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2010 – ATI RADEON HD 5850

Autor: Laércio Vasconcelos
Data: 03/11/2010

Neste artigo analisamos uma placa de vídeo da HIS, baseada na GPU ATI RADEON 5850, posicionada como desempenho médio/elevado.

Vídeo à altura de um super PC

Dentro da comunidade de usuários entusiastas reinam os micros de alto desempenho. Entre esses usuários existe uma piada:

Existem dois tipos de usuários avançados: os que gostam de games, e os mentirosos.

É claro que não podemos generalizar ao extremo, mas é fato conhecido que, onde existe um computador com processador avançado, existe também uma placa de vídeo avançada. Graças às tecnologias disponíveis, esses micros avançados podem ainda apresentar duas, três e até quatro placas de vídeo operando em paralelo. Os dois grandes fabricantes de GPUs, ATI e Nvidia, estão sempre lançando novas famílias de chips para todos os bolsos e para todas as ambições de qualidade gráfica e desempenho. Não podemos esquecer que não só de games vive a tecnologia de vídeo 3D. Existem as aplicações profissionais (apesar de que existem também os “professional gamers”), realidade virtual, processamento científico, etc. A verdade é que a indústria dos games é o grande motor que impulsiona a criação de GPUs e CPUs avançadas.

Os fabricantes de GPUs tradicionalmente têm oferecidos produtos com diversas faixas de desempenho e custo, visando atender a todas as faixas de mercado. Especificamente no caso da ATI, sua mais recente família de GPUs para games é a Radeon HD 5000. As GPUs dessa família disponíveis no momento, em ordem de desempenho, do maior para o menor, é:

ATI Radeon™ HD 5970

ATI Radeon™ HD 5870

ATI Radeon™ HD 5850

ATI Radeon™ HD 5830

ATI Radeon™ HD 5770

ATI Radeon™ HD 5750

ATI Radeon™ HD 5670

ATI Radeon™ HD 5570

ATI Radeon™ HD 5450

Todas são baseadas em um núcleo de arquitetura comum, mas cada modelo tem sua configuração própria. Por exemplo, o modelo HD 5970 é uma GPU dupla com 4,3 bilhões de transistores de 40 nm, formando 3200 unidades de processamento. O modelo HD 5870 tem 1600 unidades de processamento, enquanto o HD 5850 tem 1440 unidades de processamento. Cada uma dessas unidades de processamento permite realizar os cálculos para a formação de um pixel independente. Não tem mágica. Para obter maior performance gráfica, é preciso usar mais circuitos. As GPUs são também bastante exigentes em relação à memória. Enquanto os processadores só recentemente passaram a usar memórias DDR3/1600, as GPUs mais novas (como as da série Radeon 5xxx) estão usando memórias DDR5/4000.

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Tabela 1: comparação entre os diversos modelos da famíloa Radeon HD 5xxx

As tabelas 1 e 2 mostram as principais características das GPUs Radeon HD 5xxx. O modelo mais avançado com uma GPU é o 5870. O modelo 5970 é uma dupla de chips 5870. Podemos ver que o 5850 é o segundo modelo mais veloz, entre os que possuem uma só GPU. A tabela abaixo mostra a velocidade em GFLOPS (bilhões de operações de ponto flutuante por segundo). São 4640 GFLOPS para o 5957, 2720 GFLOPS para o 5870 e 2088 GFLOPS para o 5850. A tabela abaixo também mostra o consumo em watts de cada GPU, em estado idle e em velocidade máxima. O 5850 consome 151 watts.

Memory Model API support (version) GFLOPS TDP (W) Features/Notes
Bandwidth (GB/s) Bus type Bus width (bit) DirectX OpenCL OpenGL   Idle Max.  
6,412,8 DDR2DDR3 64 Radeon HD 5450 11 1 4 104 6,4 19,4 Angle independent anisotropic filtering, Eyefinity
12,8 DDR2 128 Radeon HD 5550 11 1 4 352 Angle independent anisotropic filtering
28,8 DDR3 128 Radeon HD 5570 11 1 4 520 10 38 Angle independent anisotropic filtering, Eyefinity
64 GDDR5 128 Radeon HD 5670 11 1 4 620 14 61 Angle independent anisotropic filtering, Eyefinity
73,6 GDDR5 128 Radeon HD 5750 11 1 4 1008 16 86 Angle independent anisotropic filtering, Eyefinity
76,8 GDDR5 128 Radeon HD 5770 11 1 4 1360 18 108 Angle independent anisotropic filtering, Eyefinity
128 GDDR5 256 Radeon HD 5830 11 1 4 1792 25 175 Angle independent anisotropic filtering, double-precision FP, Eyefinity
128 GDDR5 256 Radeon HD 5850 11 1 4 2088 27 151 Angle independent anisotropic filtering, double-precision FP, Eyefinity
153,6 GDDR5 256 Radeon HD 5870 11 1 4 2720 27 188 Angle independent anisotropic filtering, double-precision FP, Eyefinity
153,6 GDDR5 256 Radeon HD 5870 Eyefinity Edition 11 1 4 2720 27 188 Angle independent anisotropic filtering, double-precision FP, Eyefinity, 6 DisplayPort connectors
2x 128 GDDR5 2x 256 Radeon HD 5970 11 1 4 4640 51 294 Dual GPU solution on single PCB, Angle independent anisotropic filtering, double-precision FP, Eyefinity

Tabela 2 – Família Radeon HD 5xxx

Placas de vídeo avançadas atuais consomem mais de 200 watts. No passado, o consumo era bem menor. A mesma tecnologia que permitiu aos processadores aumentarem sua velocidade não era suficiente para que as GPUs apresentassem os ganhos desejados. É fácil entender: para dobrar a resolução, é preciso processar um número de pixels quatro vezes maior. Por isso, além do aumento de clock, natural da evolução da microeletrônica, foi preciso também aumentar de forma impressionante o número de unidades de processamento de pixels. Isso resultou em aumento de performance, mas também em uma grande geração de calor. Por um lado, a adoção de novas tecnologias de fabricação, com transistores menores, resultou em menos aquecimento, mas por outro lado, o número de unidades de processamento aumentou muito mais. Hoje é comum uma placa de vídeo avançada dissipar mais de 200 watts e pesar cerca de 1 kg, graças ao seu imenso cooler.

Custo e desempenho

Procurando por preços de placas de vídeo, encontramos modelos com preços desde R$ 75,00 até R$ 4.000. Existem alguns modelos ainda mais caros, mas são para aplicações profissionais (série Quadro). As mais baratas têm menor desempenho, enquanto as mais velozes são as mais caras. Por isso não é fácil responder a perguntas como “qual é a melhor placa de vídeo?” ou “qual é a placa de vídeo mais rápida?”. Quem procura pela placa mais rápida pode comprar 4 dessas mais avançadas e montar um sistema com CrossFire ou SLI, e gastar 16.000 reais, só com as placas de vídeo. Quando trazemos a escolha da placa de vídeo para a realidade, temos que pensar em custo e desempenho. Devemos pensar em responder as perguntas:

1) Que tipo de programa (ou game) será utilizado?
2) Quando estamos dispostos a gastar?
3) Porque você não compra um Playstation?

O Playstation tem gráficos muito bons, mas cada jogo chega a custar o dobro de um jogo para PC. Depois de algumas dezenas de jogos, o custo total com console+jogos será mais que o gasto com um PC avançado e seus jogos. Esse critério faz algum sentido, e certamente existirão outros para justificar a montagem de um PC avançado, e tantos outros para tornar mais atrativa a compra de um console, mas essa discussão não é o objeto deste artigo.

Na questão de preço, um item com certeza muito importante, devemos lembrar que a ATI sofreu uma grande mudança (para melhor) depois da sua compra pela AMD. Antes, produtos baseados em GPUs ATI eram mais elitizados, enquanto os da Nvidia eram mais populares. Hoje é possível encontrar produtos populares ou sofisticados, com GPUs da Nvidia ou da ATI.

Levando em conta a questão do custo e do desempenho, vem o objeto deste artigo. A GPU ATI Radeon 5850 ocupa uma faixa de mercado bastante atrativa. Em geral, quando optamos por uma GPU um pouco mais rápida, acabamos pagando um preço que não é um pouco maior, e sim, substancialmente maior. Algo como pagar 40% a mais para ter um desempenho 20% maior, ou pagar o dobro para ter um desempenho 50% maior. Da mesma forma, a recíproca é verdadeira. Pode ser bastante atrativo, para alguém que sonhava com a placa de vídeo mais rápida (e infelizmente acima da$ $ua$ po$$ibilidade$ financeira$), optar por um modelo 33% mais lento, e pagar a metade do preço. É mais ou menos o que ocorre quando comparamos configurações parecidas de placas com GPUs 5850, 5870 e 5970 (exemplos de preços: R$ 1000, R$ 1300 e R$ 2200).

HIS HD 5850

A placa baseada na GPU Radeon HD 5850 que recebemos para análise foi enviada pela HIS. O modelo é:

HIS HD 5850 iCooler V 1GB GDDR5

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Figura 1 – Placa HIS HD 5850

 

 

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Figura 2 – Placa HIS HD 5850

 

A placa conta com algumas tecnologias que são intrínsecas das GPUs Radeon HD 5xxx. Vamos explicar algumas delas:

PCI Express 2.1

O PCI Express 2.0 opera com o dobro da velocidade do PCI 1.0, a especificação original. São 500 MB/s por lane, contra 250 MB/s. O PCI 2.1 opera com os mesmos 500 MB/s do PCI 2.0, mas já conta com alguns protocolos que serão usados no PCI Express 3.0. Aos poucos os fabricantes estão fazendo as adaptações de hardware e software em seus produtos. Portanto, para efeito de performance, o PCI Express 2.1 não traz vantagens para quem está preocupado com o desempenho gráfico.

ATI CrossfireX

Esta é a geração atual do padrão CrossFire, a técnica da ATI para ligação de placas de vídeo em paralelo. Significa que a placa de vídeo é compatível com os sistemas de múltiplos vídeos, disponíveis em placas mão de geração atual e anteriores (Ex: AMD 7xx e AMD 8xx). Você poderá, por exemplo, instalar duas placas de vídeo baseadas na GPU Radeon HD 5850 ou em outras da mesma família. O ideal entretanto é usar um par de placas idênticas. Somente esta aplicação vale um artigo. Felizmente muitos usuários já utilizam esta tecnologia, e a implantaram em seus computadores usando as instruções dos fabricantes e alguns tutoriais disponíveis na Internet.

ATI Stream e OpenCL

Esses são novos padrões para processamento pela GPU. Os outros dois padrões existentes são o CUDA, da Nvidia, e o DirectCompute, da Microsoft. O padrão da ATI é o ATI Stream. Atualmente a tendência é o uso do OpenCL, um padrão aberto para processamento pela GPU. O OpenCL (não confundir com OpenGL, que é uma API 3D) é um padrão que permite aos programas enviarem comandos de processamento numérico, não somente para o processador principal (CPU), mas também para o processador da placa de vídeo (GPU). Atualmente ainda são poucos os programas que usam a GPU. Podemos citar o programa Cyberlink Media Expresso, que faz conversões de formatos de vídeo. Distribuindo o trabalho entre a CPU e a GPU, o desempenho aumenta, chegando a quase dobrar, dependendo da GPU. Esta é uma tecnologia nova que vale um artigo dedicado.

ATI EyeFinity

A placa HIS 5850 possui 3 conectores para vídeo, sendo dois do tipo DVI e um HDMI. Permite a ligação de 3 monitores, cada um com imagens independentes. A tecnologia ATI EyeFinity permite distribuir a imagem em até 6 monitores de forma cooperativa. Em um jogo de corrida, por exemplo, podemos ter um monitor frontal exibindo a imagem vista pelo piloto quando olha para frente, e nos dois monitores laterais, ver as imagens das janelas esquerda e direita. Como esta é uma tecnologia nova, é preciso checar se o jogo desejado possui o suporte. Por exemplo, na página da HIS são indicados alguns jogos, inclusive DIRT 2. Fizemos um teste com o DIRT 2 que por acaso estava por aqui no nosso laboratório mas não encontramos comando de configuração para ativar o EyeFinity, mas com certeza será bom ver esta tecnologia presente nos jogos em um futuro bem próximo. Esta é outra tecnologia nova que vale um artigo exclusivo.

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Figura 3 – Dois exemplos de jogos com suporte a EyeFinity

 

Compre uma fonte

Ao mesmo tempo em que surgiram placas de vídeo com alimentação própria (conector de 12 volts, 2×3), surgiram também fontes de alimentação com este conector, chamado de “conector de alimentação VGA”. A placa HIS 5850 possui dois conectores de alimentação VGA. Deve ser então usado com uma fonte de alimentação (recomendada de 500 watts ou mais) com dois conectores VGA de 6 pinos. É possível entretanto aproveitar uma fonte que tenha apenas um conector VGA. A placa vem acompanhada de um adaptador de fonte que permite substituir um dos dois conectores de 6 pinos por 2 conectores para alimentação de unidades de disco (4 pinos). O ideal entretanto é, ao montar um computador novo que use esta placa (o mesmo vale para qualquer placa de vídeo avançada), que seja comprada uma fonte nova apropriada, com dois conectores VGA.

Sistema de ventilação

Com tantas placas parecidas, com a mesma CPU e componentes com características semelhantes, nem sempre um fabricante de placas oferece recursos próprios que sejam úteis. O produto da HIS tem uma capa plástica rígida em toda a sua extensão. Permite que o fluxo de ar captado pelo seu ventilador seja direcionado para fora do gabinete, em sua maior parte. Uma pequena parte do fluxo faz a refrigeração das memórias e fica dentro do gabinete, sendo depois coletado pelo sistema de ventilação principal. O ventilador é bastante eficiente e silencioso, uma coisa boa se levarmos em conta que um micro avançado pode ter tantos ventiladores barulhentos.

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Figura 4 – Sistema de ventilação

 

Jogando a 1920×1080

Há muitos anos os jogos contam com resoluções altas, mas quase sempre eram inúteis. A menos que o computador tivesse uma super placa de vídeo, a taxa de quadros (FPS) ficava muito baixa com resoluções acima de 1024×768. Com a placa HIS 5850 ajustamos o jogo Colin McRae Rally DIRT 2 para resolução de 1920×1080 (full HD) e a operação do jogo ficou com 79 FPS. Para jogos de corrida, é fundamental que a taxa não fique abaixo de 30 fps. Podemos usar não somente a resolução máxima, mas também todos os efeitos visuais na opção HIGH. Uma excelente marca para um jogo novo. Aliás, entre os requisitos de hardware para este jogo o fabricante indica uma placa de vídeo com chip Radeon 5700 ou superior.

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Figura 5 – 79 FPS a 1920×1080

 

Medindo o desempenho

O 3D Mark Vantage é o mais novo programa para medir desempenho de placas de vídeo da FutureMark. Gera imagens bastante “pesadas”, até mais complexas que as usadas pela maioria dos jogos atuais. Realiza as medidas de desempenho e dá os resultados de cada teste em FPS (frames por segundo). A partir dos resultados, calcula uma média final, que é o índice 3Dmark. No passado, o desempenho 3D dependia muito mais da placa de vídeo que do processador. Com o avanço recente dos processadores, os programas passaram a usar operações sofisticadas, muitas delas feitas pelo processador principal. Por isso, hoje o desempenho 3D depende mais do processador que dependia há 5 anos atrás. O resultado dessa dependência do processador é que o desempenho 3D não pode mais ser avaliado em função da placa de vídeo somente, mas também do processador principal. Os testes já usam multiprocessamento, portanto um processador com mais núcleos levará vantagem sobre um processador com menos núcleos, mesmo com o uso de uma placa de vídeo avançada. Nos nossos testes, o índice de desempenho 3D aumentou cerca de 20% quando trocamos o processador Athlon X2 de 2.9 GHz por um Phenom II X4, com 4 núcleos de 3,4 GHz.

É possível conferir medidas de desempenho feitas com o 3Dmark Vantage e outros programas da FutureMark, em:

http://service.futuremark.com/index.action . Clicamos então em Browse Benchmark Results.

Podemos então escolher o programa de benchmark desejado. Opcionalmente podemos escolher o processador e outras características dos testes. Assim vemos os resultados de benchmarks realizados por milhares de usuários. Podemos comparar os resultados obtidos pelas placas de vídeo que são nossas ”candidatas” a compra. Uma dificuldade aqui é que muitos usuários submetem seus resultados, porém com overclock no processador e/ou na placa de vídeo, encontrando valores elevados. É preciso checar, nos parâmetros de cada teste, quais são as características do processador e da GPU. Leve em conta os testes sem overclock para efeito de comparação. Os resultados obtidos também variam com as configurações de desempenho (Anti-aliasing, filtragem, etc.). Também existem resultados de medidas de desempenho bem interessantes no site Tom´s Hardware Guide.

Nossos testes de desempenho foram feitos sob o Windows 7, com os drivers ATI fornecidos no CD da placa. O sistema tinha além da placa HIS 5850, um processador Phenom II X4 965 e 4 GB de memória DDR3/1600. A figura 4 mostra as configurações do teste com o 3Dmark Vantage.

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Figura 6 – Configuração para o teste com o 3Dmark Vantage

Deixamos desativadas todas as configurações de qualidade no Catalyst Control Center. Os resultados obtidos são mostrados na figura 7.

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Figura 7 – Primeiras medidas de velocidade com o 3DMark Vantage

O 3DMark Vantage opera somente com o Windows 7 e o Windows Vista. Outra programa muito usado é o 3DMark 2006, também da FutureMark. A figura 8 mostra os resultados das medidas feitas com este programa na placa de teste.

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Figura 8 – Primeiras medidas de velocidade com o 3DMark 2006.

 

Apesar de não ser uma medida muito precisa, usamos também o Índice de Experiência do Windows 7, que classifica o processador, a placa de vídeo, a memóira e o disco rígido. Essa medida resulta em valores de 1.0 a 7,9.

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Figura 9 – Índice de experiência do Windows.

Ao realizarmos essas medidas iniciais, encontramos alguns problemas (que foram resolvidos). Vale a pena comentá-los, pois muitos usuários típicos podem passar pelos mesmos problemas ao instalarem esta placa, ou qualquer outra baseada em chips ATI. O problema é que os índices encontrados ficaram abaixo do esperado. Sempre que fazemos medidas de desempenho, é importante buscar a comparação com sistemas semelhantes. Os próprios programas da FutureMark oferecem um link para comparação e envio de resultados. Fazendo esta comparação, observamos que os índices encontrados pelo 3DMark Vantage e pelo 3DMark 2006 estavam de 20 a 30% mais baixos que os apresentados na base de dados da Futuremark. O Índice de experiência do Windows também foi baixo em comparação com outras placas testadas no nosso laboratório. Encontramos esta queda de desempenho em três sistemas baseados em chipsets AMD, mas ao fazermos as medidas em um sistema com o Core i7 930 e o chipset Intel X58, obrivemos valores mais altos, compatíveis com os informados na base de dados da Futuremark.

O problema observado foi o seguinte: fizemos a instalação da placa testada em três computadores com chipsets ATI e vídeo onboard. Ao instalarmos os drivers e o Catalyst Control Center a partir do CD que acompanha a placa HIS HD 5850, os drivers deste CD não eram instalados, pois o sistema já possuía um Catalyst Control Center relativo ao vídeo onboard. Isto não era informado durante a instalação. Tipicamente quando instalamos um driver “por cima” de outro compatível, três coisas podem ocorrer: 1) o novo driver é instalado e substitui o antigo; 2) o programa de instalação informa que vai remover o driver antigo antes de instalar o novo; 3) o programa de instalação solicita que o usuário desinstale o driver antigo antes de instalar o novo.

O Catalys Control Center que acompanhava a placa HIS HD 5850 não fazia nada disso. Simplesmente deixava no sistema o driver antigo. Repetimos então a instalação, primeiro usando o comando DESINSTALAR (mesmo não tendo sido solicitado pelo programa de instalação), depois reiniciamos o sistema e instalamos o driver que acompanha a placa HIS HD 5850. Feito isso, o sistema passou a funcionar com desempenho correto. O índice de experiência do Windows aumentou, como mostra a figura 10. Fizemos também o ajuste da velocidade da memória para 1600 MHz, pois os módulos DDR3/1600 do nosso sistema estavam operando a 1333 MHz. Isso não tem entretanto influência no desempenho da placa de vídeo. Já havíamos ajustado a velocidade das memórias antes para 1600 e o desempenho da placa de vídeo continuava baixo, sem sofrer alterações.

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Figura 10 – Índice de experiência do Windows, depois da desinstalação manual do driver antigo e a instalação do driver novo.

Os índices obtidos pela placa de vídeo pela medida do Windows eram 6,0 e 6,0. Com o novo driver este desempenho aumentou para 7,7 e 7,7. O problema ficou resolvido e o sistema estava pronto para as nossas medidas de desempenho.

3DMark Vantage

Resolvido o problema dos drivers, pudemos fazer as medidas corretas com o 3DMark Vantage. Os resultados estão indicados na figura 11. Os resultados obtidos agora estão dentro da faixa para sistemas similares, sem uso de overclock.

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Figura 11 – Medidas de velocidade com o 3DMark Vantage

3DMark 2006

Usando o velho 3DMark 2006, a placa HIS HD 5850 obteve cerca de 18.500 pontos, um número também compatível com outros modelos. Lembramos que os resultados do desempenho 3D medidos por esses programas também dependem do processador utilizado. Nossos testes das figuras 11 e 12 foram feitos em um sistema com processador Phenom II X5 965. Fazendo os mesmos testes com um Core i7 940 (2.8 GHz), o resultado do 3DMark Vantage sobe de 14.200 para 16.100 pontos, e o do 3DMark 2006 sobre de 18.400 para 19.000 pontos. Ao realizar testes com imagens 3D e demandando processamento de só um ou dois núcleos, o Core i7 aumenta automaticamente o seu clock (graças ao Turbo Boost). Com clock maior, o desempenho 3D também fica um pouco maior.

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Figura 12 – Medidas de velocidade com o 3DMark 2006.

 

Levando em conta esses índices de desempenho e o preço, fica mostrado que placas baseadas na GPU Radeon HD 5850 ocupam uma faixa interessante do mercado. Levando em conta que é uma GPU de última geração, oferece todos os recursos de suporte exigidos pelos jogos mais novos. É uma excelente escolha para quem deseja elevado desempenho, mesmo na resolução de 1920×1080.