AMD Radeon Cayman HD69XX chega com mudanças na arquitetura

A AMD lançou ontem as suas duas novas GPUs de alta performance Radeon HD6950 e HD6970, conhecidas pelo codinome Cayman. As novas placas são as primeiras a incorporar algumas mudanças importantes na arquitetura das GPUs da AMD.

VLIW5 x VLIW4

A arquitetura interna que a AMD vinha usando desde 2007 no núcleo da GPU era chamada de VLIW5, e consistia de clusters contendo quatro shaders simples e mais um shader complexo, o que permitia, em teoria, o processamento de cinco instruções simultâneas por ciclo de clock. Na prática isso não se verificava pois existem poucas instruções passíveis de serem processadas pelo shader complexo.

A arquitetura anterior - VLIW5

Mas como esse shader complexo ocupa um área dentro do chip, ele apresentava um custo em termos de consumo de energia, e, em última análise, limitava a frequencia de operação (clock). Na arquitura Cayman a AMD modificou essa estrutura básica, retirando o shader complexo, e mantendo apenas os 4 outros simples.

Essa alteração trás algumas vantagens. A primeira, óbvia, é que com a supressão de uma estrutura interna obtém-se uma economia de silício, e portanto, uma área menor, a qual representa menor consumo de energia, menos calor, e também menor custo de produção.

Além disso, como todos os quatro shaders restantes operam de forma igual, o scheduler - estrutura interna que direciona as instruções para serem executadas pelos shaders - tornou-se ma estrutura mais simples e eficiente, com menores perdas durante a operação. A figura abaixo mostra a nova arquitetura de cluster VLIW4 usada na Cayman.

Power Tune

Outra inovação introduzida pela arquitetura Cayman das AMD Radeon HD69XX é o chamado PowerTune, o qual consiste de algumas dezenas de sensores espalhados no chip, os quais tem o objetivo de mensurar a atividade computacional de cada estrutura.

Essas informações são enviadas para o controlador do PowerTune, o qual tem a habilidade de promover pequenas alterações nas frequencia de operação com o objetivo de reduzir o consumo de energia de forma a colocá-lo dentro de certos limites estabelecidos.

O aspecto inovador é que esses limites, agora, podem ser gerenciados pelo usuário, o qual pode definir um nível de consumo máximo de energia da placa. No caso da HD6970 há duas posições possíveis: TDP de 190W e de 250W.

Essa funcionalidade é direcionada principalmente para o segmento de HPC - Computação de Alta Performance - em ambientes profissionais, e dificilmente será utilizada por usuários domésticos de GPUs no processamento de jogos de computador.

Especificações

Essas alterações em termos de arquitetura produziram um chip que é em torno de 17% maior que seu predecessor - 389mm2 no atual contra 223mm2 no anterior, com uma série de novas funcionalidades e com avanço de desempenho, mas, mesmo assim, mantendo praticamente inalterado o TDP, que permanece em 190W, sendo que em indle o consumo despencou para 20W.

Performance

Ao que parece a AMD não buscou a performance máxima no projeto das Radeon HD69XX. O fato é que a AMD ainda dispõe da placa mais veloz do mercado - Radeon HD5970 - e as novas HD69XX Cayman chegaram em um patamar inferior, porém com um nível de eficiência energética superior. Além disso, essa estratégia deixa aberta as portas para a colocação no mercado da Antiles, que será a substituta da HD5970, e que deve manter na AMD o título de detentora da placa de vídeo mais veloz do mercado.

Como comparativo de performance, nós fizemos uma análise dos resultados obtidos pela AMD Radeon HD6970 nos jogos Metro 2033, Lost Planet 2, Civilization V, Bad Company 2 e DiRT2 nos testes dos websites AnandTech, TomsHardware e PC Perspective. O gráfico abaixo mostra a AMD Radeon HD6970 como referencial de performance, para avaliarmos o quanto as nVIDIA GeForce GTX570 e GTX580 se comportam em relação a ela.

Sendo assim, quando a GTX570 aparece com 90% no Metro 2033, isso significa que a média de FPS dessa placa nos testes dos websites sitados foi, em média, 10% menores que o obtido pela Radeon HD6970.

A última série de dados - Média - é uma compilação dos dados desses cinco jogos, e dá uma idéia da performance geral da Radeon HD6970 em relação às nVIDIA GTX570 e GTX580. Como pode ser visto, a nVIDIA GeForce GTX570 é, em média, 9% mais rápida que a Radeon HD6970, enquanto a GTX580 apresenta-se, em média, 25% superior a HD6970.

Conclusão

As novas GPU´s AMD Radeon HD6970 eram bastante aguardadas pelo mercado, e a expectativa era de que superasse a performance das placas single-gpu da nVIDIA. Como pode ser visto pelos testes, não foi isso que aconteceu, tendo em vista que a Radeon HD6970 não conseguiu superar nem mesmo a GTX570.

Por outro lado, a AMD precificou a AMD Radeon HD6970 em US$ 370 dólares, o que é US$ 20 dólares superior ao preço pedido pela nVIDIA GTX570. Ou seja, a nova AMD Radeon HD6970 é mais cara e apresenta um nível de performance 10% inferior à placa da NVIDIA, o que mostra que, nesse nível de preço, a single GPU top da AMD não apresenta uma boa relação custo benefício.

Quando partimos para a análise da AMD Radeon HD6950, porém, as coisas ficam mais interessantes. Posicionada no nível de US$ 300 dólares, ela apresenta uma performance inferior à da nVIDIA GTX570, mas também custa menos. Por outro lado, o consumidor ainda tem a opção da NVIDIA GeForce GTX460, outra placa de ótima performance e precificada abaixo da AMD Radeon HD6950.

Por fim, é importante apontar que a mudança de arquitetura exige uma alteração significativa nos drivers para que todo o potencial do hardware seja liberado. Portanto, espera-se que os novos drivers da AMD possam destravar essa performance adicional, mas isso, no momento, é apenas especulação, e a impressão inicial - que dizem que é a que fica - foi a de que as novas topo de linha da AMD apanharam feio das suas concorrentes da nVIDIA.