AMD Radeon HD 6990, la nuova capolista dual GPU

AMD Radeon HD 6990 è la nuova capostipite della famiglia HD 6900 e si classifica come la più veloce delle soluzioni AMD per il mercato gaming. Questa scheda è dotata di due GPU identiche e va a scalzare la potente HD 5970. Dalla precedente soluzione dual-GPU, Radeon HD 6990 mantiene le dimensioni generali e un aspetto imponente e "massiccio".
La scheda si caratterizza per la disponibilità  di due GPU Antilles, ciascuna affiancata da 2 GByte di memoria SDRAM GDDR5 su bus a 256 bit. L'architettura interna degli Shader,  di tipo VLIW4 va a modificare quanto visto nella precedente struttura VLIW5, nella quale gli Stream Processor sono suddivisi in gruppi di 5. Secondo il "vecchio" schema, 4 SP sono in grado di eseguire compiti basilari, mentre il quinto è in grado di operare calcoli più complessi.
Con l'architettura VLIW4 si è operata una nuova suddivisione delle unità  SP, con raggruppamenti di 4 core, ciascuna capace di portare a termine operazioni complesse. In questo modo, le due GPU della HD 6990 integrano due Graphics Engine, 24 blocchi SIMD e 96 Texture Unit. In questo modo, le operazioni vengono svolte in modo più efficiente, contribuendo significativamente all'incremento delle prestazioni generali. Il sistema, che sfrutta quattro vie con le medesime potenzialità  elaborative, è in grado di accelerare l'elaborazione delle istruzioni, con incrementi del 10% per mm2, rispetto alla generazione VLIW5.

[tit:HD 6990, i numeri]La nuova proposta al top di gamma AMD andrà  a scontrarsi con l'ammiraglia di casa nVidia, che dovrebbe essere disponibile a breve, la GeForce GTX 590 (due GPU GF110).
Ma cosa offre realmente Radeon HD 6990?
In attesa di poterla "toccare con mano", possiamo effettuare un'analisi relativa all'architettura, in base a quanto dichiarato da AMD. Come è lecito aspettarsi, le specifiche sono impressionanti, le due GPU possono erogare una potenza di 5,1 TFlops Single Precision e 1,27 TFlops Double Precision. A livello costruttivo, la dimensione del Die (realizzato a 40 nm) è di 389 mm2, mentre il numero di transistor impiegato è di 2,64 miliardi, per ciascuna GPU.
La frequenza operativa di ciascun processore è di 830 MHz, ben 105 MHz superiore alle GPU adottate per Radeon HD 5970. Gli Stream Processor offerti da ciascun processore grafico sono 1.536, per un totale di 3.072 SP (HD 5970 sfruttava 3.200 SP). Nonostante un numero di Core inferiore, rispetto alla precedente soluzione Dual GPU, Radeon HD 6990 dispone di 192 Texture Mapping Unit, 32 in più del vecchio modello.
Le unità  ROPs rimangono invariate, per un totale di 64, i comparti Z-Stencil sono 256. Con una simile configurazione si raggiungono Fill Rate di 159,4 GTexel/s e 53,1 GPixel/s. Per quanto riguarda la RAM, il bus di accesso è di 256 bit per ciascun processore, capace di indirizzare 2 GByte per ogni GPU. I moduli utilizzati lavorano a 1.250 MHz e consentono di raggiungere un data rate di 5 Gbps, sensibilmente più alto dei 4 Gbps di Radeon HD 5970.

[tit:AMD PowerTune e il BIOS switch]Anche Radeon HD 6990 è munita del particolare switch di selezione che abbiamo già  potuto osservare nella prova della versione a singola GPU Radeon HD 6970. La scelta della prima o della seconda posizione di questo micro interruttore consente l'accesso e il boot tramite il BIOS primario, o secondario, della scheda. Oltre a garantire la funzionalità  del prodotto anche in caso di corruzione di uno dei due sistemi di avvio, per questa potente versione HD 6990, AMD ha pensato a un'interessante variante.
Avviando infatti la scheda con lo switch in "Posizione2", che è l'impostazione di default della board, sarà  possibile lavorare secondo le specifiche standard, utilizzando un voltaggio GPU standard di 1,12 V. Spostando il selettore in "Posizione1", si passa di fatto alla modalità  di overclock reimpostata di fabbrica.
In questo caso il processore viene portato a 880 MHz, 50 MHz in più rispetto al valore nominale. Viene innalzata anche la tensione operativa fino a 1,175 V, per garantire maggiore stabilità . Si tratta di un'impostazione pensata per gli overclocker e gli utenti enthusiast, che dispongono di case ben aerati e sufficientemente ventilati. Se si lavora in modalità  di overclock, la scheda raggiunge una potenza di calcolo stimata di 5,4 TFlops ed è possibile beneficiare di un incremento di Fill Rate di 10 GTexel/s.

Il controllo dell'incremento di frequenza viene sempre effettuato tramite la tecnologia AMD PowerTune, già  vista in concomitanza del lancio di Radeon HD 6970. I limiti reimpostati, minimi e massimi, variano in funzione della posizione dello switch, assicurando maggiori possibilità  di overclock se si lavora con il selettore in "Posizione1".
AMD PowerTune, lo ricordiamo, viene introdotto per tenere sotto controllo i consumi e i livelli di assorbimento della GPU durante il funzionamento. Questo sistema consente di ottimizzare le richieste energetiche del processore in base al tipo di applicativo che viene eseguito e al carico effettivo a cui è sottoposta la GPU.
àˆ possibile fissare il TDP del processore secondo valori predefiniti, delegando la "lettura" dello stato dei comparti interni a una sezione logica dedicata.
In questo modo, ogni singolo componente viene analizzato in tempo reale, per poter ricavare una mappa dei consumi della board.  Abbinando i dati recuperati durante il funzionamento all'algoritmo di calcolo integrato, è possibile verificare che i consumi complessivi rimangano al di sotto del livello preimpostato. Di fatto il consumo istantaneo varia da applicazione ad applicazione e, per la maggior parte delle volte risulta inferiore rispetto al valore massimo (TDP) della scheda. Sulla base di questa considerazione si è sviluppata la tecnologia PowerTune, che consente di sfruttare al meglio l'intera struttura e di mantenere sotto controllo i programmi più esigenti in termini energetici, limitando le frequenze di lavoro. Per tenere sotto controllo il funzionamento di PowerTune è possibile installare il tool AMD Overdrive, che mette a disposizione un monitor in tempo reale relativo allo stato di funzionamento della piattaforma.

[tit:La board, alimentazione e consumi]Come anticipato, le dimensioni del PCB e del sistema di raffreddamento della HD 6990 dovrebbero essere del tutto analoghe a quelle di HD 5970. Si tratta perciò di una scheda decisamente ingombrante, con una lunghezza di 305 mm.
Ma non sono solamente le dimensioni a richiamare l'attenzione, ma anche la potenza assorbita durante il funzionamento. Se infatti da un lato, si sono raggiunti ottimi livelli nella gestione dei consumi nei momenti di idle e a basso carico, con un valore di appena 37 W a riposo, quando si lavora al massimo, l'assorbimento può salire sino a 350 W (massima potenza tramite PowerTune di 375 W).
Si tratta di valori decisamente rilevanti, considerando che la versione precedente HD 5970 vantava già  consumi record, con i suoi 298 W circa. Overclockando la scheda, o più semplicemente selezionando l'impostazione a 880 MHz tramite il selettore on board, i consumi possono raggiungere i 415 W (450 W regolabile via PowerTune). 
Se pensiamo a due schede di questo genere in configurazione CrossFireX ci accorgiamo che si superano facilmente gli 700 - 800 W di consumo.
In ogni caso, stiamo parlando di un prodotto elitario, per gamer dal portafoglio generoso, perciò disposti a qualche sacrificio in più, anche per quanto riguarda la bolletta dell'energia elettrica. Per poter alimentare adeguatamente la scheda, AMD ha fornito la HD 6990 di due connettori PCI Express ausiliari. La gestione delle tensioni addizionali a 12 V avviene ora tramite due connettori a 8 pin ciascuno, diversamente dalla precedente HD 5970, che sfruttava una configurazione 6+8 pin. La naturale conseguenza è che sarà  necessario un alimentatore solido e molto potente per assicurare un'adeguata alimentazione alla Radeon HD 6990. AMD non ha ancora reso noto quale configurazione sia raccomandata per un uso continuo senza problemi, ma possiamo azzardarci a indicare come valide, unità  per l'alimentazione da almeno 750 W.

[tit:PCB e raffreddamento]Per assecondare le richieste energetiche e termiche delle due GPU, l'approccio dual-GPU di Radeon HD 5970 è stato stravolto, per ottenere un design del PCB completamente diverso. I processori grafici sono ora agli antipodi della scheda, attorniati dai moduli di memoria GDDR5. Il bridge PCI Express che consente di ricreare la configurazione CrossFire tra i due acceleratori si trova in posizione centrale, leggermente più prossimo a una GPU.
Nel dettaglio sono evidenziate le due GPU e i VRM, in posizione centrale.Ciò che è stato completamente rivoluzionato è il comparto di gestione della tensione. I nuovi regolatori di tensione (VRM) "Volterra" sono di tipo digitale e sono stati saldati al centro della board, per creare un equilibrio elettrico e distribuire la potenza necessaria, allo stesso modo, verso i processori.
Questi componenti, più efficienti e capaci di gestire maggiori correnti di passaggio (rispetto alla precedente generazione), sono al centro del nuovo design simmetrico studiato da AMD.
I VRM e gli ASIC selezionati.Per assicurare il massimo delle prestazioni e ottime possibilità  di overclock, il produttore ha inoltre selezionato in modo accurato i singoli ASIC, capaci di sostenere in modo prolungato elevati clock operativi e con un ridotto tasso di dispersione elettrica.
Schema costruttivo del sistema radiante.Anche il comparto radiante è stato rivisto rispetto al passato.
In un guscio contraddistinto da dimensioni analoghe a quelle di Radeon HD 5970, AMD ha modificato il sistema impiegato per evacuare il calore. Sono ora presenti due comparti in rame/alluminio a camera di vapore, invece di un solo elemento. Questo consente di gestire al meglio, e in modo indipendente, le temperature delle due GPU.
 I corpi lamellari sono separati e distinti, al centro è stata posizionata la ventola ad alta efficienza, che in precedenza si trovava in posizione più arretrata, in prossimità  della sezione VRM. Un simile sistema di raffreddamento permette di gestire un TDP complessivo della scheda di ben 450 W, grazie soprattutto a un flusso d'aria generato superiore del 20% rispetto a Radeon HD 5970.

[tit:Output video e Catalyst 11.4]La nuova AMD Radeon HD 6990 ospita, in modo nativo, cinque differenti uscite video, per soddisfare anche i più esigenti.
Oltre all'output DVI, sono saldate direttamente sul PCB quattro porte mini Display Port 1.2. La dotazione standard delle versioni che saranno in vendita prevede la disponibilità  di un adattatore DP/DVI attivo e di uno DP/DVI passivo. In questo modo sarà  subito possibile collegare fino a tre display, sfruttando la tecnologia Eyefinity. Tra le possibilità  offerte, è garantito il controllo di cinque display simultaneamente.
Dragon Age II, in modalità  multischermo Eyefinity.Tra i titoli che saranno disponibili a breve, Dragon Age II, Total War Shogun2, Dirt3 e Deus Ex: Human Revolution, supporteranno la modalità  Eyefinity 5x1 Portrait (con schermi disposti verticalmente). Il controllo del desktop esteso, disponibile secondo diverse varianti, avviene tramite i nuovi Catalyst di seconda generazione, giunti alla versione 11.4.
Dragon Age II, in modalità  multischermo Eyefinity su cinque schermi contemporaneamente.La revisione più recente mette a disposizione, in una grafica rinnovata, numerose funzioni e suggerimenti per il setup dei monitor e la configurazione più adeguata a seconda delle specifiche necessità . Non solo, i rinnovati Catalyst 2 possono controllare appieno le nuove funzioni AA: Mophological AA (MLAA) e Enhanced Quality AA (EQAA).
Vengono supportate inoltre le funzioni di overclock Overdrive con PowerTune, garantendo la modifica del limite massimo di potenza erogata dalla scheda.  àˆ possibile incrementare fino a un massimo del 20% la potenza disponibile, dettaglio utile per eseguire overclock, quando si è alla ricerca delle prestazioni. Analogamente è possibile abbassare fino a un massimo del 20% il livello di alimentazione, in questo modo la scheda viene forzata a mantenere un livello di consumi più basso rispetto al TDP preimpostato. Questa soluzione può essere valida per il contenimento dei consumi e per ridurre la velocità  della ventola di raffreddamento e conseguentemente la rumorosità  prodotta.

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