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

Dopo lunga attesa giungono al debutto sul mercato le prime schede video dotate di architettura nativa DirectX 11, a circa un mese dal lancio ufficiale sul mercato del nuovo sistema operativo Windows 7 assieme alle nuove API. Non sarà solo Windows 7 a  poter sfruttare la potenza elaborativa delle GPU DirectX 11 con la nuova generazione di titoli compatibili con le nuove API: Microsoft rilascerà infatti un aggiornamento al sistema operativo Windows Vista, che guadagnerà quindi supporto DirectX 11.

Radeon HD 5800: questo è il nome della nuova famiglia di GPU ATI destinate al segmento di mercato tra i 300 e i 400 dollari USA di prezzo. Parliamo di una fascia di prezzo medio alta, appena sotto il segmento enthusiast che raggiunge e supera i 500 dollari per singola scheda; è questo un segmento del mercato estremamente importante, da un lato per gli interessanti volumi di vendita e dall'altro per l'impatto marketing che schede di questo tipo possono rappresentare per l'intera gamma di prodotti. La storica rivale di ATI nel segmento delle schede video, l'americana NVIDIA, non ha al momento attuale una propria serie di schede DirectX 11 da poter proporre quale alternativa e stando alle indiscrezioni attuali lo scenario resterà tale almeno sino alla fine dell'anno. AMD preme quindi sull'acceleratore, anticipando il lancio di Windows 7 e confermando come la parabola discendente di alcuni anni fa, culminata con il lancio della GPU R600 nelle schede Radeon HD 2900XT, sia solo un ricordo del passato.

Il debutto odierno è il primo di una serie di annunci di nuovi prodotti che caratterizzeranno i prossimi 6 mesi: la risultante sarà una completa famiglia di schede video DirectX 11 che andranno progressivamente a prendere il posto delle soluzioni Radeon HD 4000 attualmente presenti sul mercato. Anche con queste architetture AMD ha scelto di mantenere invariata la filosofia progettuale seguita sin dal lancio delle schede Radeon HD serie 3000: sviluppare una GPU di elevata complessità ma senza produrre die di dimensioni estremamente elevatei, derivando da questo design proposte semplificate per segmenti di mercato maggiormente orientati al prezzo e proponendo schede con due GPU montate sullo stesso PCB per la fascia enthusiast del mercato.

La roadmap AMD prevede quindi il lancio odierno delle schede Radeon HD serie 5800, basate su architettura nota con il nome in codice di Cypress. A seguire, presumibilmente nella prima metà del quarto trimestre, le schede Juniper di fascia media a prendere il posto delle soluzioni Radeon HD 4600 e le schede Hemlock, ottenute affiancando due GPU della famiglia Cypress sullo stesso PCB (alternativa quindi alle schede Radeon HD 4870 X2). Nel corso dei primi mesi del 2010 ATI completerà la gamma di schede con i modelli Redwood e Cedar, destinate alla fascia più economica del mercato: per tutte queste soluzioni gli elementi comuni sono la tecnologia produttiva a 40 nanometri e ovviamente il supporto hardware alle API DirectX 11.

Ogni volta che una nuova generazione di GPU viene presentata il riferimento alla legge di Moore è immancabile: è evidente come l'incremento di potenza che viene assicurato al debutto di una generazione di GPU top di gamma venga sempre ottenuto con incrementi meno che proporzionali del livelli di consumo complessivo. Rispetto alla precedente generazione di scheda a singola GPU, modello ATI Radeon HD 4870, la nuova ATI Radeon HD 5870 ottiene un valore di GFlops per ogni Watt consumato che è di poco inferiore al doppio; simile comportamento prendendo quale metrica di riferimento il valore di GFlops ottenibile per ogni millimetro quadrato di superficie del chip.

Alla base di ogni GPU troviamo alcuni elementi base che ne delimitano i livelli prestazionali, il consumo e il costo: da un lato la tecnologia produttiva adottata, dall'altra la complessità interna. AMD ha adottato con le schede ATI Radeon HD 5800 la tecnologia produttiva a 40 nanometri, grazie al partner produttore TSMC, riprendendo quindi quanto sviluppato per la scheda ATI Radeon HD 4770 presentata la scorsa primavera: la tecnica produttiva adottata è quindi quanto di meglio sia a disposizione sul mercato per questo tipo di chip. La complessità interna è sensibilmente incrementata: vedremo in seguito come AMD abbia di fatto raddoppiato tutti gli elementi interni della GPU nel passaggio dalla scheda Radeon HD 4870 a quella Radeon HD 5870, incrementando per giunta anche la frequenza di clock.

E' cresciuto quindi il numero complessivo di transistor sino a superare la soglia di 2 miliardi (2,15 per la precisione contro i 956 milioni della scheda Radeon HD 4870), con una potenza elaborativa che raggunge i 2,7 TeraFLOPS di picco (circa 1 TeraFLOP per la scheda Radeon HD 4870). L'utilizzo di tecnologia produttiva a 40 nanometri, oltre ad un affinamento interno dell'architettura, ha permesso di contenere la superficie complessiva del chip entro i 334 millimetri quadrati: di tratta di un incremento del 27% rispetto ai 263 millimetri quadrati della GPU RV770 utilizzata dalle schede Radeon HD 4800, inferiore rispetto al raddoppio degli elementi interni della GPU responsabili delle prestazioni velocistiche.