ATI Radeon HD 5870: la prima scheda video per DirectX 11

ATI Radeon HD 5870: la prima scheda video per DirectX 11

Con la nuova serie ATI Radeon HD 5800 AMD apre la stagione delle schede video dotate di supporto hardware nativo alle API DirectX 11, al debutto solo dal mese di Ottobre con Windows 7 e Windows Vista.

di , Paolo Corsini pubblicato il nel canale Schede Video
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RV870: una nuova architettura a confronto

Diamo ora uno sguardo a quelle che sono le caratteristiche architetturali della nuova serie di schede Radeon HD 5800, iniziando da un confronto tra Radeon HD 4890, precedente top di gamma a singola GPU della famiglia ATI Radeon, e Radeon HD 5870, nuova soluzione al vertice della gamma ATI sempre a singola GPU.

Specifiche ATI Radeon HD 4890 ATI Radeon HD 5870 Note
tecnologia produttiva 55nm 40nm il passaggio al processo a 40nm permette, a parità di numero di transistor, di ridurre le dimensioni del die oltre che di incrementare le frequenze di clock
dimensione del die 263 mm² 334 mm² la superficie del die è aumentata del 27% circa, crescita giustificata dal notevole incremento nel numero di transistor integrati nella nuova GPU RV870
numero transistor 0,956 miliardi 2,15 miliardi e' più che doppio il numero di transistor integrati in RV870 rispetto a quanto presente in RV770
clock GPU 850 MHz 850 MHz non cambia la frequenza di clock massima, sempre pari a 850 MHz a dispetto dell'incremento nella complessità della GPU
numero stream processors 800 1600 raddoppia il numero di stream processors, restandone di fatto invariata la struttura di base
clock stream processors 850 MHz 850 MHz nelle architetture di GPU ATI il clock degli stream processors è identico a quello della GPU. Anche in questo caso quindi le due GPU vantano le stesse specifiche a dispetto dell'accresciuta complessità
ROPs 16 32 raddoppiano le ROPs, mantenendo lo stesso rapporto con il numero di stream processors
Texture units 40 80 raddoppio anche per le texture unit, presenti in numero di 4 per ogni SIMD engine
AA resolve 64 128 raddoppia il numero di AA resolve, nuovamente bilanciando il raddoppio degli altri parametri interni della GPU
Z/stencil 64 128 raddoppia anche il numero di Z/stencil
tipologia memoria GDDR5 GDDR5 la tipologia di memoria adottata è sempre quella GDDR5, al momento attuale quanto di meglio sia disponibile per schede video di fascia alta. Il bus memoria rimane a 256bit di ampiezza
clock memoria 3.900 Mhz 4.800 MHz cresce la frequenza di clock della memoria video, incrementando del 23% circa
bandwidth memoria 124,8 GB/s 153,6 GB/s l'aumento nella bandwidth della memoria video è giustificato solo dalla frequenza di clock incrementata, ferma restando l'ampiezza del bus memoria

Il confronto tra Radeon HD 4890 e Radeon HD 5870 evidenzia chiaramente come AMD abbia voluto incrementare la capacità di calcolo degli stream processors con la nuova architettura RV870, intervenendo in misura inferiore sulla bandwidth della memoria video ritenuta in molti casi più che adatta. La risultante è quella di avere un prodotto maggiormente bilanciato nel complesso, con un comportamento che mira ad avere risultati che siano GPU limited tanto quanto lo sono memory bandwidth limited. Confrontiamo ora quelle che sono le differenze esistenti tra Radeon HD 5850 e Radeon HD 5870:

Specifiche ATI Radeon HD 5850 ATI Radeon HD 5870

Note
clock GPU 725 MHz 850 MHz c'è una differenza di clock del 17% tra le due schede Radeon HD 5800. Tra schede Radeon HD 4870 e 4850 la differenza di clock era di poco inferiore al 12% (750 MHz vs 670 MHz)
numero stream processors 1440 1600 AMD ha disabilitato una coppia di SIMD engine interni alla GPU, con la conseguente riduzione nel numero di stream processors del 10%
clock stream processors 725 MHz 850 MHz la frequenza di clock di GPU e stream processors è identica nelle architetture ATI; anche in questo caso quindi differenza del 17% tra le due schede
ROPs 32 32 non cambia il numero di ROPs, sempre pari a 32 a dispetto dell'assenza di 2 SIMD engine nella scheda Radeon HD 5850
Texture units 72 80 sono presenti 4 texture units per ogni SIMD engine; per questo motivo la scheda Radeon HD 5850 ne implementa 72 contro le 80 della soluzione Radeon HD 5870
clock memoria 4.000 MHz 4.800 MHz stessa architettura di memoria, GDDR5, con bus da 256bit per le due schede; la differenza è data dalla frequenza di clock finale, superiore del 20% nella scheda Radeon HD 5870
bandwidth memoria 128 GB/s 153,6 GB/s l'incremento di clock si ripercuote in modo lineare sulla bandwidth massima teorica a disposizione delle due schede
consumo scheda idle 27 Watt 27 Watt identico valore di consumo in idle per le due schede, stando a quanto dichiarato da AMD
consumo scheda full 170 Watt 188 Watt a pieno carico la scheda Radeon HD 5870 sconta le superiori prestazioni velocistiche di cui è capace con un consumo più elevato di circa il 10%

Dallo schema si evince come la scheda ATI Radeon HD 5850 sia ottenuta utilizzando lo stesso chip presente nella soluzione Radeon HD 5870, disabilitando una coppia dei 20 SIMD engines integrati. Per ogni SIMD engine sono presenti 16 threads processors, ciascuno dotato di 5 stream cores o stream processors; da questo se ne ricava un quantitativo complessivo di stream processors di 1.440, inferiore del 10% rispetto alla soluzione Radeon HD 5870. Se con le schede Radeon HD 4850 ATI aveva scelto di mantenere invariato il numero di stream processors implementando un controller memoria GDDR3 a 256bit, contro quello GDDR5 sempre a 256bit della soluzione Radeon HD 4870, con la famiglia Radeon HD 5800 i ruoli si invertono. Oltre alle frequenze di clock le due schede 5850 e 5870 differiscono ora per il numero di stream processors, condividendo invece la tipologia di memoria video e l'architettura del bus.

Confrontiamo ora le specifiche tecniche della scheda Radeon HD 5850 con quelle della soluzione Radeon HD 4850:

Specifiche ATI Radeon HD 4850 ATI Radeon HD 5850

Note
tecnologia produttiva 55nm 40nm anche in questo caso la tecnologia produttiva passa ai 40nm, permettendo un incremento nel numero di transistor e un contenimento dei consumi
dimensione del die 263 mm² 334 mm² la superficie delle due GPU è la stessa dei rispettivi modelli serie xx70: la GPU è la stessa per la scheda Radeon HD 4850 e lo stesso vale per la soluzione Radeon HD 5850, ottenuta disabilitando due SIMD engine fermo restando il die nel suo complesso
numero transistor 0,956 miliardi 2,15 miliardi anche in questo caso non cambia il numero di transistor, superiore del 125% circa nella scheda Radeon HD 5850
clock GPU 670 MHz 725 MHz la frequenza di clock della nuova proposta Radeon HD 5850 è inferiore rispetto a quella della scheda 5870 ma superiore dell'8% rispetto alla scheda Radeon HD 4850
numero stream processors 800 1440 gli stream processors sono incrementati dell'80% nella scheda Radeon HD 5850; sommando a questo l'incremento nella frequenza di clock possiamo stimare un aumento della potenza di elaborazione degli stream processors di poco inferiore al 100%
clock stream processors 670 MHz 725 MHz le frequenze di clock degli stream processors sono invariate rispetto a quella della GPU anche con queste schede
ROPs 16 32 raddoppiano le ROPs nella nuova GPU
Texture units 40 72 l'incremento delle texture units segue quello degli stream processors, pari all'80%
tipologia memoria GDDR3 GDDR5 Radeon HD 5850 utilizza, al pari della versione 5870, memoria GDDR5, permettendo di ottenere un sensibile incremento in termini di bandwidth
clock memoria 2.000 Mhz 4.000 MHz la frequenza di clock effettiva della memoria, complice la differente tecnologia adottata, è pari al doppio, ferma restando l'ampiezza del bus memoria a 256bit
bandwidth memoria 64 GB/s 128 GB/s la bandwidth che si ottiene dalle specifiche tecniche precedenti è doppia nella scheda Radeon HD 5850, superiore del resto anche a quella della scheda Radeon HD 4890

Analizzando le specifiche tecniche delle due schede possiamo sintetizzare la scheda Radeon HD 5850, a livello teorico e architetturale, come capace di prestazioni doppie rispetto alla scheda Radeon HD 4850 sia per quanto riguarda la capacità di elaborazione degli stream processors sia per quanto concerne la bandwidth della memoria video.
 
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