Rivoluzione grafica

Radeon HD 7970, tutte le novità  dell’architettura Southern Islands. Quattro generazioni di schede grafiche AMD a confronto: come cambiano le prestazioni in ambiente 3D.

di Michele Braga

Il 2011 che ci siamo da poco lasciati alle spalle è stato un anno inconsueto per il settore dell’hardware grafico e l’anomalia emerge in modo ancor più evidente quando si focalizza l’attenzione sul settore dei prodotti per sistemi desktop. AMD e Nvidia ci avevano abituati a una cadenza molto più serrata, indicativamente sei mesi, tra una generazione di architetture e quella successiva; nel 2011 abbiamo assistito a una brusca frenata e a una prolungata assenza di novità  sia tecnologiche che di prodotto.

È difficile individuare con certezza quali siano state le cause di questo cambio di passo, ma la crisi economica, l’incapacità  da parte del software di sfruttare al massimo l’hardware e il buon livello generale di prestazioni offerto dalle schede grafiche esistenti sul mercato sembrano aver placato la fame di aggiornamento degli utenti.

I dati ottenuti attraverso la piattaforma di distribuzione digitale Steam, che raccoglie circa 40 milioni di utenti con una media di presenza online simultanea pari a 5 milioni circa, mostrano comunque cambiamenti importanti. In primo luogo è raddoppiata la percentuale di schede grafiche DirectX 11 con una riduzione più marcata delle soluzioni DirectX 10 rispetto a quelle DirectX 9, segno che sono molte le vecchie configurazioni desktop e i notebook che vengono rimpiazzati solo quando non più funzionanti e che se funzionano non vengono aggiornate. Analizzando nel dettaglio la fisionomia delle soluzioni DirectX 11 si osserva una crescita molto evidente di Nvidia che lo scorso anno soffriva ancora del ritardo accumulato nella commercializzazione dell’ultima serie di schede GeForce GTX e che oggi ha recuperato tutto il terreno perso.

Guardando agli ultimi due anni e mezzo con occhio tecnologico possiamo affermare che i cambiamenti sono stati moltissimi, un segno che dimostra quanto il settore della grafica e di tutti i prodotti destinati alla multimedialità  sia estremamente attivo. Dalle DirectX 9 si è passati alle DirectX 10 e infine alle DirectX 11 sul finire del 2009 con l’arrivo di Windows 7. Questo ha contribuito all’evoluzione dei processori grafici che hanno imboccato una strada che li ha avvicinati in modo progressivo al mondo dell’elaborazione general purpose, indicata con l’acronimo GpGpu quando si riferisce in modo esplicito all’utilizzo dei sistemi grafici utilizzati per svolgere elaborazioni tipiche delle Cpu. Il successo delle architetture grafiche superscalari capaci di una potenza di calcolo impressionante è stato possibile anche grazie alle innovazioni nel campo di lavorazione del silicio. A differenza delle Cpu, le Gpu utilizzano molti più transistor dedicati all’architettura rispetto a quanti ne sono impiegati in una Cpu classica (in queste molto spazio è occupato da transistor dedicati alle cache di secondo e terzo livello). Ciò comporta un consumo energetico elevato che richiede soluzioni specifiche di alimentazione e di raffreddamento.

Oggi grazie alla tecnologia di produzione a 28 nanometri è possibile stipare più di 4,3 miliardi di transistor in circa 365 millimetri quadrati di silicio assicurando un livello di prestazioni superiore a quello passato, un consumo sotto carico in linea con gli standard di alimentazione esistenti (250 watt) e uno a riposo capace di scendere sotto la soglia dei 3 watt. Nel 2008 con il processo produttivo a 55 nanometri i consumi a riposo si attestavano intorno ai 90 watt, mentre nel 2009 e 2010, grazie all’introduzione della tecnologia a 40 nanometri, è stato possibile scendere fino alla soglia dei 20 watt. Nel frattempo il numero di transistor è cresciuto vertiginosamente: basti pensare che la precedente generazione AMD si fermava a 2,6 miliardi di transistor. (…)

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Come abbiamo eseguito le prove

Per analizzare le prestazioni del Radeon HD 7970 e delle schede grafiche AMD che lo hanno preceduto nel corso di questi ultimi due anni e mezzo, abbiamo approntato una piattaforma di fascia intermedia dall’ottimo rapporto tra prezzo e prestazioni. Un processore Intel Core i7 2700K installato su una scheda madre con chipset Intel P67; la configurazione è stata completata con 8 Gbyte di memoria Ddr 3 operanti alla frequenza equivalente di 1.600 MHz e un disco Ssd Intel X25-M con capacità  di 80 Gbyte. Il sistema operativo Microsoft Windows 7 a 64 bit in versione Home Premium è stato aggiornato con Service Pack 1, Windows Update e con le patch relative alle precedenti versioni delle librerie DirectX.

Ciascuna batteria di test è stata eseguita alle risoluzioni di 1.280 x 1.024, 1.680 x 1.050 e 1.920 x 1.080, adottando due impostazioni: senza antialiasing e con filtro anisotropo 4X nel primo caso, filtro antialiasing 4X di tipo multisampling e filtro anisotropo 16X per il set di configurazione più impegnativo. La risoluzione di 1.920 x 1.080 pixel è stata preferita a quella 1.920 x 1.200 pixel perché rappresenta ormai lo standard per i monitor di classe consumer.

Futuremark 3DMark11

Il benchmark 3DMark11 è la versione più recente della popolare suite di test 3D sviluppata da Futuremark e, rispetto alla versione precedente, analizza le prestazioni con nuovi e più impegnativi effetti grafici di tipo cinematografico. Questo benchmark funziona solo con schede che supportano le librerie DirectX 11. Il risultato sintetico è ottenuto dalla combinazione dei punteggi conseguiti nei test Gpu (Gpu Score) e nei test Cpu (Cpu Score).

Futuremark 3DMark Vantage

Il benchmark 3DMark Vantage genera un risultato sintetico dalla combinazione dei punteggi fatti registrare dai DirectX 10 dedicati alla Gpu (Gpu Score) con quello della Cpu (Cpu Score). Il primo è misurato con i due test Jane Nash (scena con punti di luce dinamici e complessi algoritmi d’illuminazione delle superfici) e New Calico (movimentazione di un elevato numero di oggetti rigidi). Per il test Extreme abbiamo modificato la risoluzione standard (1.920 x 1.200) con quella personalizzata a 1.920 x 1.080.

Unigine Heaven 2.5

Questo benchmark utilizza il motore grafico sviluppato da Unigine con supporto alle librerie grafiche DirectX 11 e alle funzionalità  di tessellation dinamica e compute shader. La Gpu viene messa sotto carico generando scene in movimento con una continua variazione del livello di dettaglio delle geometrie e effetti di illuminazione. Nei nostri test abbiamo mantenuto il parametro di tessellation al valore standard (normal), mentre abbiamo modificato gli altri effetti di qualità  in base alle impostazioni di prova.

Capcom Lost Planet 2

Il secondo episodio della saga Lost Planet si avvantaggia in modo consistente delle tecnologie DirectX 11 utilizzando le funzioni DirectCompute così come quelle di tessellation combinate con la tecnica del displacement mapping per incrementare il livello di qualità  nella riproduzione delle superfici d’acqua, del terreno e dei personaggi di gioco. Il benchmark è uno strumento valido per misurare le prestazioni delle schede grafiche e in generale delle configurazioni desktop per il mercato consumer. In tabella abbiamo riportato i risultati ottenuti in modalità  DirectX 11 (è presente anche quella DirectX 9) con il Test B, ovvero quello che riproduce le medesime condizioni di calcolo sulla Gpu così da generare risultati comparabili.

Codemaster Dirt 3

Il terzo titolo della saga delle corse rallistiche Colin McRae Rally Series prodotto da Codemaster è sviluppato sul motore grafico Ego Engine, versione modificata di quello Neon sviluppato da Codemaster e Sony Computer Entertainment per il primo titolo della serie. Il benchmark integrato esegue un circuito su neve dove ai normali effetti di grafica si aggiungono quelli per la gestione delle particelle, necessari per rendere realistiche le nuvole di neve e fumo, e dell’illuminazione dinamica.

Batman Arkham City

Sviluppato dai Rocksteady Studios, questo titolo utilizza la più recente versione del motore grafico Unreal Engine 3, aggiornata per sfruttare le tecnologie introdotte da Microsoft con le librerie DirectX 11, così come quelle di accelerazione hardware per la simulazione fisica Nvidia PhysX. Durante il benchmark integrato nel gioco la camera di ripresa sorvola ambientazioni di gioco caratterizzate da differenti livelli di dettaglio di oggetti e geometrie, così come da una diversa complessità  degli effetti grafici e di illuminazione.

Il benchmark, che fornisce il valore medio di fotogrammi prodotti dalla scheda grafica, è tra i più impegnativi di questa prova. Abbiamo utilizzato un livello di dettaglio elevato per tutti i parametri grafici, ma abbiamo mantenuto sul livello “normale” quello relativo alla tecnologia di tessellation.

Tom Clancy’s H.A.W.X.

La prima versione del benchmark Hawx si avvale della tecnologia DirectX 10, di texture ottenute attraverso riprese satellitari e mostra scene di volo con generazione complessa del terreno sottostante. Il bechmark, che può essere installato in modo separato dal gioco, permette di modificare le sole impostazioni di base della qualità  visiva.

Tom Clancy’s H.A.W.X. 2

Il secondo capitolo di Hawx è ottimizzato per i processori grafici di classe DirectX 11. Il gioco prevede l’opzione terrain tessellation che trasferisce all’hardware la gestione del terreno di gioco permettendo la generazione di un elevato numero di poligoni con un basso impatto sulle prestazioni finali. Hawx 2 può essere eseguito sia modalità  DirectX 9 che 11, ma solo in quest’ultima è possibile abilitare il terrain tessellation. L’eseguibile per la versione DirectX 11 è presente nella cartella d’installazione del benchmark.

Per eseguire questo test è necessario creare o disporre di un account sul sito Ubisoft; qualora non lo si possieda è possibile crearne uno in modo gratuito durante l’installazione del benchmark. Per eseguire il test è necessaria una connessione Internet per il login con il proprio account.

The Last Remnant Benchmark

The Last Remnant è un test basato sul motore grafico Unreal Engine 3 aggiornato alla sua versione con supporto alle librerie Microsoft DirectX 10. Questo benchmark, estratto dal gioco completo, non richiede installazione: una volta scaricato basta lanciare l’eseguibile per entrare nel menu di selezione della risoluzione di test. Per eseguire il test con antialiasing è necessario impostare questa opzione attraverso i driver della scheda grafica. (…)

Estratto dal numero 251 di febbraio 2012 ora in edicola

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