Radeon HD 4870: быстрее GTX 260! – THG.RU

Введение

Всего пару недель тому назад в мире nVidia всё было тихо и спокойно. Крупнейший производитель видеокарт только что выпустил новые модели GeForce GTX 260 и 280, которые, несмотря на задержку в шесть месяцев, дальше продвинули унифицированную архитектуру, введённую с GeForce 8, до самых пределов 65-нм техпроцесса с гигантским количеством транзисторов. Производительность по сравнению с предыдущим (теперь уже старым) поколением видеокарт не особо впечатляла (прирост 59% в среднем относительно 9800 GTX), но появление приложений CUDA стало интересным шагом вперёд, да и реального конкурента у nVidia не было. Между тем AMD, казалось, всё больше разочаровывалась в графическом подразделении, которое было не способно конкурировать на high-end сегменте рынка, как когда-то, а существующие high-end видеокарты быстро устаревали. Затем последовал громкий выпуск видеокарты Radeon HD 4850, которая появилась в тестовых лабораториях раньше анонса, а розничная цена была заявлена на уровне $199.

Да, в лагере AMD случилось чудо. Производительность Radeon HD 4850 удивила всех, включая nVidia. Несмотря на поспешный выпуск видеокарты GeForce 9800 GTX+, которая не появится в розничных каналах раньше середины июля, nVidia всё равно не могла получить такое же великолепное соотношение цена/производительность, как у новинки Radeon, что мы уже демонстрировали в тестах Radeon HD 4850. Обычно маркетинговые доводы, такие как оптимизация эффективности и выход годных кристаллов, всегда звучавшие неубедительно, получили новое значение, учитывая результаты тестов Radeon HD 4850. Новинка пробудила надежды на ещё более высокую производительность в будущем. Получив (наверное, даже к собственному удивлению) хорошую возможность увеличить число потоковых процессоров с 320 до 800, несмотря на 43% повышение числа транзисторов и прежний техпроцесс, AMD решила не оставаться “на дне”, и к лучшему. Был объявлен GPU Radeon HD 4870, основанный на такой же архитектуре, но обеспечивающий более высокую производительность (понятно, что по большей цене), однако появлялся он в тестовых лабораториях весьма неспешно, да и не всё было понятно до последнего момента. По крайней мере, на бумаге эта видеокарта являлась прямым конкурентом новым high-end моделям nVidia, но по существенно меньшей цене. Но что мы получили на деле?

Более быстрая память

Долгое время nVidia была пионером по внедрению новейших технологий памяти. После использования памяти DDR для GeForce в 2000 году, компания из Санта-Клары оказалась первой, представившей память GDDR2 с видеокартой GeForce FX, затем GDDR3 с моделью GeForce 5700. Но затем лидерство перехватила ATI: GDDR4 впервые появилась вместе с моделью Radeon X1950 XT, а сегодня, два года спустя, ATI представила первую видеокарту с памятью GDDR5: Radeon HD 4870.

С повышением пропускной способности памяти всё понятно: есть два пути. Первый заключается в расширении шины памяти, а второй – в увеличении частоты работы. Первый способ имеет несколько препятствий. Более широкую шину сложно разводить на печатной плате, да и упаковка требует больше контактов. Все эти контакты необходимо подвести к чипу, которому необходимо большее число интерконнектов по периферии кристалла. Поэтому широкая шина требует, чтобы ядро было определённого размера – именно по этой причине долгое время GPU начального уровня были ограничены 128-битной шиной, в то время как их high-end варианты использовали 256- или 384-битную шину. Ещё один недостаток заключается в увеличении энергопотребления чипа.

Поэтому к подобному способу прибегали очень осмотрительно. На самом деле, долгое время для high-end GPU использовалась 128-битная шина, от Riva 128 до Matrox Parhelia, да и ATI Radeon 9700 четыре года назад тоже её использовал. Точно так же 256-битная шина не становилась шире до появления nVidia GeForce 8800 в конце 2006 года. Да, требования по пропускной способности памяти у GPU постоянно увеличиваются, несмотря на технологии экономии пропускной способности, которые оптимизируются с каждым поколением.

Второе решение заключается в ускорении работы памяти. Но это легче сказать, чем сделать, поскольку, как и в случае с любой микросхемой, существует ограничение по тактовой частоте, на которой могут работать чипы памяти. Чтобы обойти эти ограничения, производители прибегают к разным ухищрениям. Память DDR позволяет передавать данные по нарастанию и спаду тактового импульса, удваивая эффективную пропускную способность памяти для прежней частоты. Для этого память DDR использует так называемый двухбитовый prefetch – при каждом обращении к памяти вместо передачи одного бита из prefetch-буферов, память DDR передаёт два. Последующие разработки технологии DDR предусматривали передачу всё большего числа данных на прежней физической частоте памяти, увеличивая ширину prefetch. DDR2 использует 4-битовый prefetch, как и GDDR3. С GDDR4 появился 8-битовый prefetch.

GDDR5

GDDR5 использует 8-битовый prefetch, как и GDDR4, однако отличается несколькими инновациями. Впервые GDDR5 использует две тактовые частоты, CK и WCK, последняя в два раза больше первой. Команды передаются в режиме SDR (стандартная тактовая частота) на частоте CK; адресная информация передаётся в режиме DDR на частоте CK; а данные передаются в режиме DDR на частоте WCK. В случае Radeon HD 4870, который использует память GDDR5 на частоте 900 МГц, команды передаются на частоте 900 МГц SDR, адреса на 900 МГц DDR (эффективная частота 1 800 МГц), а данные – на 1 800 МГц DDR (эффективная частота 3 600 МГц).

Этот подход снижает проблемы, связанные с качеством сигнала во время передачи команд и адресов, обеспечивая очень высокие частоты передачи данных. К сожалению, более высокие частоты также означают более высокую вероятность ошибки. Поэтому, чтобы обеспечить надёжную передачу данных, GDDR5 использует механизм обнаружения ошибок, который применяется в сетях. Если контроллер памяти определит ошибку, то команда, с которой она появилась, будет выполнена повторно.

Итак, AMD и nVidia выбрали весьма разные пути для увеличения пропускной способности памяти для своих GPU, и эти выборы связаны с разным взглядом на графические процессоры. nVidia, приверженная принципу огромного монолитного кристалла, может себе позволить 512-битовую шину памяти, избегая проблем с поставкой чипов, которой неизбежно сопровождается внедрение передовой технологии памяти. Напротив, с появлением RV770 AMD концентрирует свои усилия на GPU со сниженным размером кристалла для high-end видеокарт. Как нам сообщили инженеры AMD, первую версию RV770 предполагалась оснастить не более 480 потоковыми процессорами (АЛУ), но GPU при этом ограничивал число интерконнектов для интерфейсов памяти.

Поэтому AMD смогла предложить GPU, с которым все уже знакомы, с 800 потоковыми процессорами, которые почти что “бесплатны” в отношении площади ядра. У предыдущего поколения GPU nVidia пришлось забыть о 384-битовой шине при переходе с G80 (80 нм) на G92 (65 нм). Поэтому есть все шансы, что такой же шаг произойдёт и с 512-битовой шиной. Однако на этот раз nVidia может опереться на GDDR5, чтобы компенсировать потерю пропускной способности.

Radeon HD 4870: что было улучшено?

Разницу между Radeon HD 4870 и “младшей” моделью 4850 можно свести к двум характеристикам: теоретической производительности, которая выросла на 20% благодаря более высокой тактовой частоте (число потоковых процессоров не изменилось, в отличие от подхода nVidia), а также пропускной способности памяти, которая почти удвоилась (более 80%). Причина такого изменения кроется, как мы уже видели, в использовании GDDR5, с эффективной частотой, почти удвоившейся по сравнению с GDDR3, используемой на Radeon HD 4850. Однако память GDDR5 дорогая, хотя она обходится не так накладно, как переход на 512- или даже 448-битовую шину, что необходимо для достижения эквивалентной пропускной способности памяти на GDDR3, как решила сделать nVidia. Не говоря уже о более высоком энергопотреблении (чипы памяти + контроллер). Результат оказался таков, что пропускная способность Radeon HD 4870 почти одинаковая (на самом деле, на 3% больше) в сравнении с GeForce GTX 260.

Превосходство 4870 по теоретической производительности по сравнению с GTX 260 впечатляет, учитывая, что площадь кристалла GPU 4870 составляет всего 45% от GPU nVidia!

С другой стороны, мы не можем не упомянуть очевидное ограничение, которое возникает после чтения спецификаций – объём памяти, который ограничен на 4870 512 Мбайт. Это всего лишь чуть больше половины от GTX 260, и даже если учесть, что карта Radeon страдает меньше GeForce от обращения к оперативной памяти на ПК в случаях ограничения кадрового буфера, нам следует внимательно отнестись к тому, как меняется производительность при увеличении разрешения. Следует отметить, что некоторые производители, например, PowerColor, уже анонсировали 1-Гбайт версии Radeon HD 4870, однако они не будут доступны ранее конца июля.

Тестовая видеокарта

Подобно Radeon HD 3870, но в отличие от Radeon HD 4850, Radeon HD 4870 является картой с двухслотовой системой охлаждения. Это должно позволить ей легче справляться с теплом, выделяемым RV770, или, по крайней мере, выбрасывать тепло за пределы корпуса. Но сходство на этом заканчивается. HD 4870 требует уже не одну, а две шестиконтактные вилки питания PCI Express, да и длина карты заметно увеличилась – до 9,5″ (24,1 см) по сравнению с 9″ (22,8 см) у Radeon HD 3870 и 10,5″ (26,7 см) у GeForce GTX 260. Кроме того, вместо кулера от Arctic Cooling с прямыми лопастями используется более традиционная модель.

Для тестов мы использовали видеокарту производства Sapphire. В комплект поставки входит 2-Гбайт USB-брелок в фирменной расцветке, плеер PowerDVD 7 OEM с поддержкой шестиканального звука, Cyberlink DVD Suite 5 и полная версия 3DMark06. USB-брелок – бонус весьма приятный, но неплохо было бы получить в комплекте поставки игру, поскольку видеокарты нацелены на сегмент геймеров.

Тестовая конфигурация

Мы использовали такую же тестовую конфигурацию, что и в статье о Radeon HD 4850.

Результаты тестов

Flight Simulator X

Неудивительно, что в игре Flight Simulator Radeon HD 4870 работает на том же уровне, что и 4850 (карты используют одинаковый драйвер). Обе видеокарты обошли HD 3870 и даже GeForce GTX 200, но отстали от большинства моделей GeForce 8 и 9. Во Flight Simulator X едва можно играть на 4870 и текущих драйверах.

Call of Duty 4

Это первый настоящий тест для Radeon HD 4870, и видеокарта нас не разочаровала. Она заняла третье место в рейтинге, уступив GeForce GTX 280 и 9800 GX2, но обогнав GTX 260! Средний отрыв от GTX 260 составил 10% даже в разрешении 2 560 x 1 600. А Radeon HD 4850 лидер ATI обгоняет на 17%.

Test Drive Unlimited

Test Drive Unlimited подтвердил очень сильные впечатления от Radeon HD 4870, которые появились у нас после Call of Duty 4. Видеокарта не только обходила GTX 260 на всех разрешениях, но и финишировала, немного уступая GTX 280 на 1 920 x 1 200 со сглаживанием, и даже обогнала лидера nVidia в разрешении 2 560 x 1 600 со сглаживанием (и в этом разрешении ещё можно было играть). Производительность впечатляет, особенно с учётом того, что у 4870 всего лишь половина памяти GTX 280. Как нам кажется, с линейкой Radeon 4800 сглаживание вернулось на свои позиции.

Crysis

Игра Crysis не стала исключением, видеокарта Radeon HD 4870 вновь разместилась между GeForce GTX 260 и GTX 280. Более того, от последней она отстаёт меньше, чем на 11% в среднем (за исключением разрешения 2 560 x 1 600 + сглаживание), хотя HD 4870 стоит в два раза дешевле.

World in Conflict

Запустив World in Conflict, весьма жадный до ресурсов, мы обнаружили, что Radeon HD 4870 приблизился к GeForce GTX 280, а отрыв от GTX 260 увеличился, составив, в среднем, 17% – явное преимущество. Производительность после включения сглаживания вновь оказалась удивительной. 4870 догнал GTX 280 на разрешении 2 560 x 1 600 со сглаживанием, несмотря на ограниченный объём памяти 512 Мбайт (и несмотря на то, что играть с такими настройками всё равно было невозможно).

Supreme Commander

Radeon HD 4870 чуть хуже справился с Supreme Commander. Впрочем, разницу всё равно можно признать относительной, карта немного обгоняла GeForce GTX 260 в среднем, и хотя новинка ATI отстала от GTX 260 в разрешении 1 680 x 1 050, частота кадров вполне позволяет играть.

Unreal Tournament 3

Unreal Tournament III – одна из первых игр, в которой у Radeon HD 4870 возникли сложности. Как можно видеть, она отстала от GeForce 9800 GTX в разрешении 1 680 x 1 050. И хотя видеокарта выросла в рейтинге после повышения разрешения, она систематически проигрывала GeForce GTX 260 в этой игре (в среднем на 13%).

Mass Effect

У Radeon HD 4870 вновь возникли трудности с игрой Mass Effect. Отрыв от разогнанной Asus Radeon HD 4850 составил 33%, но его оказалось недостаточно, чтобы обойти GeForce GTX 260. И даже GeForce 9800 GTX+ в разрешениях 1 680 x 1 050 и 1 920 x 1 200.

Race Driver: GRID

С другой стороны, Radeon HD 4870 красиво победила в GRID, выдав лучшие результаты в разрешениях 1 680 x 1 050 и 1 920 x 1 200. Только в 2 560 x 1 600 видеокарта ушла на второе место после GeForce GTX 280! Мы были впечатлены. Похоже, новинка AMD с лёгкостью справляется с гонками.

Энергопотребление

Мы были разочарованы высоким энергопотреблением Radeon HD 4850 в режиме бездействия, хотя под нагрузкой всё оказалось вполне нормальным. Посмотрим, как в этом отношении покажет себя Radeon HD 4870.

К сожалению, у Radeon HD 4870 энергопотребление оказалось больше 4850 в режиме бездействия – на 22 Вт в общей сложности (замеры производились на блоке питания). Когда компьютер выводит рабочий стол Windows (режим бездействия), то скорость GPU падает до 550 МГц. А после запуска 3D-приложения видеокарта запускает GPU на максимальную частоту 750 МГц. По сравнению с Radeon HD 3870, разница под нагрузкой составляет 47 Вт, то есть мы получаем 40% увеличение энергопотребления ПК! Так что низкая эффективность энергопотребления у линейки Radeon HD 4800 подтверждается на практике. Ещё одна проблема: в отличие от HD 4850, энергопотребление Radeon HD 4870 в играх не такое низкое. На самом деле, энергопотребление даже выше, чем у GeForce GTX 260. Высокой производительностью это оправдать можно, но как насчёт низкого числа транзисторов и high-end техпроцесса?

Уровень шума

Radeon HD 4850 работает в режиме бездействия очень тихо, но “старшая” модель не может обеспечить такую же характеристику – несмотря на переход на двухслотовую систему охлаждения, Radeon HD 4870 работает громче в режиме бездействия, судя по нашим измерениям, хотя на практике разница невелика. На скорости 1 045 об/мин – всего 12% от максимальной – вентилятор всё равно можно считать тихим.

Под нагрузкой ситуация меняется. Хотя HD 4870 явно не такая тихая, как Radeon HD 3870, видеокарта работает вполне терпимо (вентилятор ускоряется до 1 600 об/мин) и намного тише, чем шумная GeForce GTX 260.

Температура

Хотя и не побив рекорда температуры Radeon HD 4850, видеокарта HD 4870 работает весьма горячо в режиме бездействия, температура GPU достигает 70°C. Но к каким-либо проблемам это не приводит, да и не забывайте, что из-за двухслотового дизайна системы охлаждения горячий воздух выбрасывается за пределы компьютера (в отличие от Radeon HD 4850), что всегда хорошо.

Под нагрузкой радиатор справляется со своей работой, температура сильно не поднимается – по крайней мере, не так сильно, как на “младшей” Radeon HD 4850.

Заключение

Наконец-то наш вывод по поводу нового Radeon HD 4870 будет простой: перед нами великолепная high-end видеокарта! С такой же архитектурой и большинством сильных сторон Radeon HD 4850, она находится в верхней категории по производительности и по цене. Она быстрее, в среднем, всего на 6% (в большинстве тестов), чем GeForce GTX 260, но рекомендованная цена составляет $299 – на $150 ниже, чем у карты nVidia! Даже топовая модель nVidia GeForce GTX 280, оснащённая большим числом транзистором, в два раза большей памятью и более высокими тактовыми частотами, не сильно вышла вперёд. Она демонстрирует всего на 13% большую производительность, чем Radeon HD 4870, хотя стоит в два раза больше.

Впрочем, есть ряд моментов, делающих ситуацию не такой идеальной. Во-первых, Radeon HD 4870 несколько страдает из-за другой “вкусной” карты AMD, HD 4850, которая обеспечивает лучшее соотношение цена/производительность (всего на 23% меньшую производительность по цене на 60% ниже). AMD полностью изменила свои слабые и сильные стороны по сравнению с предыдущим поколением, в частности, с Radeon HD 3870 – производительность Radeon HD 4870 со включённым сглаживанием весьма хороша (несмотря на 512 Мбайт памяти), но карта потребляет намного больше энергии в режиме бездействия, а также под нагрузкой (больше, чем GeForce GTX 260). Да и тихой новую модель вряд ли назовёшь, хотя карта работает намного тише, чем GeForce GTX 260, да и внутри корпуса ничего не нагревает.

Теперь nVidia придётся реагировать и быстро скидывать цены на GeForce GTX 260, что тоже можно считать хорошей новостью – хотя мы ещё не видели снижения цен. Что касается AMD, то ей необходимо сделать ещё несколько шагов, чтобы новое поколение было полностью успешным – выпустить high-end карту (как ожидается, на двух RV770), которая получит не менее восторженный приём. А это будет сделать уже не так просто.

С теми же качествами, что и у Radeon HD 4850, но за более высокую цену видеокарта Radeon HD 4870 смогла напрямую конкурировать с GeForce GTX 260 – она чуть быстрее и намного дешевле, чем предложение nVidia, да и без чрезмерного шума. Несмотря на высокое энергопотребление, если обещанные цены станут реальностью, вы вряд ли сможете найти на рынке выбор лучше.

Преимущества.

• На 6% более высокая производительность, чем у GeForce GTX 260;
• намного меньшая цена, чем у GeForce GTX 260;
• меньший уровень шума по сравнению с GeForce GTX 260.

Недостатки.

• Высокое энергопотребление под нагрузкой, но особенно в режиме бездействия;
• соотношение цена/производительность не такое хорошее, как у Radeon HD 4850.

За все заслуги видеокарта Radeon HD 4870 получает награду “Рекомендованная покупка”.

Сводная производительность

На графиках приведены средние результаты для каждой видеокарты и каждой игры. Если карта не могла выводить игру при каком-то разрешении или со сглаживанием, то получала нулевой результат, что сёрьезно повлияло на видеокарты с 512 Мбайт памяти (или меньше) в разрешении 2 560 x 1 600 со сглаживанием (за исключением Radeon HD 4870), а также на Radeon HD 3870 X2, у которой не работает сглаживание в Mass Effect. Следует заметить, что у нашего образца 4850 от Asus был недостаток: она не смогла нормально заработать в Race Driver: GRID, что подняло результаты других видеокарт.