Коллектив Авторов - Цифровой журнал «Компьютерра» № 25

Как и при переходе от R600 к R700, перед конструкторами была снова поставлена задача удвоить производительность очередного поколения графических процессоров. И, точно так же, как и прежде, задача была решена по большей части «в лоб» – то есть, путём физического удвоения практически всего: транзисторов, SIMD-ядер, текстурных и шейдерных блоков, стандартных объёмов видеопамяти для кадрового буфера.

В серию R800 вошли четыре графических процессора: RV870 (Cypress), RV840 (Juniper), RV830 (Redwood) и RV810 (Cedar). В первом же чипе нового семейства Cypress, появившемся 22 сентября 2009 года, была реализована обновлённая архитектура Terascale 2, название которой как бы намекает на производительность, достигающую 2,7 терафлопса (миллиардов операций с плавающей запятой в секунду). Число транзисторов достигло 2,15 миллиарда, при этом площадь самого кристалла за счёт перехода с 55-нм на более тонкий 40-нм техпроцесс увеличилась всего на треть – до 334 м 2.

Terascale 2 – это унифицированная архитектура с массивом общих процессоров для обработки различных видов данных. Конструкция потоковых ядер претерпела минимум изменений – была лишь добавлена поддержка новых инструкций для DirectX 11 и DirectCompute 11, о которых чуть ниже.

Каждое из двадцати SIMD-ядер состоит из 16-ти блоков суперскалярных потоковых процессоров по пять вычислительных ядер, и в сумме они дают внушительное число – 1600 универсальных процессоров (унифицированных шейдеров). Число блоков текстурирования увеличено вдвое – с 40 до 80 – на каждый SIMD-блок приходится по четыре текстурных. При этом поддерживается адресация текстур до 16384х16384 пикселей, что предусмотрено API DirectX 11, и новые алгоритмы сжатия для буферов HDR и MSAA. Для работы с кадровым буфером используется 256-битная шина с четырьмя 64-битными контроллерами оперативной памяти типа GDDR5.

К существенным изменениям конструкции чипа следует отнести дополнение графического ядра двумя блоками растеризации, что позволяет реализовать расширенные возможности нового программного интерфейса DirectX 11 – в первую очередь, речь идёт об аппаратной тесселяции в реальном времени, которую планируется широко использовать в компьютерных играх для повышения реалистичности картинки. В чипе также реализованы улучшенные алгоритмы анизотропной фильтрации и сглаживания, в том числе адаптивное сглаживание текстур и пиксельных шейдеров.

За декодирование HD-видео отвечают фирменные технологии Avivo HD и UVD 2.2. Поддерживается интерфейс HDMI версии 1.3a, обеспечивающий передачу видеосигнала с расширенным цветовым диапазоном Deep Color и x.v.Color и многоканального звука в форматах Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Разумеется, чтобы можно было воспользоваться всеми этими преимуществами, подключаемые к видеокарте телевизоры и ресиверы должны также поддерживать эти форматы.

Одна из важнейших особенностей R800, особо подчёркиваемая представителями AMD – это возможность использования графического процессора для вычислений общего назначения – к примеру, при сложной обработке трёхмерной графики, видео и в прочих ресурсоёмких вычислениях, не связанных непосредственно с формированием и выводом изображения на дисплей.

В R800 заявлена аппаратная поддержка программных интерфейсов DirectCompute 11 и OpenCL 1.0, позволяющих любым приложениям обращаться к ресурсам графического ускорителя и использовать его возможности. Особо стоит выделить открытый API OpenCL 1.0, благодаря которому одни и те же команды приложений могут параллельно выполняться как центральными, так и графическими процессорами. Продолжается работа над API для физических эффектов Bullet Physics и Pixelux, которые, по расчётам AMD, могут войти в OpenCL следующих версий.

Разумеется, чип поддерживает и собственные программные интерфейсы AMD для вычислений общего назначения – прежде всего речь идёт об ATI Steam, который реализован, в частности, в таком популярном приложении для обработки мультимедийного контента, как PowerDirector 8 компании Cyberlink.

В R800 появилась ещё одна новая и довольно любопытная технология ATI Eyefinity, позволяющая организовывать многомониторные конфигурации из шести дисплеев в различных сочетаниях (см. иллюстрацию).

В режиме ATI Eyefinity могут работать только специальные версии карт HD 5870 Eyefinity Edition, оснащённые шестью портами DisplayPort – в обычных модификациях число одновременно поддерживаемых мониторов не превышает трёх.

В линейку AMD/ATI Radeon HD 5xxx входят несколько эталонных графических карт: HD 5970 (Hemlock), HD 5830, 5850 и HD 5870 (Cypress), HD 5750 и 5770 (Juniper), HD 5670, 5550 и 5570 (Redwood) и HD 5450 (Cedar). При общей архитектуре они отличаются частотами работы ядра и видеопамяти, типом и шиной памяти и количеством вычислительных блоков (шейдеров и текстур) – отсюда разница в цене, производительности и энергопотреблении.

К топовым моделям относится двухпроцессорная HD 5970, базовая HD 5870 и её модификация HD 5870 Eyefinity Edition, а также упрощённые HD 5850 и 5830. Интересно, что хотя в HD 5970 устанавливаются два чипа HD5870, их тактовая частота, а также частоты работы памяти, понижены до уровня HD5850 – очевидно, конструкторы посчитали уместным несколько уменьшить рекордную производительность и за счёт этого обеспечить щадящий температурный режим для этой весьма «горячей» карты.

Два графических процессора Cypress (кодовое название Hemlock)

3200 (640х5) универсальных процессоров

160 текстурных и 64 блока блендинга

Тактовая частота ядра – 725 МГц

Частота видеопамяти, эффективная – 4000 МГц (4 х 1000 МГц)

Тип видеопамяти – GDDR5

Объём памяти – 2 Гб

Шина памяти – 512 бит

Пропускная способность памяти – 256 Гбайт/с