ATI Radeon HD 4850, test e analisi architettura - Versione Stampabile - Hardware Upgrade

Torniamo con la memoria a circa 13 mesi fa: alla metà del mese di Maggio 2007 AMD ha presentato la propria architettura video top di gamma nota con il nome in codice di R600, soluzione da lungo tempo attesa da parte degli utenti più appassionati. Si trattava della prima GPU ATI per sistemi desktop dotata di architettura a shader unificati e di supporto alle API DirectX 10 di Microsoft, giunta con 6 mesi di ritardo rispetto ai prodotti concorrenti NVIDIA della serie GeForce 8800 e non capace, per via di alcune scelte architetturali, di tenere il passo di quelle soluzioni. Il nome di quel prodotto, Radeon HD 2900 XT, è ben noto agli appassionati più per i livelli di consumo e per le prestazioni in assoluto non elevate che per le innovazioni tecnologiche implementate da AMD in quell'architettura.

A Novembre 2007 AMD è corsa ai ripari, presentando le schede della serie Radeon HD 3800 nelle quali l'architettura base comune alle soluzioni R600 è stata trasportata in una GPU costruita con tecnologia produttiva a 55 nanometri, riducendo costi e consumi in modo sensibile e permettendo al produttore americano di avere a disposizione prodotti dalle valide prestazioni complessive per il segmento di fascia media del mercato.

Quest'oggi AMD introduce ufficialmente, dopo aver autorizzato alcune preview prestazionali e la commercializzazione nei canali di vendita sin dalla scorsa settimana, la propria nuova generazione di schede video di fascia media: parliamo delle soluzioni Radeon HD 4800, con i modelli Radeon HD 4850 e Radeon HD 4870 che andranno a prendere il posto delle soluzioni Radeon HD 3800. Queste ultime continueranno presumibilmente a venir commercializzate, con un conseguente riposizionamento dei prezzi, da parte dei vari partner.

Quali sono gli elementi alla base di queste due nuove schede video, proposte rispettivamente a 199 e 299 dollari di prezzo nel mercato nord americano? L'architettura è ripresa da quella delle soluzioni Radeon HD 3800, con un sensibile incremento delle unità di elaborazione e numerose migliorie architetturali che risolvono i limiti evidenziati con le soluzioni Radeon HD 3800 in particolare con riferimento all'anti aliasing. Con il debutto di queste nuove schede video AMD ha voluto delineare la propria nuova strategia per lo sviluppo delle architetture GPU, strategia che all'atto pratico non ci pare essere poi così nuova.

AMD ha scelto di non investire più nella costruzione di GPU top di gamma, per le quali tipicamente vengono utilizzati die di dimensioni molto elevate venendo a mancare quel travaso tecnologico diretto che permette, in breve tempo, di avere a disposizione architetture di GPU per i segmenti di fascia media ed entry level derivandole direttamente da quelle top di gamma. Il chip RV770, utilizzato dalle schede video Radeon HD 4800, riprende quindi lo stesso approccio visto con l'architettura RV670 utilizzata nelle schede Radeon HD 3800: un'architettura mediamente complessa adottata per due differenti tipologie di schede video, con differenze in termini di frequenze di clock e non di funzionalità implementate, con la quale poter ottenere una scheda top di gamma di classe enthusiast semplicemente montando sullo stesso PCB due GPU che operino in parallelo via tecnologia Crossfire.

Lo scorso mese di Gennaio AMD ha ottenuto questo con la scheda ATI Radeon HD 3870 X2; lo stesso avverrà anche con le architetture RV770 nel corso dei prossimi mesi, con il debutto di una scheda che per logica dovrebbe prendere il nome di ATI Radeon HD 4870 X2 anche se AMD non ha fornito indicazioni precise a riguardo.

La tabella seguente riporta le principali caratteristiche architetturali delle due nuove proposte ATI, a confronto con le soluzioni della serie Radeon HD 3800 sia a singola che a due GPU oltre che con le schede video NVIDIA delle serie GeForce 8, GeForce 9 e GeForce GTX 200.

Modello	GeForce 8800	GeForce 9800	GeForce GTX	GeForce GTX	Radeon HD	Radeon HD	Radeon HD	Radeon HD	Radeon HD
Versione	GT	GTX	260	280	3850	3870	3870X2	4850	4870
GPU	G92	G92	GT200	GT200	RV670	RV670	R680	RV770	RV770
Processo produttivo (nm)	65	65	65	65	55	55	55	55	55
Stream processor	112	128	192	240	320	320	2x320	800	800
Clock stream processor (MHz)	1.500	1.688	1.242	1.296	670	775	825	625	750
Clock chip (MHz)	600	675	576	602	670	775	825	625	750
Numero di ROPs/render back-ends	16	16	28	32	16	16	2x16	16	16
Texture filtering unit	56	64	64	80	16	16	2x16	40	40
Bus di memoria (in bit)	256	256	448	512	256	256	2x256	256	256
Dotazione memoria in MB	512-256	512	896	1024	512	512	2x512	512	512
Clock memoria (GHz)	1,8	2,2	1,998	2,214	1,65	2,25	1,8	2	3,6
Banda memoria (GB/s)	57,6	79,4	112	141,7	52,8	72	2x57,6	64	115,2
Video processing engine	VP2	VP2	VP2	VP2	UVD	UVD	UVD	UVD2	UVD2

Con le GPU RV770 ATI introduce un'architettura a 800 stream processor, con un sensibile incremento rispetto ai 320 utilizzati nelle soluzioni RV670 delle schede Radeon HD 3800; questo implica che, in puri termini di stream processor, le nuove schede Radeon HD 4850 e Radeon HD 4870 integrano un numero maggiore di unità di elaborazione rispetto ad una scheda Radeon HD 3870 X2, avvantaggiata dall'essere dotata di due GPU che operano in parallelo.

Le frequenze di clock delle due schede Radeon HD 4800 sono complessivamente inferiori a quelle delle soluzioni Radeon HD 3800, ma questo era del resto prevedibile: l'architettura è nettamente più complessa e questo implicherebbe pesanti compromessi in termini di sistema di raffreddamento se si volessero mantenere frequenze di clock più elevate. Come vedremo nel corso dell'analisi architetturale, AMD ha aumentato di 2,5 volte le unità delegate al filtraggio delle textures, passate dalle precedenti 16 a 40: si tratta dello stesso tasso d'incremento visto anche con gli stream processor, passati da 320 a 800.

Dal versante memoria AMD ha scelto da un lato di restare fedele all'approccio scelto per le schede Radeon HD 3800, dall'altra di percorrere una importante innovazione. Il bus memoria è infatti a 256bit di ampiezza, ma per la scheda Radeon HD 4870 è stata utilizzata per la prima volta memoria GDDR5, grazie alla quale è stato possibile ottenere un sensibile incremento della bandwidth massima teorica. Per la scheda Radeon HD 4850 troviamo 512 Mbytes di memoria GDDR3, con frequenze di clock di 2 GHz, mentre per il modello Radeon HD 4870 la frequenza effettiva dei moduli GDDR5 è pari a 3,6 GHz.

Alcuni partner AMD hanno già presentato schede video ATI Radeon HD 4850 dotate di 1 Gbyte di memoria video onboard; riteniamo possibile che altri possano optare per questo tipo di soluzione anche per le schede Radeon HD 4870 ma questo non avverrà prima che le memorie GDDR5 subiscano una riduzione di prezzo rispetto ai valori attuali.

Abbiamo evidenziato, nella parte iniziale di questa analisi, come la nuova serie di schede Radeon HD 4800 sia dotata di GPU nota con il nome in codice di RV770, all'interno della quale trovano posto ben 800 stream processing unit. Questo numero è ottenuto affiancando 10 core SIMD, all'interno dei quali sono contenuti 80 stream processing unit. A titolo di confronto nelle soluzioni RV670 trovavamo 4 core SIMD, sempre ciascuno dotato al proprio interno di 80 stream processor per un totale di 320 SP: l'architettura di fondo è quindi rimasta invariata rispetto a RV670, con tuttavia un sensibile incremento delle unità di elaborazione.

Nell'immagine è raffigurata una coppia di core SIMD, ciascuna composta da 80 stream processing unit al proprio interno. Per ogni core SIMD troviamo un thread sequencer dedicato, inserito all'interno dell'Ultra Threaded Dispatch Processor, componente che nel percorso logico di funzionamento della GPU è posizionato immediatamente dopo il command processor e il setup engine. Ogni SIMD core è dotato di una propria logica di controllo, di 4 texture units per un totale di 40 presenti in tutta la GPU e di una cache L1 dedicata; ad ogni SIMD core, che dialoga con gli altri presenti nella GPU attraverso un Global Data Share da 16 Kbytes di capacità, è associata una cache locale da 16 Kbytes

Le singole stream processing unit sono accorpate in gruppi di 5 all'interno della GPU, in quella che AMD chiama stream processor. 4 dei 5 streaming processors sono identici per costruzione e funzionalità, mentre il quinto può eseguire le stesse operazioni dei 4 precedenti oltre a quelle di tipo trascendentale: per questo motivo del grafico è stato schematizzato con una dimensione leggermente superiore. Ogni 5 stream processing units troviamo vari registri di tipo general purpose, ai quali accedono direttamente, e una unità di branch execution dedicata.

Confrontando questa architettura con quella sviluppata da NVIDIA con le GPU GT200 notiamo immediatamente come quelle che NVIDIA indica con il nome di stream processors per AMD siano più correttamente da indicare con il nome di stream processing units. Se gli stream processor delle GPU NVIDIA sono unità indipendenti tra di loro che possono eseguire una operazione per ciclo di clock, nell'architettura RV770 di ATI (ma lo stesso valeva per quella RV670) gli stream processors posson eseguire un massimo di 5 operazioni per ciclo di clock, nel momento in cui il codice è tale da occupare tutte e 5 le stream processing units integrate in uno stream processor.

La conseguenza diretta di questo è che l'architettura NVIDIA GT200 può sempre eseguire 240 istruzioni per volta utilizzando tutti gli stream processors di cui è dotata, mentre per le soluzioni RV770 di ATI si possono avere scenari ideali sino a 800 istruzioni eseguite per volta, occupando tutte le stream processing units, oppure un minimo di 160 istruzioni eseguite per volta nel momento in cui queste siano tali da non poter essere accorpate tra di loro. L'architettura degli stream processors utilizzati da ATI nella GPU RV770, infatti, richiede necessariamente che i 5 stream processing units integrati in uno stream processor siano tutti al lavoro sullo stesso thread.

Abbiamo segnalato la presenza di 40 texture units all'interno delle GPU RV770, contro le 16 integrate da AMD in quelle RV670: ogni SIMD Core ha associata una texture unit, all'interno della quale sono presenti 4 processori per l'indirizzamento delle textures per un totale di 40 presenti nella GPU. Ogni texture unit è poi dotata al proprio interno di un'unità dedicata a texture decompressor, 16 FP32 texture samplers e 4 PF32 texture filters.

Rispetto alle architetture RV670, quindi, resta invariata l'architettura base di una singola texture unit ma il loro numero complessivo passa dalle precedenti 4 a 10. ATI ha introdotto significativi cambiamenti nelle cache delle texture units: sono sempre presenti cache L1 e L2, ma rispetto a RV670 ora le cache L2 sono direttamente allineate con i canali memoria. La cache L1 è ora unica per ogni SIMD Core, con la conseguenza di un raddoppio del quantitativo di memoria L1 a disposizione di ogni singolo SIMD Core rispetto a RV670 e a un incremento pari a 5 volte del quantitativo totale di cache L1.

Abbiamo segnalato poco sopra come nelle GPU RV770 siano presenti 160 stream processors, con associati a ciascuno di essi 5 stream processing units: il rapporto tra stream processor e texture units in RV770 è quindi pari a 4:1, lo stesso presente nelle soluzioni RV670. A titolo di confronto le architetture NVIDIA GT200 vantano un rapporto pari a 3:1, grazie ai 240 stream processors associati a 80 texture units. E' evidente come ATI ritenga che le moderne architetture GPU siano sempre meno dipendenti dalla pura potenza di elaborazione delle textures, e sempre maggiormente legate alla potenza elaborativa degli shader; questo spiega anche perché ATI abbia integrato 5 stream processing units all'interno di ogni stream processor, potendo quindi vantare una potenza di elaborazione massima più elevata di GT200 nel momento in cui il set di istruzioni vede più operazioni, e quindi più SP in uso, associati allo stesso thread.

La bandwidth tra le cache è aumentata, passando sino a 384 Gbytes al secondo tra L1 e L2; la cache L1 è inoltre capace di una bandwidth massima teorica sino a 480 Gbytes al secondo con operazioni di texture fetch. A completare l'analisi delle cache segnaliamo anche la presenza di una cache dedicata al vertex caching.

A chiudere l'analisi architetturale della GPU RV770 troviamo le render Back-Ends, quelle che altro non sono che l'equivalente delle ROPs così come vengono indicate da NVIDIA nelle proprie architetture video. Il loro numero, pari a 16, non è cambiato rispetto a quanto implementato nelel GPU RV670. ATI ha operato a incrementarne l'efficienza complessiva di fatto raddoppiandone la capacità di elaborazione sia a 32bit che a 64bit di profondità colore nel momento in cui vengono utilizzate modalità di AA MultiSample 2x, 4x e 8x. Di fatto, quindi, il fill rate in anti aliasing è raddoppiato rispetto a quanto messo a disposizione dalle architetture RV670, risolvendo auspicabilmente uno dei principali limiti prestazionali delle schede video Radeon HD 3850 e Radeon HD 3870. Raddoppiato anche il numero massimo di pixel con soli valori Z che possono venir processati contemporaneamente rispetto a RV670: da 32 sino a 64.

Una delle novità architetturali implementate da AMD nelle GPU RV770 è la release 2 di UVD, Universal Video Decoder. Con questo nome si indica la circuiteria interna di gestione di tutte le funzionalità legate alla codifica di flussi video, sia in standard che ad alta definizione. ATI ha implementato nelle schede Radeon HD 4800 un sistema di gestione dei flussi video di tipo parallelo: ogni GPU può quindi processare due video contemporaneamente, inviandone quindi l'output ad un singolo display per funzionalità di tipo picture in picture.

Con le schede Radeon HD 2900 XT ATI ha introdotto per la prima volta il supporto a connessioni HDMI, attraverso un adattatore da connessione DVI fornito in bundle con ogni scheda. Questo approccio è stato seguito anche con le schede Radeon HD 3800, ma con le nuove Radeon HD 4800 è stata introdotta una importante novità nella forma di una migliore gestione dei canali audio via connessione HDMI.

Le schede Radeon HD 4850 e Radeon HD 4870 supportano infatti segnale audio a 7.1 canali, con bit rate da 6.144 Mbps, sample rate di 192 KHz e 24bits per sample. I segnali audio che vengono supportati in output sono quelli AC3, DTS, Dolby True-HD e DTS HD, permettendo quindi una piena gestione dei flussi audio provenienti dai supporti video ad alta definizione.

Al pari di NVIDIA, anche AMD sta sviluppando tecniche che permettano di utilizzare la potenza elaborativa delle proprie GPU per le operazioni di conversione dei flussi video in altri formati; al posto di dipendere dalla potenza elaborativa del processore montato nel proprio sistema è possibile sfruttare gli stream processors in parallelo, ottenendo significative riduzioni nei tempi di conversione dei filmati ad alta definizione. AVT, Advanced Video Transcoding, è il nome marketing scelto da AMD per indicare questa funzionalità delle proprie GPU RV770; nel corso dei prossimi mesi i principali produttori di software per l'encoding video implementeranno il supporto alle nuove GPU ATI per le conversioni video, con Cyberlink PowerDirector 7 tra i primi in grado di sfruttare la GPU ad essere disponibili.

Abbiamo segnalato come AMD abbia scelto di utilizzare memoria GDDR5 sulla propria scheda top di gamma Radeon HD 4870, mantenendo quella GDDR3 per la soluzione Radeon HD 4850. La scelta di dotare solo la scheda 4870 di questa tipologia di memoria è unicamente legata ai costi di produzione dei moduli GDDR5, superiori rispetto a quelli delle soluzioni GDDR3 e quindi tali da incidere sul costo complessivo della scheda. D'altro canto, i moduli GDDR5 operano a quad data rate contro il double data rate delle memorie GDDR3 e GDDR4: partendo da una frequenza di clock di 900 MHz otteniamo quindi una frequenza effettiva pari a 3.600 MHz.

Utilizzando memoria di questo tipo AMD ha potuto continuare ad utilizzare un bus da 256bit di ampiezza, percorrendo quindi una scelta differente rispetto sia a quanto fatto con le proprie schede Radeon HD 2900 XT che da NVIDIA con le soluzioni sia GeForce 8800 che GeForce GTX 200. La tabella seguente riassume le caratteristiche tecniche del sottosistema memoria presente nelle soluzioni top di gamma di NVIDIA e ATI:

Versione	Bus in bit	Dotazione MB	Clock GHz	Banda GB/s
GeForce 8800 GT	256	256-512	1,8	57,6
GeForce 9800 GTX	256	512	2,2	79,4
GeForce GTX 260	448	1024	1,998	112
GeForce GTX 280	512	896	2,214	141,7
Radeon HD 3850	256	256-512	1,65	52,8
Radeon HD 3870	256	512	2,25	72
Radeon HD 3870 X2	2x256	2x512	1,8	2x57,6
Radeon HD 4850	256	512-1024	2	64
Radeon HD 4870	256	512	3,6	115,2

E' evidente come la scheda Radeon HD 4870, nonostante il bus memoria ampio solo 256bit, riesca a ottenere una bandwidth massima teorica che è pari a circa l'81% di quella della scheda GeForce GTX 280, e superiore di circa il 3% rispetto a quella della scheda GeForce GTX 260. AMD ha anche incrementato sensibilmente il divario esistente tra le schede Radeon HD 4870 e Radeon HD 4850, in termini di banda passante a disposizione della memoria, rispetto a quanto proposto con le schede Radeon HD 3870 e Radeon HD 3850. Se passando da quest'ultima al modello Radeon HD 3870 troviamo un incremento della banda di circa il 36%, tra scheda Radeon HD 4850 e Radeon HD 4870 la banda aumenta dell'80%.

Il memory controller, pur mantenendo la stessa ampiezza di bus di quanto implementato all'interno delle GPU RV670, vede l'utilizzo di un nuovo design: alla base troviamo un hub che connette i 4 memory controller da 64bit ciascuno, ai quali sono collegati sia una cache L2 delle textire units che le render back-end. Il design adottato da ATI prevede quindi che il memory controller sia posizionato in prossimità di quei componenti interni che richiedono elevata bandwidth della memoria per operare al massimo delle proprie potenzialità. L'hub è stato integrato principalmente per gestire le transazioni alla memoria con un impatto ridotto in termini di bandwidth, come quelle legate a UVD 2, al bus PCI Express e al controller dei display; notiamo anche la presenza di una connessione dedicata per la tecnologia CrossfireX, inutilizzata al momento nelle schede Radeon HD 4800 ma che verrà adottata con le prime schede video dotate di due GPU RV770 montate sullo stesso PCB così da ottenere una più efficace scalabilità delle prestazioni abilitando tecnologia Crossfire.

Inserita in questa comparativa troviamo una scheda appartenente alla nuova famiglia di prodotti ATI realizzati utilizzando la nuova architettura descritta in precedenza. Stiamo parlando del modello ASUS EAH4850, equipaggiata con il chip RV770 con clock a 625MHz realizzato con processo produttivo a 55nm, accreditata di 800 stream processor e abbinata ad un quantitativo di memoria di 512MB GDDR3 con ovviamente bus da 256bit di ampiezza e frequenza di clock di 2 GHz. Decisamente vistosa la confezione con cui viene venduta, che riporta le caratteristiche principali e la presenza di un adattatore DVI to HDMI per sfruttare i flussi HD in uscita.

Del tutto simile alla reference board il design scelto da ASUS per il proprio modello EAH4850, dal quale si differenzia per la personalizzazione grafica presente sul dissipatore termico. Per il resto quindi ritroviamo i due connettori DVI e la ventola a turbina già visti in occasione dell'anteprima pubblicata la settimana scorsa.

Come per la scheda precedentemente recensita, segnaliamo la presenza di un dissipatore in rame in prossimità del connettore di alimentazione a 6pin, utilizzato per raffreddare la circuiteria presente in questa porzione di PCB. Al momento attuale tutte le schede video ATI Radeon HD 4850 in commercio sono di fatto niente altro che reference board personalizzate con un adesivo, così da meglio identificare il produttore che le commercializza.

Abbiamo inserito in questa analisi anche la risposta di NVIDIA al modello ATI Radeon HD 4850, rappresentato dalla scheda GeForce 9800 GTX+. Siamo di fronte, nei fatti, ad una speciale versione della nota GeForce 9800 GTX basata su GPU G92 con 128 stream processor, caratterizzata dall'utilizzo di una versione di GPU costruita con tecnologia produttiva a 55 nanometri e da frequenze di clock maggiorate per stream processors e per GPU. Anche esteticamente risulta praticamente impossibile distinguere la nuova scheda da quella di derivazione, con la quale condivide inoltre il numero di stream processor, 128, nonché la dotazione di memoria di 512MB di tipo GDDR3 su bus a 256bit.

Cosa distingue dunque la nuova scheda dal modello non Plus? La GPU passa a 738 MHz di clock, contro i 675 MHz del modello reference. Diverse anche le frequenze operative degli stream processor, 1.836 MHz contro i 1.688 MHz delle specifiche NVIDIA per le soluzioni GeForce 9800 GTX. Nulla di nuovo invece sul fronte memorie, dove ritroviamo le frequenze operative di 2200MHz complessivi per una bandwidth massima sempre pari a 70,4 Gbytes al secondo.

Nel confrontare le caratteristiche tecniche e prestazionali delle moderne schede video è indispensabile posizionare ogni prodotto a confronto con i concorrenti in funzione del livello di prezzo al quale viene proposto sul mercato. E' evidente a tutti gli appassionati che tra le soluzioni video a singola GPU la scheda NVIDIA GeForce GTX 280 sia, al momento attuale, la più veloce tra quelle disponibili in commercio rispetto sia ad altre soluzioni del produttore americano che alle proposte concorrenti di ATI delle serie Radeon HD 3800 e Radeon HD 4800.

D'altro canto, le schede NVIDIA GeForce GTX 280 vengono proposte alla cifra ufficiale di 649 dollari USA, valore che permette di acquistare ad esempio 3 schede video GeForce 8800 GT avanzando almeno altri 100 dollari, oppure 3 schede ATI Radeon HD 4850 nuovamente avanzando parte dei soldi. Il confronto tra le schede video deve quindi sempre essere effettuato rapportando correttamente i prezzi delle schede inserite nel confronto.

Le strade che possono essere seguite per eseguire un confronto tra i prezzi sono due: affidarsi ai listini ufficiali indicativi dei produttori, espressi in dollari USA e sempre senza le tasse locali, oppure eseguire un confronto dei livelli di prezzo praticati dai rivenditori nazionali, ricavandone un valore medio IVA compresa. Considerando che parte delle schede inserite in questo confronto sono da poco in commercio i livelli di prezzo praticati potrebbero essere di fatto leggermente superiori a quelli che potremo verificare tra qualche settimana, nel momento in cui i volumi di schede raggiungeranno i rivenditori. Alcune soluzioni NVIDIA, inoltre, sono state oggetto di sostanziose riduzioni di prezzo nel corso degli ultimi giorni, con prezzi effettivi di mercato che devono essere ancora riallineati.

Per questo motivo abbiamo optato per valutare le schede video a confronto tra di loro utilizzando quale riferimento i prezzi ufficiali in dollari USA forniti da ATI e da NVIDIA, valori che ritroveremo con l'aggiunta di conversione di valuta, costi di sdoganamento e distribuzione oltre che IVA presso i rivenditori nazionali già dai prossimi giorni. Di seguito le schede video inserite in questa analisi, con i rispettivi prezzi ufficiali:

Le schede Radeon HD 3870 hanno subito un riallineamento verso il basso a 169 dollari di prezzo, ma riteniamo molto probabile che possano calare ulteriormente nel corso delle prossime settimane; a questo livello di prezzo NVIDIA propone le proprie soluzioni GeForce 8800 GT, destinate a nostro avviso ad un ulteriore contenimento dei prezzi. 199 dollari di prezzo è una soglia particolarmente ambita dagli utenti appassionati: a questo livello troviamo sia le nuove schede ATI Radeon HD 4850 che le soluzioni NVIDIA GeForce 9800 GTX, grazie alla riduzione di prezzo di queste ultime annunciata alcuni giorni fa da NVIDIA:

229 dollari USA è il prezzo indicativo ufficiale delle schede GeForce 9800 GTX+, mentre dobbiamo passare a 299 dollari USA per trovare le nuove schede ATI Radeon HD 4870. A questa soglia abbiamo inserito anche le schede vdeo ATI Radeon HD 3870 X2, architettura dual GPU precedente top di gamma tra le proposte ATI per utenti più appassionati.

Spingendoci di 100 dollari oltre questa soglia di prezzo troviamo la prima delle due nuove schede video NVIDIA della serie GeForce GTX: parliamo del modello GeForce GTX 260, proposto allo stesso prezzo richiesto per acquostare due schede video NVIDIA GeForce 9800 GTX in SLI oppure due schede ATI Radeon HD 4850 in Crossfire. Ovviamente questa considerazione non tiene conto del possibile costo incrementale dato dal dover utilizzare, con configurazioni SLI e Crossfire, schede madri che supportino queste tecnologie.

Superata la soglia di 399 dollari USA troviamo, a 499 dollari di prezzo, la scheda NVIDIA GeForce 9800 GX2 e a 599 dollari una coppia di schede ATI Radeon HD 4870 in configurazione Crossfire, mentre per 50 dollari in più è possibile acquistare una scheda NVIDIA GeForce GTX 280.

Alla luce di queste considerazioni abbiamo scelto di sviluppare in questo articolo un confronto prestazionale che includesse le sole configurazioni video proposte entro la soglia di 229 dollari USA. Nei prossimi giorni proseguiremo la nostra analisi valutando anche le prestazioni delle configurazioni video da 299 dollari in poi, cercando di capire sino a che punto una configurazione Crossfire con due GPU ATI Radeon HD 4870 possa essere confrontata alla proposta top di gamma NVIDIA, modello GeForce GTX 280. Avremmo voluto inserire anche una scheda ATI Radeon HD 4870 in questo primo articolo, ma il nostro sample è tra Germania e Italia nel momento in cui queste pagine vengono pubblicate.

In un articolo successivo divideremo il confronto prestazionale in questi gruppi:

benchmarking singola scheda e configurazioni multi GPU: da 169 a 649 dollari USA

Accanto alle tradizionali rilevazioni dei consumi delle schede video abbiamo misurato anche l'efficienza del sistema di raffreddamento implementato da ATI nella propria scheda Radeon HD 4850; le rilevazioni sono state eseguite con il tool RivaTuner sia in idle che mandando in esecuzione la scena 18 del benchmark Shadermark, quella con la quale abbiamo evidenziato consumi e temperature in assoluto più elevate. A completare il quadro abbiamo inserito anche la rilevazione massima ottenuta nel corso di alcune sessioni di benchmarking con Crysis.

I valori di temperatura più elevati in assoluto sono quelli registrati dalla scheda GeForce 8800 GT, seguita a breve distanza dalla soluzione ATI Radeon HD 4850; quest'ultima è quella che fa registrare in idle le temperature della GPU più elevate. E' interessante evidenziare come siano le schede video con sistemi di raffreddamento a due Slot d'ingombro quelle che permettono di ottenere le temperature più basse in assoluto sia in idle che a pieno carico, nonostante siano spesso dotate di GPU più complesse.

Confermate le misurazioni già eseguite in fase di preview della scheda Radeon HD 4850: i bios attualmente a disposizione fanno ruotare la ventola di raffreddamento a velocità molto bassa, a tutto vantaggio del rumore di funzionamento ma con il rovescio della medaglia dato dalle temperature molto elevate sia in idle che a pieno carico.

La tabella seguente riporta i livelli di consumo registrati, direttamente alla presa di corrente a monte dell'alimentatore, dal sistema di test così configurato:

Il consumo è stato misurato in quattro scenari diversi: idle, con CPU sotto stress (grazie al tool Orthos, installato in due percorsi differenti per caricare tutti e quattro i core), con CPU e GPU sotto stress (aggiungendo al precedente anche l'esecuzione della scena 18 del benchmark Shadermark), oltre che in uno scenario di gioco particolarmente gravoso per il sistema. Nel nostro caso abbiamo scelto Crysis, impostazioni Very High e DX10 alla risoluzione di 1920x1200 pixel. Abbiamo così cercato di riprodurre uno scenario reale, lontano dai picchi ottenibili con strumenti in grado di mettere davvero alle strette la GPU, ma lontani dall'ambiente videoludico.

La scheda ATI Radeon HD ha registrato valori molto interessanti in termini di consumi di funzionamento, con valori di poco superiori a pieno carico rispetto a quanto registrato con la scheda ATI Radeon HD 3870. Molto vicino il consumo massimo della scheda NVIDIA GeForce 8800 GT, ma in idle quest'ultima riesce a segnare valori più bassi nel complesso rispetto alla nuova soluzione di ATI. La scheda GeForce 9800 GTX+ ha fatto registrare valori di consumo leggermente superiori a quelli della scheda GeForce 9800 GTX: i vantaggi della tecnologia produttiva a 55 nanometri in termini di inferiori consumi vanno a compensare le più elevate frequenze di clock di GPU e stream processor.

Con questa prima analisi abbiamo voluto confrontare il comportamento con le differenti impostazioni di anti aliasing accessibili dai driver ATI Catalyst, utilizzando sia scheda ATI Radeon HD 3870 che la nuova ATI Radeon HD 4850. La scalabilità in AA è stato uno dei principali limiti delle architetture R600 e RV670, sulla carta corretto da AMD con le soluzioni RV770 adottate nelle schede Radeon HD 4800. Per questi test abbiamo utilizzato il gioco Prey, alle risoluzioni video di 1280x1024 e 1600x1200 pixel con filtro anisotropo 16x attivo.

La scheda ATI Radeon HD 4850 è non solo sempre più veloce di quella ATI Radeon HD 3870 nei test con Prey con tutte le impostazioni di AA disponibili da driver, ma riesce ad avere un impatto percentualmente più ridotto al variare della modalità di AA rispetto all'impostazione senza alcun tipo di filtro.

Prendendo come riferimento i risultati ottenuti da ciascuna scheda senza AA attivato, e dando a questi i valori di 100%, notiamo chiaramente come all'abilitare delle varie modalità di AA la scheda ATI Radeon HD 4850 abbia un impatto inferiore sui frames di riferimento senza AA, segnale diretto di come questa GPU riesca a gestire meglio l'aggravio prestazionale dato dalla gestione dell'anti aliasing rispetto a quanto non accada con le schede Radeon HD 3870.

Crysis, ovvero uno dei titoli che più calamitano l'attenzione degli appassionati in ambito benchmark, ha permesso di rilevare un comportamento leggermente migliore della nuova GeForce 9800 GTX+ rispetto alla Radeon HD 4850, almeno in abbinamento alle impostazioni High con DX9. Sostanziale parità, a prescindere dalle risoluzioni analizzate, fra le due soluzioni appena citate passando alle API DirectX10 con impostazione di dettaglio Very High. Emerge in ogni caso l'ottimo lavoro svolto da ATI nel corso di questi mesi, come testimonia il gap prestazionale fra la vecchia soluzione Radeon HD 3870 e la nuova nata, pur in versione xx50.

Un gap che ritroviamo anche con PT Boats, limitando l'analisi in casa ATI, come testimoniano i risultati ottenuti. Questo test permette inoltre di sottolineare il miglioramento prestazionale di NVIDIA possibile con il nuovo modello GeForce 9800 GTX+, le cui frequenze operative hanno permesso di staccare di qualche frame il modello GeForce 9800 GTX. Superiorità abbastanza netta, in questo caso, della schede GeForce 9800 GTX+ rispetto alla pur ottima Radeon HD 4850.

Pur con forti limitazioni dovute alla CPU, anche Half Life 2 Episode 2 ha permesso di analizzare il comportamento delle singole schede prese in esame, complice l'adozione di impostazioni abbastanza spinte in termini di filtri, AA8X e AF16X. Emerge un ottimo comportamento della nuova scheda di casa ATI, Radeon HD 4850, seguita dalla rivale NVIDIA GeForce 9800 GTX+.

Differenze tutto sommato limitate fra le due schede appena citate anche con Unreal Tournament 3, con un leggerissimo vantaggio della nuova soluzione NVIDIA GeForce 9800 GTX+. Ancora una volta emerge chiaro il netto passo avanti fatto da ATI con la nuova generazione di chip, come testimoniano i risultati del modello Radeon HD 3870, fanalino di cosa in questo particolare test.

Supreme Commander premia la soluzione Radeon HD 4850, sebbene davvero di pochissimo. Molto vicine, infatti le schede NVIDIA GeForce 9800 GTX e GTX+, sia con AA4x che senza. Ancora una volta si può notare l'enorme passo avanti fatto da ATI con la nuova generazione di chip video RV770 rispetto alla precedente.

Buoni risultati per la scheda Radeon HD 4850 con il titolo World In Conflict, con filtri AA4x e AF16x, DirectX10, soprattutto alla risoluzione più elevata di quelle analizzate, 1920x1200 pixel. Solo la nuova GeForce 9800 GTX+ può competere con la rivale, mente un po' dietro rimangono le altre schede del lotto analizzato.

Devil May Cry 4 premia in maniera netta le soluzioni di casa NVIDIA GeForce 9800 GTX e GTX+, come è facile dedurre dal frame rate riferito alle 4 scene prese in esame. Staccata ed a livello della GeForce 8800 GT la nuova scheda ATI Radeon HD 4850, che non si differenzia poi così nettamente come negli altri test rispetto alla Radeon HD 3870 di precedente generazione.

Se con le schede ATI Radeon HD 3800 AMD era stata in grado di riconquistare una propria presenza nel mercato delle schede video di fascia media, dopo i notevoli ritardi e i limiti prestazionali che hanno caratterizzato le architetture R600, possiamo affermare che le nuove schede Radeon HD 4850 rappresentano per AMD il completamento di un ciclo che riporta le soluzioni ATI ad un livello allineato alle proposte concorrenti di NVIDIA di pari fascia di prezzo.

Si può obiettare che NVIDIA sia al momento attuale l'unica azienda capace di assicurare livelli prestazionali d'eccellenza assoluta, grazie alla notevole complessità delle proprie GPU top di gamma. AMD ha chiaramente scelto di voler investire nello sviluppo di GPU che abbinino potenza elaborativa a livelli di consumo e di prezzo per l'utente finale che siano sostenibili: questi risultati sono stati indubbiamente raggiunti con le soluzioni Radeon HD 4800.

D'altro canto, questo non significa per AMD la volontà di abbandonare il segmento enthusiast: nei prossimi mesi verrà presentata una scheda con due GPU RV770 montate sullo stesso PCB, prodotto noto attualmente con il nome in codice di R700 e che verrà proposto nel segmento di mercato attorno ai 500 dollari di prezzo. L'approccio sarà lo stesso seguito con le schede ATI Radeon HD 3870 X2, con alcune innovazioni architetturali implementate nella GPU che dovrebbero permettere di ottenere superiore scalabilità con tecnologia CrossfireX rispetto a quanto visto in precedenza con le configurazioni basate su GPU RV670.

Siamo in primo luogo degli appassionati, e seguiamo prima per indole personale e poi per professione le evoluzioni del mercato delle schede video. Una GPU top di gamma è quanto cattura la nostra attenzione e quella degli utenti più appassionati, ma non possiamo dimenticare che la maggior parte ha a disposizione un budget di spesa, per la scheda video, che non è compatibile con le più recenti proposte top di gamma.
Per questo motivo il segmento di mercato entro 200 dollari di prezzo sta diventando sempre più combattuto ed interessante, in quanto è verso questo range di spesa che la maggior parte degli utenti si indirizzano. Poter acquistare in questo momento a 199 dollari di prezzo schede così veloci come le soluzioni ATI Radeon HD 4850 e NVIDIA GeForce 9800 GTX non può che sorprendere, pensando al fatto che sino a pochi giorni fa il costo di quest'ultima era superiore del 50%.

Alcune precisazioni sulla nuova scheda NVIDIA GeForce 9800 GTX+: questa soluzione verrà resa disponibile ufficialmente solo a partire dalla metà del mese di Luglio, con un livello di prezzo atteso superiore di 30 dollari USA rispetto alla scheda GeForce 9800 GTX. Quest'ultima scheda viene proposta a 199 dollari USA di prezzo, risultando essere quindi la diretta concorrente delle schede ATI Radeon HD 4850. La scheda GeForce 9800 GTX+, grazie alle superiori frequenze di clock di GPU e stream processor, riesce a far registrare valori prestazionali medi sempre più elevati rispetto alla proposta GeForce 9800 GTX, ma non a un livello francamente tale da risultare preferibile alla scheda GeForce 9800 GTX nel momento in cui ne si valuta il costo incrementale.

Con la scheda Radeon HD 4850 AMD ha riconquistato una solida posizione nel mercato delle schede video; non appena potremo completare la nostra analisi prestazionale riteniamo che lo stesso potrà essere detto per la soluzione Radeon HD 4870, complice il notevole incremento sia in termini di frequenza degli stream processor che di bandwidth della memoria rispetto alla soluzione HD 4850. E' particolarmente difficile, in questo momento, indicare tra ATI Radeon HD 4850 e NVIDIA GeForce 9800 GTX quale sia la scheda preferibile: considerando nel complesso la scheda, includendo in questo anche l'analisi dei consumi e il design a singolo slot, riteniamo che la proposta ATI abbia un lieve margine di vantaggio, ferme restando ne indubbie qualità delle soluzioni GeForce 9800 GTX. Se NVIDIA non avesse praticato una così consistente riduzione di prezzo della propria scheda ne avremmo ottenuto una schiacciante vittoria per la nuova scheda ATI.

Proseguiremo nei prossimi giorni l'analisi delle nuove architetture RV770 di ATI: avremmo voluto inserire in questo articolo anche la scheda Radeon HD 4870 ma il nostro sample non è giunto in tempo in redazione per poter eseguire le varie analisi prestazionali. Soffermeremo la nostra attenzione anche sulle configurazioni Crossfire con le nuove schede ATI, mostrando come queste configurazioni si comportino nel confronto con le proposte NVIDIA dal costo superiore ai 299 dollari. Sarà questa anche l'occasione per delineare il livello prestazionale delle schede NVIDIA GeForce GTX 260, secondo modello della nuova famiglia GeForce GTX 200 caratterizzato da un prezzo ufficiale di 399 dollari USA.