[Pré-CES 2012] AMD mostra nova GPU Radeon HD 7970

by MÁRIO NAGANO on 22/12/2011

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Nova aceleradora gráfica topo de linha da AMD foi anunciada hoje e será apresentada em janeiro, na Consumer Electronics Show 2012, em Las Vegas.

Na semana passada, conversamos com Reuven Soraya, diretor mundial de vendas de GPUs da AMD sobre o próximo lançamento de Sunnyvale:—as novas aceleradoras gráficas AMD Radeon da série HD 7900, codinome Southern Islands.

Segundo o executivo, apesar de o segmento de super-entusiastas/hardcore gamers não representar mais do que 6% do mercado mundial de PCs, existe a previsão de que o mercado (como um todo) irá gastar algo como US$ 20 bi só em software para jogos até 2014, o que não é nenhum troco de bala.

De fato, Reuven comenta que o conceito de super-entusiasta varia de acordo com a geografia e a cabeça das pessoas, mas na visão da AMD esse grupo é aquele disposto a investir mais do que US$ 500 numa aceleradora gráfica discreta – e o público inicial para as Radeon HD 7900, que a companhia considera “a GPU mais rápida de todos os tempos”.

Reuven complementa que, neste caso, não estamos falando apenas de força bruta de processamento gráfico e sim de novos conceitos como menor consumo de energia e a maior facilidade de explorar todo o seu potencial em outras aplicações, sejam elas visuais ou não.

Para isso, essa nova GPU foi redesenhada a partir do zero e está sendo produzida no processo de fabricação de 28 nm (nanômetros), um salto evolutivo bastante notável se levarmos em consideração que seu antecessor adota o processo de 40 nm.

Como era esperar de uma linha de produtos batizada de Southern Islands, ela é formada por três GPUs com nomes de linhas: Tahiti (topo de linha), Pitcairn (mainstream) e Cape Verde (versão de entrada).

Momento Cultural Ztop 

Para quem assistiu o filme O Grande Motim (Mutiny on the Bounty) de 1935 ou uma de suasrefilmagens deve se lembrar que Tahiti e Pitcairn são ilhas localizadas no Pacífico Sul, ao contrário de Cape Verde (Cabo Verde) que fica no oceano Atlântico à esquerda da costa da África e logo acima da linha do Equador ou seja, tudo a ver com ilhas dos mares do Sul. 

Para quem não sabe, geração anterior de GPUs Radeon HD 6000 era conhecida como Northern Islands.

Mas voltando ao que interessa, como é comum nesses anúncios a primeira versão a chegar no mercado será a Tahiti, que atende pelo nome comercial de AMD Radeon HD 7900.

… sendo que o primeiro modelo será a placa HD 7970, que incorpora diversas melhorias…

… principalmente quando comparada com sua antecessora, a HD 6970. Note que apesar do seu número de transistores quase ter dobrado (4,31 bilhões), de rodar num clock maior (925 MHz) e dispor de mais memória (3 GB DDR5), seu consumo máximo de energia é apenas 260 watts contra 250 watts da HD 6970. É a boa e velha lei de Moore trabalhando a favor do consumidor final.

Com relação ao seu desenho de referência da nova placa (que pode mudar quando chegar à mão dos fabricantes), a HD 7970 possui um sistema de cooler mais eficiente e silencioso que, ao contrário de seus antecessores, todas as saídas de vídeo (duas Micro Display Port, uma HDMI e uma DVI)  se concentram em um lado da placa, liberando assim o espaço restante para a circulação de ar.

Outro recurso interessante é o recurso de Dual BIOS, que pode ser selecionado por meio de uma chave (Dual Bios Toogle Switch). O interessante é que uma delas é “desprotegida” (unprotected) o que permite que 0 usuário possa até gravar uma BIOS customizada para melhorar ainda mais o seu desempenho e, caso algo dê errado, basta mudar a chave para a posição Factory Default para que ele ative a BIOS original de fábrica e volte a funcionar.

Como dissemos antes, o coração desse novo sistema é a nova GPU codinome Tahiti, que, segundo Reuven, não é apenas uma versão de 28 nm da HD 6900 (Cayman) e sim uma nova microarquitetura chamada de Core Next, cujo desenvolvimento teve início em 2010, época da chegada das GPUs Northern Islands ao mercado. Sua capacidade total de processamento é estimada em 3,79 TFLOPS (trilhões de operações de ponto flutuante por segundo) contra 2,7 TFLOPS da HD 6970.

Para atender a tamanha quantidade de processamento, a HD 7970 é o primeiro produto da casa a adotar um controlador de memória DDR5 de 384 bits e o novo barramento PCI Express 3.0 x16 capaz de trafegar dados a 32 GB/s contra 16 GB/s da versão 2.0.

Outra característica que merece destaque é o fato do Tahiti ser a primeira GPU da compatível com a tecnologia DirectX 11.1.

Segundo o executivo da AMD, aqueles usuários que utilizarem apenas uma placa em seus sistemas não irão notar muita diferença no seu desempenho em gráficos, ao contrário dos sistemas de mais de uma placa configuradas em CrossFire. De fato esse barramento será particularmente útil em aplicações de processamento acelerado (GPGPU), como processamento de mídia.

Essa idéia de fazer com que suas aceleradoras gráficas transcendam a imagem que as placas gráficas servem apenas para jogar e se transformem numa plataforma de computação visual fica claro nos slides abaixo, que mostram que a estratégia dessa nova GPU é formada por três grandes verticais: o novo núcleo de processamento Core Next e as tecnologias AMD Eyefinity 2.0 e AMD App Acceleration.

Cada uma delas agrupa uma série de recursos e tecnologias que envolvem diversos aspectos da computação visual como apresentação de imagens, processamento de áudio, processamento de vídeo, aceleração de aplicações etc.

Com relação ao Core Next, um dos recursos que já existia na HD 6970 é a PowerTune, que ajusta dinamicamente o desempenho da GPU de modo que ela não exceda o seu TDP. Isso permite que quando necessário a placa trabalhe sempre no seu limite sem estressar seus componentes, resultando assim numa melhor confiabilidade, estabilidade e desempenho.

Já o ZeroCore é um recurso que sistematicamente desativa partes do seu circuito quando o PC está fora de uso, baixando o seu consumo para menos de 3 watts.

Trata-se de uma notável redução de consumo, principalmente se comparado com as gerações anteriores (Lei de Moore! Lei de Moore!):

Reuven revelou que essa tecnologia ficou ainda mais interessante no caso dos sistemas com mais de uma placa montada em CrossFire já que, quando não solicitado, é possível manter apenas uma das placas ativas, botando as outras literalmente para dormir (consumindo menos que 3 watts cada). Pela cor dá para se ter uma idéia de quem seja a “Competitive Solution”. 

Outra característica que o executivo destacou na sua apresentação é que HD 7970 tem um bom potencial de overclocking, podendo ultrapassar facilmente a barreira dos 1 GHz. Quando perguntei se isso seria possível com o sistema de cooler do desenho de referência da AMD, Reuven acredita que sim, mas nada muito acima do padrão. O que ele garante que alguns de seus parceiros de fabricação estão trabalhando em soluções próprias de dispersão de calor que podem permitir overclocks bem mais elevados.

Com relação ao desempenho, a AMD divulga que na média a HD 6970 é de 40% a 50% mais veloz que a geração anterior, dependendo da aplicação. Em algumas delas, a diferença mais do que dobra.

… ou até mesmo quadruplica:

Com relação aos outros recursos, a HD 7970 traz diversas novidades como um novo decodificador de vídeo (UVD), que incorpora novos codecs como MPEG-4, DivX e MVC, tudo acelerado por hardware:

Novidade mesmo é o VCE (Video Codec Engine), uma nova unidade que processamento de vídeo capaz de processar seus fluxos (stream) de vídeo…

… usando apenas a sua unidade de processamento (Full Mode)…

… ou tralhando em conjunto com a GPU (Hybrid Mode), aumentando assim a sua capacidade de processamento.

Fora isso, a AMD introduz um novo conjunto de instruções que facilitam a vida do desenvolvedor na hora de implementar esses novos recursos em seus produtos.

Todo esse aumento na capacidade de processamento de vídeo é necessário para a implementação de novos recursos visuais como reprodução de imagens Full HD em 3D (onde o tráfego de informações praticamente dobra)…

… ou mais ainda: apresentação de vídeos em 3D em múltiplas telas:

Fora isso, o VCE já oferece suporte para Ultra High Resolution ou 4k (~ 3.840 x 2.160 pixels) — considerado o sucessor do Full HD 1.080p:

Outro recurso interessante é o DDMA (Discrete Digital Multi-Point Audio), que permite gerenciar diferentes fluxos de áudio por diferentes canais de vídeo a partir de uma única placa, permitindo assim experiências de interação mais realistas. O exemplo abaixo ilustra bem esse recurso, já que numa videoconferência seria possível associar um canal de voz para cada participante.

Outro exemplo interessante é a possibilidade do áudio acompanhar automaticamente o fluxo de vídeo em diferentes telas.

Além disso a Tecnologia Eyefinity 2.0 também recebeu melhorias. De fato, algumas delas já apareceram com o Catalyst 11.10, como suporte para telas dispostas no modo 5×1 de pé (portrait) ou de lado (landscape), composição de telas de tamanhos diferentes e resolução máxima de 16k x 16k:

Já a versão 11.12 e 12.1 em diante mais recursos foram incorporados como suporte para 3D em várias telas, resoluções de tela definidos pelo usuário e a partir da versão 12.2 será possível reposicionar o taskbar em outras partes da tela.

Segundo a AMD, umas das razões que levaram a empresa a desenvolver o Core Next a partir do zero era para melhorar o suporte desse produto para aplicações aceleradas, ou seja, apesar dela valorizar e muito o segmento de gamers, é fato que os outros 94% dos usuários de PC que não são tão jogadores hardcore também poderiam tirar — e muito — proveito dos recursos de processamento numérico das placas gráficas e a HD 7970 dá um passo firme nessa direção, tornando essa plataforma mais amigável para os desenvolvedores de aplicações GPGPU:

Um exemplo dado por Reuvem é o WinZip 16.5, que tira proveito dos recursos de OpenCL (quando disponível) para acelerar o processo de comprimir e descomprimir arquivos.

Os números abaixo mostram a diferença de desempenho com e sem o uso do OpenCL. Curiosamente, esses testes foram realizados com APUs e não com a HD 7970.

Finalmemte, o executivo acredita que o processo de transição da série HD 6000 para HD 7000 comece a acontecer no primeiro quadrimestre de 2012. Primeiro com a chegada da HD 7970, com preço sugerido na faixa dos US$ 550 o que a coloca um pouco abaixo da HD 6990. Na mesma época, deve chegar ao mercados sua irmã menor, a HD 7950.

Como dissemos no início desse post, a AMD irá demonstrar a HD 7970 durante a CES 2012 (e estaremos lá pra ver!)