AMD ATI Radeon HD5970為超強顯示卡新王者

在目前的個人電腦系統元件中,繪圖處理器是目前最複雜的半導體,新一代高階繪圖處理器內部的電晶體數量早就大幅超過主流的中央處理器了,甚至單純資料的平行運算能力也超越中央處理器。由於內部架構設計複雜,讓繪圖處理器發展與摩爾定律接近,只是和中央處理器最大的不同是一般的繪圖處理器發展與作業系統,特別是微軟的DirectX版本習習相關,因為沒有隨著DircetX大版本更新,在遊戲的支援度會打一些折扣。隨著支援DirectX 11的Windows 7即將推出之際,繪圖處理器也準備進入支援DirectX 11世代的產品了。


長度超過12吋的全長卡

AMD宣布推出第一款支援DX11的高階產品,即AMD ATi Radeon HD5870時,向大家說明這個新的Evergreen系列,產品代碼(Codename)包括HD5870為Cypress,接下來要推出的雙繪圖處理器產品稱為Hemlock,而中階的產品為Juniper以及入門級的Redwood及Cedar,這產品代號皆是常青樹名,因此。在之前產品中,例如HD4000系列中,使用雙繪圖處理器的產品仍是設定在高階HD4800編號當中,但是這次推出的雙繪圖處理器產品,雖然還是使用高階的晶片,但是自成一個新系列了,代號為Hemlock稱為AMD ATI Radeon HD5970。


取下散熱片後的印刷電路板全貌


二顆繪圖處理器,中央則是PCIe Switching晶片


PCIe Switching晶片已經標上ATI自家的商標了

就如同以往的雙繪圖處理器產品,HD5970是利用二顆HD5870等級的晶片加上PCI Express Switching晶片組合而成。HD5870採用新一代的40nm製程,在相同面積晶片裡可以塞入更多的電晶體數,通常也具有更高運作速度與較佳功耗的特性。它的內部結構部分比前一代的HD4870更為複雜,單顆晶片就擁有高達21億5千萬顆(2.15 billion)電晶體,超過二倍的數量,拜新製程所賜,其晶片面積為334mm²,比HD4870的263mm²略大一些而已。HD5870採用第二代TeraScale架構,提供前一代更強大的的計算能力!新架構較之前改良許多部分,包括指令集、串流處理器數量、繪圖引擎、材質單元到顯示控制…等等。其中串流處理器部分,單顆HD5870共有1600個串流處理核心,這些核心每五個組合成一個「Thread」處理器,而每16個Thread處理器再組合成一個SIMD引擎,整個HD5870擁有20個SIMD引擎,提供強大的平行運算能力。單一片HD5970擁有二顆晶片,可說擁有高達43億顆的電晶體及3200個串流處理器。


單顆繪圖處理器特寫


繪圖處理器內的記憶體控制器架構


1Gb GDDR5記憶體晶片

HD5870的繪圖引擎也有部分的改良,最重的一部分就是採第六代技術的Tessellation單元,此部分可利用DirectX 11的Hull與Domain Shader來控制及設定,以新的演算法來減少所需計算。傳統3D物件是利用三角形建構而成,考慮到繪圖處理器的效能時,不可能所有物件都用大量的三角形而呈現精細感覺,當物體放大時,可能就會看到比較明顯的不平滑現象。Tessellation可以讓3D物件在縮放時,自動產生更多的三角形,讓物件呈現更為精細的表現。此外新的繪圖引擎也為DirectX 11加入新的Pull Model Interpolation,更快的Geometry Shading及OpenGL效能。


電源調整電路占了不少電路板面積

現在的繪圖處理器除了繪圖計算之外,還可做為通用資料計算功能(GPGPU)處理器,AMD將之稱為Stream運算技術,隨著核心的更新,HD5870也擁有更好的表現,二顆處理器的HD5970當然也就有更強大的平行運算能力。此外它也完全支援DirectCompute 11及OpenCL 1.0。DirectCompute是Windows 7的新功能,讓作業系統可以同時使用中央處理器及繪圖處理器,在支援軟、硬體的配合下,使用者就可以使用如快速影音轉檔等功能。OpenCL則是業界為使用繪圖處理器計算所制定的標準,目前Apple的Mac OS X 10.6(Snow Leopard)已經支援此標準。


HD5970與HD5870/HD5850的規格比較

在單一HD5870晶片的顯示卡,最高功耗達到188W,僅比HD4870(160W)高出28W,待命狀態時則僅需要27W!然而HD5970擁有二顆HD5870繪圖處理器,功耗當然會更高一些。在擁有新的動態電源管理機制下,HD5970整片的最高功耗預估為294W,閒置時則僅需要42W。為了控制整片顯示卡的功耗,HD5970的二顆HD5870預設的工作頻率較低,為725MHz,相當於HD5850的頻率(標準HD5870則是850MHz),在預設的工作頻率下,預估HD5970擁有高達4.64TeraFLops的計算能力!搭配的GDDR5記憶體預設的頻率也是如此,從HD5870的1200MHz,降至1000MHz。HD5970記憶體搭配GDDR5技術記憶晶片,每顆繪圖處理器搭配1GB容量。在每顆處理器內部記憶體控制器介面共分成四組,並設計出最佳化的記憶控制區,提供較佳的效能。因搭配的GDDR5記憶體工作頻率很高,因此還加了EDC(Error Detection Code)及時脈溫度補償,讓記憶體效能可以維持。

HD5970有一個新創舉,高階玩家必定特別有興趣,那就是顯示晶片與記憶體的工作頻率都沒有鎖頻,使用者可以利用工具程式對工作電壓與頻率做調整,在啟動保護機制前,應該可以擁有相當多的調整空間。為了擁有更好的超頻性,HD5970在散熱、電源電路都提供較佳的設計。由於二顆顯示晶片都擁有高速的運算能力,功耗也不低,HD5970在散熱部分也下了一番功夫,除了具有PWM多點可程式控制的鼓風式風扇之外,在主要的晶片上特別採用均熱板(Vapor Chamber),其散熱能力可以達到400W,對於超頻更有有幫助。在電路板後方同樣也加了金屬片做為輔助散熱之用。


二個DVI連接埠加上一個DisplayPort


利用Eyefinity技術支援三台顯示器一起輸出

外觀部分,HD5970與HD5870類似紅黑雙色搭配,但是顯示卡長度更長!公版的HD5970共有三個輸出埠,分別有mini Display Port及二個DVI,最多可同時連接三個顯示器,最高解析度可達到三個2560×1600(7680×1600)。稱為Eyefinity的三顯示技術可以組合三台顯示器,擁有更大的桌面,讓系統能同時顯示更的視窗,對於經常需要在各種視窗切換或是同時觀看不同畫面的使用者特別好用。若是使用有支援的遊戲,也極具娛樂效果!

測試平台

平台設備 說明
處理器 AMD Phenom II X4 965(3.4GHz)
記憶體 A-Data DDR3-1600+ 2GB x2 設定為 DDR3-1333MHz
主機板 華碩 M4A79T Deluxe
硬碟 WD Caviar RE2 500GB SATA
作業系統 Windows 7 Ultimate 32位元
測試軟體
  • 3DMark 06
  • 3DMark Vantage
  • Batman:Arkham Asylum 蝙蝠俠:小丑大逃亡
  • Far Cry 2
  • H.A.W.K
  • Street Fighter IV Benchmark

測試結果


HD5970效能表現真的非常高,稱得上是新一代顯示卡的王者,不論是單純的3D測試軟體或是遊戲軟體都拿到非常高的成績,像3DMark Vanatge都能輕鬆破萬,各種遊戲測試也都擁有極高的分數。這類高階的顯示卡最能發揮效能當屬高解析度應用環境下,搭配大型顯示器與超過1920解析度以上是最好。在定價部分,AMD將HD5970定在599美元左右,價位不算太低,但是擁有這麼高的效能表現下,似乎十分值得。喜歡追求高顯示效能的玩家們,荷包準備好了沒?HD5970正在向你招手!

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