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

Vediamo ora in dettaglio quali siano le caratteristiche tecniche delle prime due schede video ATI basate su API DirectX 11, modelli Radeon HD 5870 e Radeon HD 5850. La tabella seguente ne riassume i dettagli, a confronto con le soluzioni ATI e NVIDIA top di gamma di precedente generazione.

Una prima analisi delle specifiche tecniche delle due nuove schede ATI ci permette di evidenziare in dettaglio alcuni elementi di studio:

• la scheda Radeon HD 5870 integra un quantitativo di stream processors pari a 1.600, doppio del valore delle schede ATI Radeon HD 4890 e allineato a quello delle schede Radeon HD 4870 X2 dotate di due GPU sullo stesso PCB. La frequenza di clock di 850 MHz replica quella della soluzione Radeon HD 4890, evidenziando come il passaggio alla tecnologia produttiva a 40 nanometri abbia permesso di integrare molta più circuiteria senza penalizzazioni in termini di massima frequenza di clock;
• la scheda Radeon HD 5850 implementa GPU con 1.440 stream processors, valore inferiore del 10% rispetto a quello della soluzione Radeon HD 5870, con una frequenza di clock più contenuta di circa il 17%. Prendendo quale riferimento la strategia utilizzata da AMD per le schede ATI Radeon HD 4800 notiamo come la soluzione 5850 abbia GPU semplificata rispetto al modello 5870, mentre per la scheda Radeon HD 4850 la diversificazione con il modello Radeon HD 4870 aveva riguardato la sola frequenza di clock, restando invariato a 800 il numero di stream processors;
• se dal punto di vista della potenza di elaborazione della GPU AMD ha operato con un raddoppio delle caratteristiche architetturali (2x per ROPs, TMU e stream processors) lo stesso tipo di incremento non è stato introdotto dal versante memoria video. Rimane la tecnologia GDDR5 in abbinamento ad un bus da 256bit di ampiezza, con un incremento della frequenza di clock massima che passa dai 3.900 MHz delle soluzioni Radeon HD 4890 ai 4.800 MHz della scheda ATI Radeon HD 5870. La bandwidth massima teorica cresce quindi del 23% rispetto a quanto messo a disposizione dalla scheda Radeon HD 4890 (+33% prendendo quale riferimento la scheda Radeon HD 4870), di fatto raggiungendo quanto messo a disposizione dalla scheda NVIDIA GeForce GTX 285 che abbina memoria GDDR3 dal clock elevato ad un bus da 512bit di ampiezza;
• AMD ha optato per un incremento più ridotto della bandwidth della memoria video rispetto alla capacità di elaborazione degli stream processors. Alcune analisi interne hanno evidenziato come le schede Radeon HD della serie 4800 solo in un limitato numero di scenari risultassero essere limitate dalla bandwidth della memoria, sovrabbondante quindi rispetto alle richieste della GPU. Con l'approccio scelto per Radeon HD 5800 AMD ha voluto quindi ottenere uno scenario maggiormente bilanciato tra GPU e memoria video, tenendo anche in considerazione il livello di consumo massimo della scheda a pieno carico;
• il quantitativo di memoria video proposto da AMD è pari a 1 Gbyte per ciascuna delle due schede Radeon HD 5800; in opzione i partner proporranno anche versioni con quantitativi pari a 2 Gbytes, potenzialmente utili nel momento in cui si utilizzino risoluzioni molto elevate sfruttando tecnologie di Anti Aliasing superiori a 4x;
• nel confronto tra ATI Radeon HD 5870 e NVIDIA GeForce GTX 285 notiamo come le due architetture integrino lo stesso numero di ROPs e di Texture Units, differenziandosi sensibilmente per il numero di stream processors. Confrontare questo parametro tra due architetture di GPU così diverse tra di loro non è propriamente corretto: gli stream processors di ATI hanno un'architettura più semplice rispetto a quelli di NVIDIA, caratteristica che ne giustifica l'elevato numero.

ATI dichiara livelli di consumo particolarmente contenuti per le proprie schede Radeon HD 5800; lo schema seguente pone a confronto le due nuove soluzioni con la scheda Radeon HD 4870 utilizzando dati che sono stati forniti da AMD:

E' evidente come, a dispetto della superiore complessità architetturale e della maggiore potenza elaborativa, AMD abbia operato in direzione di un contenimento dei consumi complessivi, soprattutto durante il funzionamento in idle della scheda. Dai 90 Watt richiesti dalla scheda ATI Radeon HD 4870 si è infatti passati ai soli 27 Watt richiesti dalle due nuove schede Radeon HD serie 5800. A pieno carico le due nuove proposte ATI Radeon HD 5800 registrano consumi massimi nel peggiore scenario di utilizzo che sono più elevati, ma tale incremento è giustificato dalle prestazioni ottenute rimanendo in ogni caso su valori inferiori a quelli delle soluzioni che integrano due GPU sullo stesso PCB.

Una così elevata riduzione del consumo in idle è stata ottenuta sia affinando le tecniche di clock gating interne alla GPU, sia ottimizzando al meglio il funzionamento della memoria GDDR5. E' stato in particolare verso questi componenti che AMD ha lavorato: a dispetto del ridotto consumo dei moduli GDDR5 infatti analisi interne hanno evidenziato come vi fossero vari margini di riduzione del consumo tra controller memoria, circuiteria di alimentazione della memoria e chip.