• GPU: Radeon HD 7970 (Таити)
• Интерфейс: PCI Express x16
• Работна честота на GPU (ROP): 925 MHz (номинално 925 MHz)
• Работна честота на паметта (физическа (ефективна)): 1375 (5500) MHz (номинална - 1375 (5500) MHz)
• Ширина на шината на паметта: 384 бита
• Брой изчислителни единици в работната честота на графичния процесор/блок: 32/925 MHz (номинална - 32/925 MHz)
• Брой операции (ALU) в блок: 64
• Общ брой операции (ALU): 2048
• Брой текстуриращи единици: 128 (BLF/TLF/ANIS)
• Брой единици за растеризация (ROP): 32
• Размери: 285×100×33 mm (последната стойност е максималната дебелина на видеокартата)
• PCB цвят:червен
• Консумация на енергия (пиково 3D/2D/сън): 215/70/3 W
• Изходни жакове: 1×DVI (Dual-Link/VGA), 1×HDMI 1.4a, 2×Mini-DisplayPort 1.2
• Мултипроцесорна поддръжка: CrossFire X (хардуер)

Картата разполага с 3072 MB GDDR5 SDRAM памет, разположена в 12 чипа на лицевата страна на PCB.

При липсата на нашите собствени синтетични DirectX 11 тестове, ние отново използвахме примери от SDK на Microsoft и AMD и демонстрационната програма на Nvidia. Първо, има HDRToneMappingCS11.exe и NBodyGravityCS11.exe от DirectX SDK (февруари 2010 г.).

Взехме и приложения от двата производителя: Nvidia и AMD. Примерите DetailTessellation11 и PNTriangles11 са взети от ATI Radeon SDK (те също са в DirectX SDK). Освен това е използвана демонстрационна програма от Nvidia - Realistic Water Terrain, известна още като Island11 (автор - Тимофей Чеблоков, известен специалист по 3D графики).

Проведени са синтетични тестове на следните видеокарти:

• Radeon HD 7970 HD 7970)
• Radeon HD 6990със стандартни параметри (по-нататък HD 6990)
• Radeon HD 6970със стандартни параметри (по-нататък HD 6970)
• Radeon HD 5870със стандартни параметри (по-нататък HD 5870)
• GeForce GTX 590със стандартни параметри (по-нататък GTX 590)
• GeForce GTX 580със стандартни параметри (по-нататък GTX 580)

За да сравним резултатите на най-новата видеокарта Radeon HD 7970, тези конкретни модели бяха избрани по различни причини. Radeon HD 6970 беше взет като пряк предшественик на горния сегмент, HD 6990 беше взет като най-силното (макар и с два чипа) GPU решение от предишната архитектура, добавихме HD 5870, за да оценим увеличението между две различни актуализации на архитектурата и като GPU с точно половината от сложността на Tahiti.

Избраните решения на Nvidia са взети, защото Geforce GTX 580 е най-бързият едночипов модел на тази компания, базиран на последно поколение GPU. Въпреки че не е конкурент на представената видеокарта на AMD като цена, резултатите й са интересни, тъй като са максимални за текущите едночипови решения на Nvidia. А двучиповият GTX 590 е екстремният вариант на компанията с по-висока цена. В тестовете на DirectX 11 използвахме и Geforce GTX 560 Ti, която беше необходима, за да оценим повишената геометрична производителност на новия GPU на AMD.

Direct3D 9: Тестове за запълване на пиксели

Този тест определя пиковата производителност на вземане на проби от текстури (скорост на тексел) в режим FFP за различен брой текстури, приложени към един пиксел:

В нашия остарял тест за 32-битово филтриране на текстури от RightMark повечето видеокарти показват числа, които са далеч от теоретично възможните. Резултатите от синтетичните текстури в случая на видеокартата Radeon HD 7970 не достигнаха пиковата стойност, така че отново ще разгледаме скоростта на текстуриране въз основа на числата от теста 3DMark Vantage, който винаги дава по-реалистични числа.

Това, което открихме е, че HD 7970 избира само до 80 тексела на такт от 32-битови текстури по време на билинейно филтриране, което е значително по-ниско от теоретичната цифра от 128 филтрирани тексела. В противен случай всичко се оказа предвидимо - всички платки на AMD показаха по-висока производителност и изпревариха видеокартите на Nvidia. В края на краищата дори най-добрият едночипов GeForce GTX 580 има само 64 TMU и следователно е много по-нисък от модела, базиран на чипа Tahiti, който има 128 TMU, работещи на по-висока честота. Следователно разликата е повече от двойна. Е, двучиповият GTX 590 показва явно неадекватен резултат в този тест.

Версията на платката с две видеокарти на AMD също явно не работи коректно в нашия тест, защото HD 7970 почти винаги превъзхожда дори нея. Е, новият модел изпревари своя предшественик с около 30%, което е малко по-лошо от теоретично възможните стойности. Но в случаите с малък брой текстури, когато честотната лента на паметта оказва най-голямо влияние, резултатът е още по-нисък – около 25%.

Нека да разгледаме същите резултати в теста за скорост на запълване:

Числата показват скоростта на запълване и в тях виждаме всичко същото, освен може би като вземем предвид броя на пикселите, записани в буфера на кадрите. Максималният резултат почти винаги отива при новата видеокарта от най-висок клас от семейството Radeon HD 7900. Тя има рекорден брой TMU, работещи на по-висока честота и по-ефективна в нашия синтетичен тест. Нека да преминем към текстовете на простите пикселни шейдъри.

Direct3D 9: Тестове на Pixel Shaders

Първата група пикселни шейдъри, които разглеждаме, е много проста за съвременни видео чипове, включва различни версии на пикселни програми с относително ниска сложност: 1.1, 1.4 и 2.0, открити в по-старите игри.

Тези тестове са твърде прости за съвременните графични процесори и са ограничени най-вече от производителността на текстурите и понякога скоростта на запълване. Следователно те не показват всички възможности на съвременните видео чипове, но са интересни от гледна точка на остарелите приложения за игри. В двата най-прости теста новият Radeon HD 7970 почти настигна дори двучиповия HD 6990, но в по-сложните тестове зае позиция между HD 6990 и HD 6970. Интересно е как поведението на тестовете върху GPU на различните архитектури се различава. И тук Tahiti е малко по-близо до GF110, отколкото до своя предшественик. Естествено, не в абсолютни числа, разликата в тях е доста голяма - от един и половина до два пъти.

Производителността в други тестове е ограничена най-вече от скоростта на текстурните единици и скоростта на запълване, така че новата Radeon HD 7970 е по-бърза от предишната HD 6970 с около 30-40%, което е в съответствие с теорията. Всички платки на AMD са пред двата топ модела GeForce, с изключение на това, че при сравняване на HD 5870 и GTX 590 всичко не е толкова ясно. Липсата на скорост на текстуриране очевидно е виновна за неуспехите на Nvidia в тези тестове. Но дори шейдърът за пикселно осветление с три източника според Phong, който е по-зависим от математическата производителност на графичния процесор, когато се изпълнява на GF110, е много по-нисък от Cayman и още повече от Tahiti.

Нека да разгледаме резултатите от по-сложни междинни пикселни програми:

Този път се случи същото, HD 7970 се намира приблизително между едночиповите и двучиповите модели на Cayman от серията HD 6900, което изисква повече изчисления и разликата в него е приблизително същата до разликата в броя на ALU и тяхната честота. Следователно този тест е по-подходящ за архитектурата на AMD, чиито чипове имат по-голям брой математически единици и Tahiti не е изключение.

Интересно е, че HD 5870 превъзхожда HD 6970 в този тест и изглежда това се дължи на по-лошата ефективност на изпълнение на този шейдър на по-новия чип с VLIW4 архитектура. Така че, въпреки че новата Radeon HD 7970 победи HD 6970, тя беше само 20% по-бърза от HD 5870 в този тест.

Вторият, по-зависим от скоростта на текстуриране, тест за процедурна визуализация на водата „Вода“ използва зависима извадка от текстури с големи нива на влагане, а видеокартите в него се класират по скорост на текстуриране, коригирана за различна ефективност на използване на TMU. В този тест решенията на AMD винаги се справят страхотно и HD 7970 осигурява много добър резултат, макар и по-лош от двучиповия HD 6990, но много по-добър от своя предшественик на Cayman. Топ едночиповата платка на Nvidia изостана с повече от 2,5 пъти!

Direct3D 9: пикселен шейдър тества Pixel Shaders 2.0

Тези тестове за пикселни шейдъри DirectX 9 са по-сложни от предишните, те са близки до това, което сега виждаме в мултиплатформените игри, и са разделени в две категории. Нека започнем с по-простата версия 2.0 шейдъри:

• Картографиране на паралакса- метод за картографиране на текстури, познат на повечето съвременни игри, описан подробно в статията.
• Замръзнало стъкло- сложна процедурна текстура от замръзнало стъкло с контролируеми параметри.

Има два варианта на тези шейдъри: тези с фокус върху математическите изчисления и тези с предпочитание за вземане на проби от текстури. Нека разгледаме математически интензивни опции, които са по-обещаващи от гледна точка на бъдещи приложения:

Това са универсални тестове, които зависят както от скоростта на ALU единиците, така и от скоростта на текстуриране; в тях е важен общият баланс на чипа, както и ефективността на изпълнение на сложни програми. А представянето на новата видеокарта на AMD в теста „Frozen Glass“ се оказа не просто добро, а отлично! Ето какво означава повишената ефективност на новия GPU. В първия тест Radeon HD 7970 се оказа забележимо по-бърз дори от двучиповия HD 6990. И дори двучиповата платка на Nvidia остана далеч назад, да не говорим за Geforce GTX 580.

Във втория тест “Parallax Mapping” решенията на Nvidia се чувстват малко по-добре и GTX 580 е почти пред HD 6970. Но представеният днес HD 7970 е много далеч - новият продукт на AMD е с 80% пред най-добрия Платка на Nvidia, която ясно показва влиянието и математическите изчисления и скоростта на текстуриране. Интересното е, че много старата HD 5870 отново е по-бърза от HD 6970. А новата HD 7970 е с 60% по-бърза от своя предшественик, което очевидно не може да бъде оправдано със сухи теоретични цифри. Това се отразява в значително по-голямата ефективност на скаларната архитектура в сравнение с VLIW.

При видеокартите на AMD обаче всичко е много сложно заради PowerTune. В края на краищата синтетичните тестове силно натоварват графичния процесор с изчисления и консумацията на енергия на платките с поддръжка на PowerTune в синтетика може доста да надвиши зададения лимит. Следователно, тактовата честота на GPU също може да намалее и заедно с това резултатите ще бъдат по-ниски от очакваните. Нека разгледаме същите тези тестове в модификация с предпочитание към проби от текстури пред математически изчисления:

И за двете видеокарти на Nvidia ситуацията стана още по-тъжна, тъй като всички съвременни чипове на AMD имат много по-добри скорости на текстуриране и в тези тестове те само увеличават неоспоримото си предимство. Дори двучиповият GTX 590 не може да се конкурира с едночиповия HD 6970 и в двата теста, фокусирани върху текстурирането, да не говорим за GTX 580. Е, представената днес платка от семейството Radeon HD 7900 се оказа най-бързата сред единичните -чип карти, на второ място след HD 6990. Разликата между HD 7970 и HD 6970 се оказа равна на 26-28%, което е добре обяснено теоретично, тъй като разликата в скоростта на текстуриране за новия продукт е малко по-голяма .

Но това бяха наследени задачи, фокусирани най-вече върху текстурирането и понякога скоростта на запълване. След това ще разгледаме резултатите от още два теста за пикселни шейдъри - но този път версия 3.0, най-сложният от нашите тестове за пикселни шейдъри за Direct3D 9 API. Те са най-показателни от гледна точка на съвременните компютърни игри, много от които са мултиплатформени. Тестовете се различават по това, че натоварват силно ALU и текстурните модули, и двете шейдърни програми са сложни и дълги и включват голям брой разклонения:

• Картографиране на стръмен паралакс- много по-„тежък“ тип техника за картографиране на паралакс, също описана в статията Съвременна терминология на 3D графиката.
• кожа— процедурен шейдър, който изобразява козината.

В най-трудните DX9 тестове от RightMark видеокартите на Nvidia винаги се представят много силно, за разлика от всички предишни тестове в нашия преглед. Тези тестове не са ограничени от производителността на извличане на текстура, а по-скоро зависят от ефективността на изпълнение на кода на шейдъра. Преди това Radeon HD 6970 ясно подобри позицията на AMD в този тест, повишавайки ефективността при преминаване от VLIW5 към VLIW4 архитектура.

Е, днес видяхме още един скок в производителността на решенията на компанията, Radeon HD 7970 ги издигна до недостижимо ниво - новата едночипова видеокарта дори надмина двучиповата HD 6990 и в двата теста! Тези проблеми са отличен пример за подобряване на производителността в реалния свят за сложни изчисления при преминаване от VLIW към скаларно изпълнение.

И така, при тестове на сложни пикселни шейдъри версия 3.0, новата видеокарта на AMD от най-висок клас успя не само да настигне своите конкуренти, но и да изпревари със значителна разлика, което не е било така от много дълго време време. Скоростта и в двата теста на PS 3.0 е леко зависима от честотната лента на паметта и текстурирането, но кодът е сложен, с който както архитектурата на Nvidia, така и най-новата скаларна архитектура на AMD се справят много добре. Тези тестове са сред първите, при които отбелязваме ясно подобрение на ефективността и най-голямата положителна разлика между предишните и най-новите архитектури на AMD по отношение на скоростта.

Но нека посочим числата, за да не бъдем голословни. Представената нова Radeon HD 7970 е повече от два пъти по-бърза от предшественика си и с 60-70% по-бърза от GeForce GTX 580, за която доскоро не смеехме дори да си помислим. В крайна сметка решенията на Nvidia винаги са били безспорни лидери в тази двойка тестови задачи, но видеокартите на Cayman успяха да се доближат до тях и най-бързият от Tahiti най-накрая изпревари своя конкурент.

Direct3D 10: PS 4.0 тестове за пикселни шейдъри (текстуриране, цикли)

Втората версия на RightMark3D включваше два познати PS 3.0 теста за Direct3D 9, които бяха пренаписани за DirectX 10, както и още два нови теста. Първата двойка добави възможност за активиране на самозасенчване и суперсемплиране на шейдъри, което допълнително увеличава натоварването на видеочиповете.

Тези тестове измерват производителността на пикселни шейдъри, работещи в цикли с голям брой проби от текстури (в най-тежкия режим, до няколкостотин проби на пиксел) и сравнително малко ALU натоварване. С други думи, те измерват скоростта на текстурните проби и ефективността на разклоненията в пикселния шейдър.

Първият тест на пикселните шейдъри ще бъде Fur. При най-ниските настройки той използва 15 до 30 текстурни проби от картата на височината и две проби от основната текстура. Режимът на детайлност на ефекта - "High" увеличава броя на пробите до 40-80, включването на "shader" supersampling - до 60-120 проби, а режимът "High" заедно със SSAA се характеризира с максимална "тежест" - от 160 до 320 проби от височинната карта.

Нека първо проверим режимите без активирано суперсемплиране; те са сравнително прости и съотношението на резултатите в режимите „Нисък“ и „Висок“ трябва да бъде приблизително еднакво.

Изпълнението в този тест зависи от броя и ефективността на TMU и от ефективността на изпълнение на сложни програми. При опцията без суперсемплиране, ефективната скорост на запълване (производителност на ROP) и честотната лента на паметта имат допълнително влияние върху производителността. Резултатите на ниво на детайлност „Високо“ са приблизително един и половина пъти по-ниски, отколкото на ниво „Ниско“, както трябва да бъде според теорията, но за най-бързите решения разликата е малко по-малка.

Преди това решенията на Nvidia бяха забележимо по-силни в тестовете за процедурно рендиране на кожа с голям брой проби от текстури, но започвайки с предишното поколение на AMD, разликата започна да намалява. Какво се случи с Radeon HD 7970? Отличен резултат - новият продукт на AMD отново беше по-бърз от двучиповата платка от предишното поколение, а едночиповият HD 6970 беше два пъти по-бавен, което ясно показва повишаване на ефективността на новата архитектура на Южните острови. И решенията на Nvidia са изостанали, дори двучиповият GTX 590 е по-нисък от най-добрия модел Radeon HD 7970, представен днес.

Нека да разгледаме резултата от същия тест, но с активирана свръхизвадка на шейдъра, което увеличава работата четири пъти: може би в тази ситуация нещо ще се промени и честотната лента на паметта със скорост на запълване ще има по-малък ефект:

Активирането на суперсемплиране увеличава теоретичното натоварване четири пъти, а резултатите на решенията на Nvidia винаги падат в сравнение с производителността на видеокартите на AMD. Сега разликата в ефективността на изпълнение на тази задача е още по-очевидна, а новият модел HD 7970 е 2,5 пъти по-бърз от HD 6970! GeForce GTX 580 загуби горе-долу същата сума от новия продукт Съвсем естествено е, че дори HD 6990 остана далеч назад и новата платка затвърди лидерството си, но какво...

Вторият тест за шейдъри DX10 измерва производителността на сложни пикселни шейдъри с цикли с голям брой проби от текстури и се нарича Steep Parallax Mapping. При ниски настройки той използва 10 до 50 проби на текстури от картата на височината и три проби от основните текстури. Активирането на тежък режим със самозасенчване удвоява броя на пробите, а суперсемплирането учетворява този брой. Най-сложният тестов режим със суперсемплиране и самозасенчване избира от 80 до 400 текстурни стойности, тоест осем пъти повече от простия режим. Нека първо проверим простите опции без суперизвадка:

Вторият тест за пикселен шейдър Direct3D 10 е малко по-интересен от практическа гледна точка, тъй като разновидностите на картографиране на паралакс се използват широко в игрите, а тежките опции, като нашето стръмно картографиране на паралакс, се използват в много проекти, например в игри от сериите Crysis и Lost Planet. Освен това, в нашия тест, в допълнение към суперсемплирането, можете да активирате самозасенчване, което приблизително удвоява натоварването на видеочипа, този режим се нарича „High“.

Тази диаграма е подобна на предишната без активиран SSAA, но позицията на Nvidia е отслабнала още малко и Radeon HD 6990 почти е настигнал представения днес модел. В обновената D3D10 версия на теста без суперсемплиране, HD 7970 показва отличен резултат, значително изпреварвайки HD 6970 и GTX 580 и дори GTX 590. Лидерството се споделя от HD 7970 и HD 6990 и две стари AMD видеокартите показват подобни резултати и силно (два и повече пъти по-бавни от новия модел) изостават. Нека да видим каква ще бъде разликата при разрешаване на суперсемплиране; това може да причини значителен спад в скоростта на платките на Nvidia.

Когато суперсемплирането и самозасенчването са активирани, задачата става още по-трудна, активирането на двете опции заедно увеличава натоварването на картите почти осем пъти, което води до голям спад в производителността. Разликата между скоростните показатели на тестваните видеокарти се промени, включването на суперсемплиране оказва влияние, както в предишния случай - картите на AMD подобриха производителността си в сравнение с решенията на Nvidia.

И сега Radeon HD 7970 отново става едноличен лидер в сравнението, показвайки резултати, по-високи от тези на HD 6990. По-старите едночипови платки на компанията са далеч назад, заедно с GeForce GTX 580. И само по-скъпите двучипови платки опциите за чипове от AMD и Nvidia са способни по някакъв начин да се доближат до нова видеокарта. Като цяло, на базата на два шейдър теста D3D10, можем да заключим, че новата архитектура на AMD и нейният представител на чипа Tahiti се справят отлично с шейдърните задачи, дори по-добре от традиционно силните си конкуренти от Nvidia.

Direct3D 10: PS 4.0 Pixel Shader тестове (Compute)

Следващите няколко теста на пикселен шейдър съдържат минимален брой извличания на текстури, за да се намали въздействието върху производителността на TMU единиците. Те използват голям брой аритметични операции и измерват прецизно математическата производителност на видеочиповете, скоростта на изпълнение на аритметични инструкции в пикселен шейдър.

Първият тест по математика е Минерал. Това е сложен процедурен тест за текстуриране, който използва само две проби от текстурни данни и 65 sin и cos инструкции.

Резултатите от екстремните математически тестове обикновено съответстват на разликата в честотите и броя на изпълнителните единици, но с известно влияние на различната ефективност на тяхното използване. Всички най-нови архитектури на AMD имат огромно предимство пред конкурентните графични карти на Nvidia в такива случаи и това обяснява резултатите от тестовете, при които решенията на AMD отново се оказват значително по-производителни.

Решенията варираха приблизително според теорията, но с някои изключения. На практика се появиха някои нюанси, свързани с различната ефективност. Теоретично GeForce GTX 580 трябва да е повече от два пъти (2,4 пъти) по-бавна от новия модел Radeon HD 7970, но на практика разликата е само 80%, което е значително по-малко. И когато се сравнява с HD 6970, възникват въпроси относно оптимизирането на новата архитектура и драйверите за нея за този тест. С теоретично превъзходство в изчисленията от 40%, новата платка на AMD е само с 28% по-бърза от предишната HD 6970, а разстоянието между нея и много старата HD 5870, базирана на архитектурата VLIW5, е още по-малко. Или тестът наистина е по-подходящ за VLIW (особено за VLIW5), или необработените драйвери са виновни.

Има и друго обяснение - може би резултатите от платките HD 7970 HD 6970 в този тест са повлияни от технологията PowerTune, която намалява честотите при достигане на лимита на консумация на енергия. Всичко това обаче се променя малко в сравнение с неговия конкурент, защото дори скъпият двучипов Geforce GTX 590 достигна само нивото на HD 6970 и HD 5870. А едночиповият GTX 580 все още е далеч назад.

Нека разгледаме втория тест за изчисление на шейдъра, който се нарича Fire. Той е по-тежък за ALU и има само едно извличане на текстура, а броят на инструкциите sin и cos е удвоен до 130. Нека да видим какво се е променило с увеличаване на натоварването:

Виждаме почти идентична диаграма с предишната, с изключение на абсолютните числа. Този път всички графични процесори останаха на приблизително същите позиции, с изключение на това, че видеокартите, базирани на Cayman и Cypress, размениха местата си - сега по-новият модел е малко по-бърз, но не много. Въпреки че все още няма стриктно съответствие с теоретичните цифри за пикова производителност, техните резултати все още са близки до сухата теория. Разликата между HD 7990 и HD 6970 се е увеличила леко.

Иначе не открихме нищо ново в графиката. Скоростта на изобразяване в този тест е ограничена единствено от производителността на шейдърните модули и тяхната ефективност, така че двойният GPU HD 6990 отново стана ясен лидер, следван плътно от днешния нов продукт на AMD. И двете платки GeForce са по-ниски дори от остарелия модел от семейството Radeon HD 5800, но този път предимството на решенията на AMD остава малко по-малко, отколкото при сравняване на теоретичните цифри, което отново показва по-лоша оптимизация или влиянието на PowerTune.

Direct3D 10: тестове за геометричен шейдър

Пакетът RightMark3D 2.0 има два теста за скорост на геометричен шейдър, първата опция се нарича „Galaxy“, техника, подобна на „точковите спрайтове“ от предишните версии на Direct3D. Той анимира система от частици на GPU, геометричен шейдър от всяка точка създава четири върха, които образуват частица. Подобни алгоритми трябва да се използват широко в бъдещите DirectX 10 игри.

Промяната на балансирането в тестовете на геометричния шейдър не влияе на крайния резултат от рендиране, крайното изображение винаги е абсолютно същото, променят се само методите за обработка на сцената. Параметърът "GS load" определя в кой шейдър се извършват изчисленията - връх или геометрия. Броят на изчисленията е винаги един и същ.

Нека да разгледаме първата версия на теста Galaxy, с изчисления във вертексния шейдър, за три нива на геометрична сложност:

Съотношението на скоростите за различна геометрична сложност на сцените е приблизително еднакво за всички решения, производителността съответства на броя точки, с всяка стъпка FPS пада около два пъти. Задачата за съвременните видеокарти не е твърде трудна и производителността е ограничена главно от скоростта на обработка на геометрията, но също и от честотната лента на паметта/честотата на запълване (в рамките на решения от един производител).

Този тест трябваше да покаже подобрените възможности за обработка на геометрията на Южните острови и това се случи. Новата видеокарта на AMD всъщност извършва геометрични изчисления много по-бързо в сравнение с всички предишни решения на компанията. Въпреки че AMD даде цифри за растеж до 4 пъти, в този тест геометричната производителност се увеличи с приблизително 1,5-2 пъти. В резултат на това едночиповата видеокарта се оказа приблизително на същото ниво като двучиповия модел Radeon HD 6990 на GPU от предишното поколение.

Такова значително подобрение доведе до факта, че Tahiti почти настигна видеокартата от най-висок клас на Nvidia, въпреки че внедряването на геометрични шейдъри в тази карта трябва да бъде дори по-ефективно при някои условия. Преди това видеокартите на Nvidia работеха приблизително два пъти по-бързо от подобни конкурентни видеокарти, но сега няма никаква разлика. Нека видим как се променя ситуацията, когато прехвърлим част от изчисленията към геометричния шейдър:

При промяна на натоварването в този тест числата останаха почти непроменени за решенията на Nvidia и повечето платки на AMD. Само новата видеокарта от семейството HD 7900 в този тест реагира слабо на промените в параметъра за натоварване GS, който отговаря за прехвърлянето на част от изчисленията към геометричния шейдър. Следователно дъската показа резултат малко по-висок от този в предишната диаграма. Нека да видим какво се променя в следващия тест, който включва голямо натоварване на геометричните шейдъри.

„Hyperlight“ е вторият тест на геометрични шейдъри, демонстриращ използването на няколко техники наведнъж: инстанциране, поточно извеждане, натоварване на буфера. Той използва създаване на динамична геометрия с помощта на двойно буферно изобразяване, както и нова функция на Direct3D 10 - поточен изход. Първият шейдър генерира посоката на лъчите, скоростта и посоката на растежа им, тези данни се поставят в буфер, който се използва от втория шейдър за рисуване. За всяка точка от лъча се изграждат 14 върха в кръг, общо до един милион изходни точки.

Нов тип програми за шейдъри се използват за генериране на „лъчи“, а с параметъра „GS load“, зададен на „Heavy“, също и за рисуването им. Тоест, в режим „Балансиран“ геометричните шейдъри се използват само за създаване и „отглеждане“ на лъчи, изходът се извършва чрез „инстанциране“, а в режим „Тежък“ геометричният шейдър също участва в изхода. Първо разглеждаме лесния режим:

Относителните резултати в различните режими отново приблизително съответстват на промяната в натоварването: във всички случаи производителността се мащабира добре и е близка до теоретичните параметри, според които всяко следващо ниво на „Брой полигони“ трябва да бъде по-малко от два пъти по-бавно.

В този тест скоростта на рендиране трябва да бъде ограничена от геометричната производителност, а новата архитектура от AMD се представя отлично, дори малко по-напред от своя конкурент Geforce GTX 580! И двете дъски с двоен чип показаха неправилни резултати тук, така че сравненията с тях няма да работят. Но HD 7970 е с 40-50% по-бърз от своя предшественик, моделът HD 6970, което ясно се обяснява с архитектурни промени в GPU. Отличните резултати на картата на Tahiti ясно показват оптимизациите, извършени в модулите за обработка на геометрични данни в новия чип.

Цифрите трябва да се променят много в следващата графика, при тест с по-активно използване на геометрични шейдъри. Също така ще бъде интересно да се сравнят резултатите, получени в режимите „Балансиран“ и „Тежък“ един с друг.

Но тук Radeon HD 7970 не постигна рекорд, въпреки това разликата между чиповете на AMD с традиционен графичен конвейер (включително Cayman и Tahiti с два растеризатора) и чиповете с архитектура Fermi, която има паралелна обработка на геометрията, е ясно забележима. А резултатите на Geforce GTX 580, която е базирана на чипа GF110, са толкова добри, че превъзхождат най-добрите решения на AMD (а това е обявеният днес модел) с 35-40%.

Въпреки че възможностите на новия топ чип на AMD за обработка на геометрия и скоростта на изпълнение на геометричните шейдъри са се увеличили значително в сравнение с предишните видеокарти на компанията, а първото решение на чипа Tahiti показва резултати в тези тестове, които са с 22-28% по-високи отколкото решения, базирани на Cayman. Вероятно инженерите на AMD са решили, че подобна оптимизация на блоковете за обработка на триъгълник и геометрия ще бъде напълно достатъчна.

Direct3D 10: скорост на извличане на текстура от вертекс шейдъри

Тестовете за извличане на текстура на Vertex измерват скоростта на голям брой извличания на текстури от върховия шейдър. Тестовете са по същество сходни, така че съотношението между резултатите на картите в тестовете Земя и вълни трябва да бъде приблизително еднакво. И двата теста използват картографиране на изместване, базирано на данни за примерни текстури, единствената съществена разлика е, че тестът „Вълни“ използва условни разклонения, докато тестът „Земя“ не.

Нека да разгледаме първия тест "Земя", първо в режим "Нисък детайл на ефекта":

Предишни проучвания показват, че резултатите от този тест се влияят от много неща: скорост на текстуриране и честотна лента на паметта. И резултатите от видеокартите често са ограничени от някаква бариера - просто погледнете сравнението на двучиповия GTX 590 и едночиповия аналог - почти няма разлика между тях. Въпреки че HD 6990 е два пъти по-бърз от HD 6970.

И новата платка на AMD от семейството Radeon HD 7970 показа много добри резултати, почти настигайки водещия HD 6990. Що се отнася до конкурентите с един чип, тя е най-добрата и в трите режима. Предимството пред HD 6970 варира от 25% до 75% в зависимост от режима. Нека да разгледаме производителността в същия тест с увеличен брой проби от текстури:

Но този път относителната позиция на картите на диаграмата се промени значително и това важи особено за твърдия режим. С малък брой полигони, скоростта на изобразяване в този тест е ограничена от честотната лента на паметта, поради което платките на AMD бяха толкова силни в предишната диаграма.

Но в тежките режими разликата между едночиповата карта на Nvidia и новия продукт на AMD е стеснена и те се конкурират помежду си в доста близка битка. По-старата двучипова видеокарта от фамилията Radeon HD 6900 превъзхожда всички останали решения и е най-добрата в сравнение, въпреки че в тежък режим GeForce GTX 590 е близо до нея. Новата едночипова HD 7970 отново превъзхожда предшественика си до 70%, което може да показва силно влияние на честотната лента на паметта.

Нека да разгледаме резултатите от втория тест за извличане на текстури от вертексни шейдъри. Тестът Waves има по-малък брой проби, но използва условни скокове. Броят на образците на билинейна текстура в този случай е до 14 („Нисък детайл на ефекта“) или до 24 („Висок детайл на ефекта“) на връх. Сложността на геометрията се променя по същия начин като предишния тест.

Резултатите във втория тест за текстуриране на върхове "Waves" са напълно различни от това, което видяхме в предишните графики. В този тест видеокартите на AMD и Nvidia, с изключение на HD 6990 и HD 7970, показват много близки резултати, което отново може да се дължи на ограничението на честотната лента на видеопаметта, тъй като този показател е близък за всички представени видеокарти.

Но новият модел от семейството на Южните острови успя да се открои в трудни условия за сравнение, почти настигайки двучиповия HD 6990, който стана най-добрият сред всички видеокарти. Разликата между картите, базирани на GPU Cayman и Tahiti, отново беше 25-70% в полза на по-новото решение. Нека разгледаме втората версия на същия тест:

И тогава настъпиха промени, подобни на това, което видяхме по-рано - видеокартите на Nvidia „провиснаха“ само в лесен режим, а повечето решения на AMD - във всички режими наведнъж. Това обаче не позволи на платките на калифорнийската компания да наваксат новия продукт от семейството Radeon 7900, който, между другото, изпревари всички в средни и тежки режими, губейки от двучиповия HD 6990 само веднъж.

В режим с малък брой полигони разликата между решенията не е толкова голяма, но в среден и тежък режим старите решения на AMD са по-ниски, след това има платки на Nvidia (двучиповата е само малко по-бърза от едночипов GTX 580), HD 6990 и HD 7970. Платката от семейството HD 7900 обяви днес в тестове за вземане на проби от върхове, че се представи отлично, превъзхождайки конкурентните видео карти на Nvidia и предшествениците от същия производител с разлика.

3DMark Vantage: Тестове на функции

Както винаги, синтетичните бенчмаркове от 3DMark Vantage могат да ни покажат нещо, което преди сме пропуснали. Тестовете за функции на този тестов пакет поддържат DirectX 10 и са интересни с това, че се различават от нашите. Когато анализираме резултатите от новата видеокарта Radeon HD 7970 в този пакет, ще можем да направим някои нови и полезни изводи, които ни убягнаха в семейството от тестове RightMark.

Първият тест е тест за скорост на извличане на текстура. Това включва запълване на правоъгълник със стойности, прочетени от малка текстура, използвайки множество текстурни координати, които променят всеки кадър.

Въпреки че тестът на Futuremark все още не показва теоретично възможното ниво на скорост на извличане на текстури, ефективността на видеокартите на AMD и Nvidia в него все още е забележимо по-висока от нашата от RightMark. Следователно в този тест за текстура получаваме малко по-различно съотношение на резултатите, което е по-близо до истината.

Първата видеокарта от новото семейство на AMD показва резултати, близки до съответния теоретичен параметър, и върши работата по-ефективно от предишното поколение. Radeon HD 7970 е с повече от 50% пред HD 6970, въпреки че според теорията разликата е само 40%. Най-вероятно текстурните модули на Tahiti се използват по-ефективно поради подобренията в паметта и системата за кеширане, което доведе до повишен резултат.

Разбира се, новият едночипов модел не достигна лидера - двучиповия HD 6990, но това не се очакваше. И все пак ясно се вижда, че производителността на текстурите на графичния чип Tahiti се е увеличила значително в сравнение с Cayman. Е, GTX 580 отстъпва на новия продукт по отношение на скоростта на текстуриране с цели 2,3 пъти. Дори двучипова карта на Nvidia може да съвпадне само с HD 6970.

Това е тест за степен на запълване. Използва се много прост пикселен шейдър, който не ограничава производителността. Интерполираната цветова стойност се записва в буфер извън екрана (цел за изобразяване), като се използва алфа смесване. Използва се 16-битов буфер извън екрана на формат FP16, който най-често се използва в игри, които използват HDR рендиране, така че този тест е доста навременен.

Ситуацията в теста за производителност на ROP единица е доста различна от теста за текстуриране. Числата за този подтест от 3DMark Vantage показват производителността на ROP единиците, но с влиянието на размера на честотната лента на видео паметта (така наречената „ефективна скорост на запълване“). И тук новият модел HD 7970 показва отличен резултат, като изостава само от двете топ видеокарти на AMD и Nvidia от предишни поколения, които имат по две видеокарти на борда.

Какво ще кажете за ROP ефективността, с която AMD се похвали? Всъщност само 32 ROP единици в новия чип Tahiti изобщо не ограничават скоростта на изобразяване, дори при специализиран тест. И отбелязваме малко по-висока ефективност на ROP единиците и по-висок процент на запълване в новата видеокарта на AMD в сравнение с по-старите модели. Разликата между HD 7970 и HD 6970 е повече от 50%, което ясно показва по-голямо влияние на честотната лента на паметта, отколкото на чистата производителност на ROP устройствата.

Що се отнася до сравнението с Nvidia, тук също разликата в скоростта (35%) съответства на теоретичната разлика в честотната лента (36%), а не на чистата скорост на ROP блоковете. Оказва се, че 32-те такива единици в Cayman са били просто излишни и техните възможности никога не са били използвани напълно.

Един от най-интересните функционални тестове, тъй като подобна техника вече се използва в игрите. Той рисува един четириъгълник (по-точно два триъгълника) с помощта на специална техника за картографиране на паралакса, която симулира сложна геометрия. Използват се доста ресурсоемки операции за проследяване на лъчи и карта на дълбочината с висока разделителна способност. Тази повърхност също е засенчена с помощта на тежък алгоритъм на Strauss. Това е тест на много сложен и тежък пикселен шейдър за видео чип, съдържащ многобройни проби от текстури по време на проследяване на лъчи, динамично разклоняване и сложни изчисления на осветлението според Strauss.

Този тест се различава от други подобни по това, че резултатите в него зависят не само от скоростта на математическите изчисления, ефективността на изпълнение на разклоненията или скоростта на извличане на текстури, а от всичко по малко. За постигане на висока скорост тук е важен балансът на GPU блоковете; той също има много забележим ефект върху скоростта и ефективността на разклоняването в шейдърите.

Сравнителните резултати на видеокартите на AMD в диаграмата като цяло са подобни на това, което видяхме в теста за производителност на текстури от 3DMark Vantage, с изключение на това, че новата Radeon HD 7970 е очевидно по-ефективна в тази задача, защото отново почти настигна двойната -чип HD 6990 - отличен резултат! Платките на Nvidia в този случай получиха леко увеличение на производителността, което потвърждава заключението, че не само производителността на текстурите влияе върху резултатите от този тест.

И така, новият модел на AMD се представи отлично, губейки доста от двучиповата платка, базирана на два Cayman. Той надмина своя едночипов предшественик с 66%. Тази цифра не съвпада с ускорението от Кайман до Таити по нито един от теоретичните параметри и може да показва подобрение в ефективността на изпълнение на сложни изчисления на клона. Дори резултатът на GeForce GTX 580, който преди беше смятан за доста добър, е двойно по-лош от този на новия продукт на AMD. Всъщност всички видеокарти на този производител се оказаха по-бързи от топ модела в линията Geforce GTX 500, базиран на един чип.

Тестът е интересен, защото изчислява физически взаимодействия (имитация на плат) с помощта на видеочип. Използва се симулация на върхове, като се използва комбинираната работа на шейдъри на върхове и геометрия, с няколко преминавания. Използвайте stream out, за да прехвърлите върхове от един симулационен проход към друг. По този начин се тестват производителността на изпълнение на върховите и геометричните шейдъри и скоростта на изходящия поток.

Скоростта на изобразяване в този тест също зависи от много параметри, но различни. Основните фактори тук са производителността на геометричната обработка и ефективността на изпълнение на геометричния шейдър. Така че е съвсем логично видеокартите на Nvidia да се чувстват страхотно в това приложение, значително изпреварвайки конкуренцията.

И дори представеният днес Radeon HD 7970, въпреки ясното подобрение на производителността в сравнение с HD 6970, не можа да се конкурира с едночиповия GeForce GTX 580 и беше малко по-нисък от него. Това е един от онези геометрични тестове, в които можете да видите предимството на наскоро пуснатите HD 6900 видеокарти пред предишните линии, които увеличиха скоростта на геометрична обработка и изпълнение на геометрични шейдъри. Radeon HD 7970 подобри резултата с още 35%, но това не беше достатъчно - решенията на Nvidia продължават да водят в този тест. Въпреки че отбелязваме, че новият модел все пак значително подобри позицията на AMD в геометричните тестове.

Тест на физическа симулация на ефекти, базирани на системи от частици, изчислени с помощта на видеочип. Използва се и симулация на върхове, като всеки връх представлява отделна частица. Stream out се използва за същата цел, както в предишния тест. Изчисляват се няколкостотин хиляди частици, всички са анимирани поотделно и техните сблъсъци с картата на височината също се изчисляват.

Подобно на един от нашите тестове RightMark3D 2.0, частиците се изобразяват с помощта на геометричен шейдър, който създава четири върха от всяка точка, за да образуват частица. Но тестът зарежда предимно шейдърни единици с изчисления на върхове;

Резултатите от следващия тест от пакета 3DMark Vantage са подобни на тези, които видяхме в предишната диаграма, но скоростта на обработка на геометрията в него стана още по-важна. И затова видеокартите на Nvidia изскочиха още повече, оставяйки зад себе си дори двучиповото чудовище - Radeon HD 6990. Уви, но е факт - дори GTX 580 надмина всички платки на AMD, включително новия модел, базиран на Tahiti GPU .

Уви, въпреки че платката, базирана на новия чип, показа по-добри резултати в сравнение с решенията, базирани на Cayman и Cypress, тя изостана от GeForce. Разликата между HD 7970 и HD 6970 в това сравнение беше малко над 30%, което показва ясно влияние на скоростта на ALU. В тестовете за симулация на синтетични тъкани и частици от тестовия пакет 3DMark Vantage, които активно използват геометрични шейдъри, решенията на AMD продължават да изостават от конкурентните видео карти, които имат много високи скорости на обработка на геометрията.

Последният тест на функцията на пакета Vantage е математически интензивен тест на видео чипа; той изчислява няколко октави на шумовия алгоритъм на Perlin в пикселния шейдър. Всеки цветен канал използва своя собствена шумова функция, за да постави повече напрежение върху видео чипа. Шумът на Perlin е стандартен алгоритъм, често използван в процедурното текстуриране, и използва много математически изчисления.

Интересното е, че в математическия тест от пакета Futuremark, който показва пиковата производителност на видеочиповете при екстремни задачи, видяхме напълно различна картина в сравнение с подобни тестове от нашия тестов пакет. Производителността на решенията, показани на диаграмата, само много грубо съответства на това, което трябва да се получи според теорията, а също така се отклонява от това, което видяхме по-рано в математическите тестове от пакета RightMark 2.0. Например, ясно се вижда, че новата видеокарта в този тест се доближи много по-близо до теоретичната скорост в сравнение с GPU картите с VLIW архитектура.

Нека да разгледаме причините. По това време HD 6970 не подобри върховата математическа производителност спрямо HD 5870, но това само по себе си не обяснява изоставането на Cayman. Причината може да е или по-ниската ефективност на архитектурата VLIW4, или интелигентна система за управление на захранването, която „нарязва“ тактовата честота и производителността на решенията, когато се достигне зададеният праг на консумация на енергия.

Но това не се отрази на HD 7970. Най-вероятно причината е именно скаларната архитектура на новия чип. Тъй като съотношението на показателите за ефективност в теста и теоретичните ясно показва това. Според теорията HD 6970 има 0.7 математическа мощност на новата карта, но в този тест се оказа само 0.56. Приблизително същата разлика беше получена и за други платки на AMD. Но при сравнение на GTX 580 и HD 7970, които имат скаларни архитектури, теоретичното съотношение е 0,42 (Tahiti е повече от два пъти по-бързо), а практическото също е 0,42. Тоест ефективността от използването на наличните ALU на тези чипове от различни производители е абсолютно еднаква! За разлика от Cayman и Cypress, които имат VLIW архитектура.

Във всеки случай, новата платка на AMD побеждава и двамата си конкуренти от Nvidia с огромна разлика и Nvidia очевидно трябва драстично да увеличи математическата си мощ в бъдещи решения. Междувременно се очертава обичайната картина - видеокартите Geforce показват слаби резултати в случаите, когато простата и интензивна математика се извършва много по-бързо на платките Radeon. А освобождаването на Южния остров само влоши ситуацията.

Direct3D 11: Изчислителни шейдъри

За да тестваме новите решения на AMD в задачи, които използват нови функции на DirectX 11, като теселация и изчислителни шейдъри, използвахме примери от SDK и демонстрации от Microsoft, Nvidia и AMD.

Първо, нека да разгледаме тестове, които използват Compute shaders. Появата им е една от най-важните иновации в най-новите версии на DX API, те вече се използват в съвременните игри за изпълнение на различни задачи: пост-обработка, симулации и др. Първият тест показва пример за HDR рендиране с тонално картографиране от DirectX SDK, с последваща обработка, използване на пикселни и изчислителни шейдъри.

Това може да не е най-добрият пример за изчислителни шейдъри, но показва разликата в производителността доста ясно. Няма почти никаква разлика между изчисленията в изчисленията и пикселните шейдъри за видеокарти на AMD, а на Nvidia пикселният шейдър работи малко по-бързо.

AMD Radeon HD 6970 се оказа по-бърз от своя предшественик HD 5870 и се представи на нивото на Geforce GTX 580, но представеният днес модел HD 7970 е значително по-напред от всички тях и става лидер (ние решихме, че не за използване на двучипови видеокарти в този синтетичен). GTX 560 Ti беше взет главно за тестове на геометрията и за да се оцени разликата между решенията от различни ценови сегменти.

И така, обявената платка на новия чип Tahiti изпреварва с 40% своя аналог на Cayman, което напълно съответства на разликата в теоретичната производителност на изчислителните единици. От своя страна предимството пред конкурентната GTX 580 е 30-40% (в зависимост от вида на шейдърната програма), което е очевидно по-ниско от теоретично възможното. GTX 560 Ti изостава много, повече от два пъти.

Вторият изчислителен шейдър тест също е взет от Microsoft DirectX SDK и показва изчислителен проблем с гравитацията на N-тела – симулация на динамична система от частици, която е подложена на физически сили като гравитацията.

Резултатите в този тест са много необичайни, за остарелите решения на AMD те са подобни на числата от математическия тест на 3DMark Vantage - Cypress се оказа по-бърз от Cayman. Въпреки голямото теоретично превъзходство в пиковите стойности, най-бързата видеокарта на AMD – новата Radeon HD 7970, представена днес – е само с 21% пред топ решението на Nvidia. И дори GTX 560 Ti не изостава толкова много. Старите модели от семействата HD 6900 и HD 5800 показват резултати, близки до тези на GeForce GTX 580.

Това, което ни интересува най-много, е разликата между Cayman и Tahiti, като в този случай виждаме 36% предимство за новия модел. Това е малко по-малко от теоретичната разлика между тези модели, но все още е близо до нея. Защо и двете карти не се представиха много добре на фона на много старата HD 5870? Може би виновникът е намалената честота на PowerTune или липсата на оптимизация на драйвера за новата архитектура. Да видим, може би Таити най-накрая ще покаже значително ускорение в тестовете за теселация.

Direct3D 11: Производителност на теселацията

Изчислителните шейдъри са много важни, но основната иновация в Direct3D 11 все още е хардуерната теселация. Разгледахме го много подробно в нашата теоретична статия за Nvidia GF100. Tessellation се използва от доста време в DX11 игри, като STALKER: Call of Pripyat, DiRT 2, Aliens vs Predator, Metro 2033, Civilization V, Crysis 2, Battlefield 3 и други. Някои от тях използват теселация за модели на герои, други я използват за симулиране на реалистични водни повърхности или пейзажи.

Има няколко различни схеми за разделяне на графични примитиви (теселация). Например теселация на фонг, PN триъгълници, подразделяне на Catmull-Clark. По този начин схемата за разделяне на триъгълниците PN се използва в STALKER: Call of Pripyat, а в Metro 2033 - теселация Phong. Тези методи се внедряват относително бързо и лесно в процеса на разработка на игри и съществуващите двигатели, поради което станаха популярни.

Първият тест за теселация ще бъде примерът за детайлна теселация от ATI Radeon SDK. Той прилага не само теселация, но и две различни техники за обработка пиксел по пиксел: просто наслагване на нормална карта и картографиране на оклузия на паралакс. Е, нека сравним решенията на AMD и Nvidia DX11 при различни условия:

Интересното е, че картографирането на оклузия на паралакса (средните ленти в диаграмата) на видеокарти и на двата производителя е много по-малко ефективно от теселацията (долните ленти), а умерената теселация не дава голям спад в производителността - сравнете горната и долната колона. Това означава, че висококачествената имитация на геометрия, използваща изчисления на пиксели, осигурява дори по-ниска производителност от теселираната геометрия с картографиране на изместване.

Що се отнася до производителността на видеокартите една спрямо друга, нека първо да разгледаме техниките на пиксел. В простия тест за картографиране, новата видеокарта на AMD е лидер, тя изпреварва HD 6970 и GTX 580 съответно с 27% и 36%. Но в подтеста на сложните изчисления пиксел по пиксел (помнете тестовете за картографиране на паралакс по-горе) преди пускането на Cayman, видеокартите Geforce бяха по-бързи от решенията на AMD, както и с активирана теселация. С пускането на пазара Radeon HD 6970 се оказа забележимо по-бърз от HD 5870 в подтеста за теселация, а в теста с малък коефициент на разделяне на триъгълник HD 6970 дори надмина GTX 580.

Много по-интересно е това, което видяхме на графиката с надпис Radeon HD 7970. Теселацията тук не е много сложна, така че новата видеокарта не спечели толкова много пред предишния модел - около 30%. Друго нещо е POM тестът. В този подтест новият HD 7970 просто разкъса всички други решения на парчета. Предимството пред HD 6970 и GTX 580 е само малко по-малко от двойно. Още един супер резултат в теста за картографиране на паралакса, показващ високата ефективност на изпълнение на сложни шейдърни програми.

Вторият тест за производителност на теселация ще бъде друг пример за 3D разработчиците от ATI Radeon SDK - PN Triangles. Всъщност и двата примера също са включени в DX SDK, така че сме сигурни, че разработчиците на игри създават своя код въз основа на тях. Тествахме този пример с различни фактори на теселация, за да разберем какво влияние има промяната му върху цялостната производителност.

Но в този пример виждаме пълно сравнение на геометричната мощност на решенията на AMD и Nvidia при различни условия. И се оказа много интересно според нас. Графичната архитектура Fermi се откроява, както и новият чип с архитектура Tahiti от AMD. Разбира се, това е чисто синтетичен тест и е малко вероятно екстремните коефициенти на разделяне да се използват в игрите в близко бъдеще, особено като се има предвид общата мултиплатформена природа. Интересуваме се от архитектурния потенциал, затова се нуждаем от „синтетика“.

Ако в лесни условия новият Radeon HD 7970 успешно се конкурира с GeForce GTX 580, изпреварва го в най-леките режими и е наравно в третия, но в най-трудните условия с много голям брой триъгълници, това е просто невъзможно да се конкурира с видеокартата Nvidia Geforce на чипа GF110 - при задачи с екстремна теселация, той е значително по-бърз дори от многократно подобрените чипове на AMD. Въпреки че новият GPU отново намали изоставането от своя конкурент в задачите за обработка на геометрията, той все още е много далеч от паралелната работа на 16 теселационни единици в GF110. И дори GF114 при максимално съотношение на разделяне се оказа по-бърз от Tahiti.

Въпреки това, въпреки загубата в най-суровите условия с максимално съотношение на разделяне, базираният в Таити HD 7970 иначе се представи добре, особено в сравнение с Cayman и Cypress. Новият модел на AMD показва впечатляващо увеличение на скоростта в режими на леко и средно натоварване, като разликата спрямо и без това бавния HD 6970 достига 2,8 пъти. Но виждаме такова увеличение само в крайни случаи и най-често се оказва от 30 до 70%. Не сме видели обещаната четирикратна разлика, поне не още.

Но максималната разлика между решенията на компаниите се постига в условия на екстремна теселация, която няма да се намери в игри и бенчмаркове, близки до тях. Като такъв очакваме Tahiti значително да подобри класирането на AMD в съществуващите бенчмаркове за теселация като 3DMark11 и Heaven.

Нека да разгледаме друг тест, демонстрацията на Nvidia Realistic Water Terrain, известна още като Island. Тази демонстрация използва теселация и картографиране на изместване, за да изобрази реалистично изглеждащи океански повърхности и терен. Изглежда просто страхотно, ето какво липсва в текущите игри:

Island не е чисто синтетичен тест за измерване на производителността на геометрията; той съдържа сложни пикселни и изчислителни шейдъри и такова натоварване е по-близо до реалните игри, които използват всички GPU блокове наведнъж, а не само геометрични, както в предишния бенчмарк.

Тествахме програмата и при четири различни съотношения на теселация, тази настройка се нарича Dynamic Tessellation LOD. И ако при най-нисък коефициент на разделяне всички видеокарти на AMD са напред, тогава, когато работата става по-сложна, платките, базирани на чипове Nvidia, започват да се изтеглят напред. И тъй като факторът на разделяне и сложността на сцената се увеличават, производителността на абсолютно всички Radeon пада значително, за разлика от конкурентните решения.

Интересно е поведението на Radeon HD 7970 в теста. Веднага става ясно, че не са направени фундаментални промени в геометричния тръбопровод (като цяло това не беше обещано, така че няма оплаквания). Ако в най-лекия режим новата карта е по-бърза от HD 6970 с 35%, а GTX 580 с 64%, тогава дори при настройка на LOD на 25, производителността на новия продукт пада до нивото на скоростта на GTX 560 Ти. Освен това. При максимален LOD коефициент разликата между скоростта на GeForce GTX 580 и Radeon HD 7970 достига 3,5 пъти!

Нека проверим дали сме получили обещаната четирикратна разлика между HD 7970 и HD 6970. Не, максималният лаг на Cayman GPU беше по-малък от два пъти. И най-често само един и половина. Като цяло, не ни е много ясно къде да търсим четирикратно ускорение на теселацията; просто трябва да вярваме, че то съществува някъде. Междувременно отбелязваме още една победа за видеочипове от Nvidia - те са много добри в геометричните тестове.

Заключения от синтетични тестове

Въз основа на резултатите от нашите синтетични тестове на най-новата видеокарта Radeon HD 7970, базирана на графичния процесор Tahiti от семейството на Южните острови, както и резултатите от други модели видеокарти, произведени от двамата производители на дискретни видео чипове, можем заключават, че новият продукт със сигурност ще стане лидер сред предлаганите на пазара едночипови решения. Това е просто отлично продължение на успешните линии Radeon HD 5800 и HD 6900, които трябва сериозно да укрепят позициите на AMD през следващите месеци.

Графичният процесор Tahiti е базиран на нова архитектура, използваща най-новата 28 nm технология и е много различен от всички предишни чипове на компанията. Въпреки че броят на някои изпълнителни единици не се е увеличил значително (ALU и ROP), новият графичен процесор включва важни архитектурни промени, насочени към повишаване на ефективността на GPU изчисленията, както и подобряване на позицията му в производителността на обработката на геометрията. Много от нашите синтетични тестове показаха, че изчислителната ефективност при сложни задачи и скоростта на теселацията и геометричните шейдъри са се увеличили значително, макар и не винаги толкова, колкото очаквахме.

Това, което трябваше да се случи, се случи с видео чиповете на AMD. Същото нещо, през което Nvidia вече премина малко по-рано. С изместването на фокуса от графични изчисления към изчисления с общо предназначение и съответното преминаване от VLIW към скаларни архитектури, както и добавянето на други критични за GPGPU функции като разширено кеширане и добавяне на планировчици във всяка изчислителна единица, увеличаването на сложността на чипа непременно ще надхвърли увеличението на пиковата производителност. Тоест, всъщност се оказва, че предишните решения могат да бъдат по-ефективни - въпреки че са по-малко продуктивни, това се постига с по-малко усилия (под формата на сложност на чипа).

Нека обясним това с пример. Предимството на Radeon HD 7970 пред същия Radeon HD 5870 в някои синтетични тестове беше далеч от разликата в сложността на GPU - в края на краищата Cypress има точно наполовина по-малко транзистори (2,15 срещу 4,3 милиарда), а в тестовете много рядко изостава зад толкова. Оказва се, че старият чип е по-ефективен от новия? Да, но само за остарели чисто графични задачи! В случай на неграфични изчисления и много сложни 3D изчисления, Tahiti се оказа дори повече от два пъти по-мощен от Cypress и това се потвърждава от съответната синтетика. GPGPU е бъдещето и задачите на видеочиповете ще продължат да стават все по-сложни, така че AMD просто нямаше друг избор.

Но благодарение на архитектурните промени и характеристиките си, видеокартата от новата серия стана повече от конкурентна в много синтетични тестове, които преди това бяха „ахилесовата пета“ на решенията на AMD, особено в сравнение с нейния пряк конкурент Geforce GTX 580, дори като се има предвид по-високата цена. Това е ясно видимо в почти всички синтетични тестове на пакетите RightMark и Vantage и в примери от различни SDK.

Но имаше и потенциално... е, не точно слаби, но не достатъчно силни страни на новия GPU. Те включват не много голямо увеличение на производителността в някои математически тестове и възникват въпроси в геометричните тестове (например къде е обещаното четирикратно ускорение?). Въпреки по-голямата сложност и площ на чипа в сравнение със същия Cayman, резултатите на HD 7970 понякога са по-ниски от очакваното, което не винаги е лесно за обяснение. Предполагаме, че липсата на оптимизация на драйверите може да е виновна за това, тъй като тази архитектура е напълно нова за AMD и изисква внимателно и отнемащо време полиране. В някои тестове системата за управление на захранването PowerTune също може да се провали, което може да понижи тактовите честоти при достигане на максимална консумация на енергия в най-взискателните синтетични тестове, предотвратявайки картата да покаже очакваната производителност въз основа на броя на изпълнителните единици и тяхната тактова честота.

Въпреки че като цяло резултатите в синтетиката се оказаха доста добри и е особено приятно, че инженерите на AMD подобриха някои от слабите си места. За съжаление, в настоящите игри ще бъде много по-трудно да се постигнат такива впечатляващи печалби в сравнение с напредналата синтетика. По няколко причини едновременно. Дори просто защото производителността в приложенията за игри рядко се ограничава от някоя характеристика на видеокартата, за разлика от синтетиката, и при такава радикална промяна в графичната архитектура, драйверите все още трябва да бъдат оптимизирани и оптимизирани. Освен това дори съвременните игри рядко използват всички възможности на компютърните графични карти от най-висок клас. Те често се свеждат до скоростта на достъп до текстури и ефективната скорост на запълване (честотна лента на видео паметта) и при такива условия такива сложни чипове не могат да се развият напълно. Ще трябва да изчакаме или мощни PC ексклузиви, или следващото поколение игрови конзоли.

Предполагаме, че резултатите от Radeon HD 7970 в синтетичните тестове ще бъдат потвърдени от съответните цифри в частта „игра“ на нашия материал. В игрите новата HD 7970 трябва да се представи по-силно от всички свои конкуренти и да превъзхожда GeForce GTX 580 с поне 30% или дори повече. Вероятно ще се получи както обикновено - в някои тестове предимството ще е по-голямо, а в други почти няма. Във всеки случай HD 7970 няма как да не стане най-добрият сред всички едночипови модели на AMD и Nvidia, поне открихме всички предпоставки за това. Така че нека да преминем към следващата част от материала - изучаването на скоростта в игрите.