2. 스펙을 조절한 라데온 HD 7950
라데온 HD 7900 시리즈는 라데온 HD 7970과 라데온 HD 7950의 2종이 있다. 먼저 출시된 라데온 HD 7970과 28nm 공정 및 새로운 GCN (Graphics Core Next) 아키텍처를 도입한 것은 같으나 라데온 HD 7950은 라데온 HD 7970과의 차이를 위해 스펙이 감줄었다.
지포스 GTX 580과 경쟁하는 라데온 HD 7950
AMD가 28nm와 새로운 GCN 아키텍처를 도입해 라데온 HD 7970을 시장에 투입함에 따라 차세대 GPU 경쟁의 포문을 열었다. 그러나 엔비디아 (NVIDIA)는 이에 대응 가능한 제품이 등장하지 않은 상황이었기 때문에 양사의 직접적인 경쟁은 잠시 미루어졌다.
라데온 HD 7950이 등장함으로써 AMD는 하이엔드 라인업 싱글 GPU로 높은 성능을 유지해온 엔비디아 지포스 GTX 580과 직접적인 경쟁이 가능해졌다.
서던 아일랜드 (Southern Islands)는 라데온 HD 7000 시리즈를 모두 지칭하는 코드명으로 하이엔드에 타히티 (Tahiti), 퍼포먼스에 Pitcairn, 그리고 메인스트림에 Cape Verde가 모두 GCN 아키텍처와 28nm 공정이 적용된다. 퍼포먼스 Pitcairn은 이전처럼 스윗스팟 (Sweet Spot) 전략을 이어가는 GPU다.
라데온 HD 7000 시리즈의 주요한 변화는 28nm 공정과 PCI-Express 3.0 지원, 그리고 VLIW4/ VLIW5 아키텍처에서 GCN 아키텍처로의 변화를 들 수 있으며, 업그레이드된 아이피니티 (Eyefinity) 기술 (아이피니티 2.0), GPGPU 강화 아키텍처인 GCN으로의 전환에 따라 AMD APP Acceleration 및 소프트웨어 개발사와의 파트너십도 보다 확대되었다.
게이밍과 GPGPU를 강화한 GCN (Graphics Core Next) 아키텍처
[라데온 HD 7900 시리즈에 적용된 GCN 아키텍처]
GCN (Graphics Core Next) 아키텍처는 엔비디아 페르미 (Fermi)와 인텔 라라비 (Larrabee)를 연상케하는 유사한 아키텍처 구조 (16-Wide Vector SIMD)를 제공하며, 병렬 처리 및 그래픽 성능 향상, 그리고 범용 연산에 사용되는 GPGPU 처리 성능도 크게 개선되었다. 또 고밀도 연산 및 멀티태스킹, 전력 효율 개선, 이종간의 컴퓨팅 및 퓨전 시스템 아키텍처와 연계, 확장성 및 유연성을 개선한 것이 특징이다.
라데온 HD 7900 시리즈는 라데온 HD 2900 시리즈를 시작으로 사용된 VLIW (Very Long Instruction Word) 아키텍처 (라데온 HD 2900부터 라데온 HD 5800 시리즈는 5-Way VLIW, VLIW5, 5D, 라데온 HD 6900 시리즈는 4-Way VLIW/ VLIW4/ 4D)를 벗어나 그래픽 연산 및 GPGPU 연산 성능을 개선한 GCN 아키텍처 적용, 그리고 내부적으로 라데온 HD 5800 시리즈부터 도입한 CPU식 듀얼 코어화, 듀얼 지오메트리 엔진을 제공한다.
GCN 아키텍처의 실행 유닛은 컴퓨트 유닛 (Compute Unit)으로 최대 32 CU로 구성되며, (이전 VLIW4는 SIMD 유닛 (24 SIMD/ 64SP)) 라데온 HD 7970은 32 CU 구성 (ALUs 유닛은 64개)으로 최대 2048SP (2048 ALUs, 스트림 프로세서, Stream Processor), 라데온 HD 7950은 ALUs 유닛 56개로 최대 1729SP를 제공한다. 렌더 백 엔드 (Render Back-Ends) 유닛은 8개, 클럭 당 32 컬러 ROPs와 클럭 당 128 Z/Stensil ROPs 처리는 라데온 HD 7970과 HD 7950과 동일하다.
읽기와 쓰기를 지원하는 L2 캐쉬는 최대 768KB를 지원하며, 메모리 인터페이스도 기존 256bit에서 384bit 메모리 버스와 3GB GDDR5를 지원해 라데온 HD 7970은 최대 264GB/s, 라데온 HD 7950은 240GB/s의 메모리 대역폭을 제공한다. 28nm 공정 적용과 함께 PCI-Express 3.0 규격 (2.0의 2배인 양방향 32GB/s 대역폭)과 DirectX 11.1도 처음으로 지원하는 GPU다.
DirectX 11.1은 크게 3D 스테레오 본격 지원, TBDR (Tile Based Deferred Render), 그리고 TIR (Tager Independent Rasterization), 더블 프리시전 쉐이더 연산, 그래픽과 비디오 효율적인 조작 등의 향상이 이루어진다.
라데온 HD 7950은 DirectX 11 API의 GPGPU 기술인 DirectCompute를 이용한 그래픽 후처리 AA 기술인 MLAA (Morphological Anti-Aliasing) 및 EQAA 기법 (Enhanced Quality Anti-Aliasing)도 지원한다. EQAA는 엔비디아의 CSAA 기술과 유사하며, MSAA 기술의 컬러 샘플 추출과 픽셀에 추가 샘플을 더해 기존 AA 기술보다 이미지 품질을 개선한다.
[HD 7900으로 PRT (Partially Resident Texture) 하드웨어 가속]
또한 대용량 텍스처 처리를 위한 Partially Resident Texture (PRT) 기술도 지원되며, 텍스처 필터링 품질 개선 (anisotropic Filtering 알고리즘 개선, AF)이 이루어졌다. 기존 소프트웨어적인 처리에서 AMD는 PRT 지원으로 하드웨어적인 처리를 지원한다. PRT는 32TB의 텍스처 데이터 처리가 가능하며, ROPs 조작 및 Z 버퍼 유닛 독립 조작, 그리고 모든 텍스처 조작을 캐쉬의 읽기와 쓰기 조작할 수 있다.
또 GPU 컴퓨팅 성능 즉, 과학연산에 주로 활용되는 싱글 프리시전 (Single Precision, FP32) 연산은 라데온 HD 7970이 3.79TFLOPs (HD 7950 2.87TFLOPs), VLIW4 아키텍처의 라데온 HD 6970이 2.7TFLOPs로 크게 증가했으며, 더블 프리시전 연산 (Double Precision, FP64)은 각각 1/4로 라데온 HD 7970이 947.5GFLOPs (HD 7950 716.8GFLOPs)의 처리 성능을 제공한다. 라데온 HD 6970은 더블 프리시전 연산이 1/4, 라데온 HD 5800 시리즈는 1/5다.
GPU 컴퓨팅 성능은 스퀘어 mm (sq.mm 당 성능) 당 연산 성능이 개선되었고 라데온 HD 7970이 라데온 HD 6970 대비 2배에서 최대 4배 이상 (AES256, 암호화 처리)까지 향상된다.
GPU 연산 기술인 공개표준 OpenCL 1.2와 Microsoft C++AMP, DirectCompte 11, 그리고 AMD Stream에서 이름을 바꾼 AMD APP (App Acceleration)과 같은 GPGPU 기술도 지원된다.
9세대 테셀레이션 유닛으로 DX11 테셀레이션 강화
라데온 HD 7950은 라데온 HD 7970과 같이 처리 효율과 성능을 개선한 9세대 테셀레이터를 내장해 DirectX 11과 테셀레이션 처리 성능을 높였다.
전력 관리를 개선한 AMD 파워튠과 제로코어 파워
라데온 HD 7970과 같이 전력 효율을 높이기 위해 AMD 파워튠 (PowerTune)과 제로코어 파워 (ZeroCore Power) 기술을 모두 지원한다. 파워튠은 고부하 프로그램 일부를 제외하고 대부분의 게임이 TDP 이내의 전력을 소모하는 것에서 착안한 기술로 TDP 범위 이상의 전력 소모를 제한해 GPU 및 전력을 절약할 수 있다.
제로코어 파워 기술은 아이들시 동작 클럭을 제로에 가깝게 만들어 전력 사용량을 3W 이하로 낮추며, 40nm 공정의 아이들은 최저 24W를 소모해 아이들시 전력 사용량도 상당 부분 줄었다.
AMD 제로코어 파워 기술은 단일 GPU 및 CrossFire X 모드 모두에서 동작되며, 아이들시 1개의 GPU만 활성화해 제로코어 파워 기술로 전력을 크게 낮춘다. 제로코어 파워 기술은 아이들 3W 이하의 전력을 제공하나 실제는 시스템 전력으로 동작되는 만큼 단일 GPU의 전력 절감보다는 특히 CrossFire X의 멀티 GPU에서의 전력 절감을 크게 기대할 수 있다.
또 라데온 HD 7900 시리즈는 28nm High-K 공정 도입으로 전력 효율, 그리고 동작 클럭의 향상이 가능해졌다. 이에 따라 오버클럭 잠재력이 높아졌으며, 1GHz 이상이 어렵지 않게 공랭 쿨러로도 가능하다.
멀티미디어 및 AMD APP Acceleration 강화
AMD는 엔비디아 쿠다 (CUDA)에 대응해 GPU 컴퓨팅 기술인 AMD Strem과 공개표준인 OpenCL을 AMD APP (Accelerated Parallel Processing) 기술로 명명해 GPU 컴퓨팅 기술을 발전시키고 있다.
라데온 HD 7900 시리즈는 GPGPU 처리가 이전 세대보다 개선되었기 때문에 이들의 처리 성능 향상이 이루어졌으며, 소프트웨어 개발사와의 협력을 보다 강화해 GPGPU 환경을 개선해 나가고 있다.
멀티미디어 인코더 기능인 VCE (Video Codec Engine) 및 멀티미디어 명령어 SAD (Sum of Absolute Differences), AMD AVIVO HD와 업그레이드된 UVD3로 H.264와 VC-1, MPEG-2 풀 하드웨어 가속과 PIP 듀얼 스트림 디코드 하드웨어 가속 뿐만 아니라 블루레이 3D (Blu-Ray 3D) 가속을 위한 Multi-View Codec 하드웨어 가속과 MPEG2, MPEG-4 Part2와 DivX/ xVid 코덱의 하드웨어 가속도 지원한다.
HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) 암호화 키 테이블
및 7.1 채널 HD Audio 코덱을 내장하여 HDMI 출력시 영상과 오디오 동시
출력이 가능하고 Dolby TrueHD와 DTS HD Matser Audio와 3GHz HDMI 1.4a 지원, DisplayPort 1.2 HBR2 규격을 지원해 3D 기술 (AMD는 HD3D)인 블루레이 3D와 3D 스테레오스코픽을 지원한다.
또한 독립된 멀티 포인트 오디오 (Digital Multi-Point Audio)를 지원해 디스플레이 및 HDMI를 통해 다중 오디오 출력 지원이 가능하다.
AMD와 NVIDIA 제품군 비교
라데온 HD 7900 시리즈는 DX11.1과 PCI-Express 3.0, 그리고 GCN 아키텍처, 듀얼 지오메트리 엔진, 9세대 테셀레이터를 탑재해 그래픽 성능뿐만 아니라 GPGPU 처리에도 보다 적합해졌다.
라데온 HD 7950은 라데온 HD 7970과 같은 28nm 공정 및 GCN 아키텍처를 적용한다. GPU는 코어 800/ 메모리 5000 (1250)MHz로 라데온 HD 7970의 코어 925/ 5500 (1375)MHz보다 낮게 설정된다. 1729SP (HD 7970 2048SP)와 384bit 메모리 버스, 32 ROPs, 112 텍스처 유닛 (HD 7970 128)을 제공하며, MLAA 및 EQAA와 AF 처리 성능을 개선했다.
라데온 HD 7950은 3GB와 1.5GB 2가지 버전이 등장할 것으로 알려져 있는데 각각 449달러 ($449)와 399 ($399)를 형성할 것으로 알려졌다. 단순 환율 계산으로 50만원 초반과 45만원 선으로 수입통관비 등을 고려하면 50만원 후반에서 60만원 초반 사이, 40만원에서 50만원 이상의 가격이 예상된다.
라데온 HD 7950 3GB 버전은 지포스 GTX 580의 초기 등장 가격인 499달러 ($499)보다 낮으나 현재 시장의 형성 가격은 유사할 것으로 예상되며, 성능도 엇비슷해 경쟁 제품이 된다.
열설계전력인 TDP는 라데온 HD 7970이 제로코어 파워 기술 (ZeroCore Power)과 파워튠 (PowerTune) 기술을 조합해 아이들시 3W 이하, 로드시 250W 내외의 스펙, HD 7950은 250W 이하의 TDP 스펙을 제공한다. 라데온 HD 6990이 아이들 37W, 로드시 게임은 350W, 파워튠 최대 TDP는 375W다. 라데온 HD 6970/ HD 6950은
아이들시 20W는 동일하고 로드시 게임동작시 각각 140/ 190W이며, 파워튠
기술로 최대 TDP는 250/ 200W로 억제된다. 지포스 GTX 570/ 580은 로드시 각각
219W/ 244W, 지포스 GTX 580은 365W의 스펙을 제공한다.
라데온 HD 7950은 새로운 GCN 아키텍처와 라데온 HD 6900 시리즈보다 늘어난 스트림 프로세서를 제공하며, 내부 처리 효율 개선과 DX11.1, 테셀레이션 강화, 그리 GPU 컴퓨팅 성능을 개선하고 있다.
지금까지 살펴본 라데온 HD 7950의 스펙을 정리하면 아래와 같다.
- DirectX 11.1, 그래픽 및 GPGPU 연산에 최적화된 GCN 아키텍처
- 9세대 테셀레이터, 멀티태스킹 및 멀티스레딩 강화 (동시실행
능력)
- 테라스케일, 향상된 지오메트리 및 게이밍 성능
- 스트림
프로세서 1792 (HD 7970 2048/ HD 6970 1536/ HD 6950 1408)
- 28nm 및 384bit 메모리 버스와 GDDR5 3GB 메모리 용량
- 텍스처 유닛 112로 텍스처 처리향상 (HD 7970 128/ HD 6970/ 6950 96/ 88)
- 24X CFAA 향상 및 MLAA/
EQAA 기법 지원
- 8 Render Back-Ends (ROP) 유닛, 32 ROPs (HD 7970/ 6970/ 6950
32)
- 전력관리 개선 (클럭 및 전압 스위칭, GDDR5
클럭 및 전압 감소)
라데온 7970, 라데온 HD 6900 시리즈, HD 6800 시리즈와 HD 5800 시리즈, HD 4800 시리즈에 대한 내용은
지난 기사인 28nm 공정과 새로운 GCN 아키텍처, 사파이어의 AMD 라데온 HD 7970,하이엔드로의 귀환, AMD 라데온 HD 6900 시리즈, 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.
[영상] 엔비디아에 대응하는 인텔 가우디3/AMD MI300/범클라우드 진영의 NPU/,그리고 AI 하드웨어 개발 흐름과 추세는? 
