AMD je prije petnaestak dana svijetu pokazao nove Radeon R7 i R9 grafičke kartice, koje zamjenjuju dosadašnju HD7xxx seriju. Uz nova imenovanja do sada, od testiranih R7 260X, R9 270X i R9 280X, nismo zapravo ništa novoga vidjeli. Tek danas, AMD otkriva pravu novost o kojoj su nam pričali još početkom mjeseca na prezentaciji u Munchenu. Tada smo saznali kako će novi Hawaii grafički čip doći u dvije izvedbe – jednom sa 44 Compute jedinica i 2.816 stream procesora, i drugom sa 40 Compute jedinica ili 2.560 stream procesora. Prvu i jaču izvedbu testiramo danas u obliku R9 290X, a na test druge, R9 290 ćemo još malo pričekati. Izgled kartice je poznat već više od mjesec dana, pri čemu je plastični oklop redizajniran u odnosu na stariju seriju. Oko turbinskog ventilatora postoje i tri kanala pa plastika ima i svrhu kanaliziranja zraka kroz rashladni sistem. Sve je po pitanju hladnjaka ostalo neizmijenjeno u odnosu na stariju seriju, samo je sada kontrola ventilatora preko PowerTunea znatno inteligentnija. Na kartici se nalazi novi Hawaii GPU čija je površina povećana za 20%, a uz dok je istovremeno uz određene optimizacije u dizajnu broj tranzistora povećan za čak 46% veći u odnosu na Tahiti XT čip iz HD7970 kartice. Novosti za ovaj model uključuju i podršku za TrueAudio tehnologiju koja će donijeti pravu malu revoluciju u svijet zvuka u igrama, tu je i potpuna podrška za 4K, tj. UltraHD monitore, poboljšan je već spomenuti PowerTune s napojnim regulatorom druge generacije, koji osim potrošnje aktivno nadzire i temperaturu rada, performanse i rad turbinskog ventilatora. 290X donosi i i tzv. „bridgeless“ CrossFire tehnologiju, koja komunikaciju između dvije kartice prebacuje s mostića na PCIe sabirnicu. Sve je to novo, a mi ćemo u ovoj recenziji krenuti od početka – mikroarhitekture.

Osnova za novi Hawaii GPU je i dalje već dvije godine stara Graphics Core Next arhitektura (v1.1), a kao procesori koje nasljeđuje, napravljen je u poznatom 28 nm proizvodnom procesu. Ipak, Hawaii i Tahiti se razlikuju u mnogočemu. Kako bi shvatili te razlike, moramo se prisjetiti brojki vezanih uz Tahiti. Taj grafički procesor ima površinu od 365 kvadratnih milimetara, broji 4.3 milijarde tranzistora koji su organizirani u 32 Compute jedinice, 128 SIMD-ova i na kraju u 2048 stream procesora (ili ti ALU jedinica). Tu su i dva geometry mehanizma, a iza Compute jedinica se nalaze se rasteri (8 Render Back-endova – 32 color ROP-a po taktu i 128 Z/Stencil ROP-a po taktu), 768KB L2 priručne memorije i memorijski kontroleri (6 x 64 bitna kontrolera = 384 bita). Novi Hawaii procesor na 290X kartici broji 6.3 milijarde tranzistora koji su se protegli na površinu od 438 kvadratnih milimetara. To je rezultiralo povećanjem broja Compute jedinica na 44, gdje se u sa 176 SIMD-ova nalazi 2.816 stream procesora. Tu je sada i dvostruko više ROP-ova – njih 64 (256 Z/Stencil).

Umjesto u dva kao kod Tahitia, Hawaii je sada organiziran u četiri Shader Enginea-a, pa su sada tu četiri geometry procesora i rasterizera. Zbog toga je procesiranje skočilo sa 2.1 milijardi primitiva u sekundi na impresivnih 4 milijarde (četiri primitiva po taktu). Procesor radi na maksimalnoj brzini od 1GHz, pa ukupna računska snaga iznosi 5.6 TFLOPS-a. L2 priručna memorija je povećana sa 768KB na 1MB, a podijeljena je na 16 64KB particija. Propusnost između L1 i L2 memorija sada iznosi impresivnih 1TB/s. Uz sve te promjene i memorijsko je sučelje prošireno sa dosadašnjih 384 na 512 bita, pa je propusnost pri 5.0Gbps porasla na 320GB/s. Memorijski su kontroleri optimizirani i sada njih osam zauzima 20% manje mjesta na čipu nego šest koliko ih je bilo u Tahiti XT čipu. Kako bi se osigurale maksimalne performanse na UltraHD rezolucijama, i količina memorije je sa 3GB povećana na 4GB, pa je jasno otkud AMD-u samouvjerenost kada je riječ o 4K performansama. AMD nam je naravno to i demonstrirao na Munchenskoj prezentaciji gdje su dvije 290X kartice u CrossFire konfiguraciji tjerale DiRT 3 igru na tri 4K monitora.

Usporedna tablica između najjače AMD-ove single chip kartice prošle i nove generacije zorno dočarava koliko su pojedine performanse narasle. Sve su ove brojke u pravilu veće od 30% (osim memorijske propusnosti), pri čemu je površina čipa rasla za oko 24%. To je dokaz koliki je doprinos dala optimizacija arhitekture. Novi je čip opremljen i sa osam asinkronih Compute jedinica, koje imaju neovisno raspoređivanje i otpremu stavki za efikasniji multi tasking. Svaki ACE radi paralelno sa Graphics Command procesorom, može upravljati s do osam redova, ima pristup L2 memoriji i GDS-u, te podržava brzi prijelaz između stanja.

Nova CrossFire tehnologija se zasniva na hardverskom DMA mehanizmu koji je dizajniran za maksimalno iskorištenje Eyefinity tehnologije i UltraHD rezolucija. Dozvoljava direktnu komunikaciju između GPU cjevovoda preko PCI Express sabirnice čime je naravno eliminirana potreba za vanjskim konektorom uz zadržavanje iste razine performansi. Kartica ima četiri video izlaza – dva DVI-a, jedan HDMI i jedan Display Port, a podržava do šest monitora u Eyefinity setupu. Za dodatno napajanje strujom koristi jedan osam i jedan šest pinski konektor, a tipični TDP je 250W (maksimum koji može "potegnuti" je 325W.

Kao što smo ranije spomenuli i PowerTune arhitektura je doživjela izmjene. Glavna novost je od strane AMD i IR-a razvijeni Serial VID (SVI2) VR kontroler koji je integriran u R9 290X, R7 260X i Socket FM2 APU-e. VR kontroler dozvoljava 6.25mV granulaciju napona u 255 koraka između 0 i 1.55V, a donosi i dediciranu telemetrijsku liniju sa praćenjem napona i struje (40kHz uzorkovanje), uz 20Mbps propusnost. Tako sada praćenje parametara rada uključuje snagu, performanse, radnu temperaturu i kontrolu ventilatora. Sve ovo je rezultiralo generalno tišim radom nego kod prethodnog modela, uz jedan bitan "tradeoff" – radna temperatura grafičkog procesora je 95°C. AMD tvrdi kako je to savršeno sigurna radna temperatura i kako neće ni malo naškoditi grafičkom procesoru, te kako je cijela kartica dizajnirana tako da to i izdrži.

Upravo zbog visokih temperatura, AMD sada preko dva BIOS-a koje kao i do sada odabiremo uz pomoć prekidača na vrhu kartice, nudi korisniku odabir Quiet i Uber modova. Kada je prekidač u poziciji bližoj video izlazima tada je odabran tzv. Quiet Mode BIOS, a u daljoj je Uber Mode BIOS. U prvom slučaju se ventilator ne vrti u najviše okretaje i stvara manje buke (izmjerena buka sistema je bila oko 42dB), ali pri tome je radna temperatura gotovo stalno 95°C. U Uber modu se ventilator vrti na višim okretajima kada je GPU pod velikim opterećenjem (buka raste i do 48 dB), a temperature su nešto niže pa se taktovi procesora češće zadržavaju na maksimumu, no i tada temperatura nerijetko doseže 95°C. I premda AMD tvrdi kako postoji i minimalna razlika u performansama između dva moda rada mi ju u našim mjerenjima nismo osjetili.

Sa softverske strane novi čip podržava DirectX 11.2 API koji otkriva AMD PR teksture (partially resident), i donosi hardverski upravljanu virtualnu memoriju za GPU. Catalyst Control Center je također promijenjen, tj. izmijenjen je način na koji overclockiramo unutar OverDrive-a. Overclocking i snaga su sada povezani u dvodimenzionalnu mapu pri čemu je dopušteno čak 50% povećati jednu i drugu os. To znači kako je AMD “otvorio pipu” i za ekstremne overclockere koji će kartice hladiti tekućim dušikom. Maksimalna temperatura je još jedna pomoć prilikom overclockinga ali je i korisna za sve koji žele limitirati količinu buke sistema. Uz to ide i mogućnost podešenja maksimalne brzine vrtnje ventilatora, što sada više nije fiksna brzina, nego PowerTune sam određuje brzinu vrtnje, a korisnik samo maksimum.

TrueAudio tehnologija koju podržavaju R7 260X, R9 290 i 290X modeli zaslužuje posebnu pažnju. Riječ je o sljedećem nivou Audio iskustva koje donosi potpuno programabilne audio cjevovode, što će omogućiti kreatorima igara sasvim nove mogućnosti kada su zvučni efekti u pitanju. Trenutni "budžet" kojim raspolažu audio inženjeri je oko 10% zauzeća procesora s čim ne mogu napraviti baš mnogo. Ono što AMD sada omogućuje je real-time audio performanse na GPU-u, bez obzira na instalirani CPU. To je omogućeno integracijom višestrukih Tensilica HiFi EP Audio DSP jezgara u čip. Sada audio inženjeri tako imaju dedicirani DSP sklop za zvučne efekte sa Streaming DNA mehanizmom (višekanalni programabilni descriptori, "Scatter gather" arhitektura), dijeljenom internom memorijom (384 KB, 8KB bankovi sa neovisnom arbitražom za pristup DMA i svakom DSP-u), i brzo sučelje niske latencije za pristup sistemskoj memoriji (do 64MB). Latencije će biti minimalne, jer će igra ili aplikacija preko audio middlewarea komunicirati sa TrueAudio tehnologijom te direktno sa onboard ili diskretnom audio karticom (3.5 mm jack, USB ili HDMI/DP). Ovo će omogućiti i korištenje specijalnih algoritama za 3D pozicioniranje u igrama, kako bi se dobio 3D efetk zvuka, zatim korištenje Reverbs-a (Echo), višestrukih audio/voice streamova i bolju kontrolu limitera. AMD nam je uz kartice i tehnologiju, prošli tjedan u Munchenu demonstrirao i zvučne efekte koji se mogu postići upotrebom ovakve tehnologije i jedino što možemo reći je da smo bili zadivljeni – višestruki izvori, bogatstvo zvuka i vrlo precizan 3D zvuk s najobičnijim slušalicama će uskoro postati stvarnost.