HD6800 al debutto: novità e performance

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6850_3-4Oggi vi presenteremo la nuova serie di schede video lanciata da AMD, nota con il nome in codice “Southern Island”. Sebbene la serie HD6000 sia dal punto di vista architetturale molto simile alla precedente serie, sono state introdotte molte novità che rendono le HD6870 e HD6850 qualcosa di più di un semplice refresh della fascia media AMD.

 

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Negli ultimi due o tre anni abbiamo visto nVIDIA e AMD/Ati contendersi e sottrarsi a vicenda, ad intervalli di circa 6 mesi, lo scettro di leader nel mercato delle schede video. Ovviamente, non parliamo di fatturato o di quote di mercato, ma semplicemente di leadership nel campo tecnologico e nell’offerta di prodotti al miglior rapporto qualità prezzo.

 

Circa un anno fa AMD ha lanciato la serie HD5000 che si imposenel settore gaming a discapito di nVIDIA, la quale, nello stesso periodo, offriva le schede video della serie 200. Quest’ultime non potevano competere né in prestazioni, né in consumi e nésul prezzo con la nuova serie AMD caratterizzata dal nuovo processo produttivo a 40 nm. nVIDIA aveva però annunciato l’imminente uscita di Fermi, di cui si era molto parlato prima del lancio definitivo che poi è stato slittato di mese in mese fino ad arrivare a marzo dell’anno successivo, ciò aggravato da notevoli ritardi nelle consegne e da scarse disponibilità fino alla fine successivo mese di Aprile.

Con la GTX 480, modello top di gamma della serie Fermi, nVIDIA si è ripresa lo scettro di GPU più potente del mercato.Per farlo, però, ha dovuto pagare un prezzo piuttosto alto, ovvero mettere sul mercato una scheda dai consumi elevati e, conseguentemente, dalla difficile capacità di dissipazione. Ciò sostanzialmente non è stato uno sbaglio progettuale ma la volontà di seguire una strada ben definita, intrapresa già con GeForce 200, che cerca di avvicinare nVIDIA al mondo del GPUComputing. Il GPU Computing è quella tecnologia che permette di svolgere calcoli, normalmente destinati alla CPU, direttamente sulla GPU (chiamata per questo GPGPU), sfruttando la sua enorme potenza di calcolo bruta ottenendo performance migliori rispetto a quelle delle più versatili unità di calcolo della CPU. Questa soluzione vede un po’ penalizzare i videogiocatori, poiché si ritrovano con un’enorme potenza di calcolo che però non viene sfruttata pienamente dai videogiochi, ciò infatti conduce ad una minore efficienza nell’esecuzione di quest’ultimi ottenendo risultati non lontani a quelli della serie 5000 di ATI. La vera svolta della GPU Fermi è avvenuta negli ultimi mesi con l’uscita delle GTX 460 basate su GPU GF104, con la quale nVIDIA è riuscita a massimizzare la resa della sua architettura, grazie soprattutto ai minori consumi e al minor costo di produzione. Le GTX460 si sono così piazzate nella fascia media del mercato usurpando il trono alle HD5770 e HD5830, allettando il consumatore con dei prezzi veramente interessanti. Recentemente nVIDIA ha completato la gamma di schede video con l’uscita delle entry level basate su GF108.

Durante l’estate AMD non ha previsto un ridimensionamento dei costi in grado di contrastare l’uscita delle GTX 460 e il taglio di prezzi per le 480 e le 470. Come vedremo, però, con questa nuova serie AMD offrirà un rapporto costo/prestazioni veramente interessante, cosa che sembra aver messo in allarme nVIDIA che ha pianificato di abbassare i prezzi delle GTX 460 e 470 in concomitanza all’uscita delle HD6800. Le HD6850 e HD6870 si piazzeranno, infatti, proprio in questa fascia di mercato andando a rimpiazzare le HD5830 e HD 5870, migliorandone anche le prestazioni. La scelta dei nomi potrebbe essere fuorviante. E’ bene infatti precisare, come avremo modo di chiarire meglio in seguito, che le due schede non saranno le top di gamma di AMD con singola GPU e quindi non vengono introdotte come le eredi dirette delle HD5850 e HD 5870. Per la precisione, l’architettura della GPU Barts delle nuove HD6800 si piazza a metà, come potenza elaborativa, tra la GPU Juniper (delle 5770 e 5750) e la GPU Cypress (delle 5870, 5850 e 5830). Nel prossimo paragrafo cercheremo di entrare nei dettagli della GPU Barts.

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Caratteristiche GPU Barts:

L’architettura delle GPU Barts è qualcosa di molto simile a Cypress con core elaborativo Dual Engine, ma, come vedremo, con un numero di SIMD e quindi di Stream Processor più contenuto.

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Come potete vedere dallo schema architetturale, rimane il bus a 256 bit che garantisce un’ottima banda passante anche con frequenze della memoria contenute. Le principali novità sono nel processor Dispatcher duplicato e separato per il Geometry Assembler e Vertex Assembler. E’ stata modificata anche l’unità addetta alla gestione della Tessellation, migliorata in termini di efficienza per garantire buone prestazioni anche con Tessellation attivata. Infine le ultime novità architetturali concernono il processore UVD per la decodifica video, giunto alla terza generazione e alla sezione di output Eyefinity di cui parleremo ampiamente in seguito.

Per quanto riguarda il Core Engine, Barts vede la presenza di 14 unità SIMD di cui due sono disabilitate per la scheda HD6850. Questa politica non è nuova e permette di creare diverse versioni di schede video con una stessa GPU, permettendo così di ottimizzare i costi di produzione. Per molti può sembrare uno spreco di risorse, ma basti pensare a come sia stato castrato il chip Cypress nella scheda HD5830 per capire quanto sia importante per AMD riuscire a coprire tutte le fasce di mercato (vedi tabella).

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Ogni unità SIMD vede ancora la presenza di 80 Stream Processor e 4 Texture Units, proprio come per Cypress e Juniper. La presenza infine di 128 ROPs e del bus a 256 bit, ci fa capire che, a discapito del numero di SIMD, ci troviamo di fronte a qualcosa di molto più simile a Cypress che a Juniper.

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Per bilanciare il minor numero totale di Stream Processor rispetto alle 5800, AMD ha deciso di incrementare le frequenze di lavoro del core, permettendo così di raggiungere una potenza di calcolo equiparabile a quella di una 5850. Ciò è stato possibile non con un aumento delle tensioni operative, e quindi dei consumi piuttosto grazie ad un affinamento del processo produttivo, il quale ha permesso di incrementare l’efficienza della GPU a parità di consumi. Da questo punto di vista AMD è stata sempre molto attenta, cercando di ottenere la massima resa produttiva e minimizzando, nello stesso tempo, la dimensione del chip e i consumi. Questo permette all’utente finale di risparmiare sull’acquisto di un alimentatore, e consente ai produttori di schede video di montare dissipatori e ventole meno rumorosi, nonché di minimizzare il numero di prodotti da sostituire in garanzia poiché deteriorati, dopo breve tempo, dalle eccessive temperature di esercizio.

Dal punto di vista puramente video ludico segnaliamo, infine, le Texture Fill Rate e Pixel Fill Rate veramente sostenute grazie al buon numero di unità dedicate e alla elevata frequenza operativa. Ciò permetterà buone prestazioni anche con i giochi di ultima generazione.

Come ultima considerazione sulle frequenze operative, aumentate di 50Mhz rispetto alla controparte HD5800, ci chiediamo se queste schede avranno ancora buoni margini di overclock. Sicuramente se c’è stato un miglioramento del processo produttivo, l’overclock sarà comunque assicurato. Anche le memorie consentiranno un ampio margine di overclock, grazie alle frequenze di base molto contenute che comunque garantiscono una bandwidth soddisfacente in combinazione al bus da 256 bit.

 


Principali novità- Qualità e Performance:

Oltre ai miglioramenti architetturali precedentemente citati, le HD6800 introducono diverse novità a livello tecnologico.

AMD con questa serie di schede video ha puntato molto sulla qualità dell’immagine. E’ stata, infatti, migliorata la gestione dell’Anti-Aliasing e dell’Anisotropic Filtering.

Nel primo caso è stata introdotta una nuova modalità: il Morphological Antialiasing (MLAA). Questo tipo di Ant-Aliasing è effettuato come post-produzione dell’immagine e consiste in una sorta di filtro che effettua il blur su tutte le linee scalettate dell’immagine (relative al classico fenomeno dell’aliasing). Questo processo è applicato non solo agli spigoli delle texture ma in generale a tutta l’immagine e quindi contribuisce ad aumentare la complessiva qualità finale. Questa feature viene quindi introdotta direttamente a livello di driver ed è quindi disponibile per tutti gli applicativi e schede directX 9/10/11. Poiché però l’MLAA viene accelerato grazie alle librerie DirectCompute di Microsoft, introdotte nelle DX11, allora soltanto le schede di ultima generazione potranno effettuare questa elaborazione in modo particolarmente veloce e senza penalizzare le prestazioni.

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L’Anisotropic filtering, che permette di sfocare gli elementi più lontani della scena in maniera graduale e non dipendente dall’angolazione, è stato invece migliorato direttamente a livello hardware modificando la struttura delle Texture Mapping Unit. Questo ovviamene senza rallentare la capacità di elaborazione dell’unità stessa.

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Sempre a proposito della qualità dell’immagine AMD ha migliorato l’unità che si occupa della gestione della Tessellation introdotta con la serie HD5000. Il Tessellator permette, infatti, di generare per mezzo dell’interpolazione un numero elevato di poligoni su tutti gli oggetti che si trovano in primo piano, incrementando in questo modo la qualità degli oggetti renderizzati nei video giochi. Nel caso delle HD5000 si assisteva però a un rilevante calo delle prestazioni al momento dell’attivazione del Tessellator, che sottrae inevitabilmente risorse ai SIMD per effettuare le sue elaborazioni. Con il nuovo Tessellator introdotto nella serie HD6000, AMD è riuscita a incrementare le performance della hd6870 tra 1,5x e 2x rispetto alla HD5870. Ciò è dovuto in parte a una migliore gestione dei thread attivi nella gpu, ma principalmente a un accorgimento che limita il fenomeno dell’overshading.

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Il precedente Tessellator, infatti, generava troppi triangoli per ciascuna superficie con il risultato che per ogni triangolo si otteneva un singolo pixel rasterizzato. Cercando di limitare questo spreco, AMD ha stabilito che è opportuno arrestare la tessellazione a un minimo di 16 pixel per ciascun triangolo, in modo da sfruttare al meglio tutta l’unità ROP. Così facendo è possibile risparmiare una notevole quantità di risorse, pur mantenendo il vistoso miglioramento di qualità visiva offerto dalla Tessellation.

 

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Principali novità - Eyefinity, HD3D e UVD3

Eyefinity - DisplayPort 1.2

AMD ha recentemente introdotto Eyefinity 6, una tecnologia che nella serie HD5800 permette di collegare fino a 6 display mediante l’utilizzo di 6 relative porte DisplayPort 1.1.

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Con l’aggiornamento alla versione 1.2 del DisplayPort (DP) le HD6800 sono in grado tramite due soli output mini-DP, di pilotare lo stesso numero di schermi. Ogni porta ora è in grado di gestire contemporaneamente fino a tre schermi per una risoluzione massima fino a 16k x 16k contro gli 8k x 8k della precedente generazione. Ciò permette ad esempio di utilizzare sei schermi 2560*1600 affiancati orizzontalmente, configurazione non permessa con le HD5000.

configurazioneDP1.2

 

L'aumento di risoluzione è stato possibile grazia al notevole incremento apportato alla banda passante del link DP 1.2.

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Per gestire i sei monitor utilizzando le due porte mini-DP esistono due possibili configurazioni. Una prevede l’utilizzo della tecnologia MultiStream Transport (MST), che permette a un unico link DisplayPort di trasmettere contemporaneamente tre diversi flussi video. In questa configurazione i monitor dovranno fornire sia un ingresso sia un’uscita DisplayPort, in modo tale da poter ritrasmettere il segnale al monitor successivo nella catena.

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Alternativamente è possibile utilizzare degli HUB MST che separano il segnale MultiStream proveniente da una DP e lo inviano direttamente a ciascun monitor attraverso una delle qualsiasi tecnologie attualmente in commercio, vale a dire HDMI, D-sub o DVI o DP.

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E’ altresì possibile trasmettere il segnale attraverso le due porte DVI integrate nelle HD6800 e utilizzare degli HUB MST più economici, in grado di separare due soli stream dal display port.

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Sia gli HUB MST sia i monitor con ingresso e uscita Display Port saranno disponibili sul mercato già dai primi mesi del 2011.

HD3D – La stereo-visione secondo AMD

AMD ha deciso di intraprendere per il 3D una strada condivisa con diversi partner e progetti open source. La tecnologia si chiama Open 3D Stereo Initiative ed è stata sviuppata in collaborazione a diverse aziende, sia del campo software, come Cyberlink e Arcsoft per i player di Bluray 3D, sia nel campo hardware come i produttori di monitor (LG, Samusng, Viewsonic) e di occhiali (RealD, XpanD).

La tecnologia 3D è supportata attraverso le nuove connessioni introdotte nelle HD6800, vale a dire DisplayPort 1.2 e HDMI 1.4a.

Il primo standard prevede un piccolo pacchetto d’informazioni (Main Stream Attribute) trasmesso dopo ogni frame, durante l’intervallo di blank, per segnalare la presenza di un frame destro o sinistro o di un frame o, nel caso di flusso video normale, l’assenza della stereo visione.

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L’HDMI 1.4a prevede invece l’impacchettamento dei frame destro e sinistro in un unico frame alto circa il doppio. Il frame sinistro è posto sopra al destro, separato da una zona chiamata active space. I monitor e le TV compatibili con HDMI 1.4a sono in grado di riconoscere questo pacchetto e di separare i due frame in modo di segnalare in modo corretto agli occhiali 3D quando la frequenza di shuttering per visualizzare alternativamente il frame destro e quello sinistro.

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HDMI_1.4a

 

La gestione dei flussi 3D richiede una particolare architettura del Frame Buffer implementata in questa serie a livello di API e denominata Quad Buffer. Questa tecnologia è fondamentale per l’organizzazione dei frame e la segnalazione della polarità che giungono dal software, che può essere sia un gioco basato su DirectX 11 con relativo livello di conversione 3D, sia un player multimediale di contenuti 3D.

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In entrambi i casi, il Quad Buffer avrà il compito di impacchettare e veicolare le coppie di frame verso l’HDMI o il DisplayPort.

UVD3 - Miglioramento delle prestazioni di decodifica video

Il PC non è più considerabile, ormai da tempo, esclusivamente come potente calcolatore bensì ha invaso molti settori che esulano il compito di strumento professionale e in primo luogo quello della multimedialità. Ormai i contenuti ad alta definizione (HD – High Definition) stanno sempre più prendendo piede nel mercato e gli utenti che ricercano un’esperienza multimediale più coinvolgente devono adeguarsi orientando la scelta del proprio hardware in maniera opportuna. Di fatti la diffusione della TV in HD, dei display ad alta risoluzione e di molti titoli cinematografici in formato HD DVD o Bluray non garantisce un’esperienza capace di soddisfare l’utente più esigente se questi contenuti non sono supportati da un PC che offra le giuste risorse per la loro riproduzione. Per questo motivo AMD ha ben pensato di puntare sul miglioramento delle prestazioni dei propri prodotti per la riproduzione di contenuti ad alta risoluzione.

Già nelle VGA delle serie HD 2600 e HD 2400, AMD aveva introdotto il Unified Video Decoder (UVD) per abilitare il decoding di video in HD nel maggior numero possibile di configurazioni per PC. L’UVD è un blocco di hardware dedicato alla sola riproduzione di video nei formati VC-1 e H.264/AVC in maniera tale da poter ottenere la migliore accuratezza e le più alte performance possibili. Questa soluzione permette di convogliare il carico computazionale del playback dei contenuti in HD verso la GPU, liberando così la CPU da tale onere e lasciandola libera di processare altri dati. In più tale gestione della riproduzione video consente anche di ottenere consumi più contenuti a livello di sistema, cosa piuttosto congeniale alle configurazioni che devono garantire una lunga autonomia in condizioni di utilizzo che prevedono una batteria come unica fonte di potenza. Questi vantaggi non sono, però, apprezzabili solo nei prodotti mobile ma consentono nei sistemi desktop di ottenere un minore surriscaldamento della CPU e un conseguente minor rumore generato dal sistema di raffreddamento: caratteristica sicuramente allettante per chi cerca un HTPC.

Oggi, con la presentazione della famiglia HD 6800, AMD introduce la terza generazione della tecnologia UVD (chiamata per l’appunto UVD3), la quale garantisce l’accelerazione grafica nella riproduzione di un ben più ampio numero di formati video. Ora UVD3 vanta di una migliore riproduzione, in termini di performance, anche dei video in formato MPEG-2, MPEG-4 part 2 ASP (conosciuto anche come DivX/xVid) e Multi-View Codec (MVC). Assume particolare rilevanza l’introduzione di quest’ultimo formato che risulta essere l’unico codec utilizzato per la codifica dei Bluray 3D. L’MCV è niente meno che la combinazione di due flussi video in H.264 e ciò significa, ai fini della riproduzione, un critico carico computazionale per il sistema. Le VGA della serie HD 6800 consentono, quindi, di delegare questo temendo calcolo alla scheda grafica lasciando libere così le risorse della CPU. Per dei valori di riferimento di tali prestazioni è possibile analizzare il grafico qui sotto riportato.

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Nell’immagine seguente è, invece, ben rappresentata l’evoluzione subita dall’ UVD nel corso delle tre generazioni.

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I frame dei flussi video riprodotti dalle schede grafiche AMD sono sottoposti anche a un post processing finale per la correzione di artefatti visivi. Succede spesso, infatti, che la trasmissione dei contenuti, il video interlacing, la riduzione di risoluzione,lo scaling e alte rate di compressione introducano nelle immagini dei fastidiosi artefatti. Rimane però da dire che gli artefatti di tipi differenti possono essere più o meno antipatici secondo le preferenze dell’utente. Per questa ragione AMD ha introdotto la possibilità all’utilizzatore di impostare queste opzioni seguendo i propri gusti e la propria percezione visiva. Il post processing include differenti operazioni di correzione, tra le quali possiamo annoverare come più importanti  l’Advanced De-Interlacing, l’Inverse Telecine, l’impostazione avanzata per il controllo della vibrance e della saturazione del colore, un processo di riduzione del rumore senza compromissione dei contorni delle figure e il supporto per display con risoluzione superiore al 1080p.

L’ultima caratteristica che è doveroso riportare è l’Accelerated Video Transcoding (AVT) che AMD ha introdotto nel 2009 per ottenere performance maggior nella transcodifica dei video. AVT, infatti, è una combinazione di hardware e software a basso livello che consente di convertire dei video in formato H.264 e MPEG-2 per ottenere una risoluzione, al massimo pari a 1080p, adatta al particolare display utilizzato come output. Anche questo processo è totalmente imputato al scheda grafica, ottenendo così migliori prestazioni e riducendo il carico del resto del sistema. Qui sotto sono disponibili uno schema e i dati concernenti l’AVT.

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Configurazione di sistema:

I test eseguiti da AMD sono stati fatti usando le seguenti configurazioni di sistema:

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AMD ha cercato di mostrare l'incremento prestazionale rispetto alla precedente generazione nonchè di mostrare un paragone con la GTX 460, principale rivale nella fascia di mercato delle HD6800.

Test:

3D Mark Vantage:

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Nel 3DMark Vantage la HD6870 riesce a superare la HD5850, dimostrando le sue potenzialità, la HD5770 rimane invece un gradino sotto alla HD6850.

Ultimi giochi, HD6870 vs HD6850:

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Il confronto tra HD6850 e HD6870 mostra che entrambe le schede riescono ad ottenere ottime performance anche a risoluzioni molto elevate. Il divario tra le due schede è consistente ma non elevatissimo.
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Anche nel gaming 3D, che come noto richiede uno sforzo aggiuntivo non indifferente per la GPU, le schede ottengono perfromance accettabili in tutte le situazioni. Per la prima volta siamo di fronte a una scheda in grado di gestire il 3D anche in configurazione singola, con una spesa davvero irrisoria, rispetto a quanto necessario fino ad oggi.
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I test in Crossfire mostrano prestazioni quasi in praticamente tutti i giochi presenti nel test, segno evidente che ormai questa tecnologia è adottata e supportata da tutti i giochi più recenti.

HD6800 vs GTX460:

Non potevano mancare ovviamente dei test per effettuare un paragone diretto con la GTX460. Il confronto è stato effettuato con il modello da 1GB per la HD6850 e con quello da 768MB per la HD6850.

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Anche ad alte risoluzioni ed in DirectX 11 il divario è notevole.

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Anche nel Gpu Computing le applicazioni che sfruttano OpenCL mostrano un sostanziale vantaggio per le ATI.

Ricordiamo che questi benchmark sono stati effettuati da AMD, non ci riteniamo quindi responsabili del loro contenuto. I test trapelati in rete confermano comunque queste prestazioni. Avremo modo di presentarvi molto presto anche i test effettuati dal nostro staff.


Conclusioni:

Come abbiamo avuto modo di vedere, AMD con questa serie di schede video è riuscita a introdurre novità sostanziali senza stravolgere l’architettura della sua GPU, la quale si dimostra ancora valida in tutti i giochi attuali e, presumibilmente, in quelli futuri. La compatibilità con le applicazioni basate su DirectCompute e OpenCL permette comunque di sfruttare la GPU anche per ambienti non videoludici e AMD spinge sull’importanza dell’OpenSource per la diffusione del GPU Computing, in diretta concorrenza con lo standard proprietario di nVIDIA , ossia il CUDA.

Dal punto di vista delle prestazioni, siamo di fronte ad un miglioramento dell’efficienza della GPU mantenendo, però, consumi e temperature di esercizio piuttosto contenuti. I test condotti da AMD confermano le ottime prestazioni delle schede HD6870 e HD6850, che si piazzano rispettivamente sopra alle HD5850 e HD5830, e superando le GTX 460 nella maggior parte degli scenari.

La qualità delle immagini è migliorata grazie all’introduzione del Morphological Anti-Aliasing, al miglioramento dell’Anisotropic Filtering e all’incremento prestazionale con Tessellator attivato, che ne permetterà l’attivazione senza avere un decadimento delle prestazioni.

AMD ha puntato molto anche sulle tecnologie per la multimedialità e sull’EyeFinity. Grazie al supporto del 3D, al nuovo decoder UVD3 e alle connessioni DisplayPort 1.2 e HDMI 1,4a, AMD permette all’utente un’immersione totale nel mondo virtuale 2D e 3D, videoludico e multimediale.

I prezzi di lancio delle schede sono davvero interessanti: 219€/209€ (IVA compresa) per la HD6870 e 169€/159€ (IVA compresa) per la HD6850. Nvidia sembra essere corsa ai ripari con dei tagli temporanei sulle GTX460 e GTX470 in concomitanza al debutto di Southern Island: una manna per gli utenti che hanno la possibilità di acquistare nuove schede video a prezzi convenienti su entrambi i fronti.

Sebbene le nostre impressioni siano molto positive riguardo alla nuova serie HD6000 di AMD, attendiamo i test effettuati dal nostro staff su queste schede prima di esprimere un giudizio conclusivo. Restate sintonizzati per la lettura della recensione completa!

 

Leonardo Angelini - Maurizio Caon - Xtremehardware Staff -

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