraz operowaniu na przestrzeni adresowej. W teorii zatem, częstotliwość podawana jako QDR dla tych kart odnosi się jedynie do przesyłania/przepustowości w obrębie przechowywania danych, dlatego bardzo ważne okazały się usprawnienia w nowym rdzeniu (RV770), który posiada znacznie bardziej rozbudowaną strukturalnie oraz ilościowo pamięć podręczną.

Nowa dwuprocesorówka od ATi/AMD została wyposażona również w układ PLX drugiej generacji, obsługujący komunikację pomiędzy procesorami RV770 w trybie PCI-E x16 2.0.

Charakterystyczną nowością jest tu, oprócz usprawnienia szybkości komunikacji (Bi-directional Lines), także możliwość bezpośredniej „konwersacji” pomiędzy rdzeniami za pomocą SidePortów z pominięciem szeregowego mostka (bridge'a) a tym samym sprawniejsza synchronizacja obydwu układów, aniżeli miało to miejsce przy Radeonie HD3870 X2.

Parametry techniczne prezentują się zatem bardzo zachęcająco, a to jaki wpływ poczynione zmiany będą mieć na realną wydajność okaże się już niebawem.

Karta „fizjonomią” nie różni się niemal zupełnie od Radeona HD3870 X2. Identyczny system chłodzenia, oraz podobne rozmieszczenie elementów, to rzucające się w oczy podobieństwa.

Całością schładzania tego „potworka” zajmuje się zatem dwuslotowy moduł, który odbiera i rozprowadza ciepło z dala od rdzeni RV770, układu PLX, jak i sekcji zasilania oraz pamięci GDDR5. Charakterystyczny dla kart ATI „blower” wydmuchuje nagrzane powietrze na zewnątrz obudowy.

Ilość złącz w stosunku do HD3870 X2 oraz HD48x0 pozostała identyczna. Do dyspozycji mamy więc pojedynczy konektor krawędziowy dla techniki współbieżności CrossFireX, dwa gniazda DVI-I/D z obsługą protokołu HDCP (High Bandwidth Digital Content Protection), złącze S-video z możliwością wyświetlania obrazu na analogowych odbiornikach HDTV, oraz HDMI (za pomocą przejściówki) ze wsparciem systemu dźwięku HD 7.1. Całość zasilana jest poprzez port PCI-Express x16 w standardzie 2.0, oraz poprzez konektory dodatkowe w postaci dwóch gniazdek: 6-cio oraz 8-pinowego

Cechą najbardziej charakterystyczną konstrukcji referencyjnej, jest jednak kolor laminatu. Karta posiada PCB koloru ciemnobrązowego (niemal czarnego), co nadaje jej, szczególnie w połączeniu z równie czarnym chłodzeniem, charakteru dużego, ale i nieco tajemniczego potencjału. Oczywiście wygląd to nie wszystko. Na kolejnych stronach postaram się rozwiać nieco mgłę tajemnicy czarnego PCB i jego wpływu na wydajność w grach ;)

W porównaniu do GeForce'ów 9800GX2 oraz GTX 260/280, moduł chłodzenia nie posiada kompletnie zabudowanej płyty (puszka). Rewers karty posiada jedynie okalającą blaszkę, która służy nie tyle jako wzmocnienie płytki drukowanej, co przede wszystkim jako mocowanie awersu oraz chłodzenie silnie nagrzewającego się PCB od strony górnej krawędzi.

Dzięki uprzejmości firmy Sapphire do testów otrzymaliśmy kartę jego produkcji, wyposażoną rzecz jasna w 2GB pamięci GDDR5. Co oczywiste, będzie to konstrukcja referencyjna, różniąca się jedynie producencką naklejką, dołączonym wyposażeniem oraz czasem kolorem wentylatora (kolorystyka znana z HD4870 oraz HD3870 X2).

Zawartość pudełka karty Sapphire, trzeba przyznać jest iście imponująca. W zestawie, oprócz standardowego zestawu przejściówek i kabli otrzymujemy także sporo przydatnego oprogramowania.

Na dołączonych płytkach znaleźć można m.in. aplikację 3Dmark'Vantage w wersji Advanced, multimedialny kombajn PowerDVD 7.3 CyberLinka, a także zestaw DVDSuite, w skład którego wchodzą: PowerProducer 4, PowerDirector 5 Express, Power2GO 5.5 oraz Media@Show 3.

Uzupełnieniem tych dodatków jest także bonus w postaci płytki „RubyROM”, na której znajdziemy demo gry Call of Juarez oraz pełne wersje Strangehold oraz Dungeon Runners.

Temperatura generowana przez karty dwuprocesorowe to zawsze dosyć poważny problem, jeżeli chodzi o wpływ na pozostałe elementy umieszczone w obudowie – szczególnie znajdujące się w niedalekiej odległości northbridge oraz pamięci RAM. Kartę HD4870 X2 zaprojektowano dla TDP na poziomie 286W, co biorąc pod uwagę poprzednią generację (HD3870 X2) jest wartością o prawie 90W wyższą. W warunkach testowych okazało się jednak, iż różnica ta wynosi w punkcie szczytowym około 60W. Jak na tak znaczący wzrost wydajności nie jest to zatem bardzo dużo.

W trybie 2D relacje te spadają do 35W na korzyść HD3870 X2. Widać zatem iż udanie poprawiono tryby oszczędzania energii podczas spoczynku. Przy stanie 2D, czy też podczas wspomagania sprzętowego materiału HD, „dwugłowy” Radeon obniża napięcie zasilania z 1,25 do 1/1,05V oraz przełącza zegary do poziomu 507MHz dla rdzenia i 500MHz (2000MHz QDR) dla pamięci. Pozwala to nie tylko obniżyć poziom pobieranej w danej chwili energii, ale także znacząco zbić temperaturę generowaną przez tę konstrukcję.

W czasie pracy karta nagrzewa się do stosunkowo wysokich temperatur. Jeżeli sam rdzeń potrafi rozgrzać się do ponad 85st celsjusza, to już PCB osiąga niemal 100stC. Każde dotknięcie tak nagrzanych elementów karty grozi nie tyle poważnym uszkodzeniem naskórka, co zwyczajnym nieprzyjemnym „oparzeniem”.

Sapphire HD 4870 X2 2GB – temperatura podczas pracy

W trybie 2D karta osiąga już temperaturę zdecydowanie bardziej akceptowalną przez użytkownika.

Sapphire HD 4870 X2 2GB – temperatura w spoczynku

Szczególnie istotną kwestią jest tu obniżenie napięcia zasilającego, dzięki któremu wentylator może także nieco odetchnąć pracując z o połowę niższą prędkością. Jak to z nowościami bywa, póki co nie jest możliwa jakakolwiek manualna ingerencja w pracę „blowera” osadzonego na tej karcie. I to zarówno przy pomocy zewnętrznych aplikacji, jak i poprzez edycję profilu Catalyst Control Center.

Dzięki zakładce ATi Overdrive, poszczególne układy możemy taktować asynchronicznie

Pobieżnie sprawdzone możliwości podkręcania, ukazują niewiele niższy potencjał pamięci GDDR5 w stosunku do jednoprocesorowych konstrukcji HD4870. W modelu testowym udało się osiągnąć „zaledwie” 965MHz, co daje 3860MHz w trybie QDR. Rdzenie natomiast, dosyć dobrze znoszą podkręcenie o kolejne 50MHz, z tym że w takim przypadku musimy się liczyć z dalszym podniesieniem temperatury całej karty, łącznie z płytą PCB. Przy tej wydajności jednak, na dzień dzisiejszy jakiekolwiek jej podkręcanie mijać się będzie zupełnie z celem (wykluczając oczywiście amatorów rekordów w 3Dmarkach). Możliwość taka będzie za to mile wdziana w przyszłości, kiedy w danej rozdzielczości zabraknie nam do płynnej rozgrywki kilku klatek. Obecnie jednak nie warto sobie tym „zaprzątać głowy”.

• AMD Phenom 8650 2200MHz @ 2900MHz
• MSI K9A2 Platinum rev1 (AMD 790FX) CrossFireX sAM2+ (bios v1.33beta)
• Coolermaster Hyper TX2 sAM2
• Kingston HyperX DDR2-1066 2x1GB CL 5-5-5-18 CMD 2T unganged mode
• Seagate 250GB 7200.10 ST3250410AS 16MBcache NCQ
• iiyama ProLite E2403WS 24”
• Chieftec CH-03-PA MIDI Tower
• Chieftec CFT-620-A12S 620W
  (+12V1 – 16A, +12V2 – 25A, +12V3 – 17A) – max 500W
  (+5V – 30A, +3,3V – 28A) – max 180W
  

Sterowniki, system operacyjny i narzędzia:

• Windows XP Professional SP3 PL
• Windows VISTA Home Premium SP1 PL
• DirectX March'08 update
• amd: AMD X2 driver 1.3.2.0.53 – WinXP

Karty użyte do testu:

• Gigabyte GeForce GTX 280 (602/1296/2214) 1GB
• Gigabyte GeForce GTX 260 (576/1242/1998) 896MB
• ASUS GeForce 9800GX2 (602/1500/2000) 1GB
• ASUS GeForce 9800GTX (675/1688/2200) 512MB
• Gigabyte GeForce 9800GT (600/1500/1800) 512MB
• ASUS GeForce 8800GTS (650/1625/1950) 512MB
• BFG GeForce 8800GT (625/1560/1800) 512MB OC
• Sapphire HD4870 X2 GDDR5 (750/3600) 2GB
• ASUS HD4870 GDDR5 (815/3700) 512MB TOP
• Powercolor HD4850 GDDR3 (625/1986) 512MB
• MSI HD4850 GDDR3 (625/1986) 512MB
• ASUS HD3870X2 GDDR3 (825/1800) 1GB
• Powercolor Radeon HD3870 GDDR4 (776/2250) 512MB

• nvidia: ForceWare 174.74 beta – GeForce 8 series – WinXP
• nvidia: ForceWare 175.12 beta/.16 whql – GeForce 8/9 series – Vista/XP
• nvidia: ForceWare 177.26 beta – GeForce GTX 280 (ref) – Vista/XP
• nvidia: ForceWare 177.41 beta – Gigabyte GeForce GTX 280/260 – Vista/XP
• ati: Catalyst (8.471.1) Vantage Hotfix Radeon HD3xx0 – Vista
• ati: Catalyst 8.5 / Assassin's Creed, HL2E2 - HD3870 G4, HD3870X2 – Vista
• ati: Catalyst 8.6 (8.501.1) hotfix – Radeon HD4xx0– WinXP/Vista
• ati: Catalyst 8.6 (8.501.1) RC5/hotfix – CrossFireX – Vista/WinXP
• ati: Catalyst 8.7 (8.52) – Sapphire HD4870X2 – Vista/XP

Test już nieco leciwy, jednak daje nam odpowiedź na ile, przy założeniu odpowiednio dobrze zoptymalizowanego silnika, karty poradzą sobie z kodem ShaderModel 3.0 oraz oświetleniem HDR. Jak widać, różnica pomiędzy GTX 280, a HD4870 X2 wydaje się ogromna. Od około 900-uset punktów bez uaktywnionego trybu AA, do ponad 1500 przy włączonej anizotropii oraz wygładzaniu krawędzi x4.

W kolejnym „syntetyku” - Vantage, różnica sięga już od 1700 do 2200 punktów i wzrasta wraz ze wzrostem obciążenia. Jak się wydaje to nie tylko wpływ dwóch wydajnych układów RV770, ale także dużej ilości pamięci zainstalowanej na nowym Radeonie.

W „Stalkerze” obydwie konstrukcje pozwalają na płynną rozgrywkę nawet w bardzo wysokiej rozdzielczości. Radeon traci jednak zaledwie 7 klatek po przełączeniu z 1680x1050 na 1920x1200 punktów i dla bardzo wysokich ustawień, będzie kartą wydajnościowo korzystniejszą.

Także w „Bioshocku” nowy „dwurdzeniowy” Radeon pokonuje GTX'a 280 o kilka klatek. Różnica pomiędzy obiema kartami będzie jednak podczas rozgrywki zupełnie niezauważalna – średnia ponad 100kl/s.

Do płynnej rozgrywki w Unreal Tournament 3, zdecydowanie lepiej będzie wyposażyć się w mocniejszy procesor i kartę z segmentu mainstream, aniżeli najmocniejsze konstrukcje wspomagać stosunkowo przeciętnym jak na dzisiejsze czasy CPU. Tym niemniej CrossFire działać tu nie chce, i przy takim założeniu, nie tylko nic nie zyskamy instalując Radeona X2, ale nawet nieco stracimy w kontekście wydajności osiąganej przez pojedynczego Radeona HD4870/HD4850.

Dosyć dobra optymalizacja silnika dla wielu rdzeni zawartych zarówno w CPU, jak i w GPU, pomimo optymalizacji silnika gry pod karty z logiem nVIDIA, ukazuje sporą dysproporcję obydwu konkurencyjnych konstrukcji w teście z uaktywnionym wygładzaniem x4, a już szczególnie przy x8 Wszystko, co ciekawe na korzyść Radeona X2.

Tym razem, bez dwóch zdań, dominacja Radeona HD4870 X2 nie podlega dyskusji. Ogromny potencjał drzemiący w dwóch procesorach RV770 pozostawia daleko w tyle architekturę GT200.

W ostatniej odsłonie Half-Life 2, jest także bardzo podobnie. Uaktywnienie wygładzania MSAA x8 powoduje dość znaczny spadek wydajności GTX 280 (20kl/s), podczas gdy Radeon X2 traci już zaledwie jedną.

Silnik „World In Conflict” to właściwie jedna wielka blokada kart graficznych przepływnością CPU. W rozdzielczości HD, widać jak na dłoni, iż obydwie karty skutecznie zablokowane przez procesor centralny uzyskują niemal identyczną wydajność.

Kolejny podobnie blokowana przez CPU gra, na której testowanie wydajnych kart nie należy do przyjemności. Podobnie jak w przypadku „pojedynczego” HD4870 wydajność może być tu nieco gorsza nawet od HD4850 wyposażonego w pamięci GDDR3. Co ważne jednak, w odniesieniu do teoretycznie słabszych kart, fps nie spada poniżej poziomu średniej uzyskanej w testach. Pomijając ten fakt GTX 280 wydaje się tu wyborem nieco lepszym.

Kolejna po UT3 gra, która nie radzi sobie z CrossFire na obecnych sterownikach. Wydajność X2 znacznie poniżej jednoukładowego HD4870. Wyniki takie wystarczają jednak nowemu „Radkowi” na równorzędną walkę z GTX'em 280.

W Crysisie można narzekać na wiele rzeczy, złego słowa jednak nie można powiedzieć o samej grafice. To co najbardziej jest tu jednak nie do zaakceptowania, to skalowalność wydajności gry z wydajnością zainstalowanej karty graficznej. Niewspółmierna jest także skalowalność CrossFireX/SLi do poniesionych nakładów na dwie lub więcej kart. W przypadku Radeona X2, będziemy mogli wykorzystać, mniej lub bardziej jego atuty dopiero w trybie DirectX 10 i wysokich rozdzielczościach. Minimalnie lepiej w przekroju wszystkich testów prezentuje się tu GeForce GTX 280.

To co zostało nakreślone po testach, nie odpowiada do końca możliwościom tej karty. Jako, że konstrukcja skierowana została zdecydowanie dla graczy wyposażonych w monitory o dużych przekątnych ekranu (1920x1200, czy 2560x1600), nie ma tu mowy o zbyt daleko idących kompromisach. Karta posiada ogromny potencjał, który pomimo bardzo szumnych zapowiedzi w dalszym ciągu zależy w znacznej mierze od stopnia optymalizacji sterowników oraz wsparcia dla Multi-GPU w samych grach. Nie od kozery będzie stwierdzenie, iż jest to produkt wychodzący nieco w przyszłość, w stronę silników aplikacji, stawiających na bardziej natywną współbieżność przy tworzeniu obrazu dwóch lub więcej rdzeni graficznych. Tajemnicą poliszynela pozostaje jednak ilu producentów gier pójdzie tą drogą i na ile chętnie z rozkładania zadań pomiędzy GPU będą chcieli korzystać sami programiści.

Podsumowując przegląd nowej dwuprocesorowej karty ATi/AMD trzeba wspomnieć o kilku istotnych rzeczach. Po pierwsze doskonałej wydajności w grach, które już dziś dobrze radzą sobie z CrossFire, po drugie z cichej pracy tego urządzenia w trybie 2D, oraz stosunkowej oszczędności energii w tym trybie. W opozycji do tych zalet stoją jednak temperatury urządzenia podczas pracy (szczególnie płyta PCB [okolice GPU] oraz pamięci), a także prądożerność nowej X2-ójki w grach z których, kupując taką kartę, chcemy korzystać raczej jak najczęściej.

Sama konstrukcja, pomimo kilku wad, o których była mowa powyżej, posiada zdecydowanie więcej zalet, co czyni ją stosunkowo opłacalnym wyborem w swoim segmencie. Entusiast i High Performance okupowane będzie już zatem przez dwie karty: Radeona HD4870 X2 oraz GeForce'a GTX 280, dzięki czemu w niedługim czasie także przy zakupie jednej z tych konstrukcji będziemy mogli liczyć na bardziej korzystne „rabaty”, oraz dalszy spadek cen kart nieco starszych generacji.

Poniżej małe podsumowanie i ocena punktowa konkurencyjnych rozwiązań w segmencie High Performance. Jak widać, przy założeniu takiego modelu punktowania, minimalnie zwycięża Radeon X2, choć jeżeli ktoś będzie uważał iż lepiej poświęcić jeden rdzeń, kosztem braku potencjalnych problemów z Multi-GPU w niektórych tytułach, lepszym wyborem wydawać się może karta „zielonych”.

Konstrukcja Sapphire'a, oprócz doskonałej wydajności (pomijam tu fatalnie zoptymalizowanego Crysisa) przyciąga swoją uwagę także wyposażeniem dodatkowym, oraz bardzo zachęcającą ceną jak na produkt wyposażony w dwa układy i to już podczas premiery. Znaczek Dobrego produktu zatem w pełni zasłużony.

Orientacyjna cena kart w dniu testu:

• GTX 280:  ~1350
• HD4870 X2: ~1500
  

Legenda do tabelki:

+ : wskazanie / wygrana

/ (+) : ze wskazaniem na / pół punktu

- : bez wskazania

/ : remis