Gigabyte Radeon HD4850 – arhitektura i CrossFire performanse

Nakon prošlotjednog prikaza performansi Gigabyteove Radeon HD4850 kartice došao je na red i članak o arhitekturi HD4000 serije te prikaz CrossFire performansi. Uspjeli smo se dokopati još jedne Gigabyteove HD4850 kartice no ovaj puta u retail paketu pa Vam pokazujemo i u kakvom izdanju ćete ju moći pronaći na policama. Ujedno smo na jednu od kartica postavili i NorthQ-ov VGA hladnjak te zabilježili znatan pad temperatura u odnosu na standardni AMD-ov hladnjak.

RV770 arhitektura

HD4800 serija donosi ponešto izmjenjenu arhitekturu u odnosu na prijašnju HD3800 seriju. Fokus AMD-a u kreiranju HD4800 arhitekture je bio na efikasnosti, tj. poboljšanju odnosa performansi po vatu, performansi po dolaru i dodavanju novih značajki. Uz to htjeli su podiću procesnu moć i AA performanse te implementirati DX 10.1, teselaciju, UVD2, PCIe 2.0 itd. Ono čime se AMD posebno hvali je činjenica kako HD4850 kartica ima snagu 1 TeraFLOPS-a, dok HD4870 ima snagu 1.2 TeraFLOPS-a. To znači da ukoliko imate potrebe i to znate iskoristiti, svoje računalo možete pretvoriti u mini superkompjuter snage do 4.8 TeraFLOPS-a (4 x HD4870 u CrossFireX postavi).

Terascale grafički mehanizam ima novi format SIMD (Single Instruction, Multiple Data) jezgri kojih sada ima ukupno 10. Svaka SIMD jezgra ima 80 32-bitnih stream procesora pa tako dolazimo do ukupnog broja od 800 stream procesora. U odnosu na prijašnju arhitekturu to je više nego trostruko povećanje. HD4800 ima optimizirane teksturne jedinice kojih broji 40 (stari je imao 16), te novi dizajn teksturne cache memorije. Tu je i nova arhitektura memorijskog sučelja sa GDDR5 podrškom koje nudi maksimalni bandwidth od 115GB/s. AntiAliasing Resolve je povećan sa 32 na 64, Z/Stencil također sa 32 na 64.

Jezgra je u odnosu na prethodnu povećana za 1.4x te njena površina iznosi 260mm2. Kada malo dublje zavirimo u SIMD jezgru vidimo kako svaka uz 80 stream procesora ima i 16KB lokalne podatkovne dijeljene memorije i svoju kontrolnu logiku te radi sa dijeljenim setom dretvi. Svaka SIMD jezgra ima i 4 teksturne jedinice te L1 cache, a preko 16KB globalne podatkovne dijeljene memorije komunicira sa ostalim SIMD jezgrama. Nova arhitektura dozvoljava da sposobnost dohvata tekstura skalira sa snagom shadera pri čemu je održan 4:1 ALU:TEX odnos. Sa novom arhitekturom povećale su se i performanse po mm2, tako su performanse stream procesora porasle za 40% a teksturnih jedinaica za 70%. Novi je i dizajn cache memorije teksturnih jedinica. L2 su tako poravnati sa memorijskim kanalima, a L1 spremaju jedinstvene podatke po SIMD jezgri. Vertex cache je odvojen i funkcionira kao zasebna jedinica između Crossbar kontrolera i Data Request sabirnice.

Render Back-Endovi (ili ROP-ovi) su također doživjeli izmjene. ukupno ih je četiri što je izjednačeno sa brojem memorijskih kanala koji se brinu o bojama i AntiAliasingom. I u 32-bitnim i u 64-bitnim verzijama MSAA RV770 donosi duplo povećanje performansi u odnosu na RV670 - do 16 pixela po taktu za 2x i 4x uzorke te do 8 pixels po taktu za 8xAA.

Poboljšanja i promjene u dizajnu su dovele do povećanja Texture Fill Rate-a, pa tako HD4870 (RV770XT) ima 781GTexel/s. Kada smo se već dotakli označavanja čipova da onda i to objasnimo. HD4850 pogoni RV770PRO čip koji radi na 625MHz, dok RV770XT pogoni HD4870 kartice te radi na 750MHz, u ostalim karakteristikama su identični. AMD je u 260mm2 (oko 36% veći nego RV670) čipa smjestio 956 milijuna tranzistora što je oko 43% više nego kod prijašnje serije koja je imala "vražjih" 666 milijuna.

Jedna od većih novosti nove arhitekture je svakako odbacivanje ring-bus memorijskog kontrolera predstavljenog još u R580 čipu. AMD se ovaj puta odlučio za klasičniji distribuirani hub memorijski kontroler. Memorijskih kontrolera ima ukupno 4 koji imaju širinu sabirnice 64-bita pa je tako ukupna širina 256-bita. Novi kontroler podržava GDDR3 i GDDR5 memoriju. Upotreba GDDR5 memorije u HD4870 donosi višestruke prednosti a najveća se vidi u vrlo velikom bandwidthu. Iz 256-bita su uspjeli izvući 115GB/s, dok Nvidijini GT200 čipovi izvlače 141GB/s iz 512-bita širine. AMD je ostvario partnerske odnose sa Hynixom, Qimondom i Samsungom koji će biti dobavljači GDDR5 memorija. GDDR5 ovih kompanija radi na 1.5V, ima gustoću 512Mbita, 1Gbit i 2Gbita, propusnost između 12.8 i 28.0 GB/s te potrošnju od 2.5W pri 5Gbita/s.

Nova arhitektra donosi i dinamički Power Management. Ugrađeni mikrokontroler na grafičkom procesoru stalno nadzire termalne senzore i aktivnost pojedinih GPU blokova te PCIe sabirnicu. U skladu sa time podešava taktove grafičkog procesora i memorije, kontrolira clock gating, napone i brzinu vrtnje ventilatora. Kako sami tvrde ovim tehnikama su unaprijedili odnos performansi po vatu dvostruko u odnosu na prethodnu generaciju. Kako uživo funkcionira ova tehnologija vidjeli smo na HD4850 karticama kada taktovi u 2D-u padaju na 500MHz za GPU i 700MHz za memoriju, pri čemu se ventilator sporije okreće, a temperatura pada. Zlobnici bi rekli kako je AMD i trebao unaprijediti ove tehnologije s obzirom na to koliko se RV770PRO zagrijava. Činjenica je da su na veću jezgru, žedniju struje i k tome sklonu zagrijavanju postavili hladnjak sa HD3850 kartica nimalo ne ohrabrije. Ipak, za očekivati je kako će svi proizvođači kartice nuditi sa boljih hladnjacima na što ih je AMD na neki način i prisilio ugradnjom ovako slabog hladnjaka, a sve u svrhu što manjih proizvodnih troškova (što naravno rezultira niskom cijenom na tržištu).

Sa multimedijalne strane UVD je unaprijeđen u UVD 2, a karakterizira ga pomoć pri HD video dekodiranju i dodana podrška za neke osnovne "post processing" efekte. Tu je i ugrađeni audio sustav koji sada podržava 7.1 kanalni HD audio.

Krajem drugog ili početkom trećeg tromjesečja na tržište će doći i nasljednik HD3870X2 modela koji nosi kodno ime R700. R700, odnosno HD4870X2 će biti kartica sa dva RV770XT GPU-a na istom PCB-u, imati će GDDR5 memoriju a hladnjak će biti vrlo sličan onome na HD3870X2 karticama.

Pakiranje kartice je vizualno izmjenjeno za razliku od prijašnje serije a sada je ružičasta boja ta koja prevladava. Prednja strana nije nakrcana tehničkim podacima, pa ćete njih morati potražiti na bokovima i poleđini kutije. Pakiranje je inače vrlo solidno i kartica je dobro zaštićena.

Kao što smo napisali u opisu arhitekture RV770PRO ima 800 stream procesora a radi na 625MHz. Pixel fillrate je 11.2Gpixela/s. Kao i na prethodniku tu je i DX10.1 (SM4.1) podrška. Jači brat (RV770XT) radi na znatno višem taktu (750MHz) pa je za očekivati kako će referentne kartice imati bolje riješeno hlađenje. Quimondina GDDR3 memorije defaultno radi na 993MHz (1986MHz) preko 256-bitne sabirnice novog dizajna. Bandwidth je solidnih 70.4GB/s.

Potrošnja kartice je 110W što nije pretjerano i zbog jedne nećete morati nabavljat novo napajanje a osim snage preko PCIe utora snage joj daje i dodatni 6-pinski PCIe konektor. Situacija se u CrossFireu naravno mijenja i ovisno o broju kartica potrošnja se može kretati između 220 i 440W. Kartica ima dva dual-link DVI konektora sa HDMI podrškom te TV-out konektor.

Bundle je solidan a sastoji se od DVI-HDMI adaptera, VGA-DVI adaptera, S-Video-component kabela, Molex-PCIe power kabela i CrossFire mostića. Uz to tu je i knjižica sa uputama za korisnike te CD sa driverima. Rado bi vidjeli i jednu igru no s obzirom na cijenu možemo Gigabyteu oprostiti nedostatak iste.

Način testiranja

Način testiranja grafičkih kartca je osta isti kao i iz prethodnih članaka, a kao što smo napisali u prethodnom članku testna platforma se ponešto izmijenila. Umjesto dobre i provjerene, no ipak zastarjele ABIT-ove IP35 ploče sada koristimo odličnu DFi-evu X48-T2R ploču čiji ćete review uskoro moći pročitati. Ostali hardware je ostao isti. Uz rezultate single HD4850 kartice smo dodali i rezultate iz CrossFire testa sa dvije Gigabyte-ice i usporedili ih sa Nvidijinom 9800GTX karticom, GTX280 kartice, te u poneke testove rezultate 9800GX2 kartice.

S obzirom da se kartica sa defaultnim hladnjakom jako zagrijava taj problem smo pokušali riješiti montažom NorthQ-ovog FlexQ combo hladnjaka na GPU te malih aluminijskih heatsinkova koje dolaze uz FlexQ-a na memorijske čipove. Rezultati su bili zapanjujući, kao što ćete vidjeti u tablici sa temperaturama. Još jedan od ciljeva postavljanja ovog hladnjaka je bio i overclocking. Nažalost sa driverima sa kojima smo testirali dobitaka od overclockinga u igrama nema. Zabilježili smo dobitak u 3D Mark Vantageu no to nismo smatrali relevantnim prikazivati. CCC nam je dozvolio podizanje taktova no od toga nije bilo efekta, a druge aplikacije jednostavno nisu prepoznale ili hardver ili drivere. Stoga ćemo pričekati druge drivere i nove verzije alata za overclocking.

Na slici iznad su naravno dvije Gigabyteove kartice u CrossFire postavi. Probali smo dodati i treću, tj. HD3870 no to nam nije uspjelo proraditi, rezultati su bili isti kao i sa dvije HD4850. Uz to smo probali i HD3850, te samo jednu HD4850 i jednu HD3870/3850 no ništa se nije desilo - možda sa novim driverima. Ovakvo miješanje bi bilo izuzetno zanimljivo vlasnicima kartica starije generacije, no eto za sada ne radi.

3DMark Vantage
GPU Test 1 (FPS)
2x Gigabyte HD 4850 31,2    Zotac GTX 280 27,79    Gigabyte HD 4850 17,5    Zotac 9800GTX 14,15      0   8 1 6 2 4 3 2
GPU Test 2 (FPS)
2x Gigabyte HD 4850 32,99    Zotac GTX 280 27,23    Gigabyte HD 4850 18,46    Zotac 9800GTX 15,21      0   5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5
Feature Test 1 (Gtexels/s)
2x Gigabyte HD 4850 1290,04    Zotac GTX 280 663,93    Gigabyte HD 4850 650,27    Zotac 9800GTX 603,81      0 7 50 13 00
Feature Test 2 (Gtexels/s)
2x Gigabyte HD 4850 6,77    Zotac GTX 280 6,67    Gigabyte HD 4850 3,41    Zotac 9800GTX 3,28      0   1   2   3   4   5   6 7
Feature Test 3 (FPS)
2x Gigabyte HD 4850 33,54    Zotac GTX 280 29,55    Gigabyte HD 4850 17,27    Zotac 9800GTX 11,81      0   5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5
Feature Test 4 (FPS)
Zotac GTX 280 24,36    Zotac 9800GTX 20,7    Gigabyte HD 4850 14,21    2x Gigabyte HD 4850 14,04      0   5 1 0 1 5 2 0 2 5
Feature Test 5 (FPS)
Zotac GTX 280 36,21    2x Gigabyte HD 4850 28,78    Gigabyte HD 4850 27,55    Zotac 9800GTX 25,82      0   5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0
Feature Test 6 (FPS)
2x Gigabyte HD 4850 89,3    Zotac GTX 280 50,72    Gigabyte HD 4850 45,08    Zotac 9800GTX 24,16      0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0

Čini se kako Vantage jako voli AMD-ove kartice u CrossFireu jer su rezultati bolji čak i od GTX 280 kartice. No, ovo je ipak samo sintetika pa ćemo za konačan sud pričekati malo realnije testove.

F.E.A.R. Perseus Mandate
1680x1050 (4xAA, 16xAF)
Zotac GTX 280 152    2x Gigabyte HD 4850 152    PoV 9800GX2 137    Gigabyte HD 4850 93    Zotac 9800GTX 86      0 4 0 8 0 1 20 16 0
1920x1200 (4xAA, 16xAF)
2x Gigabyte HD 4850 133    Zotac GTX 280 123    PoV 9800GX2 114    Gigabyte HD 4850 76    Zotac 9800GTX 69      0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 00 1 20 14 0

Prva igra, nešto stariji DX9 naslov i dvije uparene HD4850 kartice opasno dišu za vratom GTX 280 kartice na nižoj rezoluciji. Na višoj pak joj čak i bježe - impresivno.

Enemy Teritory Quake Wars
1920x1200 (4xAA, 16xAF)
Zotac GTX 280 113,1    2x Gigabyte HD 4850 97,9    PoV 9800GX2 95    Gigabyte HD 4850 85,3    Zotac 9800GTX 74      0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 00 12 0

Malo zahtjevniji DX9 naslov i tu je vidimo kako AMD-ove kartice ipak ne mogu pratiti GTX 280. Skaliranje sa dvije kartice u ovoj igri i nije baš onakvo kakvo bi priželjkivali.

Unreal Tournament 3
1920x1200 (4xAA, 16xAF)
Zotac GTX 280 100,27    PoV 9800GX2 99,93    2x Gigabyte HD 4850 85,68    Gigabyte HD 4850 72,74    Zotac 9800GTX 63,51      0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 00 10 1

Prvi današnji DX10 naslov, UT3 ponovno smješta Nvidijine kartice na vrh gdje im je zapravo i mjesto, ako zbog ničeg drugog onda zbog cijene.

COH Opposing Fronts
1920x1200 (4xAA, 16xAF)
2x Gigabyte HD 4850 60,3    Zotac GTX 280 58,5    Zotac 9800GTX 35,1    Gigabyte HD 4850 34,3      0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0

U COH-u par HD4850 kartica nadjačava moćnu GTX 280 karticu, a i vidljivo je kako se ova igra odlično skalira.

Crysis
1680x1050 (4xAA, 16xAF)
Zotac GTX 280 33,84    2x Gigabyte HD 4850 28,19    Gigabyte HD 4850 23,96    Zotac 9800GTX 16,15      0   5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5
1920x1080 (4xAA,16xAF)
Zotac GTX 280 28,87    2x Gigabyte HD 4850 25,73    Gigabyte HD 4850 20,64    Zotac 9800GTX 13,19      0   5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0

Crysis je ipak prevelik zalogaj za HD4850, no zato jedva čekamo test HD4870 kartica da vidimo mogu li one ugroziti moćni GTX 280.

World in Conflict
1680x1050 (4xAA, 16xAF)
Zotac GTX 280 40    2x Gigabyte HD 4850 40    Gigabyte HD 4850 28    Zotac 9800GTX 27      0 1 0 2 0 3 0 4 0
1920x1200 (4xAA, 16xAF)
Zotac GTX 280 36    2x Gigabyte HD 4850 35    Gigabyte HD 4850 25    Zotac 9800GTX 20      0 1 0 2 0 3 0 4 0

Na kraju, kao i uvijek WIC koji je sa zadnjom zakrpom vrlo stabilan a čini se i kako dobro skalira te AMD-ove kartice ponovno dišu GTX 280 za vratom.

Temperature
Idle (°C)
Gigabyte HD 4850 w. NorthQ 43    Gigabyte HD 4850 65      0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0
Load (°C)
Gigabyte HD 4850 w. NorthQ 60    Gigabyte HD 4850 84      0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0

Ono što nas je posebno zabrinulo kada smo prvi puta testirali HD4850 kartice su visoke temperature sa kojima se slabašan hladnjak preuzet iz prethodne serije jednostavno ne može nositi. Stoga smo odlučili montirati aftermarket proivod da vidimo za koliko možemo spustiti temperaturu uzavrelog RV770PRO čipa. I iznenadili smo se, odlični i ne prebučni HorthQ-ov hladnjak je spustio temperaturu čipa pod opterećenjem za čak 24°C. Dakle, toplo Vam preporučamo nabavku kvalitetnog aftermarket hladnjaka.

Radeon HD4000 serija je pun pogodak za AMD ako gledamo na odnost performansi i cijene. Iako nismo imali prilike testirati HD4870 kartice (obećano nam je da će stići uskoro), prvi testovi koje smo vidjeli na internetu potvrđuju kako je i ta kartica odlična. Problemi na koje smo naišli su još neispeglani driveri, odnosno činjenica da nema efekta overclockinga kada podignemo taktove u CCC-u, te loš "stock" hladnjak koji nije u stanju adekvatno hladiti karticu. Samim time se i cijena ove kartice podiže jer će kupci morati nabaviti "aftermarket" hladnjak kako bi temperaturu držali pod kontrolom. Performanse u testovima koje smo proveli su odlične, kako za single karticu, tako i za CrossFire "setup". Kod CF-a je u nekim igrama skaliranje odlično a u nekima je manje izraženo, no ostaje činjenica kako se performanse opasno približavaju Nvidijinoj GTX280 kartici. Cijena jedne Gigabyteove HD4850 kartice u Hrvatskoj je oko 1250kn a na to bi trebali dodati i cijenu novog hladnjaka što može iznositi između 130 i 230 kn. Ako želimo napraviti CF sa dvije kartice tada nas čitava priča može koštati i do 3000kn što je dosta, no još uvijek za 1000kn manje od GTX280 kartica. Uzevši sve ovo u obzir, a i činjenicu da Gigabyte-ova verzija ima solidan bundle (možda su mogli dodati i neku igru) karticu možemo i više nego preporučiti, a nećete pogriješiti ni ako odmah nabavite dvije.

Conclusion

Radeon HD4000 series is a big win for AMD if we look at performance/price ratio. Although we still didn`t get the chance to test the HD4870 model (it should arrive to our lab soon), tests we have seen on the internet prove that it also has great performance. But not everything is pinky. Problems we found was with the drivers (overclocking from CCC gave us 0% performance increase), and the poor stock cooler which can`t keep up with the hot GPU. If we look at card`s great price (in Croatia it costs about 170 €), then there is no doubt what buyers should go after, but they also must consider buying an aftermarket cooler which would increase initial price for about 20 - 30 €. If you want to buy two of these cards they can cost you up to 400 €, which is still more than 100 € cheaper than GTX 280, and in some cases performance are very close. Considering all said, and looking at the Gigabytes solid bundle we can highly recommend this card, and you won’t make a mistake if you buy two of them.