PI Hardware/ Club 3D Radeon HD4850: AMD-ATI tenta l'affondo

Articolo modificato e aggiornato successivamente alla prima pubblicazione – Roma – AMD-ATI ha presentato ufficialmente, la scorsa settimana, i due processori grafici di nuova generazione della serie HD4xxx. Quando, un anno fa, lanciò sul mercato l’R600, che equipaggiava la famiglia HD2xxx, il progetto aveva indubbiamente tratti tecnici assai innovativi – basti pensare al fatto che si trattava della prima GPU dotata di architettura a shader unificati – ma soffriva al tempo stesso di parecchi limiti, primo tra i quali il fatto di scaldare e consumare tantissimo. La serie HD2xxx, nonostante i contenuti tecnologici innovativi, si rivelò così decisamente perdente sul mercato. Ma appena sei mesi dopo, ATI corse ai ripari. La serie HD3xxx, pur non rivoluzionando il progetto iniziale R600, ne seppe prendere gli aspetti positivi, correggendone al tempo stesso tutti i limiti che aveva evidenziato. Nacquero le schede video HD3850 e HD3870, che si imposero per l’ottimo rapporto prezzo/prestazioni. Il resto è cronaca attuale.

Ora, ad altri sei mesi di distanza, lungi dallo starsene con le mani in mano, AMD-ATI introduce RV770. Come RV670 nei confronti dell’originale R600, anche questa volta non si tratta di una rivoluzione radicale, ma di un ulteriore sviluppo dell’architettura, con affinamenti e migliorie in tutti i campi, in particolare quelli in cui RV670 era più debole, come ad esempio l’applicazione dei filtri.

È altresì importante ribadire che, a partire dal debutto della famiglia HD3xxx, si può dire a buon diritto che AMD-ATI abbia cambiato strategia di mercato. La considerazione non è così peregrina, poichè se non si capisce esattamente la strategia di AMD-ATI, si rischia di sottovalutarne i prodotti o di paragonarli in maniera errata a quelli della concorrenza. L’esatta corrispondenza con i modelli proposti da NVIDIA infatti è la prima cosa che, in questo nuovo approccio di mercato, è venuta a cadere, in quanto i modelli dei due produttori presenti nella stessa fascia di prezzo sono ormai solitamente inconfrontabili per caratteristiche tecniche.

ATI,infatti, ha in un certo senso rinunciato alla corsa verso la costruzione di architetture grafiche miranti alle pure prestazioni, essendo attualmente più interessata ad offrire schede dalle ottime performance, a un prezzo più contenuto rispetto alla concorrenza, inserendovi al contempo una serie di funzioni multimediali che le rendono appetibili a un pubblico più largo e vario dei semplici gamer. Nel nuovo corso intrapreso da AMD-ATI, le schede si differenziano esclusivamente per le frequenze di clock e non, come nei prodotti concorrenti, anche per le funzionalità implementate o per le caratteristiche architetturali della GPU. Le famiglie HD3xxx e HD4xxx sono quindi composte da soli due modelli, basati su un’unica GPU, nel nostro caso l’RV770. Manca quindi un modello di GPU “top gamma”, che presenta di solito le performance più estreme. ATI infatti ottiene le sue schede più performanti semplicemente raddoppiando le GPU integrate sullo stesso PCB ed operanti in parallelo tramite tecnologia Crossfire: le X2.

Secondo AMD, l’era delle grandi GPU monolitiche sta tramontando a favore di una filosofia che l’azienda definisce “performance per watt”, cosa che sta accadendo ad esempio già da anni nel campo dei processori. Quanto detto sopra è esemplificativo di questa linea di condotta: si tratta di un approccio fortemente scalare, in cui basta produrre un’unica GPU per ciascuna generazione. Da questa poi, tramite adeguamenti di frequenze di clock, bus di sistema e quantitativo di memoria, si può dar vita a prodotti differenti per prestazioni. Accoppiando inoltre più GPU su un unico PCB, le prestazioni possono essere ulteriormente migliorate, idem accoppiando a loro volta più schede video tramite le tecnologie Crossfire e CrossfireX, il tutto senza costi progettuali eccessivi, visto che la GPU di base sviluppata è appunto una soltanto.

Il contenimento dei consumi e del calore prodotto è poi l’altro aspetto di massima importanza per il nuovo corso di AMD-ATI, come testimoniato dall’adozione del processo produttivo a 55nm, attualmente il più avanzato in ambito GPU, per RV670/HD3xxx e ora per RV770/HD4xxx.

Bassi consumi, grande dissipazione di calore, alte prestazioni e prezzi contenuti, uniti a funzioni multimediali avanzate: la ricetta di AMD-ATI, dopo l’iniziale intoppo di HD2xxx, sembra stia dando ottimi frutti. Oggi analizzeremo il modello più economico dell’intera linea, la HD4850, per vedere se anche questa generazione di GPU sarà in grado di bissare il successo della precedente famiglia.

Vediamone innanzitutto le caratteristiche tecniche:

Come mostrato dalla tabella sinottica delle caratteristiche tecniche, la famiglia 8 della nuova serie HD4xxx propone un adeguamento delle specifiche della serie precedente e mantiene il processo produttivo a 55 nanometri. La HD4870, così come la sorella minore 4850, vedono gli stream processor più che raddoppiati rispetto alla generazione precedente, passando da 320 a ben 800, allo stesso modo delle filtering unit, passate da 16 a 40, mentre restano invariate nel numero le ROPs e il bus di memoria a 256 bit.

L’incremento del numero degli stream processor è ottenuto affiancando 10 core SIMD, all’interno dei quali sono contenuti 80 stream processing unit, mentre nella serie hd3xxx i core SIMD erano solo 4. Come detto all’inizio, quindi, l’architettura di base è rimasta invariata rispetto a RV670, ma gli ingegneri AMD-ATI hanno ottenuto un significativo incremento delle unità di elaborazione.

Come detto invece le ROPs o più esattamente nella terminologia AMD-ATI le render back ends, non sono aumentate rispetto a quanto implementato nelle GPU RV670. ATI ne ha però incrementato l’efficienza complessiva, raddoppiandone la capacità di elaborazione sia a 32bit che a 64bit, utilizzando modalità di AA MultiSample 2x, 4x e 8x. Il fill rate in anti aliasing risulta così raddoppiato in RV770 rispetto a quanto messo a disposizione dal predecessore RV670. Ciò dovrebbe aver risolto uno dei principali limiti prestazionali delle schede video Radeon HD3850 e Radeon HD3870, ossia la difficoltà nel mantenere framerate elevati applicando i filtri alle risoluzioni massime.

Per ovviare a questo limite architetturale, ATI ha preso anche un secondo provvedimento. Il numero delle filtering unit è stato infatti quasi triplicato. Ora ogni SIMD Core ha associata una texture unit, all’interno della quale sono presenti 4 processori per l’indirizzamento delle texture per un totale di 40 presenti nella GPU. Ogni texture unit è infine dotata di un’unità dedicata a texture decompressor, 16 PF32 texture samplers e 4 PF32 texture filters.

Anche in questo caso quindi l’architettura di RV670 resta sostanzialmente invariata, ma il numero complessivo delle texture unit risulta aumentato. ATI ha inoltre introdotto significativi cambiamenti nelle anche cache di queste unità: la L1 e L2 sono sempre presenti, ma rispetto a RV670 ora sono direttamente allineate con i canali memoria. La cache L1, inoltre, è ora unica per ogni SIMD Core. Tutto ciò ha avuto come conseguenza che RV770 ha, rispetto al predecessore RV670, un quantitativo doppio di memoria L1 a disposizione di ogni singolo SIMD Core e un incremento pari a 5 volte il quantitativo totale di cache L1.

I valori di clock di stream processor e chip sono invece leggermente inferiori rispetto al passato, forse anche per contenere i consumi e lo sviluppo di calore, mentre la frequenza di lavoro delle memorie risulta quasi raddoppiata, aumentando così significativamente la bandwidth. Anche questa revisione architetturale è volta ad eliminare un collo di bottiglia: probabilmente la frequenza di lavoro del chip era sufficiente ad elaborare tutte le informazioni provenienti dalle memorie già nella serie 3xxx, si è scelto perciò di aumentarne il flusso, garantendo così una maggior mole di dati elaborati nella stessa unità di tempo. Riproposta e aggiornata anche la tecnologia UVD (Universal Video Decoder) che passa alla seconda generazione e garantisce maggiore qualità video per gli stream ad alta definizione.
Le maggiori novità di questa tecnologia sono principalmente tre. La prima riguarda una funzionalità del tipo “picture in picture”, ottenuta tramite l’implementazione nelle schede Radeon HD4xxx di un sistema di gestione dei flussi video di tipo parallelo: ogni GPU può ora processare due video contemporaneamente, inviandone quindi l’output ad un singolo display.

La seconda novità riguarda l’HDMI. ATI ha introdotto per la prima volta il supporto a connessioni HDMI a partire dalla famiglia HD2xxx, attraverso un adattatore da presa DVI fornito in bundle con ogni scheda. Questo approccio è stato seguito anche con le schede Radeon HD3xxx, ma ora con RV770 è stata introdotta una novità sostanziale, volta a una migliore gestione dei canali audio via HDMI. Le schede Radeon HD4850 e HD4870 sono in grado di supportare un segnale audio a 7.1 canali, con un sample rate di 192 KHz e 24bit di profondità. Sono supportati in output AC3, DTS, Dolby True-HD e DTS HD, permettendo quindi una piena gestione dei flussi audio provenienti dai video in alta definizione.

Infine, anche AMD sta sviluppando tecnologie che permettano di utilizzare la potenza elaborativa delle proprie GPU per le operazioni di conversione dei flussi video in altri formati. È ora possibile, con la famiglia HD4xxx, sfruttare gli stream processor in parallelo, ottenendo significative riduzioni nei tempi di conversione dei filmati ad alta definizione. AMD-ATI chiama questa tecnologia AVT, Advanced Video Transcoding.

Nei prossimi mesi ci si attende che i principali produttori di software per l’encoding video implementino il supporto a questa nuova funzionalità. Tra i primi dovrebbe esserci Cyberlink, col suo PowerDirector 7.
La scheda di Club 3D segue molto fedelmente il layout della reference board ATI. Attualmente infatti la scheda è la stessa per qualsiasi produttore e solo le decalcomanie sul dissipatore distinguono un brand dall’altro.

Il dissipatore è di tipo single slot e copre quasi l’intera lunghezza della scheda. Realizzato interamente in rame, è raffreddato da una ventola di dimensioni e rumore contenuti.

Anche la 4850, come la 3850, è basata su bus PCI-Express 2.0. Si può notare dal doppio pettine in alto a sinistra che la Radeon HD4850 è predisposta per l’uso in modalità CrossfireX, ossia fino a quattro schede connesse tra loro in parallelo.

Una volta asportate tutte le viti posteriori che tengono fermo in posizione il dissipatore, sarà possibile togliere lo stesso, facendo attenzione poiché tra il dissipatore e i componenti discreti è presente una buona dose di pad adesivo.

Ricordiamo in ogni caso che tale operazione è sconsigliata, in quanto invaliderebbe la garanzia.

Il layout è molto pulito, segno che i tecnici AMD-ATI hanno fatto un bel lavoro di semplificazione su RV770. Questo aiuta soprattutto nell’abbattimento dei costi (meno componenti discreti) e nella capacità di produzione, a tutto vantaggio quindi dell’utente finale.

I chip di memoria sono forniti da Qimonda; si tratta di moduli da 1.0ns siglati HYB18H512321BF-10, con una frequenza massima pari a 2000MHz.

La sezione di alimentazione consiste in uno schema a quattro fasi dedicate alla GPU, più una fase per i moduli di memoria. Grazie alle frequenze leggermente ridotte della GPU e al processo produttivo a soli 55nm, è facile per AMD-ATI seguire politiche più “environment-friendly”. RV770 è un chip “energy efficient” e necessita quindi di una sezione di alimentazione più piccola, più facile da realizzare e più economica, sia a livello produttivo che a livello utente. Notiamo che l’alimentazione ausiliaria è fornita sempre da un unico connettore di tipo PCIe a 6 pin, nonostante le specifiche tecniche di RV770 siano superiori a quelle della GPU che equipaggiava la 3850.

Le uscite presenti sono le classiche due DVI ed una video composito. L’estetica è come sempre molto curata, rendendo la scheda accattivante grazie alla classica colorazione rossa e al dissipatore indubbiamente aggressivo nell’aspetto, che risulta gradevole essendo interamente trasparente.

Di seguito nella tabella riportiamo la configurazione di prova.

Futuremark 3D Mark 2006 Non ha bisogno di presentazioni, è il benchmark di riferimento per le schede video di ultima generazione. Tuttavia, è da considerarsi più un valore di riferimento generico che un indice assoluto di prestazioni.

Medal Of Honor: Airborne Il gioco sfrutta in modo intensivo gli effetti DirectX 9.0c, propri del potente motore grafico Unreal3 usato anche da altri titoli. Per garantire la comparabilità dei test, è stato creato un percorso ad-hoc grazie all’utility FRAPS 2.9.2.

Crysis Patch 1.2 È il titolo del momento: il primo a sfruttare un motore grafico basato principalmente sulle DirectX10 su scenari molto ampi e perciò risulta incredibilmente complesso da gestire anche per le schede video più potenti.

World In Conflict Così come Crysis, WIC implementa sia istruzioni DX9.0c che DX10, soprattutto per il rendering delle proprie scene ricche di fisica, geometria ed effetti particellari.

Per la prova dei consumi, il valore in idle esprime il consumo in Watt (PR) del sistema completo, mentre in full load ci si riferisce al picco massimo rilevato con Crysis GPU Benchmark a 1280*1024 4xAA. Il tester in uso è un Lafayette PC-300.

Ulteriori chiarimenti sulla metodologia adottata da PcTuner.net per testare le schede video sono disponibili a questo indirizzo

3DMark 2006 rileva una sostanziale superiorità della 4850 rispetto a entrambe le soluzioni della generazione rpecedente, facendo segnare quasi sempre i migliori punteggi in assoluto, grossomodo allineati a quelli della GeForce 9800GTX.

In questo test la 4850 ha fatto segnare sempre i punteggi più elevati. Davvero un ottimo risultato, in cui la 4850 fa meglio non solo, com’era lecito attendersi, della 3850, di cui raddoppia quasi i punteggi, ma anche della 3870, su cui conserva sempre un certo margine, anche al crescere della risoluzione, segno che le migliorie architetturali svolgono egregiamente il loro compito. La 4850, inoltre, risulta allineata alle prestazioni della GeForce 9800GTX, superandola anzi man mano che la risoluzione sale.

Con la nuova generazione di schede video di entrambi i competitor, Crysis rientra quasi nella categoria dei giochi “normali”: anche se ancora in grado di mettere in difficoltà anche le più moderne GPU, si iniziano a vedere framerate accettabili, che garantiscono la giocabilità anche alle risoluzioni più alte e con dettagli massimi.

Con Crysis, il vantaggio prestazionale della 4850 rispetto alle soluzioni basate su RV670 è evidente, con le due schede ATI e NVIDIA attuali a farla da padrona rispetto alle ATI della serie precedente, su cui mantengono sempre un sostanziale vantaggio. La 4850 garantisce dunque ormai con Crysis una giocabilità sufficiente anche alla risoluzione più alta.

Applicando i filtri viene fuori l’importanza e l’incidenza prestazionale del lavoro svolto dagli ingengneri ATI su ROPs e filtering unit. Possiamo osservare infatti che la 4850 mantiene sempre un sostanziale divario, non solo rispetto a 3850 e 3870, ma anche rispetto alla GeForce 9800 GTX, verso cui fa segnare sempre risultati superiori, specialmente alla risoluzioni video più alte, indice che si è lavorato egregiamente sull’applicazione dei filtri in casa AMD-ATI, caratteristica che invece è sempre stata un po’ la croce delle schede grafiche NVIDIA.

Identica situazione possiamo osservare in World In Conflict. La 4850 domina sulle due sorelle più anziane e, senza filtri, risulta stare alla pari con la soluzione della casa californiana. Davvero un ottimo lavoro quello svolto da ATI che è riuscita a correggere i limiti di potenza di calcolo della serie precedente.

Applicando i filtri questa situazione si fa ancora più chiara ed evidente. La 4850 supera di gran lunga le prestazioni della serie HD 3xxx, pareggiandole invece con la 9800 GTX già alla risoluzione di 1280×1024, mentre salendo ulteriormente il divario si allarga a favore della 4850, che resta solitaria in vetta, confermando i problemi di NVIDIA con l’applicazione dei filtri alle risoluzioni massime o, volendola vedere in un’altra ottica, confermando l’impegno di ATI per eliminare i limiti della generazione precedente di GPU. I consumi si riferiscono alla potenza in Watt (PR) richiesta dal sistema completo e sono rilevati tramite tester Lafayette PC-300 collegato direttamente all’alimentatore Be Quiet! Dark Power Pro 1000W.

Nonostante i valori di clock della GPU siano di poco inferiori a quelli del modello precedente e il processo produttivo sia sempre a 55nm, i consumi sono saliti fino a superare, seppure di pochissimo, quelli della HD 3870, eguagliando quasi quelli della GeForce 9800 GTX. Restano comunque dei consumi abbastanza contenuti ed accettabili, anche se forse ci si aspettava qualcosa di meglio, ma evidentemente la maggior frequenza delle GDDR3 ha i suoi costi dal punto di vista energetico. La prova della 4850 non fa che confermare l’ottima impressione riguardo la qualità del lavoro svolto da ATI già a partire dall’anno scorso con la famiglia HD3xxx e che ora raggiunge la maturità con l’attuale RV770.

AMD-ATI centra in pieno tutti i suoi obiettivi con questa scheda, realizzando una GPU dalle ottime performance ad un costo contenuto, si parla infatti di 199 dollari.

La HD 4850 si propone, ancor più della 3850, come una scheda molto interessante, pensata per consumare poco ma al tempo stesso senza rinunciare alle prestazioni.

Con la famiglia Radeon HD4xxx, AMD-ATI quindi consolida la sua posizione di mercato riconquistata nel corso del 2007 e si rilancia, offrendo prestazioni allineate alla concorrenza, ma proponendo in più un prodotto che vi abbina anche consumi ridotti e costi appetibili per la maggior parte dell’utenza.

Per tutti questi motivi lo staff di PCTuner ha deciso di assegnare alla Radeon HD4850 il nostro award:

Si ringrazia Imageware per averci fornito il sample in esame.

PcTuner

Tutte le recensioni di PI Hardware sono disponibili a questo indirizzo