SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE – разогнанная версия новой видеокарты AMD Radeon HD 6850

В конце осени ушедшего года компания AMD, как лидирующий производитель видеокарт, оказалась в несколько затруднительном положении. Поколению старших решений на основе графического процессора Cypress исполнился год, поэтому пришло время, когда вполне логично было бы обновить линейку. Новую архитектуру планировалось строить на более "тонком" техпроцессе, однако от освоения допусков 32 нм тайваньская фабрика TSMC, на чьих мощностях выпускаются все GPU AMD и не только, отказалась. Причем отказалась уже в процессе и решила сразу перейти на допуски 28 нм. Таким образом, AMD пришлось довольствоваться "старыми" 40-нм нормами, поэтому в компании совершенно правильно и вовремя приняли решение не ждать "с моря погоды", а обновить существующую линейку, выполнив некий рестайлинг существующих карт.

По всей видимости, для того, чтобы не путать потребителей множащимися индексами имеющегося поколения, AMD перескочила с существующей маркировки Radeon HD 5ххх на индексацию следующего поколения – Radeon HD 6ххх. Старт был взят с видеокарт AMD Radeon HD 6870 и HD 6850, основанных на новом графическом процессоре Barts, а после были выпущены карты Radeon HD 6970 и HD 6950 на чипе Cayman. При этом с точки зрения производительности и цены Barts должен был занять нишу между Cypress (HD 5870/5850) и Juniper (HD 5770/5750), а Cayman стать основой для самых быстрых видеокарт AMD c одним GPU.

В данном обзоре мы познакомимся с особенностями архитектуры графического процессора Barts и основанной на нем видеокартой SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE.

Графический процессор Barts

Как уже было сказано выше, микроархитектура Barts основана на том же техпроцессе, что и Cypress, и фактически является ее повторением с некоторыми количественными изменениями и функциональной доработкой. Главной идеей при разработке нового графического процессора стало увеличение эффективности использования электроэнергии, что при условно одинаковом уровне производительности позволяет упростить системы охлаждения либо снизить их шум. Но давайте взглянем на блок-схему нового кристалла.

По сравнению с предшествующим Cypress, у полной версии которого было 20 блоков SIMD, Barts с 14 SIMD выглядит явно проще. Соответственно, с 1600 до 1120 снизилось и количество ALU. Кстати, несмотря на слухи, в основе Barts лежит все та же архитектура TeraScale 2 с четырьмя простыми и одним комплексным ALU на один потоковый процессор.

При этом блоки ROP, четверка 64-битных контроллеров памяти и прочие элементы GPU остались неизменными. Значительное количественное изменение числа процессоров потоковой обработки в Barts было компенсировано более высокими частотами ядра. В то время как графический процессор Radeon HD 5870 работал на частоте 850 МГц, GPU Radeon HD 6870 использует клокинг 900 МГц. Впрочем, технические характеристики удобней сравнивать в табличном представлении данных.

В то время как частота модификаций Barts была увеличена, подсистема памяти, напротив, была замедлена. Такое впечатление, что при проектировании новых карт в AMD стремились "набрать" как можно больше изменений. Что-то добавили, что-то убавили, там доработали, здесь разогнали, там замедлили… Ну а в конечном итоге Radeon HD 6870 по определению должен быть чуть медленнее Radeon HD 5870, а HD 6850 медленнее, чем HD 5850.

Однако общий уровень производительности и снижение энергопотребления - это не все изменения, коснувшиеся новых видеокарт. Улучшения коснулись и скорости тесселяции, а также качества рендеринга, для чего был введен новый метод сглаживания – Morphological Anti-Aliasing (MAA). Последний, в отличие от MSAA, сглаживает все пиксели изображения, а не только края полигонов, что делает его работу похожей на использование фильтра. При этом МАА работает быстрее MSAA, поскольку в первом случае обрабатываются только те участки, где шейдеры имеют контрастные переходы. Недостатком метода является общая "мыльность" сцены. Помимо этого, был улучшен и алгоритм анизотропной фильтрации текстур.

Что касается тесселяции, то здесь AMD приходиться догонять конкурента, ибо его решение оказалось значительно производительней. На этот раз AMD представила уже седьмую версию своего тесселятора, который, по обещаниям, должен быть в 1,5-2 раза быстрее предыдущего.

Кроме этого, разработчики Barts уделили внимание и блоку обработки видео, благодаря чему он стал еще быстрее и функциональней. В частности, Unified Video Decoder 3 (UVD3) получил поддержку видео форматов DivX и XviD, а также двухпоточных кодеков Blu-ray 3D. И если аппаратная поддержка Blu-ray 3D понадобится массам еще не скоро, то декодер MPEG-4 может пригодиться уже сегодня, позволяя разгрузить центральный процессор при проигрывании видео высокого разрешения в распространенных форматах DivX и XviD.

Технология вычислений общего назначения силами графического процессора – ATI Stream – была переименована в AMD Accelerated Parallel Processing, что, по всей видимости, обусловлено решением AMD полностью отказаться от марки ATI.

Наконец, изменения коснулись и блока вывода изображения на мониторы. И это несмотря на то, что еще в поколении Radeon HD 5000 была представлена технология Eyefinity, позволяющая подключать и объединять до шести мониторов в единое графическое пространство, а NVIDIA до сих пор не представила симметричного ответа. Но AMD решила, что в этой части функционала также не стоит почивать на лаврах, поэтому нанесла еще один упреждающий удар по позициям конкурента. Так что видеоконтроллер тоже был доработан, благодаря чему Barts обзавелся поддержкой стандарта DisplayPort 1.2, поддерживающим многопоточную передачу изображения. Правда, для подключения нескольких мониторов к одному разъему DisplayPort видеокарты все равно потребуется специальный хаб.

Помимо этого, новый GPU обзавелся и аппаратной коррекцией цвета изображения, выводимого на мониторы с расширенным цветовым охватом.

Таким образом, выпуск графического процессора Barts в первую очередь был обусловлен необходимостью "освежить" линейку видеокарт AMD и заполнить разрыв производительности между решениями Radeon HD 5870 и HD 5770, хотя одними только количественными изменениями вычислительных блоков не обошлось. К тому же появление новых видеокарт, так или иначе, стимулирует рынок и дает возможность остаться бренду на виду, позволяя более-менее спокойно дождаться освоения нового техпроцесса, с которым можно будет представить новую микроархитектуру. Далее мы рассмотрим видеокарту SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE, представляющую новый графический процессор Barts.

Технические характеристики

Идентификация рассматриваемой карты в модельном ряду Sapphire вызвала определенные затруднения. Судя по упаковке – на тестирование попала модель SAPPHIRE HD 6850 1GB GDDR5 PCIE, однако рабочие частоты и система охлаждения данного экземпляра соответствуют модели SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE. Логично было бы предложить, что в представительстве Sapphire просто перепутали коробку, но наклейка с надписью "Overclocked" на лицевой стороне опровергает это предположение. Тем не менее, учитывая идентичность системы охлаждения, все же будем считать, что мы имеем дело с видеокартой SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE. Итак, взглянем на ее технические характеристики.

В то время как SAPPHIRE HD 6850 1GB GDDR5 PCIE полностью повторяет характеристики эталонной Radeon HD 6850, SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE выгодно отличается заводским разгоном. Конечно, того же самого можно легко добиться с помощью программных средств или перепрошивки BIOS, но оверклокинг "из коробки" все же имеет несколько преимуществ. В первую очередь не стоит сбрасывать со счетов неопытных пользователей или тех, кто не желает заниматься разгоном из каких-либо принципиальных соображений. Для них такая модель, при условии адекватной стоимости, наверняка будет выглядеть привлекательней остальных. Однако и для людей, знающих, как можно "выжать" из видеокарты все, на что она способна, перед обычными решениями у версии TOXIC также есть преимущества – чипы памяти с более высокой номинальной частотой, а значит и более высоким разгонным потенциалом, и более производительная система охлаждения.

Дизайн и компоновка

Компоновка элементов и дизайн печатной платы видеокарты SAPPHIRE TOXIC HD 6850 выглядят несколько необычно.

Дело в том, что по дизайну платы и набору используемых элементов она абсолютно идентична эталонной карте AMD Radeon HD 6870, тогда как эталонная HD 6850 выглядит совершенно по-другому. Между тем, в норме использование совершенно другой печатной платы может быть оправдано значительными различиями в используемых GPU, разрядности шин и энергопотреблении. Но все это не про HD 6870 и 6850. Ведь карты построены на одном и том же графическом процессоре (в случае с HD 6850 просто отключена часть блоков), используют по восемь чипов памяти, попарно подключенных к четырем 64- битным контроллерам, а общее энергопотребление решений отличается лишь на 20% (151 против 127 Вт). Поэтому факт использования AMD различных печатных плат для практически идентичных видеокарт кажется странным. Ну а поскольку SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE является разогнанным вариантом, третье отличие от старшей модели – потребляемая мощность – нивелируется. Так что решение Sapphire использовать для этой карты тот же дизайн, что и для Radeon HD 6870, выглядит вполне логичным.

Отличительной чертой платы является расположение импульсного преобразователя питания GPU около видеовыходов, то есть на максимальном удалении от разъемов запитки. Трудно сказать, зачем это было сделано, поэтому не будем мнить себя умнее разработчиков AMD/Sapphire и называть такую компоновку нелогичной. Преобразователь построен по четырехфазной схеме с использованием интегральных сборок, состоящих из пары силовых полевых МОП-транзисторов и комбинированного драйвера. Управление их работой осуществляется ШИМ-контроллером CHL8214 производства компании CHiL Semiconductor. Чип поддерживает интерфейс I2C, а значит, позволяет программно управлять модулируемым напряжением и осуществлять мониторинг.
Однофазный понижающий преобразователь напряжения питания чипов памяти построен с использованием обыкновенных полевых транзисторов, управляемых контроллером uP6122 компании uPI Semiconductor, что в принципе вполне адекватно их энергопотреблению.

Для подключения к паре 12-вольтовых линий блока питания на текстолите распаяны два шестиконтактных разъема, как и на референсной HD 6870.
Видеопамять организована на гигабитных чипах Hynix H5GQ1H24AFR T2C с номинальной частотой 1250 (5000) МГц, что на четверть выше штатного клокинга памяти эталонной Radeon HD 6850 и на 50% больше заводского разгона SAPPHIRE TOXIC HD 6850 (относительно эталона). Таким образом, запас для оверклокинга памяти у карты есть, и очень приличный.

Набор видеовыходов SAPPHIRE TOXIC HD 6850 можно смело назвать исчерпывающим. На задней панели карты представлены один Dual Link DVI-I, один одноканальный DVI-I, один HDMI 1.4a и два Mini-DisplayPort (спецификация DisplayPort 1.2).

В комплекте поставки продукта присутствуют переходники с Mini-DisplayPort на DisplayPort и с DVI-I на D-Sub, с помощью которых можно реализовать соответствующие видеовыходы. Определенного внимания заслуживает и наличие кабеля HDMI длиной 1.8 м. В магазине за такой пришлось бы выложить около $10.

Система охлаждения

Система охлаждения SAPPHIRE TOXIC HD 6850 отличается довольно сложной конструкцией, основной отличительной особенностью которой является отвод тепла буквально от всех элементов, имеющих значительное тепловыделение. Большая алюминиевая плита с покрытием черного цвета, накрывающая практически всю поверхность текстолита, через пластичный термоинтерфейс контактирует с восемью чипами памяти и четырьмя интегральными ключевыми сборками импульсного преобразователя напряжения питания графического процессора.

Для самого GPU предусмотрен отдельный радиатор, состоящий из непосредственно контактирующей с кристаллом медной сердцевины, трех тепловых трубок и пакета тонких алюминиевых пластин.

Обдувается все это радиальным вентилятором с диаметром крыльчатки 70 мм. Скорость вращения лопастей регулируется с помощью широтно-импульсной модуляции автоматически, но есть возможность и ручной настройки с помощью программных средств. Сверху вся конструкция прикрыта сплошным пластиковым кожухом, благодаря которому основная часть всасываемого вентилятором воздуха выбрасывается за пределы корпуса ПК через
перфорированные отверстия на крепежном кронштейне.

Эксплуатация и разгон

К сожалению, тихой видеокарту SAPPHIRE TOXIC HD 6850 не назовешь. Даже на минимальных оборотах вентилятор издает достаточно отчетливый шелест воздуха, хотя это утверждение касается случая использования ускорителя в составе открытого стенда. Возможно, в закрытом корпусе в режиме простоя и 2D SAPPHIRE TOXIC HD 6850 вообще не будет выдавать своего присутствия. При максимальной нагрузке шум уже перекрывает собой все остальные звуки работающей системы, правда, из ряда вон выходящим его не назовешь. Во время игры он вряд ли будет особо заметен, поэтому дискомфорта карта вызывать не должна.

Температурный режим работы компонентов ускорителя выглядит вполне приемлемым, так как даже при максимально возможной нагрузке графический процессор не прогревался более чем до 83°С, в то время как скорость вращения крыльчатки не достигала даже отметки 40% от максимума.

Оверклокерские способности нового GPU можно назвать неплохими. В составе SAPPHIRE TOXIC HD 6850 он стабильно работал вплоть до отметки 922 МГц, что составляет 118% от номинальной, для эталонного HD Radeon 6850, частоты 775 МГц. Возможно, увеличение напряжения питания GPU позволит достичь еще больших высот, но поддержки возможности регулировки на программном уровне еще нужно дождаться.

Номиналом используемых чипов видеопамяти является клокинг 1250 МГц, поэтому нет ничего удивительного, что им покорилась частота 1298 МГц, в то время как видеопамять эталонных HD Radeon 6850 работает на 1000 МГц.

При этом после разгона максимальная температура GPU и скорость вращения вентилятора, которая необходима для ее ограничения, возросли совсем незначительно.

Конфигурация тестового стенда

Тестирование производительности видеокарт осуществлялось со следующим комплектом оборудования:

. процессор: Intel Core i7 920 (2667@3700 МГц), LGA 1366;
. кулер: CoolerMaster Hyper N520, 2x92 mm fan, 1800 rpm;
. материнская плата: DFI LANPARTY DK X58-T3eH6, Intel X58 Express;
. оперативная память 3х2 GB, Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX, 1850 МГц, 8-8-8-20 CR1;
. винчестер: Samsung 160 GB, 7200 rpm, 16 MB;
. блок питания: FLOSTON 560 Вт (LXPW560W);
. шасси: Cooler Master Test Bench V 1.0.

Используемый в составе стенда процессор Intel Core i7 920 для Socket LGA 1366 был разогнан со штатной частоты 2667 до 3700 МГц, что является максимально возможным стабильным пределом для используемого экземпляра. При этом трехканальный комплект оперативной памяти Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX функционировал на частоте 1850 МГц при таймингах 8-8-8-25 CR1.

Тестирование проводилось в среде операционной системы Windows 7 Ultimate 64-bit с видеодрайверами ATI Catalyst 10.9 и NVIDIA 258.96 в среде операционной системы Windows 7 64-bit. Полученные результаты приведены в соответствующей таблице.

	SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB (820/1100 МГц)	AMD Radeon HD 6850 1GB (775/1000 МГц)	AMD Radeon HD 5850 1GB(725/1000 МГц)
3DMark Vantage
Performance	13585	12740	14871
Extreme	7371	6898	8352
Unigine Heaven 2.0
1280x1024, 4xAA, tessel norm	44	41	39
1680x1050, 4xAA, tessel norm	36	34	33
1920x1200, 4xAA/4xAF, tessel extreme	18	17	15
Metro 2033: Benchmark
1280x1024, AAA/4xAF	73	69	79
1680x1050, AAA/4xAF	63	58	67
1920x1200, AAA/4xAF	58	54	62
1280x1024, AAA/16xAF	24	23	26
1680x1050, AAA/16xAF	21	20	23
1920x1200, AAA/16xAF	19	18	21
Colin McRae: DiRT 2
1280x1024	76	73	69
1680x1050	68	63	59
1920x1200	62	59	55
1280x1024, 4xMSAA/16xAF	64	60	58
1680x1050, 4xMSAA/16xAF	57	52	53
1920x1200, 4xMSAA/16xAF	53	50	51
BFBC2
1280x1024	91	82	95
1680x1050	75	67	79
1920x1200	67	61	72
1280x1024, 4xAA/16xAF	78	69	72
1680x1050, 4xAA/16xAF	63	56	58
1920x1200, 4xAA/16xAF	54	51	53
Batman: Arkham Asylum
1280x1024	20	20	20
1680x1050	20	20	20
1920x1200	20	20	20
1280x1024, 4xAA/16xAF	20	20	20
1680x1050, 4xAA/16xAF	20	20	20
1920x1200, 4xAA/16xAF	20	20	20
S.T.A.L.K.E.R.: COP
1280x1024	41	38	48
1680x1050	35	33	41
1920x1200	31	29	35
1280x1024, 4xAA/16xAF	34	32	38
1680x1050, 4xAA/16xAF	25	24	29
1920x1200, 4xAA/16xAF	22	21	23
Far Cry 2
1280x1024	112	105	109
1680x1050	100	94	97
1920x1200	92	87	91
1280x1024, 4xAA/16xAF	92	86	86
1680x1050, 4xAA/16xAF	81	75	74
1920x1200, 4xAA/16xAF	74	69	68
Crysis Warnead
1280x1024	26	24	30
1680x1050	24	22	28
1920x1200	21	20	23
1280x1024, 4xAA/16xAF	23	21	26
1680x1050, 4xAA/16xAF	20	18	23
1920x1200, 4xAA/16xAF	19	17	20
World in Conflict
1280x1024	64	60	71
1680x1050	61	58	65
1920x1200	58	57	61
1280x1024, 4xAA/16xAF	50	48	54
1680x1050, 4xAA/16xAF	45	44	49
1920x1200, 4xAA/16xAF	40	39	43

Заключение

В целом производительность Radeon HD 6850 соответствует той нише, которую она должна была занять по планам AMD – между Radeon HD 5850 и Radeon HD 5770. Однако скорость тесселяции нового GPU Barts значительно выше, чем у предшествующего Cypress, поэтому в играх, где активно используется эта технология, Radeon HD 6850 вплотную приближается к HD 5850. Помимо этого, среди явных преимуществ новой карты можно выделить улучшенные за счет нового декодера мультимедийные возможности, поддержку самых современных интерфейсов вывода изображения (и звука), а также относительно невысокий уровень энергопотребления.

Сохранив все преимущества исходного варианта, SAPPHIRE TOXIC HD 6850 1GB GDDR5 PCIE, в свою очередь, предлагает более высокую производительность за счет заводского разгона. Возросшее энергопотребление и тепловыделение компенсируются усиленным преобразователем питания и более
производительной системой охлаждения, применяемыми в составе эталона старшей модели – Radeon HD 6870.

Александр Гуриненко