AMD顯卡新王者 ATI Radeon HD 5870 介紹與實測

GPU進入DirectX 11新世代

由於內部架構設計複雜，讓繪圖處理器也有與摩爾定律接近的發展。然而和中央處理器最大的不同是，繪圖處理器發展會與作業系統相關，特別是微軟的DirectX版本。若未能隨著DircetX版本更新，在遊戲的支援度上便會打一些折扣。
隨著支援DirectX 11的Windows 7即將推出，繪圖處理器也準備進入支援DirectX 11的新世代了。

▼ 即將推出支援DX11的數款新遊戲

AMD搶先推出支援DX11 GPU
在年中的台北國際電腦展(Computex)時，AMD便宣布要推出支援DirectX 11的新繪圖處理器。但當時只有說明，並沒有真正的產品推出。直到現在，AMD才終於宣布推出第一款支援DX11的高階產品，即AMD ATI Radeon HD 5870 (以下簡稱HD5870)。
▼ Evergreen系列產品藍圖

這個新世代系列的產品稱為Evergreen，其中HD5870為Cypress( 柏樹 )，未來雙繪圖處理器產品稱為Hemlock( 鐵杉 )，而中階的產品為Juniper( 檜柏 )以及入門級的Redwood( 紅杉 )及Cedar( 雪松 )，這產品代號皆是常青樹名，也難怪稱為Evergreen系列。
全面採用40nm製程
HD5870採用新一代的40nm製程(繼HD4770之後)，這也宣告AMD繪圖處理器全面轉向40nm製程了。內部結構部分，它比前代HD4870更為複雜，高達21億5千萬顆(2.15 billion)電晶體數，是超過二倍的數量。拜新製程所賜，其晶片面積為334mm平方，比HD4870的263mm平方略大一些。
▼ 5870、5850及4870規格比較

更令人欣慰的是，功耗並沒有提升太多。最高功耗為188W，僅比HD4870(160W)高出28W。而且，因採用了新動態電源管理機制，HD5870在待命狀態時，功耗僅有27W，比HD4870還低63W。
多執行緒處理器架構
在內部架構設計部分，HD5870採用第二代TeraScale架構，提供前一代二倍的計算能力，即超過2 TeraFLOPs。此新架構亦是首款支援多執行緒的繪圖處理器，搭配多核心的處理器將可獲得最佳效益。
▼ Thread處理器架構

這個架構改良許多部分，從指令集、串流處理器數量、繪圖引擎、材質單元到顯示控制…等等。串流處理器部分，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，提供驚人的計算能力。
繪圖引擎主打 Tessellation 鑲嵌技術
就繪圖部分來看，HD5870的繪圖引擎也做了一些改良，其中最重要部分是採第六代技術的 Tessellation 單元。此部分可利用DirectX 11的Hull與Domain Shader來控制及設定，而且採用新的演算法來減少人工。
▼ 繪圖引擎架構

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，就會看到比較明顯的不平滑現象。而Tessellation讓3D物件在縮放時，會自動產生三角形，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。
▼ HD5870的電路板設計相當簡潔

強化Stream運算技術
除了繪圖功能之外，現在的繪圖處理器還有通用資料計算功能(GPGPU)，AMD稱之為Stream運算技術。隨著核心更新，HD5870提升至擁有2.7TeraFLOPs的單精度及544GigaFLOPs雙精度的浮點運算能力。
更重要是硬體完全支援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。為了區分不同硬體的支援能力，也分成了DirectCompute 11、10.1及10，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。
至於OpenCL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。
GDDR5繪圖記憶體
HD5870的記憶體部分採用GDDR5技術，其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。由於搭配的GDDR5記憶體工作頻率很高(1.2GHz)，因此它加了EDC(Error Detection Code)及時脈溫度補償，讓記憶體效能可以維持。
▼ HD5870記憶體架構

▼ 公板上使用Samsung 1Gb GDDR5記憶體，送測的產品共有8顆組成1GB容量

繪圖卡外型
在外觀與輸出部分，這次HD5870採用紅黑雙色，鼓風式風扇搭配二個神似汽車進氣口的設計，提供還不錯的散熱效果，由於顯示卡高速運作時的功耗較高，在出風口可以明顯感受到不低的溫度。

公版的HD5870共有四個輸出埠，分別有HDMI、DisplayPort及二個DVI，最多可同時連接三個顯示器。AMD另外還推出一個Eyefinity6的特別版本，具有6組mini DisplayPort輸出，可以單卡串接高達6台顯示器。
▼ HD5870擁有三種不同的輸出接頭，由左至右分別為DisplayPort、HDMI及二個DVI

▼ Eyefinity6特別版，具有六組mini DisplayPort輸出

▼ 同時使用三個顯示器的用法之一

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 Vista Ultimate SP1
測試軟體	3DMark 06 3DMark Vantage Crysis Far Cry 2 H.A.W.K Street Fighter IV Benchmark

測試結果

▼ Crysis測試：畫質設定為4xAA，其餘皆為Medium

▼ FarCry2測試：畫質設定為4xAA，其它項目全部為High

▼ H.A.W.K測試：畫質設定為4xAA

▼ Street Fight IV測試：畫質設定為4xAA

效能總評

HD5870效能表現真的非常高，稱得上是新一代單繪圖處理器的王者。無論單純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，而過去總是讓顯示卡喘息的Crysis也跑得很順。
在定價策略部分，AMD還是將HD5870定在不到400美元價位帶上，大部分高階玩家應該都還負擔得起。追求高顯示效能的玩家們，荷包準備好了沒？準備下手HD5870吧！

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