Intermezzo - A Fermi refresh és a kajmán

Piaci megjelenés

2010-ben valamiféle sietségi verseny jellemezte a VGA-piacot – a nagy nehezen megjelent GTX 480 után az nVidia igyekezett első lenni a középkategóriás VGA-jával (ilyen az AMD-nek akkor nem volt, a HD 5770 a legnagyobb jóindulattal sem volt ez a kategória), és nyáron hozta a GF104-re épülő GTX 460-at, néhány hónappal később pedig az AMD jelent meg egy termékfrissítésnek tűnő, de nomenklatúra terén nehezen értelmezhető HD 6870-nel, ami sokkal olcsóbb volt, mint a HD 5870, ugyanakkor valamivel lassabb. És hogy az átszámozós káosz valami értelmet nyerjen, decemberben jött az új, Cayman kódnevű GPU-ra épülő HD 6970, eddigre viszont már a piacon volt a kicsit megfoltozott GF110 chipre épülő GTX 580, sőt, a GTX 570 is.

Nem célja a cikknek a piaci helyzet részletes elemzése, de itt egy fontos dolog történt: míg a HD 5870 kényelmesen gyorsabb volt a GTX 470-nél és kevesebbe került (a valamivel gyorsabb GTX 480 pedig 40%-kal többe fájt), a HD 6970 már egy szintre került a GTX 570-nel mind teljesítményben, mind árban. Ennek a műszaki okait mindjárt taglalom, viszont üzleti szempontból ez óriási mellényúlás volt az AMD részéről, aminek hosszabb távon fájdalmas következményei lettek.

Mellékdal: 2011 tavaszán jöttek a két GPU-val szerelt kártyák. Két irdatlan drága, szerencsés esetben irdatlan gyors kazán volt a HD 6990 és a GTX 590, és a hatékonyabb működés miatt a HD 4870X2 vs GTX 295 meccshez hasonlóan itt is az AMD nyert – hajszállal. Itt kezdődött a két GPU-val szerelt megoldások marginalizálódása, a folytatásban nem foglalkozom velük.

A legfontosabb változások az architektúrákban és a GPU-k felépítésében

Miután az nVidia mindössze frissítette a Fermi GPU-kat, érdemi változások csak az AMD oldalon voltak:

HD 6970 vs HD 5870
A Caymanban két olyan változás történt meg, amelyek fontosak voltak, logikusnak tűnnek, és a 2 évvel később megjelenő GCN architektúra tükrében teljesen érthetetlen, hogy miért volt rájuk szükség. Az egyik a geometriai kapacitás megduplázása, a másik pedig a VLIW5 végrehajtók VLIW4-re cserélése. Az első változás megszüntette a HD 5870-ben már szolidan jelentkező geometriai szűk keresztmetszetet, és lehetőséget teremtett egy újabb GPU-duplázásra (amivel aztán az AMD nem élt), a másik pedig a számítási hatékonyságot volt hivatott növelni – ez utóbbi sikeresnek tűnik.

Lássuk a változásokat számokban:

A GTX 580-nál elég egyszerű a helyzet – a teljes értékű chipnek köszönhetően 6,6%-kal nő a számítási teljesítmény és a textúrázási kapacitás, amire további 10%-ot rátesz a magasabb órajel. Egy kicsit a sávszélesség is nőtt, így 14% javulást várunk a GTX 480-hoz képest.
A HD 6970-nél nagy az összevisszaság – a setup az egekben, az elméleti számítási kapacitás csökkent (az effektív nőtt, de ezt kimutatni nem tudom), ezen felül a textúrázás és a memória kapott némi boostot. A várt sebességnövekedés itt is hasonló, 11%.

Mindez a gyakorlatban:

A Cayman sebességben utolérte a GTX 480-at, viszont közben a GTX 580 meglépett – minimálisan nőtt az előny nVidia oldalon. Fogyasztás terén romlott a Radeon, de még így is jelentősen jobb a versenytársnál, és ugyanez a helyzet a fizikai paraméterekkel is.
A tényleges sebességnövekedés nagyon hasonló a kalkulálthoz – a Cayman minimálisan többet gyorsult, utalva arra, hogy a Cypress még csak minimálisan fájdalmas szűk keresztmetszete(i) enyhítésre, ill. felszámolásra kerültek.

A hatékonysági mutatók így festenek:

Ezen a grafikonon látszik, hogy vagy a pirosak csináltak valamit rosszul, vagy a zöldek jól – míg a HD 5870 30%-kal volt hatékonyabb a GTX 480-nál (plusz még kb. 10% előnyük volt a gyártástechnológiában is), a HD 6970 és a GTX 580 szinte azonos szinten van, leszámítva a gyártást, ahol továbbra is a Radeon a jobb. A zöld oldal hatékonysága értelemszerűen javult, viszont a pirosé romlott.

GTX 580 vs HD 6970 - konklúzió

Amikor eleget kínoztam a számokat az előző oldalon, akkor végül elárulták, hogy a Fermi minden baja ellenére elkezdte zárni az ollót a konkurenciával szemben – ez a folyamat az új AMD-s GPU és a frissített Fermi között felgyorsult, és az nVidia utolérte a konkurenst. Ennek egyik oka, hogy a Cayman volt az AMD első Kanossza-járása a setup probléma megoldására, a másik pedig az, hogy a krokodilos GPU-t eredetileg 32 nm-re tervezték, és a 40 nm kényszermegoldás volt, ki tudja, milyen kompromisszumokkal. Ott volt tehát a lehetőség, hogy a visszaesés csak átmeneti – ha a Cayman által kijelölt irányban halad tovább az AMD, akkor a következő generációban ez a csuklás nyom nélkül eltűnhet.

Az intermezzo intermezzoja - az első DirectX 11-es generáció Tier 2-es GPU-i

Mielőtt továbbmennénk 2012-be, még egy dolgot érdemes megvizsgálni. 2008-tól kezdve az nVidia behemót méretű Tier 1-es chipjei egy kategóriával kisebb versenytársak ellen voltak kénytelen küzdeni - bár beszélni nem beszéltek róla, ez biztosan nem tetszett a cégvezetésben senkinek, különösen nem a hiúságáról közismert Jen-Hsun Huangnak. Ezért a GF104 (és a GF114) tartalmazott némi hangolást a GF100-hoz (és a GF110-hez képest) – vizsgáljuk meg, hogyan sikerültek.
A fizikai paramétereket most nem részletezem, a versenyzőkről pedig annyit, hogy az "előző generációként" most a közel azonos méretű HD 5870 és GTX 460 1GB szerepel, új generációként viszont a logikus GTX 560 Ti-vel szemben a HD 6870-et állítom, mert a benne dolgozó Barts GPU a Cypress egyfajta finomítása – igaz, másképpen, mint ahogy a GF114 és a GF104 között történt.

Lássuk akkor a tényleges számokat:

Hatékonysági elemzés nélkül is látszik, hogy miért volt értelme a Barts chipnek: közel ugyanakkora a teljesítménye, mint a Cypress-nek, lényegesen kisebb chipméret mellett, ami az előállítási költség szempontjából fontos.
Míg a GF104 ugyanakkora, mint a Cypress, az előző generációban fel sem merült az összevetésük, mert a HD 5870 34%-kal gyorsabb volt a GTX 460 1GB-nál. Ezt a különbséget a GTX 560 Ti majdnem teljesen ledolgozza, és az összes többi paraméterben is majdnem pont a HD 5870 mellett van – sőt, tranzisztorszám terén még jobb is. Persze a 15-16 hónap alatt az AMD sem pihent, a Barts a GF114-nél is kedvezőbbnek tűnik – lássuk, mennyivel!

A válasz pedig az, hogy vegyesen. Míg teljesítmény / fogyasztás terén kicsivel nőtt az AMD előnye (a GTX 460, szemben a GTX 480-nal, már nem állt rosszul ezen a téren), tranzisztor-hatékonyságban a GF114 megelőzi a Cypress-t, és csak 6%-kal van elmaradva a Barts-tól. Gyártási hatékonyságban továbbra is tarol az AMD.

Mi következik mindebből? Látható, hogy a HD 4870 generációjában megszerzett tetemes (34%-os) tranzisztor-hatékonysági előny majdnem elfogyott, miközben az nVidia végrehajtott egy igen komoly és fájdalmas architekturális átalakítást. Vagy úgy is lehet tekinteni a dolgokat, hogy az nVidia a Fermivel egy kicsit megelőzte az AMD Cypress-ét – igaz, hogy több mint egy év késéssel. Elemzési célokra ez utóbbi megközelítés a jobb, több okból is. Egyrészt a következő generációban a felső kategória már mindkét gyártónál Tier 2-es chipekre fog épülni, és a Barts épp a Tier 2 / Tier 3 határon van, míg a Cypress kb. a Tier 2-es kategória közepén. Másrészt hasonló alapról indulva látványosabb lesz, hogyan változtak a hatékonysági mutatók. Harmadrészt pedig, sajnos, látni fogjuk, hogy az AMD a több mint egy év előny jelentős részét elherdálta a Caymannal...

A cikk még nem ért véget, kérlek, lapozz!