Обзор AMD FirePro W9100 | Hawaii в профессиональной среде
Впервые с 2007 года AMD оснащает видеокарты под маркой FirePro действительно крутым графическим процессором. Hawaii оснащён 6,2 млрд транзисторов – это на 44% больше по сравнению с чипом Tahiti, который установлен в устройстве FirePro W9000. При этом оба процессора изготовлены на основе техпроцесса 28 нм.
В чём ещё заключается сходство между предыдущим флагманом и более новым изобретением? Спасибо, что спросили.
Для начала давайте сравним технические характеристики двух видеокарт Nvidia Quadro и модели AMD FirePro W9100. Возможно, это послужит нам основой для наших предположений относительно производительности. В то время как флагман AMD стоимостью $4000 стоит дороже, чем Quadro K5000, он оценивается немного дешевле, чем Quadro K6000. Так что и в следующей таблице наша новинка находится посередине.
| Nvidia Quadro K6000 | AMD FirePro W9100 | Nvidia Quadro K5000 | |
| Кол-во шейдерных ядер | 2880 (CUDA) | 2816 | 1536 (CUDA) |
| Производительность FP32 (SP), ТФлопс | 5,2 | 5,24 | 2,2 |
| Производительность FP64 (DP), Тфлопс | 1,73 | 2,62 | 0,09 |
| Объём памяти, Гбайт | 12 | 16 | 4 |
| Шина памяти, бит | 384 | 512 | 256 |
| Пропускная способность памяти, Гбайт/с | 288 | 320 | 173 |
| Наличие памяти с коррекцией ошибок (ECC) | Да | Да | Нет |
| Пропускная способность PCI Express, Гбайт/с | 32 | 32 | 16 |
| Максимальное количество дисплеев 4K2K для подключения на частоте 30 Гц | 2 | 6 | 2 |
| Максимальное количество дисплеев 4K2K для подключения на частоте 60 Гц | 2 | 3 | 2 |
| Потребляемая мощность видеокарты, Вт | 187 (3D-нагрузка), 202 (GPGPU) | 245 (3D-нагрузка), 260 (GPGPU) | 126 (3D-нагрузка), 145 (GPGPU) |
Если вы располагаете более высокой производительностью, то достигнете и новых возможностей. Продукция AMD чаще всего изготавливается для удовлетворения потребностей пользователей в разных сферах профессиональной деятельности, включая техническую, медицинскую и финансовую (и не забываем о развлечениях) – это и есть её сильные стороны. Но, учитывая такой мощный графический процессор Hawaii и GCN-архитектуру, которые подойдут для процессов, характеризующихся высокой вычислительной нагрузкой, компания рассчитывает также покрыть сегменты виртуализации, онлайн-игр и информационных панелей.
В таком стремлении, безусловно, есть свой смысл, поскольку приложения для рабочих станций всё больше и больше затрагивают ресурсы графического процессора. Зато в настоящее время вы можете одновременно запускать рабочие процессы систем CAD и CAE. Запуск следующего изображения вместе с обработкой предыдущего уже не является несбыточной мечтой, и такая цель вполне достижима. Никаких границ не существует и для выполнения задач общего назначения, включая 3D-графику.
У AMD достаточно опыта в работе с 3D, и теперь развитию подлежит GPGPU. Способствуя этому, компания нацелена на поддержку OpenCL в качестве альтернативы Stream и CUDA. Как мы уже наблюдали в различных сложных приложениях, при параллельном выполнении непростой вычислительной работы происходит оптимизация прироста производительности.
Тенденция использования на рабочем месте устройств с разрешением 4К (3840x2160 пикселей) также заметна, поскольку они дают инженерам и специалистам в области графических приложений гораздо больше возможностей для работы. И в то время как более высокая детализация приносит пользу 3D-приложениям, даже для 2D-задач, включая программирование, используется преимущество дополнительного места на экране и высокой плотности пикселей, характерных для 4К-дисплея.
Точно так же и профессиональные рабочие станции получают возможность редактирования видео высокого разрешения в режиме реального времени. Такое устройство, как AMD FirePro W9100, должно ускорить не только обработку видео- и фотофильтров, но и процесс кодирования/декодирования.
Рынок графических решений для рабочих станций довольно изменчив, а границы между различными сегментами становятся всё более размытыми, так же как накопление информации и рабочие нагрузки становятся более конкретными, чем раньше. CAD, CAE, M&E, приложения моделирования для профессионалов энергетической отрасли.… Самая свежая из видеокарт AMD – AMD FirePro W9100 – разработана для выполнения большинства всех этих задач. Впрочем, хватит общих слов, давайте-ка лучше испытаем нашу видеокарту.
Обзор AMD FirePro W9100 | Различия между графическими процессорами Hawaii и Tahiti
И хотя площадь кристалла Hawaii 438 мм? меньше, чем у GK110 на видеокарте Nvidia Quadro K6000, всё равно этот графический процессор остаётся самым крупным из всех, которые когда-либо были выпущены. У легендарного R600 она была равна "всего лишь" 420 мм?.
Во многих отношениях реализация архитектуры AMD Graphics Core Next практически идентична Tahiti в AMD FirePro W9000. В частности, структурные элементы вычислительного блока остались прежними: 64 шейдерных ядра, совместимых со стандартом IEEE 754-2008, состоят из 4 векторных и 16 текстурных блоков.
Конечно же, у Tahiti в серии видеокарт AMD FirePro W9000 замечены и улучшения, в число которых входят прямая адресация устройств для поддержки стандартных соглашений о связях, повышение точности исходных операций LOG и EXP, а также оптимизация функции MQSAD, что приводит к ускорению выполнения алгоритмов анализа параметров движений.
С введением DirectX 11.2 была внедрена и программируемая фиксация уровня детализации (LOD), а также возможность оповещения шейдерного процессора о наличии постоянной поверхности. Обе функции относятся ко второму уровню и связаны с ресурсами процессора с топологией типа двухмерной решётки.
В основном, отступление от графических процессоров на устройствах серии W9000 связано с расположением вычислительных блоков, ведь у Tahiti использовалось 32 вычислительных блока с общим количеством 2048 шейдерных ядер и 128 блоков текстурирования. В свою очередь, Hawaii имеет 44 вычислительных блока в четырёх шейдерных движках, и такая технология получила название Shader Engines. Нетрудно посчитать, что теперь у нас в наличии есть 2816 шейдерных процессора и 176 блоков текстурирования.
Также в новом GPU используются восемь обновлённых движков асинхронных вычислений (Asynchronous Compute Engine), которые отвечают за планирование задач в реальном времени и фоновые задачи на CU. В устройствах серии W9000 имеются два ACE, и каждый из них управляет восемью очередями (всего получается 64) и имеет доступ к кэшу L2 и общей памяти.
Таким образом, общую эффективность можно повысить, выделив большее количество ресурсов для выполнения вычислительных и графических задач.
Внешний интерфейс W9000 перемещает вертексные данные на шейдерные ядра через пару геометрических процессоров. Структура из четырёх шейдерных движков Shader Engine помогает видеокарте AMD FirePro W9100 удвоить это количество, обеспечив работу четырёх простейших элементов вместо двух за тактовый цикл. Расширение коснулось и промежуточного хранилища между внешним и внутренним интерфейсом для сокрытия задержек и реализации максимально возможной пиковой пропускной способности простейших элементов.
В дополнение к выделенному геометрическому движку (и 11 CU), Shader Engine также содержит свой собственный блок растеризации и четыре внутренних интерфейса для рендеринга с возможностью вывода 16 пикселей за такт. 64 пикселя за такт по всему GPU – это вдвое больше, чем у серии W9000. Hawaii обеспечивает до 256 команд задания глубины и формата за тактовый цикл – и это тоже вдвое больше по сравнению с Tahiti (128 команд).
Для видеокарты, предназначенной для работы на высоком разрешении, полезна большая скорость прорисовки пикселей, и во многих случаях, согласно AMD, при этом эффект "бутылочного горлышка" в плане производительности операций прорисовки пикселей теперь более очевиден относительно пропускной способности памяти.
Общий кэш второго уровня для записи/чтения вырос по сравнению с Tahiti (768 Кбайт) до 1 Мбайт. Он разделён на 16 частей по 64 Кбайт, а увеличение на 33% приводит к повышению пропускной способности между кэшем L1 и L2 на те же 33%, достигая 1 Тбайт/с.
Понятно, что повышение пропускной способности с добавлением 768 шейдерных ядер и удвоением скорости прорисковки пикселей в рамках внутреннего интерфейса предъявляют дополнительные требования к подсистеме памяти Hawaii. AMD обходит эту проблему, внедряя обновлённый контроллер.
Новый GPU использует 512-битную совокупную шину, занимающую, по словам сотрудников компании, на 20% меньше пространства в сравнении с 384-битной шиной у Tahiti и обеспечивающую вдвое большую пропускную способность на 1 мм?.
Как такое стало возможным? Высокая скорость передачи данных развивается за счёт потери пространства на кристалле и, доходя до уровня 6 Гбит/с при повышенном напряжении, шина Tahiti выглядит менее эффективной, по сравнению с шиной Hawaii, предусматривающей более низкие частоты и напряжение, а значит, и физически более компактной. В случае с AMD FirePro W9100 512-битная шина развивает скорость 5 Гбит/с с полосой пропускания до 320 Гбайт/с. В сравнении с этим показателем, пропускная способность памяти Tahiti не превышала 288 Гбайт/с.
Обзор AMD FirePro W9100 | Размеры, вес и различные особенности
Теперь коротко ознакомимся с техническими спецификациями новинки.
| Размеры и вес | |
| Длина | 281,9 мм, включая разъёмы питания > 300 мм (разъёмы питания PCIe находятся сзади) |
| Ширина | 34 мм на печатной плате со стороны кулера 5 мм на задней части печатной платы |
| Высота | 103,1 мм от верха до PCIe-разъёма |
| Вес | 1,098 кг |
Видеокарта выглядит довольно скромно. Она заключена в чёрный пластиковый кожух, поэтому тут же в памяти всплывает модель Radeon HD 6970. Кажется, что в конструкции остался даже тот же самый референсный кулер, что заставляет насторожиться, если вспомнить о модернизированных видеокартах Nvidia Quadro.
Система охлаждения в видеокарте AMD FirePro W9100 включает в себя ту же испарительную камеру, что была задействована в модели AMD FirePro W9000. Выпуклый красный вентилятор контролирует пропускание воздуха через кулер, а вывод воздуха осуществляется через левую часть видеокарты и панель ввода/вывода. Как мы знаем из обзоров видеокарт и , такая конструкция не отличается низким уровнем шума, но зато мы уверены в том, что она способна полноценно исполнять свои прямые обязанности.
Задняя часть AMD FirePro W9100 закрыта металлической пластиной, которая не только добавляет жёсткости, но и более эффективно охлаждает модули памяти на этой стороне печатной платы.
На нижней части AMD FirePro W9100 нет ничего, кроме кожуха.
На верхней части AMD FirePro W9100 нет разъёмов CrossFire – GPU Hawaii использует DMA с поддержкой CrossFire через шину PCI Express. Здесь, как и на видеокарте AMD FirePro W9000, существует возможность подключения к модулю синхронизации с FirePro S400.
Сзади располагаются шести- и восьмиконтактные разъёмы для дополнительного питания, и о них мы расскажем в тот момент, когда начнём изучение энергопотребления AMD FirePro W9100.
Панель с разъёмами
Помимо шести разъёмов mini-DP с поддержкой подключения до шести 4К-мониторов с частотой 30 Гц (или трёх 4К-мониторов с частотой 60 Гц), здесь также содержится трёхконтактный порт mini-DIN для подсоединения 3D-мониторов.
![Обзор AMD FirePro W9100. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 0 отзывов]](/forum/images/icons/icon5.gif){kind=icon}
