3. felvonás - GTX 680 vs HD 7970

Piaci megjelenés

Az AMD a 2012-es évet is tempóelőnyben szerette volna kezdeni, és sikerrel is jártak – a HD 7970-et még 2011. december végén bejelentették (bár a boltokba csak januárban jutott el), és a tesztek is nyilvánosságra kerültek. Érdekes kártya lett a GCN architektúra első megtestesítője – bár persze vitte a leggyorsabb egy-GPU-s VGA címet, az első tesztekben a saját elődjénél 35%-kal, a konkurenciánál pedig mindössze 20%-kal volt gyorsabb, viszont az ára felment 550 USD-re. Azaz a HD 6970-hez képest helyben maradt az ár / teljesítmény, ami egy új generációnál 2008-hoz hasonlóan ezúttal is rossz jel. Ennek ellenére működött a halo effect, a HD 7970 igencsak sikeres kártya lett.

Mit reagált minderre az nVdia? Csendes örömködéssel üdvözölték a konkurencia termékét, és nem túl szerényen megjegyezték, hogy többet vártak tőle, és magabiztosan várják, hogy a saját termékük is piacra kerüljön. Erre 2 hónappal később került sor, és a zöldek előrejelzése bevált – a GTX 680 egy kicsivel gyorsabb lett, mint a HD 7970 (pedig ekkorra a Radeon már kb. 10%-ot gyorsult a driverek fejlődésének köszönhetően), egy kicsit kevesebbet fogyasztott, és gálánsnak tűnő gesztussal még 50 USD-vel kevesebbe is került. Szóval a zöldek arattak egy kisebbfajta győzelmet, de a technikai előny egyáltalán nem tűnt komolynak, az árazás meg főleg preferencia kérdése, szóval minek kellett annyira örülni?

Nos, annak, hogy míg az AMD látványosan lépett árszintet, az nVidia suttyomban tette meg ugyanezt. Bár hoztak 30% előrelépést ár / teljesítményben, a GTX 680-ban nem az eddig megszokott 500mm2 feletti GPU-monstrum dolgozott, hanem egy, az AMD által sokat hangoztatott, de elég gyorsan hátrahagyott 300 mm2 alatti chip. Ezt a lépést pedig az tette lehetővé, hogy az AMD a saját 350 mm2-es GPU-jára épülő kártyát beárazta a szokásos 350-400 USD helyett 550-re. Jajj, de jó...

A legfontosabb változások az architektúrákban és a GPU-k felépítésében

Míg az AMD teljesen új GPU-t épített, az nVidia csak néhány fontosabb dologba nyúlt bele, kezdjük velük. Miután a GTX 680 alapja a GK104, ami a GF114 utódja, az összehasonlításokban innentől a GTX 560 Ti fog szerepelni, mint előző generációs alap. AMD oldalon pedig a HD 5870-hez hasonlítjuk az új kártyát, mert a HD 6970 inkább félrelépés volt, mint előre.

GTX 680 vs GTX 560 Ti
A legfontosabb változás, hogy a GK104-ben az nVidia végre megszabadult a shader hotclocktól, azaz mostantól az ALU egységek a chip többi részével azonos órajelen járnak – ez fontos lépés volt a későbbi fogyasztás-hatékonysági célok eléréséhez. Azonban míg a backend nagyjából megegyezik a GF114-gyel, a számítási kapacitás duplázódott, azaz a GK104 négyszer annyi ALU-t tartalmaz, mint elődje. Az egyetlen GF110-örökség a 4 GPC, ami azóta is a 104-es chipek jellemzője, viszont GPC-nként csak 2 SM van, ami az eddigi 48-cal szemben 192 ALU-t tartalmaz. A 192 ALU menedzselése a Kepler architektúra egyik gyenge pontja, még lesz róla szó.

Végül még egy dolog: az órajelek az első generációs Fermikhez képest 50%-kal nőttek – mind a memória, mind a core. A core órajelek különösen érdekesek, mert innentől a GeForce kártyák nem fix órajelen mennek, hanem a hőmérséklet és a fogyasztás, valamint a chip minőségének függvényében magasabb (esetleg alacsonyabb) órajelekre is képesek. Ez a tesztelők dolgát nem könnyíti meg, nehezebb stabil összehasonlítható eredményeket mérni.

HD 7970 vs HD 5870
A HD 7970 alapjául szolgáló Tahiti GPU az AMD GCN (Graphics Core Next) architektúra családjának első megtestesülése. A HUB-os memóriavezérlőn kívül szinte mindent kidobtak a korábbi design-okból – az nVidia GPC-ihez hasonlóan itt is mini-GPU-k kaptak helyet a chipben, csak itt shader engine-nek (SE) hívják őket (bár ez az elnevezés csak később vált közismertté). A shader engine ugyanúgy tartalmaz teljes dispatch-et és geometriát, valamint egy nagy rakás (konkrétan 16) Compute Unitot (CU – az SM haverja), amiben pedig az ALU-k és a textúrázók kapnak helyet, szám szerint 64 és 4. A legfontosabb változás azonban az, hogy az ALU-k 4db SIMD-be szervezett skalár végrehajtók, ahelyett, hogy a jól hangzó, de a gyakorlatban egyre problémásabb VLIW-ek lennének a lánc alján.

Érdekesek a backend blokkok – a ROP-ok elvileg az SE-khez tartoznak (szemben az nVidia megoldásával, ahol továbbra is a memória-vezérlőkkel vannak a legszorosabb kapcsolatban), és a memóriavezérlőkkel a HUB klienseiként kommunikálnak. Ez a megoldás nagyon elegáns, de a későbbi generációkban látni fogjuk, hogy nem igazán hatékony.
Ahogy a GK104, úgy a Tahiti is megtartotta a 32 ROP-ot (pedig már a Caymannak is fájtak), viszont a memóriavezérlő 384-bitesre bővült.

Lássuk a változásokat számokban:

Látható, hogy a chip hátsóján kívül a GTX 680 több, mint 2,5-szeres növekedést hozott a GTX 560 Ti-vel szemben. Míg a ROP-ok kapacitása csak a harmadával nőtt, a hatalmasan megnövelt raszterizációs tudás miatt jobban kihasználhatóvá váltak, és az nVidia úgy gondolhatta, hogy a Fermi dúskált a sávszélességben, ezért itt csak az órajel emelkedett. A becslő modell több, mint kétszeres sebességnövekedést jelez előre.
A HD 7970 számai nagyon trükkösek. Igazán jelentős növekedést csak a setup, a sávszélesség és a textúrázás mutat, míg a pixel terület szinte helyben maradt. A becsapás azonban az ALU-kapacitás 40%-os növekedése, mert ott az átalakított architektúra miatt jelentős hatékonyságnövekedés is várható. A becslés 46% extra teljesítményt mutat, de ennél valószínűleg sokkal jobb lesz az eredmény.

Jöjjenek a hard factok:

Amikor a két új GPU-t a hasonló méretű előző generációs chipekkel vetjük össze (valamint a Radeon esetében kivárunk néhány új driver revíziót), akkor igen jelentős előrelépést látunk – zöld oldalon 82%, piros oldalon 75% a javulás. A fogyasztási értékek kb. helyben maradtak, bár az nVidia kicsit javult, az AMD pedig kicsit rontott. A tranzisztorok közel duplázódtak, míg a chipméret terén a GeForce kicsit csökkent, a Radeon kicsit nőtt.
Érdekes megfigyelni, hogy a GeForce kártya a kalkuláltnál sokkal kevesebbet gyorsult, a Radeon pedig sokkal többet. Az előbbi esetében ezért főleg az ALU-k a felelősek, ugyanis rossz esetben a sebességük a sajátos vezérlés miatt akár 2/3-ára is visszaeshet; ezen felül a 32 ROP is kicsit kevésnek tűnik. A HD 7970 legnagyobb feature-je a VLIW5-től való megszabadulás, effektív ALU-teljesítményben valószínűleg kb. duplázza a HD 5870-et.

A hatékonysági mutatók markánsabban mutatják, hogy az "itt is egy kicsi, ott is egy kicsi" típusú nVidia előny összesítve nem is annyira kevés. A wattokat 10%-kal hatékonyabban használja fel a GK104, tranzisztor-hatékonyságban pedig 20%-kal jobb, és ezúttal az AMD szokásos gyártástechnológiai előnye sem jelentkezik.

GTX 680 vs HD 7970 - konklúzió

Utaltam rá az előző oldal végén, hogy az nVidia 2010 végére gyakorlatilag egyenlített – a következő lépésben meg is fordították a helyzetet, úgy, hogy közben még egy kategória átpozicionálást is végrehajtottak. A technológiai győzelem mértéke közepes, és az is látható, hogy a GK104 szuper fogyasztásáról szóló ódák is marhaságok voltak, mert nem a GTX 580-hoz kellett volna mérni (a vele azonos kategóriájú GF114-gyel szinte megegyezően fogyaszt), viszont ezzel a generációval az nVidiának elkezdett végeláthatatlanul befelé ömleni a pénz, és a későbbiekben látni fogjuk, hogy a Fermi olyannyira jó alapnak bizonyult, hogy kitűnően lehet inkrementális upgrade-eket építeni rá, generációnként néhány specifikus design targettel. Talán nem teljesen triviális a párhuzam, de a GF100 igencsak rokon lélek a boldogult emlékű R600-zal.

Ugyanez volt a célja az AMD-nek a GCN architektúrával. A HD 7970 indulásként nem is sikerült rosszul, és a driverek folyamatos javulásával később (amikor már túl sokat nem számított) el is hagyta a GTX 680-at, a szoftveres támogatás javulása mellett a 3 GB memória okán is. Egyetlen bajom van a kártyával, ez pedig az ára, ami rövid távon biztos jót tett az AMD-nek, viszont ezzel a húzással elég komoly kárt okoztak a "jó árú VGA" imidzsnek, és bár ezt számokkal kimutatni szinte lehetetlen, szerintem hosszú távon ez pénzben is lefelé billentette a mérleget. Ja, és ők lőttek először abban a "csatában", ami a VGA-k árának drasztikus emelkedéséhez vezetett.

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!