Цифровой журнал «Компьютерра» 2011 № 28 (76) - [15]
Поговорим об архитектурных отличиях семейства Radeon HD 6000 от ускорителей предыдущего поколения. Интересующихся конструктивными особенностями Radeon HD 5000 отсылаем к подробной статье о микроархитектуре R800.
Начнём с графических процессоров Barts, на основе которых выпускаются видеокарты AMD Radeon HD 68xx. Обратимся к блок-схеме этого чипа.
Нетрудно заметить, что в новой микросхеме уменьшилось общее число универсальных процессоров (унифицированных шейдеров): до 1120 по сравнению с 1600 в Cypress. В чипе 14 SIMD-ядер, каждое из которых состоит из 16 блоков суперскалярных потоковых процессоров по пять вычислительных ядер ALU (архитектура VLIW5). Число блоков текстурирования — 56, на каждый SIMD-блок приходится по четыре текстурных. Для связи с видеопамятью типа GDDR5 применяется 256-битная шина с четырьмя 64-разрядными двухканальными контроллерами.
Инженеры AMD не ограничились чисто количественными сокращениями SIMD-ядер, в Barts были внесены и качественные изменения. Главное из них — обновлённый аппаратный движок тесселяции 7-го поколения (по неким внутренним подсчётам AMD). Разработчики говорят об улучшенных механизмах управления потоками и буферизации и утверждают, что по геометрической производительности новый движок не уступает тесселятору чипов NVIDIA на архитектуре Fermi, ранее значительно опережавшему решения AMD. В качестве фактора тесселяции было выбрано значение в 16 пикселей: более «мелкие» полигоны способны лишь тормозить расчёты, не давая принципиального повышения качества изображения.
В Barts также доработаны алгоритмы анизотропной фильтрации и реализован новый механизм сглаживания Morphological Anti-Aliasing (MLAA). Фактически это программный фильтр пост-обработки для двухмерного изображения, рассчитывающий «полутоновые» переходы между пикселями и делающий картинку более естественной.
Из важнейших аппаратных изменений необходимо упомянуть также уницифированный модуль видеодекодера третьего поколения (UVD3), способный аппаратно декодировать не только традиционные форматы H.264 или MPEG-2, но и MPEG-4 (DivX/XviD) и Blu-ray, включая Blu-ray 3D. UVD3 реализован во всех чипах нового поколения, за исключением Radeon HD 6750 и HD 6770 на базе старых микросхем Juniper, где применяется UVD2. Поддерживаются самые свежие версии цифровых видеоинтерфейсов: DisplayPort 1.2 и HDMI 1.4a (с возможностью передачи 3D-видео).
На интерфейсах стоит остановиться отдельно, поскольку все карты серии Radeon HD 6000, включая самые доступные, поддерживают фирменную технологию AMD Eyefinity, позволяющей за счёт вывода нескольких каналов по шине DisplayPort подключать к одному разъёму сразу несколько мониторов. Пропускной способности интерфейса DisplayPort 1.2 достаточно для одновременного подключения к одному порту четырёх дисплеев. Возможны две конфигурации: использование специального хаба (разветвителя) оснащённого набором различных интерфейсов (DP, VGA, DVI или HDMI), либо последовательное соединение дисплеев, полностью совместимых с DisplayPort 1.2, то есть имеющих как входы, так и выходы DP.
Наконец, была переименована технология неграфических вычислений ATI Stream, которая теперь официально называется AMD Accelerated Parallell Processing. Принципиальных аппаратных доработок здесь нет, всё так же поддерживаются API OpenCL и DirectCompute.
Графический процессор Juniper не претерпел никаких изменений: это всё тот же урезанный Cypress с 10 SIMD-ядрами и видеодекодером UVD2, а чипы Radeon HD 6770 и HD 6750 в действительности представляют собой переименованные Radeon HD 5770 и 5770. Единственное отличие — поддержка HDMI 1.4, но неполная, без возможности работы с 3D-видео, которую даёт UVD3.
Бюджетный процессор Turks представляет собой серьёзно урезанный Barts: в нём 6 SIMD-ядер, в каждом из которых работают по 16 блоков потоковых процессоров с 5 ALU. Шина памяти сужена вдвое — до 128 бит. При этом в чипе реализованы все изменения, внесённые в Barts, включая улучшенный тесселятор, поддержку MLAA и видеодекодер UVD3. Младшая модификация Radeon HD 6570 может работать не только с видеопамятью GDDR5, но и с дешёвой памятью DDR3.
Чип начального уровня Caicos — предельно упрощённый Barts: в нём всего два SIMD-ядра и единственный 64-битный контроллер памяти. Производитель предлагает довольно широкий диапазон рабочих частот как процессора, так и видеопамяти, причём поддерживается оба варианта микросхем, как GDDR5, так и DDR3.
Графический процессор Cayman претерпел наибольшие изменения по сравнению с чипами Cypress предыдущего поколения, и они затронули не только чисто количественные показатели, но и саму архитектуру микросхемы. Для оптимизации энергопотребления и упрощения конструкции было принято решения отказаться от суперскалярной архитектуры VLIW5, в который каждый потоковый процессор оснащался пятью вычислительными блоками ALU: четыре из них были рассчитаны на выполнение простых арифметических операций, а пятый («трансцендентный») — на сложные алгебраические вычисления. Эта схема была разработана ещё инженерами ATI, но спустя годы стало очевидно, что она неоправданно усложняет чипы, не принося существенного прироста производительности.
