多和田新也のニューアイテム診断室

Radeon HD 5000シリーズのマルチGPUビデオカード「Radeon HD 5970」



 AMDは11月18日、Radeon HD 5000シリーズのコアを用いたマルチGPUビデオカードである「Radeon HD 5970」を発表した。Radeonの新フラッグシップとなる本製品のパフォーマンスをチェックする。

●フルスペックCypressを2基搭載、クロックは5850仕様

 Hemlockのコードネームで予告されていた「Radeon HD 5970」は、Radeon HD 5000シリーズのアーキテクチャをベースとしたマルチGPUビデオカードである。Radeon HD 3000/4000世代では、製品名の末尾に“X2”と付けることでマルチGPUビデオカードであることを明確にしていたが、本世代ではRadeon HD 5800シリーズの上位ラインナップであることを示すようなモデル名が採用されている。

 ここではAMDから借用したリファレンスボードを使用するが、ボード長は非常に長い(写真1、2)。AMDのマルチGPUビデオカードは1枚のPCBに2基のGPUを載せるスタイル(写真3)を貫いており、どうしてもボードが長めになる傾向にある。

【写真1】Radeon HD 5970のリファレンスボード 【写真2】ボード長は、末端の意匠部含めて約310mm。Radeon HD 5870より3cmほど長くなっている 【写真3】リファレンスボードの裏面。1つのPCBに2個のGPUが載っていることがわかる

 主な仕様は表1に示したとおり。簡単にまとめてしまえば、20基のSIMDエンジンすべてを有効にしたRadeon HD 5870と同じフルスペックのCypressコアを2基搭載し、クロックはRadeon HD 5850相当で動作する製品ということになる。そのアーキテクチャを示したAMDの説明資料が図1だ。Cypressコア2基をPLX Techologyのブリッジチップで接続するスタイルとなる。これはRadeon HD 4870 X2/3870 X2と同様だ。

表1 Radeon HD 5970の仕様

Radeon HD 5970 Radeon HD 5870 Radeon HD 5850
プロセスルール 40nm
コアクロック 725MHz 850MHz 725MHz
SP数 1,600基×2 1,600基 1,440基
テクスチャユニット数 80基×2 80基 72基
メモリ容量 1GB×2 GDDR5 1GB GDDR5
メモリクロック 1,000MHz 1,200MHz 1,000MHz
メモリインタフェース 256bit×2 256bit
ROPユニット数 32基×2 32基
ボード消費電力(アイドル) 42W 27W
ボード消費電力(ピーク) 294W 188W 151W

【図1】Radeon HD 5970のブロックダイヤグラム

 ちなみに、リファレンスボードのクーラーを取り外してみると、GPUが2基とそれぞれに1GBのGDDR5メモリが搭載されていることを確認できる(写真4〜7)。メモリはHynixのH5GQ1H24AFR-T2Cで、5.0Gbpsまで対応したメモリチップ。4.0Gbpsにとって余裕あるチップが搭載されているといえる。

【写真4】クーラーを取り外した状態。左右にCypressコアのGPU、中央にブリッジチップを搭載 【写真5】各GPUに対して8個のメモリを接続。各GPUあたり、表面に4枚、裏面に4枚を実装する
【写真6】ビデオメモリはHynixのH5GQ1H24AFR-T2C。1Gbitのチップを各GPUに8枚ずつで、合計で2GBとなる 【写真7】クーラーはVapor Camber方式を採用することで熱伝導(輸送)性を高めている

 このようなメモリを採用しているなど、Radeon HD 5970はオーバークロックに備えた設計をされている点もアピールされている(図2〜3)。消費電力については後述するが、300Wという枠を超えないために現在の動作クロックを設定しつつ、ユーザーによるチューンの余地は残す、という思想がうかがえる。

【図2】Radeon HD 5970はオーバークロックに備えたボード設計もアピールしている 【図3】こちらもオーバークロックに備えた設計を示すもので、クーラーなどを含めた構造面での特徴となる

 ブリッジチップは、ATIロゴと「AMD8647-BBB50BC」という型番が刻印されたもの(写真8)。とはいえ、先の資料にもあったとおり、実体はPLX Technology製品だろう。AMD8647という型番から見ると、Radeon HD 4870 X2と同じく48レーンのPCI Express 2.0のブリッジチップであるPEX8647が使われていると見られる。

 ちなみにボードのピーク消費電力は294Wで、電源端子は6ピンと8ピンを備える(写真9)。PCI Expressスロット、6ピン+8ピン電源の構成で供給可能とされる300Wギリギリのラインであり、動作クロックがRadeon HD 5850相当となっているのは、この理由も大きいと思われる。なお、ブリッジチップのPEX8647は、製品資料に、標準的な消費電力が2.8Wと記されており、Radeon HD 5970全体からすれば、大きな影響を及ぼすほどとはいえない電力になっている。

 ブラケット部はDVI×2とMini DisplayPortの構成になっている(写真10)。Radeon HD 5000シリーズの特徴であるEyefinity機能により、この3つの出力を同時に利用することができるが、Mini DipslayPortからDisplayPortへ変換するアダプタの入手性が良くない点は気がかりだ。もっとも、Mini DisplayPortも、ようやくVESAが拡張規格として標準化したので、こうした変換アダプタの入手性も改善されていく可能性は高い。

【写真8】2基のGPUの接続と、PCとのPCI Expressインタフェースを提供するブリッジチップは「AMD8647-BBB50BC」を使用。PLX Technology製のチップである 【写真9】電源端子は6ピン+8ピンの構成 【写真10】ブラケット部はDVI-I×2+Mini DisplayPortとなっている

 このほか、Native CrossFire端子を備えており、本製品を2枚使ったQuad CrossFireが可能(写真11)。動作クロックは定格どおりで、アイドル時はATI PowerPlayによってコア157MHz、メモリ300MHzまでダウンクロックされていることを確認できる(画面1)

【写真11】Native CrossFire端子も1基搭載。2枚のRadeon HD 5970を使ったQuad CrossFireに対応する 【画面1】動作クロックは定格のとおり。アイドル時はコア157MHz、メモリ300MHzへダウン。Radeon HD 5850と同じ仕様になっている

●マルチGPU製品/環境を中心に比較

 それでは、ベンチマーク結果をお伝えしたい。環境は表2に示したとおり。ここでは主にハイエンドビデオカードのマルチGPU環境、および現行のマルチGPUビデオカードであるGeForce GTX 295の比較を行なう。Radeon HD 5870単体もテストを行なっているが、これはシングルGPUビデオカード製品との性能差を知る上でのリファレンスとして加えたものである。

【表2】テスト環境
ビデオカード Radeon HD 5970
Radeon HD 5850 CF
Radeon HD 5870 CF
Radeon HD 5870
GeForce GTX 295
GeForce GTX 285 SLI
グラフィックドライバ Driver Package Version.
8.663-0901105a-091227E
GeForce/ION Driver 191.07
CPU Core i7-975 Extreme Edition(TurboBoost無効)
マザーボード ASUSTeK P6T Deluxe V2(Intel X58+ICH10R)
メモリ DDR3-1333 1GB×3(9-9-9-24)
ストレージ Seagete Barracuda 7200.12(ST3500418AS)
電源 KEIAN KT-1200GTS
OS Windows 7 Ultimate x64

 比較対象に用いた機材であるが、Radeon各製品は写真2で示したリファレンスボードを使用。GeForce製品およびマザーボードはASUSTeKから借用している(写真12〜14)。このうち、GeForce GTX 285搭載製品はオーバークロックモデルであるが、GAINWARDのExpertoolを用いて定格クロックでテストした。

 また、ハイエンドのマルチGPU環境をテストするにあたって、普段行なっている最大WUXGA(1,920×1,200ドット)を超える解像度を試すため、ナナオより30型液晶「FlexScan SX3031W-H」を借用。解像度はWUXGAおよびWQXGA(2,560×1,600ドット)の2パターンでテストを行なう。

 ビデオカードのドライバは、Radeon製品はAMDから提供されたレビュワー用のベータドライバを使用。GeForce製品は、テスト時点で最新のWHQLドライバである191.07を使用している。

【写真12】GeForce GTX 295を搭載する、ASUSTeK「ENGTX295/2DI/1792MD3」 【写真13】GeForce GTX 285を搭載する、ASUSTeK「MATRIX GTX285/HTDI/1GD3
【写真14】Intel X58+ICH10Rを搭載するLGA1366対応マザーボード、ASUSTeK「P6T Deluxe V2 【写真15】ナナオの2,560×1,600ドット対応30型液晶、「FlexScan SX3031W-H

 それでは順に結果を紹介していきたい。「3DMark Vatange」(グラフ1、2)の結果は、Pixel Shaderの性能がスコアに大きく影響することもあり、SP数の多いRadeon HD 5970がRadeon HD 5850 CrossFireを上回る結果となった。もちろん、SPが同数でよりクロックが高いRadeon HD 5870 CrossFireは高い性能を見せているが、Radeon HD 5970にとって、これは致し方ない結果だろう。

 GeForce勢との比較では、WUXGAでGeForce GTX 285 SLIと同等のスコアになるが、WQXGA以上ではRadeon HD 5970が優位性ある結果を見せており、このクラスの製品として意味あるアドバンテージといえる。

 Feature Testの結果は、シェーダユニットの性能が左右するテストではRadeon HD 5850 CrossFireより若干良い程度のフレームレートが出るが、内部バスの性能にも左右されるStream OutやGPU PerticlesではRadeon HD 5850 CrossFireのほうが良い結果を見せた。ブリッジチップを介する方式でマルチGPU化していることから、データのバス周りについてはNative CrossFireよりもボトルネックになりやすいと見られる結果だ。

【グラフ1】3DMark Vantage Build 1.0.1(Graphics Score)
【グラフ2】3DMark Vantage Build 1.0.1(Feature Test)

 「BattleForge」(グラフ3)のテストに際して、GeForce GTX 295環境で起動直後にPCが勝手に再起動してしまうトラブルに見舞われたため、そのテストのみ割愛している。また、Radeon HD 5000シリーズはDirectX 11、GeForceはDirectX 10での動作となる。

 結果で目立つのは、CrossFireによるスケーリングが非常によく効いているという点だ。Radeon HD 5970はRadeon HD 5850 CrossFireと同等のフレームレートといってよく、Radeon HD 5870の単体に大きく差を付けた。

 一方で、GeForce GTX 285はSLIの効果があまり出ておらず、結果として、Radeon HD 5970は、この環境に対して大きなアドバンテージを保っている。

【グラフ3】3DMark Vantage Build 1.0.1(Graphics Score)

 「BIOHAZZARD 5 ベンチマーク」(グラフ4)はシェーダ負荷が大きいアプリケーションではあるが、SPがより少ないRadeon HD 5850 CrossFireより若干低いフレームレートとなっている。WQXGAではこの差が詰めるほか、Radeon HD 5870が相対的に良い結果を出す傾向も目立っている。

 GeForceとの比較においては、GeForce GTX 295に対しては安定して上回るフレームレートを出せているが、GeForce GTX 285に対してはフィルタ適用時に、性能差が小さくなるという結果になった。

【グラフ4】BIOHAZZARD 5ベンチマーク

 「COMPANY of HEROES Tales of Valor」(グラフ5)も、Radeon HD 5970とRadeon HD 5850 CrossFireが似たような性能だが、こちらはややRadeon HD 5970が良い結果となっている。また、GeForce GTX 295との性能差でも優位性がある。

 ただし、WQXGAでRadeon HD 5850 CrossFireが若干ではあるが上回るフレームレートを出すほか、GeForce GTX 285 SLIにも詰め寄られる傾向がある。やはり負荷が高くなる環境においてはブリッジチップを介したアーキテクチャであることで、ボトルネックになるようである。とはいえ、Radeon HD 5850 CrossFireとの差は実使用において気にするほどの差ではないし、GeForce GTX 285 SLIに対しても絶対値では勝っているという点は押さえておきたい。

【グラフ5】COMPANY of HEROES Tales of Valor

 「Crysis Warhead」(グラフ6)のテストでは、Radeon HD 5870 CrossFireのWQXGAのフィルタ適用時にテストが完走せず途中でフリーズしてしまう現象に見舞われたので結果を割愛した。また、Radeon HD 5970環境も、同じ条件で異常なフレームレートの落ち込みが出ており、フルスペックCypressのマルチGPUという環境において動作不安定の傾向が見られる。

 その結果は現状における参考データとしておき、ほかの条件のフレームレートを見ると、Radeon HD 5850 CrossFireと同等のフレームレートであり、性能差はないに等しい。GeForce GTX 295に対しても優位性があるが、GeForce GTX 285 SLIに対しては劣る傾向となった。Radeon HD 5850とGeForce GTX 285の単体では前者に優位性があったが、マルチGPU環境においては、SLIへの最適化がより進んでいると見ていいだろう。

【グラフ6】Crysis Warhead

 「Enemy Territory: Quake Wars」(グラフ7)はRadeon勢が強さを見せるアプリケーションであるが、今回もそのとおりの結果である。Radeon製品間を見ると、Radeon HD 5970とRadeon HD 5850 CrossFireの性能はやはり似通っているものの、WUXGAではフィルタ適用/非適用ともにRadeon HD 5970に優位性があるが、WQXGAではRadeon HD 5850 CrossFireが逆転する結果となっている。しかしながら、いずれも平均100fpsを超えていることを考えれば、それほど敏感になる必要のないレベルではある。

【グラフ7】Enemy Territory: Quake Wars

 「Far Cry 2」(グラフ8)の結果も、これまでに出た傾向と似た雰囲気になっている。Radeon HD 5970とRadeon HD 5850 CrossFireの結果が似通っているほか、全般にGeForce GTX 285を上回るもののフィルタ適用時にはやや差を詰められる格好である。GeForce GTX 295に対する優位性も色濃く出ている。

【グラフ8】Far Cry 2

 「Left 4 Dead」(グラフ9)は負荷が低いアプリケーションということもあって、WUXGAのフィルタ非適用時には、各製品の差が非常に小さなものとなった。WUXGAのフィルタ適用時でも、ほかのマルチGPU環境/製品との差は小さいが、GeForce GTX 295はこの段階でフレームレートの低下が見られる。

 WQXGAでは各製品の差が顕著になってくる。ここでの結果は、ほかのアプリケーションと同じ傾向だ。Radeon HD 5970とRadeon HD 5850 CrossFireのフレームレートが近い。

【グラフ9】Left 4 Dead

 「Tom Clancy's H.A.W.X」(グラフ10)はDX10.1モードを備えるが、結果はGeForceの優位性が出た結果となった。とくにWUXGAのフィルタ適用時にGeForceが良好なフレームレートとなっており、負荷がわりと低い状況におけるフィルタ適用、という条件でRadeon勢がビハインドを背負う印象を受ける結果だ。

 ただし、WQXGAではそこまで顕著ではなく、Radeon HD 5970がGeForce GTX 295を上回るほか、GeForce GTX 285にもわりと近いフレームレートとなっている。

【グラフ10】Tom Clancy's H.A.W.X

 「Unreal Tournament 3」(グラフ11)は、わりと負荷が低いアプリケーションといえるが、Radeon HD 5970はGeForce GTX 295を安定して上回るものの、GeForce GTX 285 SLIに劣る結果となった。WQXGAでも平均100fpsを超えるフレームレートではあるものの、GeForce GTX 285のSLIでスケーリングがよく効いている結果だ。

【グラフ11】Unreal Tournament 3

 「World in Conflict」(グラフ12)はWUXGAではCPUによるボトルネックも出ているが、大局的にはこれまでに出た傾向と似ている。とくにWQXGAでRadeon HD 5970とGeForce GTX 285 SLIが同じ平均フレームレートとなる当たり、高解像度かつフィルタ適用時に詰め寄られるという傾向を顕著に示す結果といえる。

【グラフ12】World in Conflict

 最後は消費電力の測定結果である(グラフ13)。性能が似通っているRadeon HD 5970とRadeon HD 5850 CrossFireであるが、アイドル時は前者がやや多めの電力消費となる一方、高負荷時は逆に後者がやや多めとなる。高負荷時の差は大きいところで約15Wとなっているが、割合でいえば4%の差であり、それほど大きな違いはないといっていいだろう。

【グラフ13】消費電力

 ただ、アイドル時に関しては、もう少し頑張ってほしかった。Radeon HD 5970のアイドル時電力は42W。Radeon HD 5850は27Wなので2枚で54Wとなる。公称値の差が出るどころか、Radeon HD 5970のほうが消費電力が大きいというのは残念である。逆にRadeon HD 5970のピーク294Wに対し、Radeon HD 5850は2枚合計で302Wなので、高負荷時のRadeon HD 5970は意外に抑制されていると見ることもできる。

 他方、GeForce勢のマルチGPU環境の消費電力は大きめで、Radeon HD 5970が非常によく抑えられていることが分かる。性能も加味すれば、その優位性はさらに広がるだろう。

●Radeon HD 5850のCrossFireを1枚で実現、という性格

 以上のとおり結果を見てくると、多少の得手不得手はあるが、Radeon HD 5850のCrossFire環境を1枚のビデオカードで実現するもの、といって差し支えない結果だ。性能も消費電力も非常に似通っている。

 クロックが同じで、SPはRadeon HD 5970が多いということを勘案すると、意外に伸びなかったと見る向きもあるだろうが、3DMark VantageのFeature Testでも顕著に出ているとおり、データバス周りでNative CrossFireの優位性があるために、相殺されたと見ていいだろう。

 それでも、GeForce GTX 295に対しては性能を圧倒している上、消費電力も低い。GeForce GTX 285のSLIと比較すれば消費電力の魅力はますます高いし、性能も上回るシーンが多いわけで、1枚のビデオカードで実現された製品として、現状でもっとも良い性能を持っているといえる。

 問題は価格だ。AMDが提示する参考価格は599ドルとなっており、原稿執筆時点で国内価格は提示されていない。性能面でRadeon HD 5870のCrossFireには及ばないわけだが、Radeon HD 5870が1枚400ドル、2枚で800ドルだから、性能の代わりにコストも大きくなる。

 Radeon HD 5850は1枚300ドル、2枚で600ドルだから、599ドルという価格はRadeon HD 5850のCrossFireと同等のポテンシャルと判断された結果と見ていい。Radeon HD 5850の価格が3万円台前半なので、2枚で65,000円強といったところ。599ドルという価格を素直に受け取れば65,000円前後が期待できる価格であるし、2枚のRadeon HD 5850が1枚のビデオカードとして提供されるということをメリットとして捉えれば、7万円前後でもRadeon HD 5850のCrossFire環境に対して納得できる価格ではないだろうか。

 いずれにしても、Radeon HD 5800シリーズは需要に対して供給が追いついていない印象を受ける。Radeon HD 5970はそもそもボリュームゾーンではないが、潤沢とはいえない状況になることは想像に難くない。AMDにしてみれば、市場に強くアピールできるフラッグシップをリリースする、という1つの山は越えたわけで、次はRadeon HD 5800や同5700シリーズの流通量が改善することにも期待したい。

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