2. 듀얼 그래픽엔진 탑재한 HD 6900
AMD는 라데온 HD 6000 시리즈 첫 제품으로 라데온 HD 6870과 HD 6850의 2종을 발표했으며, 이전 라데온 HD 5800 시리즈에서 내부 스펙을 재정의해 전력효율과 성능을 높였다.
이와 함께 약 3년 여만에 하이에드 시장을 타겟으로 하는 라데온 HD 6900 시리즈를 투입함으로써 하이엔드 시장을 선점하고 있는 지포스 500 시리즈와 직접적인 경쟁이 가능해질 것으로 알려지고 있다.
하이엔드를 타겟으로 하는 라데온 HD 6900 시리즈
1세대 DX11 경쟁에서는 라데온 HD 5000 시리즈를 경쟁사보다 빠르게 출시해 AMD가 DX11 시장을 유리하게 이끌어왔지만, 올해 하반기 전력효율과 성능을 개선한 지포스 GTX 460 시리즈의 등장으로 하이엔드에 이어 퍼포먼스 메인스트림 시장부터 본격적인 경쟁이 이루어졌다.
이후 2세대 DX11 경쟁에서는 AMD는 퍼포먼스 메인스트림에 라데온 HD 6800 시리즈를 투입해 지포스 GTX 460을 견재했고 하이엔드 라인업은 엔비디아 (NVIDIA)가 지포스 500 시리즈를 시장에 먼저 투입해 라데온 HD 6900 시리즈보다 하이엔드 시장을 미리 선점했다.
라데온 HD 6900 시리즈는 사실상 라데온 HD 5800 시리즈를 대체하는 성격의 제품으로 그동안 퍼포먼스급 GPU로 스윗스팟 전략을 이어왔던 AMD에게는 라데온 HD 2900 시리즈 이후 하이엔드에 재진입하는 성격의 제품이다. 라데온 HD 6900 시리즈는 라데온 HD 6950과 HD 6970의 2종이 등장하게 되며, 라인업 위치상 듀얼 GPU 기반의 라데온 HD 5970 아래에 위치하고 HD 6970은 지포스 GTX 580과 GTX 570 사이, HD 6950은 지포스 GTX 460/ 470과 GTX 570 사이에 위치하게 된다.
40nm 공정은 유지, 트랜지스터는 소폭 증가
라데온 HD 6900 시리즈는 1세대인 라데온 HD 5800 시리즈와 같은 40nm 공정으로 만들어진다. 원래 32nm가 계획되었으나 TSMC 등의 반도체 제조사들이 이 공정을 건너뒤고 28nm 공정으로 이동하면서 AMD와 엔비디아 양사는 2세대 DX11 카드들을 TSMC에서 기존의 40nm 공정을 그대로 이용하여 만들고 있다.
라데온 HD 6900 시리즈는 다이사이즈와 트랜지스터 집적도도 높아졌는데 이는 개선된 아키텍처를 비롯하여 듀얼 그래픽엔진의 도입 등과 같은 내부적인 변화에 따른 것으로 알려져 있다. 라데온 HD 5800 시리즈는 21억 5천만 개 (2.15B)의 트랜지스터가 집적되었는데 라데온 HD 6900 시리즈는 4억 9천만 개가 더 늘어난 26억 4천만 개의 트랜지스터가 집적되고 다이사이즈도 389mm2로 334mm2인 라데온 HD 5800 시리즈 (RV870)보다 더 커졌다. 참고로 지포스 GTX 570/ GTX 580에 사용된 GF110은 529mm2 (30억 개), 라데온 HD 6800 시리즈는 255mm2 (17억 개), 지포스 GTX 460 시리즈에 사용된 GF104는 331mm2 (19억 5천만 개)다.
효율을 개선한 듀얼 그래픽엔진 아키텍처
라데온 HD 6970은 24 SIMD로 1536SP, 라데온 HD 6950은 22 SIMD로 1408SP를 제공하며, 텍스처 유닛은 96/ 88개를 각각 제공하며, 메모리 인터페이스는 라데온 HD 5800 시리즈와 같은 256bit 인터페이스가 유지된다.
[라데온 HD 6900, 듀얼 그래픽엔진 탑재로 개선된 아키텍터]
라데온 HD 5800 시리즈는 등장이전부터 듀얼코어화된 GPU로 알려졌는데 그래픽카드는 이미 CPU 코어에 해당하는 스트림 프로세서 (SP)가 멀티코어를 구성한 것을 고려하면 CPU 방식의 듀얼코어화와는 다르다고 볼 수 있으나 그 구조적인 부분은 서로 비슷한 모습을 취하고 있다. 그러나, 라데온 HD 5800 시리즈는 그래픽 처리 엔진은 하나를 유지하고 스트림 프로세서 군을 분할해 불완전한 듀얼코어화의 구조를 가졌다면, 라데온 HD 6900 시리즈는 듀얼 그래픽엔진과 스레드 처리를 다루는 UTDP (Ultra Threaded Dispatch Processor)도 듀얼을 구성해 이전보다 CPU식 듀얼코어화의 완성형에 가까운 모습을 보여준다.
라데온 HD 6900 시리즈는 듀얼 그래픽엔진과 듀얼 래스터라이저를 탑재해 이분화되어 그래픽을 처리하여 이전보다 처리효율을 개선할 수 있을 것으로 알려지고 있다. 쿼드코어화된 엔비디아의 페르미 (Fermi)와 같이 개선된 내부 구조를 바탕으로 지오메트리 성능과 DX11 및 테셀레이션 처리 성능을 비롯하여 그래픽 전반의 성능과 효율을 높일 수 있을 것으로 예상된다.
HD 5870 대비 테셀레이션 최대 3배 향상
라데온 HD 6900 시리즈는 듀얼 그래픽엔진을 탑재하게 되면서 DX11과 테셀레이션 처리 성능도 개선할 수 있게 되었다. 이는 테셀레이션 처리 유닛의 수도 2개로 늘었고 고레벨의 테셀레이션 처리에서 버퍼 지원 향상으로 처리 성능 개선 등을 포함한 8세대 테셀레이션 유닛이 탑재되었기 때문이다. 라데온 HD 5870 대비 라데온 HD 6900 시리즈는 최대 3배의 테셀레이션 처리 성능을 제공하는 것으로 알려지고 있다. 라데온 HD 6800 시리즈는 1개의 테셀레이션과 HD 5800 시리즈보다 개선된 7세대 테셀레이션이 탑재된 바 있어 HD 5800 시리즈를 약간 앞서는 DX11과 테셀레이션 성능을 제공했다.
스트림 프로세서 구조는 5-Way VLIW에서 4-Way VLIW 아키텍처로 변경
스트림프로세서 (Strem Processor, SP)의 구조는 라데온 HD 2900 시리즈 이후 5-Way VLIW (5D) 구조를 이어왔으나 라데온 HD 6900 시리즈는 기존의 5-Way에서 4-Way VLIW (4D) 구조로 교체되었다. SFU (Special Functioin Unit) 즉, T-Uint으로 알려진 추가 유닛은 제외되고 4개의 SP 유닛 즉, 코어들이 SFU가 담당했던 기능들을 서로 함께 처리하게 교체되었다. VLIW4 구조는 mm2 당 성능을 10% 더 늘릴 수 있다고 설명되고 있으며, 스케쥴러 및 레지스터 관리 단순화, 로직 재사용을 늘려 처리성능을 개선할 수 있을 것으로 알려지고 있다.
GPU 컴퓨트 향상
라데온 HD 6900 시리즈는 듀얼 그래픽엔진과 4D VLIW 아키텍처적인 개선으로 이전보다 처리효율을 높이고 있는데 GPU 컴퓨팅 처리 능력도 이전 라데온 HD 5800 시리즈보다 개선되었다. 과학연산 등에 주로 활용되는 듀얼 프리시전 (Dual Precision) 연산 능력은 그래픽연산에 사용되는 싱글 프리시전 (Single Precision, HD 5870 2.72TeraFLOPs/ HD 6970 2.7TeraFLOPs/ HD 6950 2.25TeraFLOPs) 연산의 1/4 (HD 5800 시리즈는 싱글 프리시전의 1/5, HD 5870은 544GFLOPs/ HD 6970 675GFLOPs/ HD 6950 563GFLOPs)의 처리 성능을 제공한다.
또, 캐쉬 메모리 구조 개선과 듀얼 양뱡향성의 DMA 엔진은 시스템 메모리 읽기와 쓰기를 더 빠르게 개선하고 메모리 효율도 높였다. 그리고 멀티 컴퓨트 커널을 동시 실행할 수 있는 비동기식 디스패치 방식 (DX11에서는 지원하지 않고 OpenCL 확장 명령어셋으로 지원)을 도입해 다중 처리 능력도 개선하고 있다.
렌더 백엔드 업그레이드 (Render Back-Ends, ROP)
라데온 HD 6900 시리즈는 렌더 백엔드 (Render Back-Ends, ROP) 유닛도 이전의 라데온 HD 5800 시리즈에서 개선이 이루어진 것으로 알려지고 있다. ROP 유닛은 메모리 대역폭 등과 함께 안티앨리어싱 (AA, Anti-Aliasing)에 영향을 주는 것으로 알려져 있는데 이전보다 16bit 인티저에서 2배, 32bit FP에서도 2-4배 더 빠른 처리가 가능해져 고해상도와 AA 처리 성능이 더욱 향상될 것으로 예상된다. ROP 유닛의 수는 HD 5800 시리즈와 같은 32 ROP로 유닛 자체의 수는 늘어나지 않았다.
EQAA (Enhanced Quality Anti-aliasing) 기법 추가
[DirectCompute를 이용한 MLAA (Morphological Anti-Aliasing)]
AMD는 라데온 HD 6800 시리즈를 발표하면서 DX11 API내에 포함된 GPGPU 기술인 DirectCompute를 이용한 그래픽 후처리 AA 기법인 MLAA를 소개했으며, 라데온 HD 6900 시리즈에서도 지원되고 라데온 HD 6000 시리즈와 라데온 HD 5000 시리즈들도 모두 지원될 것으로 알려지고 있다. 이 기술은 PS3 등에 사용된 셀 (Cell) 프로세서 등 CPU로 처리되는 AA 기법으로 그동안 그래픽카드의 스트림 프로세서와 ROP, 메모리 대역폭을 이용해 처리하던 AA 기법과 유사한 성능을 내주면서 AA 미지원 게임들에서도 이를 적용할 수 있고 계단현상을 줄임으로써 그래픽 품질을 개선할 수 있다.
AMD는 MLAA 기법을 라데온 HD 6000 시리즈의 첫 제품인 라데온 HD 6800 시리즈에 추가하였듯이 이번에는 EQAA 기법 (Enhanced Quality Anti-Aliasing)을 소개했다. EQAA는 엔비디아의 CSAA 기법과 유사한 것으로 MSAA 기법의 컬러 샘플 추출과 픽셀에 추가 샘플을 더해 기존 AA 기법보다 이미지 품질을 개선할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이미지 품질을 개선하면서 성능이 크게 감소되지 않을 것으로 소개되지만, 엔비디아가 그랬듯이 AA 품질의 향상과 함께 성능 저하가 MSAA만 적용하는 것보다 나타날 것으로 예상된다.
멀티디스플레이 확장을 위한 아이피니티와 DP1.2 규격 지원
AMD는 라데온 HD 6000 시리즈부터 3 Eye 기술을 제공하며, 이 기술은 재정의된 2세대 DX11 아키텍처를 기반으로 한 DX11과 테셀레이션, 게이밍 성능의 향상을 이루는 EyeDefinition, 기존 발표된 아이피니티를 개선된 HDMI 1.4a와 DisplayPort 1.2로 더욱 확장한 아이피니티 (Eyefinity), 그리고 GPGPU 기능과 멀티미디어 기능을 강화한 EyeSpeed를 들 수 있다.
라데온 HD 6000 시리즈의 첫 제품인 라데온 HD 6800 시리즈부터 AMD는 라데온 HD 5000 시리즈부터 소개된 아이피니티 (AMD Eyefinity) 기술을 확장했다. 라데온 HD 5800 시리즈부터 소개된 아이피니티는 하나의 카드에서 6대 출력을 위해 별도의 아이피니티 에디션이 필요했으나 라데온 HD 6000 시리즈는 이전과 달리 디스플레이포트 1.2 규격 (DP 1.2/ DisplayPort 1.2)을 지원함으로써 하나의 카드에서도 2개의 DP 1.2 포트를 제공하면 MST 허브를 이용하여 최대 6대의 모니터를 확장할 수 있게 되었다.
이 외에도 HDMI 1.4a 규격 지원을 바탕으로 블루레이 3D (Blu-Ray 3D) 기술을 비롯하여 AMD HD3D (3D 스테레오스코픽, 3D Stereoscopic) 기술, 공개 물리엔진인 Bullet Physics를 DirectCompute와 같은 GPGPU 기술로 GPU 가속을 지원할 수 있을 것으로 알려지고 있다. 그리고 UVD2를 잇는 UVD3를 도입해 MPEG2와 H.264, VC-1을 비롯하여 블루레이 3D (Blu-Ray 3D) 가속을 위한 Multi-View Codec 하드웨어 가속과 MPEG2, MPEG-4 Part2와 DivX/ xVid 코덱의 하드웨어 가속도 지원이 추가되었다. 이 외에도 기존 지원되던 PIP 영상의 하드웨어가속 (듀얼 스트림 디코드)과 같은 기능은 그대로 포함되고 있다. 또, 자사의 GPU 컴퓨팅 기술인 AMD Strem과 공개표준인 OpenCL을 AMD APP (Accelerated Parallel Processing) 기술로 명명해 GPU 컴퓨팅 기술을 발전시켜 나가고 있다.
전력효율 개선을 위한 AMD PowerTune 기술 적용
AMD는 라데온 HD 5800 시리즈에 이어 전력효율을 개선하기 위해 AMD PowerTune 기술을 도입했다. PowerTune 기술은 일부 고부하 프로그램들을 제외하고 대부분의 게임들에서 TDP 이하의 전력을 소모한데서 착안한 기술이다. PowerTune 기술은 엔비디아가 전압 측정을 바탕으로 특정 어플리케이션에서 TDP 범위 이상의 전력소모를 제공하지 않도록 제한한 기술과 유사하며, 정해진 클럭이 TDP 범위 내에서 동작하도록 만든다.
라데온 HD 6900 시리즈에 내장된 컨트롤 프로세서를 통해 GPU를 실시간으로 모니터링하고 정해진 기본클럭이 TDP 범위 내에서 클럭을 조절해 적절한 성능과 전력을 소비하도록 하는 기술이다. AMD는 카탈리스트 컨트롤 센터 (CCC, Catalyst Control Center)의 Overdrive탭을 통해 이 기술을 조절할 수 있도록 하고 있다.
파워튠 (PowerTune) 기술은 CCC에서 제공하는 전력 컨트롤 설정값에 따라 전력을 억제하거나 적용된 기본 클럭과 TDP 내에서 적절한 프레임을 내줄 수 있게 해준다. Overdrive 조절을 통해 소비전력을 줄이면서 플레이가 가능한 수준의 프레임을 얻을 수 있게 되므로 적절한 성능과 소비전력의 2가지를 동시에 얻을 수 있다.
듀얼 바이오스 탑재로 안정성 개선
라데온 HD 6900 시리즈는 듀얼 바이오스를 탑재하고 스위치를 통해 팩토리 기본 설정 유지 또는 사용자가 직접 바이오스를 업데이트하여 더 높은 오버클럭 설정 등을 적용한 바이오스를 이용할 수 있도록 만들었다. 오버클럭 유저들에게는 그동안 하나의 바이오스로 오버클럭을 적용하여 업데이트할 시 문제가 발생될 경우 불편했던 부분을 개선할 수 있고 오버클럭 적용도 보다 쉽게 적용하여 바이오스에 반영할 수 있게 되었다.
증기챔버 (Vapor Chamber) 방식의 5세대 쿨링적용
라데온 HD 6900 시리즈는 하이엔드 시장에 먼저 등장한 지포스 GTX 570/ GTX 580과 같은 증기챔버 (Vapor Chamber) 방식의 쿨링 솔루션을 적용하고 있다. 증기챔버 쿨링 방식은 히트파이프와 같은 원리로 챔버 내부에 위치한 기체가 액체로 변화되는 상변이를 이용해 열원인 GPU 등에서 발생되는 발열을 해결하는 방식으로 히트파이프가 원통형이라면 챔버는 넓고 고르게 펴진 모양으로 만들어진다. 증기챔버 방식은 높은 쿨링 효율을 제공해 최신의 고성능 그래픽카드들에 도입도고 있다.
AMD와 NVIDIA 제품군 비교
라데온 HD 6970과 HD 6950은 라데온 HD 6800 시리즈
라인업을 잇는 제품으로 같은 40nm 공정을 적용하며, 스트림 프로세서는
오히려 줄었으나 VLIW4 구조로 교체되어 처리 효율을 높이고 듀얼 그래픽
엔진과 8세대 테셀레이터 도입으로 DX11과 테셀레이션 강화, 스레드
동시처리 개선 등이 이루어졌다. 다이 사이즈는 HD 5800 시리즈보다
늘어났고 그래픽 처리 성능 개선 및 GPU 컴퓨팅 성능도 개선되었다.
메모리 인터페이스는 라데온 HD 6800 시리즈와 같이
256bit를 유지했고 32 ROP를 제공하나 유닛을 개선해 고해상도와 AA
지원의 성능 저하를 줄이고 있으며, 라데온 HD 6800 시리즈에서
소개된 MLAA에 EQAA 기법을 추가로 지원한다.
라데온 HD 6970과 HD 6950은 각각 지포스 GTX 460과
GTX 570 사이와 지포스 GTX 570과 GTX 580 사이에 위치하여 경쟁하며,
369달러 ($369)와 299달러 ($299)의 가격대로 국내에서는 40만원 후반에서
50만원 초반, 30만원 후반에서 40만원 초반의 가격대를 형성하기 시작했다.
열설계전력인 TDP는 라데온 HD 6970/ HD 6950은
아이들시 20W는 동일하고 로드시 게임동작시 각각 140/ 190W이며, 파워튠
기술로 최대 TDP는 250/ 200W로 억제된다. 라데온 HD 5850은 아이들
27W/ 로드 151W, HD 5870은 아이들 27W/ 로드 188W, HD 5830은 27W/
175W, HD 6870은 19W/ 151W, HD 6850은 19W/ 127W, 지포스 GTX 465/
470/ GTX 480이 각각 200W/ 215W/ 250W, GTX 460은 768MB가 150W, 1024MB는
160W다. 라데온 HD 6970과 HD 6950은 HD 5800 시리즈 대비 게이밍 파워는
낮거나 비슷한 수준이며, 파워튠 최대 제한 TDP는 이들 스펙보다 높게
설정되고 있으므로 실제 소비전력은 이후 결과를 통해 확인할 것이다.
라데온 HD 6900 시리즈는 스트림 프로세서 수는
줄었지만, 내부 처리 효율 개선을 비롯하여 DX11과 테셀레이션 강화로
DX11 세대에 맞는 성능을 제공하고 GPU 컴퓨팅 성능을 개선했다.
지금까지 살펴본 라데온 HD 6900 시리즈의 스펙을 정리하면 아래와 같다.
- DirectX 11과 그래픽연산에 최적화된 아키텍처
(Cayman 기반)
- 테셀레이터 및 멀티스레딩 능력 강화 (동시실행
능력)
- 테라스케일, 향상된 지오메트리 및 게이밍 성능
- 스트림
프로세서 1536/ 1408 (5870/ 50 1600/ 1440, HD 6870/ 50 1120/ 960)
- 40nm 및 GDDR5 2GB 메모리
- 텍스처 유닛 96/ 88개, 텍스처 처리향상
(HD 5870 80/ 5850 72, 6870/ 50 56)
- 24X CFAA 향상 및 MLAA/
EQAA 기법도입
- Render Back-Ends (ROP) 유닛 32 (HD 5870/ 5850
32, HD 6870/ 50 32)
- 전력관리 개선 (클럭 및 전압 스위칭, GDDR5
클럭 및 전압 감소)
라데온 HD 6800 시리즈와 HD 5800 시리즈, HD 4800 시리즈에 대한 내용은
지난 기사인 HD 5700 시리즈를 대체하는 차기 GPU, AMD 라데온 HD 6800, [이론편] 공정으로 압도하는
RV770. ATI Radeon HD 4800 시리즈와 [이론편] Over the GeForce!
라데온HD5800의 모든것 기사를 참조하자.
지포스 GTX 400 시리즈와 GTX 200 시리즈에 대한
내용은 드디어 출시된 엔비디아 Fermi, 지포스 GTX 400 완벽 분석기사와 게임을 넘어서는 GPU, NVIDIA GeForce GTX 200 시리즈
기사를 참조하자.
|
