Radion 480. Schede video. Nuove opzioni per la visualizzazione dell'immagine

13.09.2020 Padroneggiare il PC

Un nuovo midrange al passo con i migliori acceleratori della generazione precedente

Parte 2 - Conoscenza pratica

Presentiamo il materiale dettagliato di base con lo studio AMD Radeon RX480.

Oggetto di studio: Acceleratore Grafica 3D(scheda video) AMD Radeon RX 480 8 GB 256 bit GDDR5 PCI-E

Dettagli dello sviluppatore: ATI Technologies (marchio ATI) è stata fondata nel 1985 in Canada come Array Technology Inc. Nello stesso anno è stata ribattezzata ATI Technologies. Con sede a Markham, Toronto. Dal 1987, l'azienda si è concentrata sul rilascio di soluzioni grafiche per PC. Dal 2000, Radeon è diventato il marchio principale di soluzioni grafiche ATI, con le quali vengono prodotte GPU sia per PC desktop che laptop. Nel 2006, ATI Technologies è stata acquisita da AMD, che ha formato l'AMD Graphics Products Group (AMD GPG). Dal 2010 AMD ha abbandonato il marchio ATI, lasciando solo Radeon. AMD ha sede a Sunnyvale, in California, mentre AMD GPG ha sede nell'ex ufficio di AMD a Markham, in Canada. Non c'è produzione. Il numero totale dei dipendenti AMD GPG (inclusi gli uffici regionali) è di circa 2.000 persone.

Parte 1: Teoria e architettura

Nei nostri articoli passati ci siamo più volte lamentati della stagnazione del settore GPU associato a ritardi nella produzione di GPU con il nuovo processi tecnologici e l'effettiva omissione di uno di questi: la tecnologia di processo a 20 nm, che si è rivelata inadatta alla produzione di massa di chip video complessi. Per lunghi cinque (!) anni, entrambe le aziende produttrici di GPU hanno prodotto soluzioni basate sulla già molto vecchia tecnologia di processo a 28 nm.

I produttori di chip microelettronici sono stati in grado di produrre in serie chip così complessi e di grandi dimensioni utilizzando i nuovi processi tecnici FinFET (14 e 16 nm, a seconda del produttore) solo più vicino alla metà dell'anno. Non molto tempo fa, Nvidia è tornata indietro, rilasciando schede video piuttosto costose progettate per il top della loro linea, e ora è il momento di AMD, che ha fatto la sua strada, rilasciando prima le schede video non più costose, più o meno simili alla Radeon HD I modelli 4850 e HD 4870 divennero piuttosto popolari all'epoca.

Per capire meglio il modo di pensare di AMD, che differisce da quello dei suoi concorrenti, diamo un'occhiata alle loro idee sulle schede video più richieste sul mercato. Secondo AMD, una percentuale relativamente piccola di giocatori di PC acquista schede grafiche costose che offrono comfort a risoluzioni elevate e impostazioni massime e la maggior parte di loro utilizza GPU molto obsolete. L'84% dei giocatori acquista schede video con un prezzo compreso tra $ 100 e $ 300 secondo AMD e solo il resto dei giocatori sceglie ciò che è più costoso.

È chiaro che la maggior parte non sarà nemmeno in grado di provare l'argomento ora così popolare della realtà virtuale se lo desidera, perché la realtà virtuale richiede una potenza di calcolo molto decente. Inoltre, secondo AMD, non tutti gli utenti sono disposti a investire in apparecchiature che diventeranno obsolete nel giro di un paio d'anni. È vero, è improbabile che tutti si precipitino ad acquistare caschi VR ... D'altra parte, con schede video obsolete, hanno l'opportunità di provare qualcosa realta virtuale non apparirà. Solo 13 milioni di PC in tutto il mondo sono configurati sufficientemente potenti per eseguire applicazioni VR: è solo l'1% dei quasi 1,5 miliardi di PC che gli utenti hanno a portata di mano.

Secondo i sondaggi citati da AMD, due terzi degli utenti non prevede di acquistare apparecchiature per la realtà virtuale proprio a causa dell'alto costo di tale configurazione. Questo in aggiunta ad argomenti abbastanza ragionevoli, come quelli secondo cui i caschi sono ancora troppo ingombranti e con cavi che interferiscono, e la realtà virtuale, in linea di principio, è applicabile solo a una piccola parte delle applicazioni di gioco. Tuttavia, l'ostacolo più importante all'adozione della realtà virtuale è il prezzo dell'hardware. E AMD vede una promettente opportunità per fornire a milioni di PC processori grafici. potenza richiesta nei prossimi anni. È vero, non è chiaro perché AMD consideri la scheda video un componente inaccessibile, se il casco VR e gli stessi controller sono più costosi? Tuttavia, possono davvero abbassare un po' la soglia per entrare in VR offrendo soluzioni dalle prestazioni sufficienti a un prezzo relativamente basso.

E AMD promuove le sue nuove soluzioni in molti modi proprio come schede video produttive ed efficienti dal punto di vista energetico progettate per "democratizzare" una realtà virtuale piuttosto costosa, fornendo a coloro che lo desiderano una potenza GPU sufficiente. E ancora un altro obiettivo per le nuove soluzioni grafiche dell'azienda sono sia i PC compatti a bassissima potenza che i laptop da gioco, che ora possono essere facilmente alimentati per eguagliare o addirittura superare quello delle console di gioco. Ad esempio, il chip Junior Polaris non solo ha un basso consumo energetico, ma è anche progettato specificamente per laptop compatti: l'altezza totale del pacchetto di questa GPU è di soli 1,5 mm rispetto a 1,9 mm per Bonaire, il che aiuterà AMD a vincere le competizioni per la fornitura di soluzioni per PC portatili.

Per soddisfare chiaramente tali requisiti, AMD ha deciso di progettare due modelli di GPU: Polaris 10 e Polaris 11, corrispondenti a determinati livelli di capacità e prestazioni. Il vecchio chip della serie Polaris fornirà ai giocatori PC una potenza sufficiente per le applicazioni VR e tutti i giochi moderni, mentre la GPU junior di fascia bassa è progettata per laptop sottili e leggeri, ma offre funzionalità e prestazioni che superano quelle delle console di gioco.

Di conseguenza, al momento dell'annuncio, AMD offre le seguenti soluzioni per computer desktop:
Radeon RX 460- una scheda grafica a basso consumo energetico per giochi leggeri e future soluzioni mobili, con più di 2 teraflop di potenza, con 2 GB di memoria video collegata tramite un bus a 128 bit;
Radeon RX 470- una scheda grafica di fascia media molto competitiva a un prezzo accessibile, con una potenza sufficiente per i giochi in risoluzione Full HD, con oltre 4 teraflop di potenza, 4 GB di memoria video e un bus a 256 bit;
Radeon RX 480- finora la soluzione più performante della nuova famiglia, pensata per VR e giochi moderni con prestazioni superiori a 5 teraflop, 4 o 8 gigabyte di memoria con bus a 256 bit, consumando meno di 150 watt.

Oggi esamineremo il modello Radeon RX 480, che offre funzionalità premium per i giocatori: Premium HD Gaming. Qual è questo termine nella comprensione di AMD? Ciò include sia le funzionalità delle nuove API grafiche, come l'esecuzione asincrona in DirectX 12, sia le tecnologie FreeSync e CrossFire. Ma la cosa principale è il vantaggio rispetto a soluzioni concorrenti di prezzo simile nei giochi moderni con supporto DirectX 12:

Nella maggior parte dei giochi DirectX 12 quest'anno (Ashes of the Singularity, Hitman, Total War: Warhammer, Quantum Break, Gears of War e Forza APEX), anche le schede grafiche AMD Radeon di generazione precedente spesso superano le controparti Nvidia in termini di prezzo: abbiamo notato il vantaggio di Fury X contro 980 Ti, R9 390 contro GTX 970 e R9 380 contro GTX 960 e l'ultimo modello basato su Polaris 10 è destinato a funzionare ancora meglio.

Oltre a DirectX 12, si può notare un'altra API: Vulkan. Nella versione corrispondente di Doom, AMD dichiara un aumento fino al 45% sulla Radeon RX 480 rispetto alla versione OpenGL del gioco, anche se sulle vecchie schede video la differenza dovrebbe essere leggermente inferiore, circa il 20-25%.

E per quanto riguarda la realtà virtuale, il nuovo prodotto di AMD è davvero in grado di offrire prestazioni sufficienti per le applicazioni VR? Grazie a ad alta potenza La GPU e il supporto per funzionalità come Asincronos Time Warp, offrono una visualizzazione confortevole delle applicazioni VR rilevanti e anche con un basso consumo energetico. Quindi, il test generalmente accettato per valutare le prestazioni dello SteamVR Performance Test mostra una netta superiorità rispetto alle soluzioni della generazione precedente (non è chiaro, però, perché lo abbiano confrontato con la Radeon R9 380?):

Poiché la base del modello Radeon RX 480 è la GPU Polaris 10, che ha l'architettura GCN di quarta generazione, che è simile per molti dettagli alle precedenti soluzioni AMD, prima di leggere la parte teorica dell'articolo, sarà utile familiarizzare con i nostri materiali precedenti sulle schede video precedenti dell'azienda, basate sull'architettura GCN della generazione precedente:

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Diamo un'occhiata alle specifiche dettagliate della scheda grafica Radeon RX 480 basata sulla versione completa della GPU Polaris 10 di nuova generazione.

Acceleratore grafico Radeon RX 480
Parametro	Significato
Nome in codice del chip	Polaris 10XT (Ellesmere)
Tecnologia di produzione	FinFET a 14 nm
Numero di transistor	5,7 miliardi
Area centrale	232 mm²
Architettura	Unificato, con un array di processori comuni per l'elaborazione in streaming di numerosi tipi di dati: vertici, pixel, ecc.
Supporto hardware DirectX	DirectX 12, con supporto per il livello di funzionalità 12_0
Bus di memoria	256 bit: otto controller di memoria a 32 bit indipendenti che supportano la memoria GDDR5
Frequenza GPU	1120 (1266) MHz
Blocchi di calcolo	36 unità di calcolo GCN comprendenti 144 core SIMD, costituiti da un totale di 2304 ALU a virgola mobile (formati interi e float supportati, con precisione FP16, FP32 e FP64)
Blocchi strutturanti	144 unità di texture, con supporto per il filtraggio trilineare e anisotropico per tutti i formati di texture
Unità di rasterizzazione (ROP)	32 ROP con supporto per modalità anti-aliasing con la possibilità di campionare in modo programmabile più di 16 campioni per pixel, anche con formato framebuffer FP16 o FP32. Prestazioni di picco fino a 32 campioni per clock e in modalità incolore (solo Z) - 128 campioni per clock
Monitorare il supporto	Supporto integrato per un massimo di sei monitor collegati tramite DVI, HDMI 2.0b e DisplayPort 1.3/1.4 Ready

Specifiche grafiche di riferimento della Radeon RX 480
Parametro	Significato
Frequenza centrale	1120 (1266) MHz
Numero di processori universali	2304
Numero di blocchi di texture	144
Numero di blocchi di fusione	32
Frequenza di memoria effettiva	7000-8000 (4×1750-2000) MHz
Tipo di memoria	GDDR5
Bus di memoria	256 bit
Dimensione della memoria	4/8 GB
Banda di memoria	224-256 GB/s
Prestazioni informatiche (FP32)	fino a 5,8 teraflop
Tasso di riempimento massimo teorico	41 gigapixel/s
Frequenza di campionamento delle texture teoriche	182 gigatexel/s
Pneumatico	PCI Express 3.0
Connettori	Un HDMI e tre DisplayPort
Consumo di energia	fino a 150 W
Cibo extra	Un connettore a 6 pin
Numero di slot occupati nello chassis del sistema	2
Prezzo consigliato	$ 199/$ 229 (mercato USA)

Il nome del modello di scheda grafica di AMD rilasciato oggi è abbastanza coerente con il loro attuale sistema di denominazione. Il suo nome differisce dai suoi predecessori per un simbolo modificato nella prima parte dell'indice e il numero di generazione: RX 480. Se tutto è chiaro con la seconda modifica, perché la generazione è davvero nuova, sostituire R9 con RX non è del tutto logico , secondo noi, perché questa cifra indicava il livello della scheda video: le R7 erano più lente delle R9, ma erano tutte prodotte all'interno della stessa generazione. E ora non è chiaro, in primo luogo, perché questa cifra sia più alta per la RX 480 che per la R9 390X, ad esempio, e quali numeri dopo la R nel nome saranno nelle soluzioni junior basate sulle nuove GPU.

Il primo modello della nuova famiglia Radeon 400 prende il posto delle precedenti soluzioni dell'attuale linea dell'azienda, simili nel posizionamento, sostituendole sul mercato. Poiché la scheda video rilasciata è più di un livello medio in termini di prezzo e velocità, tenendo conto della nuova generazione, si è deciso di lasciare l'indice 490 per future soluzioni su GPU ancora più potenti.

La Radeon RX 480 di riferimento sarà offerta a un prezzo suggerito di $ 199 per la variante da 4 GB e $ 229 per il modello da 8 GB, e quei prezzi sono molto interessanti! Rispetto alle schede video di fascia alta della generazione precedente, questo è un ottimo prezzo, dal momento che la Radeon RX 480 non dovrebbe essere inferiore in termini di velocità a modelli come la Radeon R9 390 e la GeForce GTX 970. Il nuovo prodotto competerà con loro, almeno all'inizio del suo viaggio di vita, fino al rilascio della prossima GeForce GTX 1060. Ma al momento del suo rilascio, il nuovo prodotto di oggi sta sicuramente diventando la migliore offerta prestazioni nella sua classe.

Le schede grafiche di riferimento Radeon RX 480 verranno fornite con 4 GB di memoria GDDR5 a 7 GHz effettivi e 8 GB di memoria a 8 GHz. Ma man mano che i partner di AMD possiedono schede video in vendita, appariranno altre opzioni, ma saranno tutte dotate di memoria GDDR5 con una frequenza di almeno 7 GHz: questa è la volontà di AMD.

La decisione di installare 4 e 8 GB di memoria è molto saggia. La versione più giovane consentirà di risparmiare un po', perché 4 GB al momento possono essere considerati il "mezzo d'oro", e il vantaggio di 8 GB di memoria nella seconda versione della Radeon RX 480 sarà svelato in futuro. Sebbene la variante da 4 GB della scheda video fornisca prestazioni accettabili nei giochi moderni, ma 8 GB di memoria ti consentiranno di avere un margine decente per il futuro, poiché i requisiti per la memoria video nei giochi sono in costante crescita. Ad esempio, il cui vantaggio è già evidente, è il gioco Rise of the Tomb Raider in versione DirectX 12, con impostazioni molto elevate e una risoluzione di 2560x1440 pixel:

Più memoria video nella Radeon RX 480 8 GB e Radeon R9 390 aiuta a evitare cali di prestazioni estremamente spiacevoli e scatti FPS rispetto alle opzioni da 4 GB, comprese le soluzioni delle concorrenti GeForce GTX 970 e GTX 960. È la Radeon RX 480 8 GB che consente di ottenere un gameplay fluido senza rallentamenti associati al caricamento di dati che non rientrano nella memoria video locale. E poiché le console di gioco dell'attuale generazione hanno 8 GB di memoria totale, il vantaggio di una maggiore quantità di memoria aumenterà solo nel tempo e la variante da 8 GB della Radeon RX 480 sarà ottima per i giochi in uscita nei prossimi anni.

La scheda utilizza un singolo connettore a 6 pin per alimentazione aggiuntiva e il consumo energetico tipico del modello Radeon RX 480 sulla GPU Polaris 10 è impostato a 150 watt. In realtà, senza overclock, la scheda consuma ancora meno, circa 120 W di energia, ma una piccola riserva di carica migliorerà il potenziale di overclocking. A proposito, i partner AMD stanno pianificando di rilasciare versioni overclockate di fabbrica di questa scheda video, che differiscono sia per il sistema di raffreddamento che per quello di alimentazione.

caratteristiche architettoniche

La GPU Polaris 10 appartiene alla quarta generazione dell'architettura Graphics Core Next, la più avanzata al momento. L'elemento costitutivo di base dell'architettura è la Compute Unit (CU), da cui vengono assemblate tutte le GPU AMD. L'unità di calcolo CU dispone di un'archiviazione dati locale dedicata per lo scambio di dati o l'estensione dello stack del registro locale, nonché una cache di lettura-scrittura di primo livello e una pipeline di texture a tutti gli effetti con unità di campionamento e filtraggio, è suddivisa in sottosezioni , ognuno dei quali funziona sul proprio flusso di comandi. Ciascuno di questi blocchi si occupa della pianificazione e della distribuzione del lavoro in modo indipendente.

Al suo interno, l'architettura Polaris non è cambiata molto, anche se i blocchi principali del chip video non sono cambiati in modo più evidente: i blocchi per la codifica e la decodifica dei dati video e l'output delle informazioni sui dispositivi di visualizzazione sono stati notevolmente migliorati. Altrimenti, questa è la prossima generazione della nota architettura Graphics Core Next (GCN), già la quarta consecutiva. Finora, la famiglia ha incluso due chip: Polaris 10 (precedentemente noto come Ellesmere) e Polaris 11 (precedentemente noto come Baffin).

Eppure, sono state apportate alcune modifiche hardware alla GPU. L'elenco dei miglioramenti e delle modifiche include: elaborazione della geometria migliorata, supporto per proiezioni multiple durante il rendering VR con risoluzioni diverse, controller di memoria aggiornato con compressione dei dati migliorata, prelettura delle istruzioni modificata e buffering migliorato, pianificazione e definizione delle priorità delle attività di calcolo in modalità asincrona, supporto per operazioni sui dati in formato FP16/Int16. Consideriamo lo schema della nuova GPU (cliccando sull'immagine è disponibile una versione ingrandita dell'illustrazione):

La GPU Polaris 10 completa include un processore di comando grafico, quattro Asynchronous Compute Engine (ACE), due Hardware Scheduler (HWS), 36 Compute Unit (CU), quattro processori geometrici, 144 texture una TMU (comprendente quattro LSU per TMU) e 32 ROP. Il nuovo sottosistema di memoria GPU di AMD include otto controller di memoria GDDR5 a 32 bit, che condividono un bus di memoria a 256 bit e 2 MB di cache L2.

Viene annunciato un miglioramento dei motori geometrici in Polaris: in particolare è apparso il cosiddetto Primitive Discard Accelerator, che funziona proprio all'inizio della pipeline grafica, scartando i triangoli invisibili (ad esempio con area zero). Sempre nella nuova GPU, è stata introdotta una nuova cache di indice per la geometria duplicata (istanza), che ottimizza lo spostamento dei dati e libera le risorse dei bus di trasferimento dati interni e aumenta l'efficienza dell'utilizzo della larghezza di banda della memoria durante la duplicazione della geometria (istanziazione).

L'acceleratore di scarto della geometria aiuta a velocizzare l'elaborazione della geometria, specialmente in attività come la tassellazione multicampionamento. Il diagramma mostra che in diverse condizioni, il nuovo blocco consente di aumentare la produttività fino a tre volte. Si tratta però di dati sintetici dell'interessato, meglio guardare i risultati di gioco dei test indipendenti.

Anche nella quarta generazione di GCN, l'efficienza dell'esecuzione dello shader è stata migliorata: è stato introdotto il prefetching delle istruzioni, che migliora la memorizzazione nella cache delle istruzioni, riduce i tempi di inattività della pipeline e aumenta l'efficienza computazionale complessiva. È stata inoltre aumentata la dimensione del buffer di istruzioni per l'array di istruzioni (wavefront), aumentando le prestazioni del single-thread, è stato introdotto il supporto per le operazioni sui dati nei formati FP16 e Int16, che aiuta a ridurre il carico di memoria, aumentare la velocità di calcolo e migliorare l'efficienza energetica. ultima possibilità può essere applicato a un'ampia gamma di attività di grafica, visione artificiale e apprendimento.

Ancora una volta, l'utilità di pianificazione dell'hardware scheduler (HWS), utilizzata nell'elaborazione asincrona, è stata migliorata. I suoi compiti includono: scaricare la CPU dalle attività di pianificazione, dare priorità alle attività in tempo reale (realtà virtuale o elaborazione del suono), esecuzione parallela di attività e processi, gestione delle risorse, coordinamento e bilanciamento del carico delle unità di esecuzione. La funzionalità di questi blocchi può essere aggiornata utilizzando il microcodice.

Oltre a raddoppiare la dimensione della cache L2 a 2 MB, l'elaborazione e la memorizzazione nella cache dei dati nella cache L2 sono state modificate ed è stata aumentata l'efficienza complessiva del sottosistema della cache e della memoria video locale. Il controller di memoria ha ricevuto il supporto per la memoria GDDR5 con una velocità di clock effettiva fino a 8 GHz, che nel caso di Polaris significa una larghezza di banda del bus di memoria fino a 256 GB / s. Ma AMD non si è fermata qui, migliorando ulteriormente gli algoritmi di compressione dei dati senza perdita di dati (Delta Color Compression - DCC), che supportano modalità di compressione con un rapporto di 2:1, 4:1 e 8:1.

La compressione dei dati su chip migliora le prestazioni complessive, fa un uso migliore del bus dati e migliora l'efficienza energetica. In particolare, se la Radeon R9 290X non disponeva di compressione interna delle informazioni e la larghezza di banda effettiva è uguale alla sua larghezza di banda fisica, nel caso di una soluzione basata sul chip Fiji, la compressione ha consentito di risparmiare quasi il 20% della larghezza di banda della memoria, e nel caso di Polaris, fino al 35-40%.

Confrontando la Radeon RX 480 con la Radeon R9 290, la nuova soluzione consuma notevolmente meno energia per fornire la stessa larghezza di banda effettiva della scheda grafica della generazione precedente. Di conseguenza, il nuovo prodotto ha prestazioni per bit notevolmente più elevate - sebbene la Radeon R9 290 abbia una larghezza di banda di picco più elevata, è molto più efficiente dal punto di vista energetico in Polaris 10 - il consumo energetico totale dell'interfaccia di memoria è del 58% di quello della vecchia GPU.

In generale, le modifiche alla quarta generazione di GCN nella GPU Polaris implicano l'adozione della tecnologia di processo FinFET a 14 nm avanzata, modifiche alla microarchitettura, ottimizzazioni del design fisico e tecniche di gestione dell'alimentazione. Tutto ciò ha dato i suoi frutti sotto forma di un notevole aumento di produttività ed efficienza rispetto alle soluzioni precedenti. Al livello più basso, le CU in Polaris 10 (Radeon RX 480) sono circa il 15% più veloci di quelle alle Hawaii (Radeon R9 290).

È difficile giudicare quanto sia grande il contributo dell'una o dell'altra ottimizzazione all'aumento complessivo della velocità, ma se prendiamo tutte le ottimizzazioni nel complesso, allora la differenza di efficienza energetica tra la Radeon RX 470 e la Radeon R9 270X, secondo Specialisti AMD, raggiunge 2,8 volte. Inoltre, stimano che il contributo della tecnologia di processo FinFET sia inferiore al contributo delle loro ottimizzazioni. Probabilmente è stato scelto il confronto più favorevole e per altri modelli l'aumento dell'efficienza energetica è leggermente inferiore. Ad esempio, se confrontiamo le prestazioni di RX 480 e R9 290, la differenza di efficienza energetica sarà più vicina al doppio. In ogni caso, guadagni così enormi si verificano una volta ogni pochi anni, e quindi non abbiamo dubbi sul fatto che le vendite della Radeon RX 480 avranno successo.

Processo tecnologico e sua ottimizzazione

Come abbiamo già detto, la cosa principale in Polaris non sono le modifiche ai blocchi hardware, ma un grande passo avanti dovuto all'uso di un nuovo processo di produzione a 14 nm nella produzione di questa GPU utilizzando transistor gate posizionati verticalmente (FinFET - Fin Field Effect Transistor), noto anche come transistor con struttura di gate 3D o transistor 3D.

Il consumo dinamico di energia cresce linearmente con il numero di unità di calcolo e cubicamente all'aumentare della frequenza all'aumentare della tensione (quindi, un aumento del 15% della frequenza e della tensione aumenta il consumo di oltre la metà!) e, di conseguenza, le GPU spesso funzionano a livelli inferiori velocità di clock, ma utilizzano chip a densità più elevata per adattarsi a più dispositivi informatici che funzionano in parallelo.

Negli ultimi cinque anni, i processori grafici sono stati prodotti utilizzando la tecnologia di processo a 28 nm e i 20 nm intermedi non hanno fornito i parametri richiesti. Lo sviluppo di processi tecnici ancora più avanzati ha dovuto attendere parecchio, e ora, per la produzione delle GPU della famiglia Polaris, AMD ha scelto la produzione di Samsung Electronics e GlobalFoundries con la loro tecnologia di processo FinFET a 14 nm, che garantisce la produzione di alcuni dei microprocessori più densi. L'uso dei transistor FinFET è fondamentale per ridurre il consumo energetico e ridurre la tensione della GPU di circa 150 mV rispetto alla generazione precedente, riducendo la potenza di un terzo.

L'illustrazione mostra schematicamente un ridimensionamento condizionale della stessa GPU, prodotto utilizzando diversi processi tecnici. Samsung Electronics e GlobalFoundries condividono gli ordini per la produzione di CPU e GPU a 14 nm da AMD, poiché hanno lo stesso processo tecnico e non è difficile impostare la produzione simultanea, dividendo gli ordini tra loro in base alla resa di chip adatti e altri parametri , che dovrebbe consentire di risolvere potenziali problemi con volumi di produzione inadeguati.

L'architettura Polaris è stata originariamente sviluppata per le capacità dei processi FinFET e dovrebbe utilizzare tutte le loro capacità. In breve, un transistor FinFET è un transistor con un canale circondato da un gate attraverso uno strato isolante su tre lati, rispetto a un transistor planare, dove la superficie di accoppiamento è un piano. I transistor FinFET hanno un dispositivo più complesso e ci sono state molte difficoltà nell'implementazione della nuova tecnologia, ci sono voluti cinque anni per padroneggiare i processi tecnici corrispondenti.

Ma la nuova forma di transistor fornisce una resa maggiore, meno perdite e un'efficienza energetica notevolmente migliore, che è il compito principale della moderna microelettronica. Il numero di transistor nelle GPU per millimetro quadrato di area è raddoppiato all'incirca ogni due anni, così come le perdite statiche. Per risolvere alcuni di questi problemi sono stati utilizzati strumenti speciali, come isole di transistor con diverse tensioni di alimentazione e circuiti di controllo del segnale di clock (clock gating), che hanno contribuito a ridurre le correnti di dispersione in modalità idle o sleep. Tuttavia, queste tecniche non aiutano con gli stati di lavoro attivi e possono ridurre le prestazioni massime.

I processi FinFET risolvono molti dei problemi, consentendo miglioramenti rivoluzionari in termini di prestazioni e consumo energetico rispetto ai precedenti chip tradizionali. I nuovi processi tecnici consentono non solo di aumentare le prestazioni, ma anche di ridurre la variabilità delle caratteristiche (la differenza nelle caratteristiche di tutti i chip prodotti dello stesso modello) - confrontare la diffusione dei parametri per il processo FinFET a 14 nm e il solito 28 nm da TSMC:

Questo grafico mostra sia prestazioni medie maggiori per i prodotti FinFET, perdite in media più piccole sia una minore variazione delle prestazioni e dei tassi di perdita tra i campioni. La migliorata variabilità di queste caratteristiche per le GPU nel caso di FinFET significa che è possibile aumentare la frequenza finale per tutti i prodotti, mentre per i transistor planari è stato necessario prestare maggiore attenzione alle peggiori prestazioni e ridurre le caratteristiche di riferimento per tutte le estremità prodotti.

Di conseguenza, le GPU prodotte utilizzando i processi di produzione FinFET forniscono un aumento fondamentale delle prestazioni e dell'efficienza energetica rispetto alle loro controparti, che sono state utilizzate nella produzione dei tradizionali transistor planari. Secondo gli esperti AMD, l'uso dei processi tecnici FinFET può fornire un consumo energetico inferiore del 50-60% o prestazioni superiori del 20-35%, a parità di condizioni.

I nuovi processi di produzione FinFET aiutano non solo a ridurre il consumo energetico ea migliorare significativamente l'efficienza energetica, ma aprono anche nuovi formati e formati per future applicazioni GPU. Quindi, in futuro, potrebbero esserci laptop da gioco relativamente sottili e leggeri che non richiederanno una riduzione significativa delle impostazioni di qualità della grafica 3D, PC desktop ultracompatti sufficientemente potenti e schede video da gioco familiari che saranno in grado di gestire con meno connettori di alimentazione .

Ma per ottenere una maggiore efficienza energetica, non è sufficiente trasferire il chip a una tecnologia di processo “più sottile”, sono necessarie numerose modifiche al suo design. Ad esempio, Polaris utilizza il clock adattivo della GPU. Le GPU funzionano a bassa tensione e alta corrente ed è abbastanza difficile fornire una tensione di qualità dai circuiti di alimentazione. La variazione di tensione può raggiungere il 10-15% del valore nominale, e la tensione media deve essere aumentata per coprire questa differenza, e per questo si spreca molta energia.

Il clock adattivo nelle soluzioni AMD recupera queste perdite con una riduzione di un quarto dei costi energetici. Per fare ciò, oltre ai sensori di consumo energetico e di temperatura già esistenti, viene aggiunto anche un sensore di frequenza. Come risultato dell'algoritmo, si ottiene la massima efficienza energetica per l'intero chip.

Anche l'alimentatore viene calibrato all'avvio del sistema. Durante il test del processore, viene eseguito un codice speciale per analizzare la tensione e il valore della tensione viene registrato dai monitor di alimentazione integrati. Quindi, all'avvio del PC, viene eseguito lo stesso codice e viene misurata la tensione risultante e i regolatori di tensione sulla scheda impostano la stessa tensione che era durante il test. Ciò elimina il costo dell'energia sprecata a causa delle differenze nei sistemi.

Polaris ha anche una compensazione adattiva dell'invecchiamento dei transistor: in genere le GPU richiedono un margine di clock di circa il 2-3% per adattarsi all'invecchiamento dei transistor dei chip e anche altri componenti mostrano l'invecchiamento (ad esempio, la GPU ottiene una tensione inferiore dal sistema). Le moderne soluzioni AMD sono in grado di autocalibrarsi e adattarsi alle mutevoli condizioni nel tempo, il che garantisce un funzionamento affidabile della scheda video per lungo tempo e prestazioni leggermente migliorate.

Radeon WattMan: nuove opzioni di overclocking e monitoraggio

Un componente importante di qualsiasi driver video moderno sono le impostazioni di overclock che ti consentono di spremere tutte le sue capacità dalla GPU. In precedenza, questo era gestito dalla sezione AMD Overdrive nei driver delle soluzioni di questa azienda e, insieme al rilascio di nuove soluzioni, AMD ha deciso di aggiornare radicalmente questa sezione dei driver, chiamandola Radeon WattMan.

Radeon WattMan è la nuova utility di overclocking di AMD che consente di modificare la tensione della GPU, la frequenza della GPU e della VRAM, la velocità della ventola di raffreddamento e il target di temperatura. Radeon WattMan si basa su funzionalità viste in precedenza in Radeon Software, ma offre diverse nuove funzionalità di overclocking a grana fine, con diverse opzioni di controllo della frequenza e della tensione della GPU. Inoltre, WattMan ha un comodo monitoraggio dell'attività della GPU, della velocità di clock, delle temperature e della velocità della ventola.

Convenientemente, come con altre impostazioni Radeon Software Crimson Edition, puoi impostare il tuo profilo di overclocking per ogni applicazione o gioco che verrà applicato all'avvio. E al termine dell'applicazione, le impostazioni torneranno all'impostazione predefinita globale. Radeon WattMan può essere trovato in Radeon Settings, ha sostituito l'attuale pannello AMD OverDrive ed è compatibile con la serie AMD Radeon RX 400.

Sono possibili sia il semplice controllo della frequenza della GPU che la regolazione fine della curva di frequenza. Installazione facile la frequenza funziona di default e permette di modificare i valori impostati dai tecnici AMD che risultano ottimali per ogni stato della GPU. È possibile modificare la curva di frequenza con una precisione dello 0,5%. C'è anche un cambiamento dinamico nella curva di frequenza, quando la frequenza di clock del core della GPU e della memoria video può cambiare per ogni stato insieme a una variazione di tensione per ciascuno di essi. Le tensioni per la GPU e la memoria sono impostate indipendentemente l'una dall'altra.

WattMan ha anche un controllo avanzato della velocità della ventola nel sistema di raffreddamento, quando sono impostati la velocità minima, la velocità target e il limite acustico minimo. In questo caso, la velocità di rotazione target è la massima alla quale la ventola ruoterà a una temperatura non superiore a quella target. La migliore gestione della temperatura consente di impostare le temperature massime e target. Insieme al limite di consumo energetico, ciò consente impostazioni più precise.

La temperatura massima è il massimo assoluto al quale la frequenza del chip grafico non diminuisce, ma dopo averla raggiunta, la frequenza inizierà a diminuire. E la temperatura target è il valore al raggiungimento del quale la velocità della ventola aumenterà. Il limite di potenza della GPU può essere aumentato o diminuito fino al 50% (nel caso del modello Radeon RX 480).

Sembra che da qualche parte abbiamo già visto la possibilità di un sottile cambiamento nella curva delle frequenze e delle tensioni, e abbastanza recentemente, giusto? Ma quello che non abbiamo ancora visto è una comoda interfaccia di monitoraggio e le impostazioni nei driver stessi, piuttosto che in utility di terze parti, e AMD può solo essere lodata per prendersi tanta cura degli utenti.

La nuova interfaccia di monitoraggio consente di registrare e visualizzare l'attività della GPU, la temperatura, la velocità della ventola e le frequenze. Inoltre, esiste sia il monitoraggio globale (Global WattMan) sia il monitoraggio separato per i profili utente, che monitora i dati di picco e medi solo quando l'applicazione è aperta. I dati vengono raccolti in sfondo, non è necessario che l'utilità Radeon Settings sia in esecuzione, i dati vengono raccolti fino a un massimo di 20 minuti di esecuzione dell'applicazione.

In generale, AMD ha ancora del lavoro da fare per migliorare la comodità dell'interfaccia WattMan, dal momento che non è progettata per il controllo della tastiera, ad esempio, ma l'iniziativa stessa può solo essere accolta favorevolmente: è possibile configurare comodi strumenti di monitoraggio e configurazione direttamente nei driver un ulteriore plus delle nuove soluzioni della famiglia Radeon RX 400.

Nuove opzioni per la visualizzazione dell'immagine

Abbiamo già parlato del fatto che le nuove soluzioni di AMD saranno caratterizzate dal supporto per gli ultimi standard DisplayPort e HDMI. Le nuove schede grafiche della famiglia Radeon RX sono tra le prime soluzioni a supportare DisplayPort 1.3 HBR3 e DisplayPort 1.4-HDR. Le versioni più recenti di questo standard utilizzano cavi e connettori esistenti, ma potrebbero esserci ulteriori restrizioni sulla loro lunghezza.

Il vantaggio principale dello standard DisplayPort 1.3 HBR3 è un aumento della larghezza di banda fino a 32,4 Gbps (80% in più rispetto a HDMI 2.0b), che spinge indietro il limite di larghezza di banda della precedente generazione di DisplayPort 1.2. Il nuovo standard consente di collegare monitor RGB 5K a 60 Hz utilizzando un unico cavo (ora è necessario collegare un paio di connettori e cavi), nonché TV UHDTV con risoluzione 8K (7680x4320) utilizzando il sottocampionamento colore 4:2:0 a 60 Hz. Inoltre, DisplayPort 1.3 può collegare display stereo con risoluzione 120 Hz e 4K. Entro la fine dell'anno sono previsti display 5K a cavo singolo e display 4K abilitati per HDR.

Polaris è anche pronto per implementare lo standard DisplayPort 1.4-HDR, che supporta una profondità di colore fino a 10 bit con risoluzione 4K e frequenze di aggiornamento fino a 96Hz. La nuova società supporta le raccomandazioni sullo spazio colore ITU Rec.2020 per UHDTV, nonché gli standard CTA-861.3 e SMPTE 2084 EOTF per la trasmissione di dati HDR.

Il nuovo standard DisplayPort 1.3 sarà utile anche per promuovere la tecnologia FreeSync per i monitor 4K. AMD prevede che i primi dispositivi di questo tipo supporteranno la tecnologia di aggiornamento dinamico a 120 Hz entro la fine del 2016. Questi monitor saranno in grado di ottenere una risoluzione 4K utilizzando le tecnologie FreeSync a 30-120 FPS e supporteranno la compensazione del framerate basso.

Ecco un elenco di funzionalità per i monitor di nuova generazione che diventano possibili durante l'utilizzo nuova versione Larghezza di banda estesa DisplayPort 1.3: monitor 1920 x 1080: SDR a 240 Hz e HDR a 240 Hz, monitor a 2560 x 1440: SDR a 240 Hz e HDR a 170 Hz, monitor 4K: SDR a 120 Hz e HDR a 60 Hz, monitor 5K: SDR a 60 Hz.

Se abbiamo già iniziato a parlare di FreeSync, allora va detto che nelle soluzioni con architettura Polaris questa tecnologia funzionerà anche con monitor che hanno connettori HDMI 2.0b. L'azienda sta attualmente lavorando con i suoi partner, tra cui Acer, LG, Mstar, Novatek, Realtek e Samsung, per abilitare la tecnologia di frequenza di aggiornamento dinamica, anche tramite HDMI. L'elenco dei monitor previsti per il rilascio include prodotti con dimensioni dello schermo da 20 a 34 pollici e varie risoluzioni.

Una delle capacità di visualizzazione più interessanti e promettenti di Polaris è il supporto per i display HDR ad alta gamma dinamica. Per ottenere un'immagine di alta qualità, è necessario produrre immagini in un'ampia gamma di colori con maggiore contrasto e luminosità massima, e sui display attuali una persona vede solo una piccola parte di ciò che può osservare con i propri occhi nel mondo che lo circonda . La gamma di luminosità e colori che percepiamo è molto più ampia di quella che gli attuali dispositivi di output possono darci.

L'introduzione dell'High Dynamic Range in tutte le fasi della pipeline di elaborazione delle immagini è attesa da molti appassionati di qualità dell'immagine. Per avvicinarsi alle capacità della visione umana, è stato introdotto un nuovo standard industriale per i televisori: HDR UHDTV, che fornisce una gamma di luminosità da 0,005 a 10.000 nit. I primi dispositivi HDR hanno una luminosità fino a 600-1200 cd / m 2 e i monitor LCD con supporto High Dynamic Range (HDR) e retroilluminazione locale in futuro possono fornire fino a 2000 nit e display OLED fino a 1000 nits, ma con nero ideale e più contrasto.

Quando si utilizza l'HDR, agli utenti verrà mostrata anche una gamma di colori ampliata, poiché lo spazio colore sRGB attualmente comune è molto al di sotto delle capacità della visione umana. Il contenuto attuale è quasi tutto creato all'interno degli standard BT.709, sRGB, SMPTE 1886 (Gamma 2.4) e il nuovo standard HDR-10, Rec.2020 (BT.2020), SMPTE 2084 è in grado di visualizzare più di un miliardo colori a 10 bit per componente, il che porta la qualità del colore più vicino a quella naturale per una persona.

L'argomento dei dispositivi di visualizzazione con funzionalità HDR non deve essere confuso con qualcosa che è apparso da tempo nei giochi e si chiama rendering HDR. In effetti, molti motori di gioco moderni utilizzano il rendering ad alta gamma dinamica per preservare le ombre e le luci, ma questo viene fatto esclusivamente prima che le informazioni vengano visualizzate. E poi l'immagine viene ancora ridotta alla consueta gamma dinamica per poterla visualizzare su un monitor SDR.

Per fare ciò, vengono utilizzati speciali algoritmi di mappatura dei toni ( mappatura dei toni) - conversione dei valori tonali da un intervallo ampio a uno ristretto. Data l'emergere dei dispositivi HDR, sono necessari sia algoritmi di mappatura dei toni migliorati che il loro orientamento ai display HDR. Il motore dati hardware del colore Polaris ha capacità programmabili di controllo gamma e rimappatura della gamma, tutti i calcoli vengono eseguiti con elevata precisione e il risultato sarà pienamente coerente con le capacità di visualizzazione.

Mentre anche le attuali schede grafiche Radeon sono in una certa misura pronte per l'HDR, i nuovi modelli che sono stati rilasciati offrono frequenze di aggiornamento e profondità del colore notevolmente più elevate. Le GPU Polaris sono pronte per monitor HDR con profondità di colore a 10 bit e 12 bit per componente, sebbene i primi display di questo tipo supportino solo 10 bit, ma seguiranno quelli più avanzati che supereranno le capacità della visione umana.

Per ottenere immagini HDR di alta qualità nelle applicazioni di gioco, è necessario rifare non solo la parte grafica del motore di gioco, ma anche parte del contenuto: le stesse texture devono anche essere memorizzate in formati che consentano l'utilizzo di un ampia gamma di colori e luminosità. AMD sta lavorando con gli sviluppatori di giochi per garantire che i giochi futuri possano già sfruttare appieno i display HDR e per questo ha rilasciato uno speciale Radeon Photon SDK.

E c'è qualcosa su cui lavorare. La mappatura dei toni nei giochi deve essere eseguita dal motore grafico, poiché questo processo, eseguito dal display, aggiunge una latenza significativa. AMD suggerisce di farlo: il monitor viene interrogato per le sue capacità di colore, contrasto e luminosità, quindi, tenendo conto di queste informazioni, il motore di gioco esegue la mappatura dei toni e la visualizza sul display nella sua forma finale. Poiché i motori di gioco eseguono già la mappatura dei toni in SDR, devono solo aggiungere la capacità di output HDR.

Photon SDK è ora disponibile per gli sviluppatori, il supporto HDR per i dati video e il rendering nelle applicazioni DirectX 11 nel driver è pronto e il supporto per DirectX 12 è pianificato con un aggiornamento futuro. Resta da aggiungere che Polaris supporta i display HDR collegati tramite un connettore HDMI 2.0b (con HDCP 2.2) a 1920x1080 a 192Hz, a 2560x1440 a 96Hz e 3840x2160 a 60Hz e codifica a colori 4:2:2. Se connesso tramite DisplayPort 1.4-HDR (anche con HDCP 2.2), le possibilità sono più ampie: 1920x1080 a 240Hz, 2560x1440 a 192Hz e 3840x2160 a 96Hz. Resta da aspettare monitor del genere con un prezzo inferiore a quello di un ponte in ghisa.

Codifica e decodifica video migliorate

Come spesso accade, nelle nuove generazioni di GPU vengono migliorate anche le unità di elaborazione video hardware. Dopotutto, il tempo non si ferma, compaiono tutti i nuovi formati e le condizioni per il loro utilizzo (frame rate, profondità del colore, ecc.) Pertanto, non sorprende che Polaris abbia apportato alcuni miglioramenti alla decodifica e alla codifica dei dati video.

Se le soluzioni precedenti erano in grado di codificare video in formato H.264 fino a una risoluzione 4K a 30 o anche 60 FPS, Polaris ha imparato per la prima volta come codificare video in formato HEVC (H.265). L'unità di codifica video hardware nella nuova GPU supporta le seguenti risoluzioni e frame rate: 1080p a 240 FPS, 1440p a 120 FPS e 4K a 60 FPS.

Inoltre, alle schede grafiche della serie Radeon RX è stato aggiunto il supporto per la codifica di alta qualità di video in streaming dai giochi. Dopotutto, la qualità della codifica è sempre stata il punto debole dello streaming video e, con un'immagine in rapido cambiamento, la sua qualità ha seriamente sofferto. È possibile ottenere un'elevata qualità dell'immagine con la codifica a due passaggi con l'analisi dell'immagine nel primo passaggio, implementata in Polaris. La codifica hardware a due passaggi funziona sia con il formato H.264 che con il formato HEVC e questo approccio offre un flusso video di qualità notevolmente superiore.

Per sbloccare le capacità hardware dell'architettura Polaris, è necessario anche il supporto software. Un codificatore hardware di qualità per i giochi è supportato dalle seguenti utilità: Plays.TV, AMD Gaming Evolved, Open Broadcaster Software.

Polaris è inoltre dotato dell'unità hardware più avanzata che decodifica i dati video. Il decoder video AMD può funzionare con il formato HEVC e il profilo di codifica Main-10 a risoluzioni fino a 4K a 60 FPS, MJPEG a risoluzione 4K a 30 FPS, H.264 a risoluzione 4K fino a 120 FPS, MP4-P2 fino a 1080p a 60 FPS FPS e VC1 fino a 1080p a 60 FPS.

Supporto per sistemi di realtà virtuale

Negli ultimi anni, l'attuale reincarnazione dei caschi per realtà virtuale ha fatto molta strada, migliorando costantemente le sue caratteristiche di consumo (sebbene sia ancora molto lontano dall'ideale). Se tutto è iniziato con meno di Risoluzioni Full HD su entrambi gli occhi nel 2014 a non più di 30 FPS, ora è arrivata a una risoluzione di 1080 × 1200 pixel per occhio a 90 FPS e 10 ms di ritardo. E ora la sensazione della realtà virtuale è molto più comoda e realistica.

AMD, dal canto suo, sta migliorando anche le prestazioni legate alla VR. Pertanto, la tecnologia LiquidVR prevede l'implementazione di alcune funzionalità che migliorano la VR sulle soluzioni dell'azienda. Tra le ultime modifiche ci sono il supporto per la tecnologia audio TrueAudio Next, la ridondanza dei blocchi di calcolo per attività specifiche, la tecnologia di elaborazione asincrona Quick Response Queue, la risoluzione variabile e la qualità del rendering per VR, il supporto per DirectX 12 e Vulkan.

Pertanto, la tecnologia avanzata di elaborazione del suono TrueAudio Next include tutto il lavoro con i suoni sulla GPU in tempo reale, nel rispetto delle leggi fisiche della propagazione delle onde sonore e dell'uso del ray rendering (ray tracing) per una varietà di sorgenti sonore. Ciò consente di ottenere un suono di alta qualità con bassi ritardi e con l'aiuto delle impostazioni (il numero di sorgenti elaborate e il numero di riflessioni delle onde sonore) per ottenere una soluzione ben scalabile.

Un'altra capacità della realtà virtuale emersa di recente è stata quella di dedicare più unità di calcolo a compiti diversi, come l'elaborazione del suono: in tal caso, queste CU si occuperanno esclusivamente di questi compiti per evitare problemi associati all'esecuzione simultanea di vari compiti sul computer GPU in tempo reale: questa soluzione fornisce l'esecuzione immediata di codice critico e funziona con qualsiasi tipo di shader, calcolo o grafica.

E l'architettura Polaris è stata migliorata nel processore dei comandi, una nuova tecnica di qualità del servizio (QoS - qualità del servizio) chiamata Quick Response Queue. Questa tecnica consente agli sviluppatori di assegnare un'elevata priorità a determinate attività di calcolo tramite un'API. Entrambi i tipi di attività (normali e prioritarie) condividono le stesse risorse GPU, ma la priorità più alta garantisce che tali attività utilizzino più risorse e terminino per prime senza passare dalla shell a attività con priorità più bassa.

In particolare in LiquidVR, questa tecnica viene utilizzata in Asincrono Time Warp, che viene utilizzato nei sistemi VR per evitare fotogrammi persi che degradano la fluidità del processo: in VR questo è un compito molto impegnativo in termini di ritardi e la definizione delle priorità dei compiti aiuterà a rendere sicuro che il timing della distorsione avvenga esattamente quando necessario. La tecnica Quick Response Queue (QRQ) ti dà un controllo preciso sui tempi riducendoli al minimo.

Senza l'uso della tecnica della distorsione temporale asincrona nei sistemi di realtà virtuale, risulta che la GPU scarta circa il 5% dei frame durante il funzionamento e con Asincrono Time Warp questi frame non vengono scartati, il che riduce il "jitter" (rendering diverso volte di frame adiacenti) decine di volte. Al momento, la funzionalità fa già parte della libreria disponibile sul sito Web GPUOpen.

Conosciamo già un'altra ottimizzazione relativa alla realtà virtuale: l'uso di più proiezioni durante il rendering di una scena di realtà virtuale a risoluzioni diverse. Abbiamo già parlato più volte di questa funzionalità, che ottimizza il rendering VR utilizzando impostazioni indipendenti per la risoluzione e la qualità della risoluzione su più proiezioni, che imita il tipo di rendering a imbuto utilizzato nei visori VR. In questo caso, il rendering ad alta risoluzione viene applicato al centro del fotogramma e viene ridotto alla periferia per ottimizzare le prestazioni.

LiquidVR include il supporto per DirectX 12, un'API grafica ideale per un ambiente virtuale, poiché consente di aumentare il numero di funzioni di chiamata di disegno in una scena, aiuta a ridurre il carico della CPU, ha il supporto nativo per l'esecuzione asincrona di calcoli e il rendering multi-chip e offre anche alcune opportunità per l'accesso di basso livello alla GPU. Esempi di utilizzo di DirectX 12 come parte di LiquidVR, nonché documentazione correlata, sono disponibili su GPUOpen.com.

Tecnologie software Radeon

AMD continua a migliorare non solo la componente hardware dei suoi prodotti, ma anche quella software. Ancora una volta, hanno deciso di ottimizzare la frequenza delle nuove versioni dei driver video, poiché alcuni utenti non erano contenti di quanto accaduto l'anno scorso. Per molti anni hanno rilasciato driver WHQL aggiornati ogni mese, ma alcuni utenti hanno ritenuto che ciò accadesse troppo spesso. Dopo aver ridotto la frequenza dei rilasci dei driver, altri utenti sono rimasti insoddisfatti dei rilasci già rari.

Quindi, nel 2015, sono stati rilasciati tre driver WHQL e 9 versioni beta e il piano per il 2016 è il seguente: sei driver a tutti gli effetti con certificazione WHQL all'anno + tutte le versioni speciali con ottimizzazioni per i giochi necessarie (idealmente, anche WHQL ). Finora, hanno quasi sempre avuto successo, dal rilascio dei giochi, i driver Radeon Software Crimson Edition sono stati disponibili per The Division, Far Cry Primal, Hitman, Quantum Break e altri. Con il gioco Doom e le schede video basate sulle precedenti generazioni di chip GCN, c'è stato un leggero intoppo, ma chi no?

AMD continua a prestare attenzione alle ottimizzazioni dei driver progettate per cambi di frame fluidi, specialmente nelle configurazioni multi-chip. Ad esempio, l'API CrossFire per DirectX 11 è stata inclusa in GPUOpen e per alcune applicazioni DirectX 12 è previsto il supporto del rendering multi-chip con modifiche fluide dei fotogrammi e una piccola differenza nel tempo di rendering dei fotogrammi adiacenti, e non solo con FPS elevati.

I futuri driver Radeon Software per i giochi DX12 supporteranno specificamente il frame pacing AFR, una tecnologia che aggiunge specificamente ritardi prima che l'immagine venga visualizzata sullo schermo, migliorando la fluidità ed eliminando la balbuzie nel rendering multi-chip.

È molto importante prestare sempre più attenzione ai sistemi operativi diversi da Windows. Quindi, viene presentato il supporto Polaris per le distribuzioni Linux basate sull'open source: questi driver hanno già il supporto per la versione Vulkan del gioco Dota 2, ad esempio.

Tra i curiosi, notiamo un programma speciale per il beta test del programma beta di Radeon Software. Questo programma è amministrato dal dipartimento Quality Assurance (QA) e può essere iscritto da chiunque scrivendo a [email protetta] per maggiori informazioni.

Le modifiche più importanti sono state apportate alle Impostazioni Radeon incluse con il nuovo driver. È apparso il supporto globale per Crossfire e l'efficienza energetica, il ridimensionamento HDMI e il ridimensionamento specifico dell'applicazione, il cambio della temperatura del colore, la selezione della lingua dell'interfaccia utente e molto altro: abbiamo già parlato di overclocking e funzionalità di monitoraggio sopra.

Si tratta di utenti finali, ma ci sono sempre cambiamenti nel supporto del software pensato per gli sviluppatori. L'iniziativa GPUOpen è nota da tempo come un metodo conveniente per fornire agli sviluppatori SDK, librerie ed esempi open source. Solo nell'ultimo mese sono stati pubblicati 14 importanti aggiornamenti sul portale, 41 blog sono stati scritti dagli sviluppatori in quattro mesi e più di 60 esempi di codice, SDK, librerie e utilità sono stati pubblicati dal lancio dell'iniziativa alla fine di gennaio.

Esempi recenti includono ShadowFX con supporto per DirectX 12, miglioramenti di GeometryFX per DirectX 11, TressFX 3.1 aggiornato (DirectX 11). Ci sono nuove librerie, SDK ed esempi per il rendering multi-chip in DirectX 12, un esempio di rasterizzazione fuori servizio per Vulkan, FireRays per Vulkan e OpenCL, supporto API CrossFire per DirectX 11. Inoltre, AMD è diventato il primo produttore di hardware a rilasciare un estensione per SPIR-V - linguaggio shader nell'API grafica Vulkan con supporto per le istruzioni GCN). Viene anche introdotto il supporto Radeon per OpenVX, uno standard aperto e multipiattaforma per accelerare le applicazioni di visione artificiale.

E AMD ha recentemente introdotto l'estensione Shader Intrinsic Functions per la libreria GPUOpen, che semplificherà l'ottimizzazione delle versioni PC dei giochi, semplificando lo sviluppo di applicazioni multipiattaforma e il porting di giochi dalle console. Quando si utilizza Shader Intrinsic Functions, uno sviluppatore può accedere direttamente alle istruzioni di basso livello, come sulle console, inserendo codice di basso livello in sorgenti di alto livello. Questa funzione può essere utilizzata in applicazioni che supportano DirectX 11, DirectX 12 e Vulkan.

Conclusioni sulla parte teorica

La scheda grafica Radeon RX 480 è la prima della famiglia Polaris, il primo modello ad arrivare sul mercato nella nuova linea di processori grafici di AMD progettati e costruiti utilizzando il processo FinFET a 14 nm. Insieme alle ottimizzazioni dell'architettura, ciò ha permesso di aumentare notevolmente l'efficienza energetica della nuova soluzione e, di conseguenza, in questo indicatore, il nuovo prodotto è da due a tre volte migliore rispetto alle precedenti schede video AMD.

Sebbene la GPU Polaris 10 sia architettonicamente molto simile ai chip precedenti e ripeta in gran parte le loro soluzioni e le architetture grafiche di diverse generazioni di GCN non differiscano troppo l'una dall'altra, sono stati apportati molti miglioramenti alla nuova GPU per un calcolo più efficiente. vari tipi, anche con l'esecuzione asincrona del codice, sono state notevolmente migliorate le possibilità di visualizzazione delle immagini sui display e la funzionalità dei blocchi di codifica e decodifica video.

Polaris 10 è il miglior core grafico di AMD, offre nuove funzionalità ma, soprattutto, è diventato molto più efficiente. Pertanto, i miglioramenti nei core di elaborazione hanno portato a un aumento del 15% delle prestazioni dei calcoli matematici, rispetto all'architettura GCN delle generazioni precedenti. Insieme all'uso della nuova tecnologia di processo FinFET a 14 nm e ad altre ottimizzazioni, ciò ha notevolmente migliorato l'efficienza energetica, fino a 2,8 volte, secondo l'azienda. E questo, a sua volta, significa migliori prestazioni per l'utente in termini di dissipazione del calore e rumore dal sistema di raffreddamento.

L'elenco di modifiche e miglioramenti funzionali include il supporto per la codifica e la decodifica di formati video moderni con nuove funzionalità: supporto per bitrate più elevati e formati avanzati, predisposizione per la decodifica di video HDR in streaming da servizi online, registrazione del gameplay al volo senza la partecipazione della potenza della CPU, modalità di codifica video di alta qualità con due passaggi, ecc. Degno di nota è anche l'emergere del supporto per gli standard di output delle immagini che diventeranno molto importanti in futuro: formati di output a 10 bit e 12 bit per TV e monitor HDR, oltre al supporto per display con risoluzioni e frequenze di aggiornamento elevate.

Ma la cosa principale nel prodotto Radeon RX 480 presentato oggi è il suo prezzo. Sebbene ad alcuni possa sembrare che non ci siano così tante innovazioni funzionali e ottimizzazioni in Polaris, questo nuovo prodotto, utilizzando un moderno processo tecnologico, ci ha permesso di ridurre seriamente il prezzo di una scheda video abbastanza sufficiente per entrambi ultimi giochi con impostazioni di alta qualità e per l'uso come parte di sistemi di realtà virtuale, che richiedono abbastanza potenza della GPU.

La combinazione di un prezzo relativamente basso e prestazioni abbastanza elevate rende la Radeon RX 480 una delle schede grafiche di maggior successo in termini di prezzo e prestazioni al momento del suo rilascio, se non la più redditizia. È importante che sia rivolto al segmento di prezzo medio, che attrae un numero molto maggiore di potenziali acquirenti rispetto alle soluzioni di punta, e il rilascio di un modello del genere in primo luogo può influenzare positivamente la quota di mercato di AMD nel segmento dei video di gioco carte.

Nelle parti successive del nostro articolo, valuteremo in pratica le prestazioni della nuova scheda grafica AMD Radeon RX 480, confrontandone la velocità con acceleratori di prezzo simile di Nvidia e AMD. Per prima cosa, esamineremo i dati ottenuti nel nostro set di test sintetici, quindi passeremo alla parte più interessante: i test di gioco.

Alimentatore Thermaltake DPS G 1050W per banco prova fornito dall'azienda Thermaltake	Il case Corsair Obsidian 800D Full Tower per il banco di prova è stato fornito dall'azienda Corsaro	Moduli di memoria G.Skill Ripjaws4 F4-2800C16Q-16GRK per banco prova forniti dall'azienda G.Skill	Sistema di raffreddamento della CPU Corsair Hydro SeriesT H100i per banco di prova fornito da Corsair Corsaro
Monitor da banco di prova Dell UltraSharp U3011 fornito da Ulmart	Scheda madre ASRock Fatal1ty X99X Killer Testbed fornita da ASRock AS Rock	Difficile Unità Seagate Barracuda 7200.14 3 TB per il banco prova fornito dall'azienda Seagate	2 unità SSD Corsair Neutron SeriesT da 120 GB per il banco di prova fornite dall'azienda Corsaro

AMD Radeon RX 480 8Gb. Versione dal SUO

Con l'avvento della nuova scheda grafica da gioco RX 480, la maggior parte dei giocatori sta pensando di aggiornare il proprio PC, questo non sorprende perché tali prestazioni a questo prezzo non si vedono da molto tempo. AMD ha rilasciato due soluzioni RX 480 4GB che costa $ 199 e RX 480 8GB che ti costerà $ 40 in più, decidiamo se ne vale la pena e se la differenza nella dimensione della memoria è una differenza significativa.

Specifiche della Radeon RX 480

Come mostra la pratica, 4 e 8 GB sono praticamente gli stessi, ma la memoria della versione da 8 GB è più veloce, è 256 GB / s e il suo modello più giovane ha 224 GB / s.

E ora guardando i test:

È comprensibile che la versione da $ 199 perda un po', in ogni test che mostra risultati peggiori del 3-4% rispetto alla scheda video da $ 240. Ma queste percentuali chiaramente non giustificano il sovrapprezzo, perché quando la scheda video è in funzione è improbabile che tu senta queste piccole differenze, e anche se guardi requisiti di sistema giochi moderni, puoi capire che 4 GB sono sufficienti per andare.

RX 480 4Gb - Unigine Heaven - Haswell RX 480 4Gb - Unigine Valley - Skylake RX 480 4Gb - Unigine Heaven - Skylake RX 480 4Gb - Unigine Valley - Haswell

E ora passiamo alla versione da 8GB. Vorrei dire che la frequenza di clock è limitata dalla barra a 1266 MHz, ma questa non è la cappella del chip, che è stato creato utilizzando la tecnologia 14 FiNFER. La stessa AMD assicura che la transizione tra i nodi da 28 nm a 14 nm ha aumentato di 1,8 volte le prestazioni della scheda video e, per quanto riguarda l'ottimizzazione, è stata portata a un rapporto di 2,9. E subito viene in mente un confronto con la GeForce GTX 1070, che a parità di potenza, avendo una GPU leggermente più capiente, raggiunge una frequenza di 1683 MHz.

Parla brevemente delle caratteristicheRX 480:

Architettura - GCN 4a generazione.
Il numero di unità di calcolo è 36.
Processi di flusso - 2304.
Frequenze dell'orologio. Base e boost - 1120 MHz / 1266 MHz.
Massime prestazioni: fino a 5,8 teraflop.
Tipo di memoria - GDDR
La banda di salto della memoria è di 224 GB e talvolta superiore.
Il consumo standard della scheda è di 150 watt.
Versione Cavo HDMI – 2,0.
La risoluzione massima è 5120×2880.
La quantità di memoria video è 8192 MB.
Interfaccia: PCI-E 16x 3.0

C'è il supporto per Directx 12, così come la nuova architettura Polaris con tecnologia AMD LiquidVR, che dà una sensazione di profondo realismo se combinata con visori VR immersivi.

Produttori e test

Asus

ASUS offre due opzioni di design per l'RX 480, il primo progettato internamente per gli adattatori ROG STRIX. E la fabbrica Asus Rog Strix-Rx480-O8g-Gaming ha overcloccato a 1330 MHz. La scheda video ha 8 GB di memoria GDDR5, in esecuzione a 8000 MHz. La scheda grafica ha una modalità di funzionamento ibrida del sistema di raffreddamento, il che significa che l'RX 480 è silenzioso a riposo.

Il radiatore è sufficiente per mantenere la temperatura della GPU intorno ai 40-50 gradi. Durante il test della scheda video, la sua temperatura di picco non ha superato i 70 gradi, per evitare che il chip si surriscaldi più forte, le ventole giravano a velocità superiori a 2000 giri/min. Inoltre, grazie alle utility, puoi configurare la tua modalità di raffreddamento, ma non dovresti farlo senza le adeguate conoscenze.

Test

Benchmark Unigine Valley - FPS: 53, punteggio 2228.
Benchmark Unigine Heaven - FPS: 52, punteggio 1313.
Benchmark Sky Diver – punteggio grafico 4043

Prove di gioco:

L'estensione in tutti i giochi è stata impostata su 1920x1080 e le funzioni VSync sono state disabilitate, tutte le altre impostazioni sono state impostate al massimo. processore processore Intel i7-7700K a 4,2 GHz.

Ed ecco i risultati che abbiamo ottenuto:

Crisi 3 - 52 Fps.
DOOM - 67 Fps.
Luce morente: - I seguenti 42 Fps.
GTA5 - 47 Fps.

Da questi dati, possiamo concludere che l'RX 480 è ottimo per i giocatori e offre loro una buona immersione senza freni.

Zaffiro

Sapphire Radeon RX 480 Nitro + 8Gb - Sapphire ha diversi modelli imperfetti basati sull'architettura Polaris 10. Basati sulla base Nitro, hanno combinato un uso di alta qualità della base dell'elemento e un sistema di raffreddamento non di riferimento, che ha ulteriormente fornito queste schede video con prestazioni elevate, nonché un basso livello di rumore, nonché un ricco set di funzionalità. Sul modello 480 è stato installato il dispositivo di raffreddamento DualX con la nuova tecnologia Quick Connect, questa tecnologia consente una rapida sostituzione della ventola, che consente una pulizia più volte più veloce, proprio come è installata l'utilità TriXX, è responsabile delle prestazioni del tuo dispositivo di raffreddamento, secondo lo sviluppatore, se il tuo dispositivo di raffreddamento è rotto, contattando l'assistenza, possono inviarti una sostituzione.

Test

La Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb ottiene un overclock di fabbrica minore, ma guardando la concorrenza è un passo avanti. La frequenza aumenta da 1120 MHz a 1160 MHz e in modalità boost da 1266 a 1306. Segnalo inoltre che nella modalità a scheda video non caricata il sistema rallenta le ventole e la temperatura si mantiene intorno ai 40- 45 gradi, questo riduce i costi energetici. 3DMark Fire Strike è stato utilizzato per valutare le prestazioni, a seguito del test dell'RX 480 Nitro + 8Gb, la frequenza del chip era di 1250-1285 MHz, mentre le ventole funzionavano solo al 39% della loro potenza di picco. La stessa scheda video ha funzionato tranquillamente durante il test e la sua temperatura era di 75-76 gradi.

Benchmark Unigine Valley - FPS: 54, punteggio 2265.
Benchmark Unigine Heaven - FPS: 53, punteggio 1358.
Benchmark Fire Strike - punteggio grafico 13163.

Nei test di gioco:

Processore Intel Core i7-7700K con una frequenza di 4,2 GHz.

Crysis 3, Textures: Max, MSAAx8, 1920×1080 - stabile a 55 fps, anche se ci sono stati cali a 40 quando c'erano troppe esplosioni.
The Witcher 3: Wild Hunt, Impostazioni alte, HairWorks disattivato, 1920x1080 - I valori di fps oscillavano da 50 a 90 in luoghi con congestione variabile come le città. Concludiamo che è abbastanza giocabile.
Rise Of Tomb Rider: 1920×1080 Impostazioni grafiche elevate: il gioco mostra un valore medio di 41 fps, che è anche abbastanza per un gioco confortevole.

gigabyte

Estate 2016, è stato in questo momento che sono stati rilasciati i chip grafici AMD Polaris. Che è diventato il primo passo di Gigabyte nel passaggio ai chip a 14 nm, e in seguito ha aperto nuove opportunità.I modelli della serie RX 480, RX 470 costruiti su questa base sono diventati la forza trainante della produzione nel segmento di prezzo medio.

Test

Come hanno dimostrato i test, le schede video con sistemi di raffreddamento alternativi sono fortemente influenzate dalle frequenze di clock, oltre che dalle temperature. L'RX 480 è dotato di un dispositivo di raffreddamento WindForse in grado di resistere a temperature fino a 78 gradi, ovviamente questo non è il livello più basso, ma siamo sinceri, non il più alto. È importante che la temperatura non superi il valore critico, altrimenti la scheda video potrebbe bruciarsi.

Benchmark Unigine Valley - FPS: 56, punteggio 2285.
Benchmark Unigine Heaven - FPS: 50, punteggio 1318.
Benchmark Fire Strike - punteggio grafico 14163.

Nei test di gioco:

Espanso in tutti i giochi 1920x1080, migliori impostazioni di qualità, tutti i test in DirectX 11: processore Intel Core i7-7700K a 4,2 GHz.

Rise of the Tomb Raider - 45 Fps.
Fallout 4 - 45 fps.
The Witcher 3: Wild Hunt - 50 Fps.
Campo di battaglia 1 - 40 Fps.

Conclusione

Al momento, la Radeon RX 480 è la migliore soluzione nel segmento di prezzo medio, dove compete con la GTX 1060. Grazie alle utility che possono essere personalizzate in base alle tue esigenze, la gamma di compiti che risolve è ampia, è altrettanto buona , sia nei giochi che nel lavoro con la grafica . E inoltre, se sei il proprietario della VR, puoi immergerti nella realtà virtuale senza problemi, poiché la potenza della scheda sarà abbastanza per questo.

Analisi dei risultati della media geometrica e dell'attrattività di acquisto

introduzione

A questa recensione verranno studiate le prestazioni della nuova scheda grafica AMD, la Radeon RX 480 8192 MB. I suoi rivali erano i seguenti modelli:

Radeon R9 Furia 4096 MB;
Radeon R9 390X 8192 MB;
Radeon R9 390 8192 MB;
Radeon R9 380X 4096 MB;

GeForce GTX 980 Ti 6144 MB;
GeForce GTX 980 4096 MB;
GeForce GTX 970 4096 MB;
GeForce GTX 960 2098 MB.

Configurazione di prova

Le prove sono state effettuate presso il seguente stand:

PROCESSORE: Intel Core i7-6700K (Skylake, L3 8 MB), 4000 @ 4600 MHz;
Scheda madre: Gigabyte GA-Z170X-Gaming 3, LGA 1151;
Sistema di raffreddamento della CPU: Corsair Hydro Series H105 (~1300 giri/min);
RAM: 2 x 4096 MB DDR4 Corsair Vengeance LPX CMK8GX4M1A2400C14 (Specifiche: 2400 MHz / 14-16-16-31-1t / 1,2 V), X.M.P. -Su;
Sottosistema disco n. 1: 64GB SSD ADATA SX900;
Sottosistema disco n. 2: 1 TB, HDD occidentale Verde caviale digitale (WD10EZRX);
Alimentazione elettrica: Corsair HX850 850 watt (ventola di serie: ventola da 140 mm);
Telaio: banco prova aperto;
Tenere sotto controllo: ASUS PB278Q BK da 27" (LCD ampio, 2560x1440 / 60Hz).

Schede video:

Radeon RX 480 8192 MB - 1266/8000 @ 1320/8700 MHz (zaffiro);

Radeon R9 Fury 4096 MB - 1000/500 @ 1100/500 MHz (zaffiro);
Radeon R9 390X 8192 MB - 1050/6000 a 1160/6500 MHz (zaffiro);
Radeon R9 390 8192 MB - 1000/6000 a 1140/6500 MHz (ASUS);
Radeon R9 380X 4096 MB - 970/5700 a 1150/6500 MHz (Gigabyte);

GeForce GTX 980 Ti 6144 MB - 1076/7012 @ 1420/8100 MHz (Zotac);
GeForce GTX 980 4096 MB - 1216/7012 @ 1440/8000 MHz (Palit);
GeForce GTX 970 4096 MB - 1178/7012 a 1430/8000 MHz (Zotac);
GeForce GTX 960 2098 MB - 1178/7012 @ 1450/8000 MHz (Gigabyte).

Software:

Sistema operativo: Windows 7 x64 SP1;
Driver della scheda video: NVIDIA GeForce 372.70 WHQL e AMD Radeon Software Crimson 16.9.1.
Utilità: Fraps 3.5.99 Build 15618, D3DGear 4.99.2017, AutoHotkey v1.0.48.05, MSI Afterburner 4.3.0 Beta 14.

Strumenti e metodologia di test

Per un confronto più visivo delle schede video, tutti i giochi utilizzati come applicazioni di prova sono stati lanciati con risoluzioni 1920 x 1080 e 2560 x 1440.

I benchmark integrati, le utility Fraps 3.5.9 Build 15586 e AutoHotkey v1.0.48.05 sono stati utilizzati come strumenti di misurazione delle prestazioni. Elenco delle applicazioni di gioco:

Assassins Creed Syndicate (sobborgo di Londra).
Destino (Superficie di Marte).
Luce morente: il seguito (fattoria).
Fallout 4 (Prima dell'esplosione nucleare).
Homefront: The Revolution (Various Venture).
Signori dei Caduti (Cittadella di Keystone).
Overwatch (base di addestramento).
The Witcher 3: Caccia Selvaggia - sangue e Vino (Toussaint).
Tom Clancy's The Division (Manhattan).
Total War: Warhammer (Reikland Runetusk).

In tutte le partite misurate minimo e medio Valori FPS. In prove in cui non c'era possibilità di misurare FPS minimo, questo valore è stato misurato dall'utilità Fraps. vs sinc disabilitato durante il test.

Andiamo direttamente ai test.

Risultati del test: confronto delle prestazioni

Assassins Creed Syndicate (Periferia di Londra)

Versione 1.5.0.
DirectX 11.

Antialias - FXAA.
La qualità dell'ambiente è la più alta.
La qualità della trama è alta.
Qualità dell'ombra - massima (PCSS).
Luce volumetrica – HBAO + Ultra.