AMD Radeon HD 5870 - новый король 3D-графики

О новом флагмане 3D-графики компании AMD слухи ходят довольно давно, однако особый интерес пользователи всемирной паутины начали проявлять за несколько недель до официального анонса, в начале сентября. Новостные ленты, форумы и блоги постоянно обновлялись, и земля полнилась слухами о характеристиках новой топ-модели среди 3D-ускорителей. И вот, наконец, настал день официального анонса. Сегодня мы рассмотрим ключевые особенности новинки, поговорим о технологических новшествах и проведём тестирование нового флагмана AMD.

Итак, компания AMD положила начало развитию поколения графических чипов семейства Evergreen (вечнозелёные). Для лучшего восприятия пользователями, маркетологи AMD решили отказаться от цифро-буквенных обозначений своих GPU и теперь все графические новинки компании носят собственные имена. Первым представителем нового семейства является чип с кодовым именем Cypress (Кипарис), который должен стать основой флагманских графических ускорителей с одним GPU. Позднее появятся чипы Hemlock (тсуга - американское хвойное дерево), Juniper (можжевельник), Redwood (красное дерево) и Cedar (кедр), которые должны занять все остальные ниши рынка, от недорогих до Ultra Hi-End решений. Таким образом, примерно в течение полугода AMD планирует проводить активную компанию по завоеванию наших с вами предпочтений.

Чип Cypress, являющийся основой для AMD Radeon HD 5870, не является всего лишь слегка доработанным RV770 под новой вывеской. Это абсолютно новое решение, значительно переработанное на аппаратном уровне в сравнении с RV770/RV790. Для успешного продвижения новинки на мировом рынке, она должна обладать не только высокой производительностью, но и рядом других, порой не менее важных потребительских характеристик, таких, как функциональность, режимы визуализации повышенного качества и поддержка современных технологий. Давайте посмотрим, насколько инженеры AMD продвинулись вперёд при разработке чипа Cypress и графического ускорителя Radeon HD 5870, построенного на его основе.

Блок-схема GPU Cypress

Отличия AMD Radeon HD 5870 от представителей предыдущего поколения приведены в следующей таблице:

Очевидно, что новинка от AMD значительно отличается от флагманского ускорителя предыдущего поколения - AMD Radeon HD 4890. Различия между этими решениями заключаются не только в количестве функциональных блоков, но и в поддерживаемых технологиях, о которых мы расскажем чуть подробнее далее.

Поддержка Microsoft DirectX 11

AMD Radeon HD 5870 – первый в мире графический ускоритель с поддержкой всех функций из набора API DirectX 11. Ниже приведена выдержка из слайдов компании AMD, в которых наглядно демонстрируются ключевые отличия DirectX 11 от DirectX 10 и 10.1

Стоит отметить, что все решения AMD, поддерживающие DX 11, полностью совместимы с предыдущими версиями DirectX. Итак, давайте разберёмся, что же кардинально новое несет одиннадцатая версия.

Аппаратная тесселяция

Применительно к 3D графике, тесселяция – процесс разбиения изображения на более мелкие формы, например треугольники или четырёхугольники. Применение тесселяции в компьютерных играх обусловлено необходимостью повышения уровня детализации трёхмерных объектов. До появления DirectX 11 и совместимой аппаратуры, применение тесселяции существенно нагружало подсистему памяти и накопители, поскольку требовало передачи огромных объёмов данных. Современный подход к тесселяции должен заметно снизить требования к пропускной способности памяти и дать возможность активно использовать тесселяцию в новейших компьютерных играх.

Надо сказать, что блок тесселяции присутствует в графических ускорителях AMD, начиная с Radeon HD 2900XT, однако, к сожалению, его использование в среде DirectX 11 невозможно. Для тесселяции в DirectX 11 используются дополнительные стадии вычислений - Hull Shader (поверхностный шейдер) и Domain Shader (областной, или зональный шейдер), выполнение которых невозможно на ускорителях предыдущих поколений, поэтому имеющийся аппаратный блок тесселяции не пригодился.

Кроме очевидных визуальных бонусов, необходимо отметить ещё один приятный факт – масштабируемость. Представим себе модель, данные о которой передаются для обработки GPU, в частности, блоку тесселяции. Этот блок, в зависимости от уровня производительности конкретного GPU, может варьировать количество разбиений объекта для того, чтобы общая производительность оставалась на приемлемом уровне.

Многопоточная визуализация

Уже ни для кого не секрет, что одним из самых действенных методов по увеличению производительности вычислительной техники является одновременная обработка нескольких потоков данных. Самый яркий пример - многоядерные процессоры, которые с недавних пор стали по-настоящему доступными для широких масс потребителей. Теперь настало время задуматься о более эффективном использовании ресурсов современных GPU для ускорения визуализации 3D графики в играх. В то время, как DirectX 10 позволяет передавать команды визуализации лишь из одного потока, в DirectX 11 реализована многопоточная визуализация, которая даёт возможность создавать так называемые дисплейные списки из нескольких потоков и выполнять их из главного потока визуализации.

Сжатие текстур

Методы сжатия текстур, реализованные в DirectX 10 и более ранних версиях, не позволяют визуализировать трёхмерные миры с необходимым уровнем качества. Именно поэтому в DirectX 11 разработчики внедрили новые форматы сжатия текстур - BC6 (для работы с HDR текстурами) и BC7 (узкий динамический диапазон RGB или RGBA текстуры). Новые методы позволяют разработчикам игр использовать значительно большие по объёму текстуры, а использование текстур с широким динамическим диапазоном позволит значительно повысить качество картинки.

Технология Eyefinity

Над улучшением восприятия компьютерных игр разработчики трудятся уже не один десяток лет. Шлемы виртуальной реальности, виртуальные очки и даже системы управления персонажами при помощи силы мысли - всё это мы уже когда-то проходили. К сожалению, до сих пор ни одно из перечисленных решений не может похвастать массовым спросом. Каждый подход имеет ряд достоинств, которые, к сожалению, не перекрывают недостатков. С выходом Radeon HD 5870 компания AMD предлагает свой вариант расширения границ визуального восприятия компьютерных игр посредством технологии Eyefinity (впрочем, данная технология может с успехом использовать не только в играх). Давайте разберёмся, что именно нам предлагает AMD.

Аппаратная часть Eyefinity

Специальный аппаратный комплекс позволяет подключать к одной видеокарте нового поколения до шести мониторов, при этом возможно создавать различные конфигурации подключения. Количество и тип разъёмов на конкретной плате могут отличаться, в зависимости от предпочтений производителя.

Перед вами пример расположения мониторов в зависимости от количества и типа решаемых задач. После подключения и размещения дисплеев за дело берутся драйверы видеокарты, которые позволяют тонко настроить рабочее пространство.

Программная часть Eyefinity

После того, как система успешно "опознала" все подключенные устройства вывода изображения, можно приступать к настройке. Новые драйверы Catalyst позволяют выставлять различные режимы работы мониторов, включая стандартные режимы клонирования и расширения рабочего стола на несколько мониторов. Однако главной особенностью Eyefinity является возможность объединения разного количества мониторов в единое рабочее пространство. При этом система работает как будто с одним огромным монитором, но со сверхвысоким разрешением.

Технология Eyefinity может работать как с оконными, так и с полноэкранными 3D-приложениями. Причём, по заявлению AMD, для поддержки этой технологии в компьютерных играх не требуется устанавливать какие-либо специализированные патчи или дополнительные драйверы. Всё, что нужно, так это поддержка высоких разрешений в самой игре.

Если рассматривать ситуацию в идеале, вот что примерно должно получиться:

При правильной расстановке и грамотном выборе мониторов, в играх с поддержкой высокого разрешения пользователь должен практически полностью погрузиться в игру благодаря работе так называемого бокового зрения. Теоретически, спустя некоторое время, вы должны начать реагировать на движение объектов, находящихся сбоку от вас, практически так же, как и в реальной жизни. Конечно, демонстрационные слайды выглядят впечатляюще и вызывают доверие, однако несколько позже мы обязательно проверим работу Eyefinity в нашей тестовой лаборатории и поделимся с вами своими впечатлениями. Надо сказать, что уже сейчас есть ряд вопросов, о которых стоит задуматься и на которые необходимо обратить внимание, а именно:

1. насколько сильно будут мешать рамки мониторов, ведь идеально состыковать изображения не получится даже на самых "тонкостенных" панелях.
2. будет ли достаточна производительность AMD Radeon HD 5870 при работе в столь высоких разрешениях, например, 3840x2048 и выше
3. действительно ли вопрос совместимости решается исключительно силами драйверов? Или некоторым играм всё же необходимы "заплатки"?

Полноэкранное сглаживание и анизотропная фильтрация

Одним из методов повышения качества изображения в современных играх является полноэкранное сглаживание (Antialiasing, или AA). Поскольку использование различных методов AA требует от 3D-ускорителя дополнительных усилий, жизненно необходимым условием является поддержание комфортного уровня производительности при включении того или иного метода сглаживания. Новые решения AMD серии HD 58xx позволяют получить практически двойной рост производительности в различных режимах MSAA (Multi Sample Antialiasing) по сравнению с предыдущим поколением HD 48xx. Кроме того, теперь пользователь может использовать так называемый суперсэмплинг, который применялся на заре развития 3D-ускорителей, но уступил место более экономным методам сглаживания, хотя и превосходил их в качестве. Суть этого метода заключается в том, что кадр визуализируется в разрешении, превышающим установленное разрешение в игре. Теперь, когда пропускная способность памяти значительно возросла, этот метод переживает второе рождение. В будущем, нам предстоит выяснить все тонкости современной реализации SSAA.

Ещё один немаловажный фактор – анизотропная фильтрация текстур. По заявлениям инженеров AMD, новый алгоритм фильтрации обеспечивает идеальное качество без потери производительности. На данный момент в драйверах доступно несколько режимов анизотропной фильтрации. Исследование особенностей этих режимов возможно станет темой одного из наших будущих материалов.

На этом мы завершаем обзор общих возможностей Radeon HD 5870 и переходим к практическим исследованиям.