Radeon HD 6000系列（十五）Cayman：第三代TeraScale引擎

派膠

在過往幾集，我們介紹過各種Barts顯示晶片和產品，並且公布測試的結果，這期我們便介紹Radeon HD 6000 Northern Islands系列之中，效能最高的一款GPU：Cayman。原本是指「英屬開曼群島」，Cayman有別於其他所有Northern Islands GPU，它採用一款全新的運算引擎：TeraScale 3引擎。第二代TeraScale引擎的運算部件是VLIW5，而到第三代，便改用VLIW4。雖然Radeon HD 6000 Northern Islands是HD 5000 Evergreen族系的Sucessor，但是幾乎全部品種都繼續沿用內藏VLIW5的TeraScale 2引擎，唯獨是6900 Cayman才改全新內藏VLIW4的TeraScale 3引擎。在介紹兩款產品前，讓者先簡介這款新引擎。

全新引擎優化效率：Tera Scale 3 同屬6000系列，6900改用了Tera Scale 3引擎，此改動比由5800 Cypress到6800 Barts的改動更大。在了解6900的Tera Scale 3引擎之前，讓我們回顧一下5800 Cypress及6800 Barts沿用的Tera Scale 2引擎。Tera Scale 2引擎架構的每個SIMD Engine內有16個VLIW5（Very Long Instruction Word 5）處理器，而它們裏面有4個Stream Processor（Stream Core）和1個專為處理特別函數（transcendental fuction，超越函數）的T-Stream Unit，全部當做5個Stream Processor（SP）計算，最後每個SIMD引擎便一共有80個SP。整粒GPU所包含的SP數量，就是按照所啟動的SIMD數量，再乘以80計算出來。至於6900所用的Tera Scale 3引擎，所改用的全新VLIW4引擎，不再包含T-Stream Unit，並將相關的工作，交由餘下的4個SP處理。架構得到簡化，效率亦會提高，而每個SP都得到更好的發揮。看看6900 Cayman的架構，同樣紅色的部分是SIMD Engine，每枚6900內有兩個SIMD Engine Array，每個Array內多個SIMD Engine，每個SIMD Engine內含16個VLIW4處理器，每個VLIW4處理器內有4個SP Stream Processor串流處理器。矽晶刻蝕完成並經過能力測試後，工程人員便會根據每塊矽晶可開動SIMD Engine的數量，來決定標示的型號。如果全部12個SIMD引擎都通過測試，便標示為「6970」，其SP總數是2 x 12x 16 x 4 = 1536個；其中一個沒有開動，便標示為「6950」，SP總數便是2 x 11 x 16 x 4 =1408個。另外，每個SIMD引擎配有一個TMU Block，內有4個TMU，因此6970有2 x 12 x 4 =96個TMU，而6950便只有2 x 11 x 4 = 88個TMU。

◆ Radeon HD 5870 Cypress XT架構圖 ◆ Radeon HD 6870 Barts XT架構圖 ◆ Radeon HD 6950 Cayman PRO架構圖 ◆ Radeon HD 6970 Cayman XT架構圖 ◆ TeraScale 2引擎內的VLIW5執行部件（網上圖片） ◆ TeraScale 3引擎內的VLIW4執行部件（網上圖片） ◆ Radeon HD 6950，OPN是215-0807018 ◆ Radeon HD 6970，OPN是215-0807007

產品介紹：微星R6950 Twin Frozr III 1GD5 Power Edition/OC 微星都推出了好多款HD 6950產品，而筆者手上是效能最高的R6950 Twin Frozr III 1GD5 Power Edition/OC：這個是超頻版本，預設核心工作頻率達到850MHz，比AMD官方的高50MHz，所以實際效能一定比普通版高。它完全支援微星的Afterburner軟件，用戶可以自行超頻，再提升效能。為配合超頻的需要，此卡在散熱和供電兩部分都得到銳意的加強，先講講散熱方案。採用的微星第三代自行研發的TWIN FROZR方案，外殼採用了鋁合金製，不但比鐵更輕巧更耐用，而且比膠造更高級；內藏兩個散熱風扇，來自POWER LOGIC的出品，型號是PLD08010S12HH（8cm，最高速的4000RPM品種，34.85CFM），而且採用「刀鋒式扇葉」，效能很高；風扇下面是個大面積的散熱器，上面有多塊薄鰭片，下面有銅製鍍鎳底板，內藏5支粗熱導管，能有效分散熱力，也是高成本的製作。這個散熱器專為GPU散熱，另有獨立的鋁片為VRAM散熱，兩者分開。另外特別留意一點，本Power Edition有個獨門P/S Switch功能。卡頂處有個選擇掣，可以揀Performance Mode（高散熱效能，高噪聲）或Silent Mode（低散熱效能，低噪聲），以迎合不同的需要。輸出插頭方面，Mini DisplayPort和DVI插頭各有兩個，另有一個HDMI輸出，全部都有軟膠保護套。套裝內另附送一條Mini DisplayPort轉Display Port線，一個DVI轉RGB頭和兩條6pins電源轉線。卡頂處可以找到兩個6pins輸電插頭，通常一個給GPU電源，另一個給VRAM，所以最好兩個都連接到火牛，比較穩妥。另有兩段SLI金手指，所以可以行2-Way及3-Way SLI。

◆ 微星R6950 Twin Frozr III 1GD5 Power Edition/OC彩盒 ◆ R6950 Twin Frozr III 1GD5 Power Edition/OC側面觀 ◆ VRAM有專用的散熱器 ◆ 電路板零件一覽表 ◆ TWIN FROZR III完全拆散的情況 ◆ 外殼是鋁合金造 ◆ 4000RPM 8cm風扇 ◆ 採用「刀鋒式」扇葉設計 ◆ 散熱器十分大 ◆ 有5支熱導管 ◆ VRAM用散熱器底部有散熱物料 ◆ 卡頂的P/S Switch ◆ 可以選擇兩個模式 ◆ 有兩個DVI、兩個Mini DisplayPort和一個HDMI ◆ 有兩個6pins輸電插頭和兩段式SLI插頭

5200MHz GDDR5暫存系統 拆下TWIN FROZR III散熱方案，就可以清楚見到電路板上全部零件：中央當然是Radeon HD 6950 Cayman GPU，兩面圍住8枚VRAM，全部是ELPIDA的出品，型號是W1032BABG-50-F（1Gbit，32bit輸出，最高工作頻率5000MHz），而GPU內記憶體控制器行5200MHz，稍微超頻，總頻寬達到166.4GB/s，十分強勁。至於電源方面，同樣分GPU及VRAM兩大組電源。GPU主電源的PWM是uP6218，六相設計，每相配一枚相信是DrMOS的元件：59901M，SFC超級亞鐵線圈及日本品牌FPCAP的固態電容為輸出電容，質素不錯。至於VRAM電源，PWM則採用uP6205，兩相設計，每相選用一枚P0603BK（6mΩ，65A）和一枚P0903BK（9mΩ，53A），再加FPCAP的固態電容，質素尚可，但如換用大品牌的MOSFET則較佳。整體來說，雖然$1,850價錢不低，但考慮到採用高成本Cayman，再加高效能供電及散熱方案，仍算是物有所值。

◆ 一粒GPU配8枚VRAM ◆ Radeon HD 5980矽晶十分巨大 ◆ 採用ELPIDA的GDDR5顆粒 ◆ GPU電源零件一覽 ◆ GPU電源用PWM：uP6218 ◆ 輸出元件：59901M ◆ VRAM電源採用這粒為PWM ◆ VRAM電源的兩條輸出管道

產品介紹：華碩EAH6970/2DI2S/2GD5 最後介紹的Northern Island產品是這個：華碩的EAH6970/2DI2S/2GD5。此為公版設計，例牌「風通道」式散熱方案，散熱風扇位於卡尾處。從方案的底面看，可以見到貼住GPU的散熱部分是純銅色，內藏小型熱導管，以提升散熱品質。上面加一塊為VRAM散熱的散熱塊，有八塊方形散熱貼，以更緊貼VRAM表面。影像輸出插頭陣容與Radeon HD 6950完全相同，即DVI及Mini DisplayPort各兩個再加一個HDMI。由於12個SIMD引擎全開動，加上高頻率設定，因此需要更大的輸電量。卡頂處有8pins及6pins供電插頭各一個，兩個需要同時輸電才能成功開機。

◆ 華碩EAH6970/2DI2S/2GD5側面觀 ◆ 散熱風扇位於卡尾處 ◆ 散熱方面底面觀 ◆ 風扇是高身旋渦式 ◆ 散熱器內藏小熱導管 ◆ 8pins及6pins供電插頭各一 ◆ 影像輸出插頭與HD 6950一樣

◆ 電路板零件一覽 ◆ 採用大廠hynix的GDDR5顆粒 ◆ 兩組電源集中在卡尾處 ◆ 主控PWM是這粒VT1556MF ◆ 相信是DrMOS元件的VT1636SF

2GB 5500MHz GDDR5 將散熱方案拆除，同樣見到一枚GPU配8枚VRAM。由於Radeon HD 6970與Radeon HD 6950同是Cayman，所以兩者基本外觀都是一樣，只是OPN不同。根據AMD官方網頁，Radeon HD 6970的預設工作頻率是880/5500MHz，而華碩這張卡的設定便高些少，為890/5500MHz，所以效能稍佳。VRAM顆粒採用了大廠hynix的出品：H5GQ2H24MFR-R0C（2Gbit，32bit輸出，最高工作頻率6000MHz），8粒總容量是2GB，比剛才介紹的6950多一倍，而總頻寬便是176GB/s。電源設計與剛才介紹的HD 6950不同。同樣位於電路板的尾端，但GPU與VRAM兩個電源安排在一起。只找到一枚電源控制器：VT1556MF，而生產廠方亦沒有公布規格，但按照走線的情況，可以估計是6+2相。當中主六相為GPU供電，而其餘兩相便為VRAM供電。每相配用一粒相信是DrMOS的元件：VT1636SF，而線圈便改用更高效率的多相偶合式品種（Multiple SMD Coupled Inductor）。售價是$2,799，比6950貴$1,000大元，無他，主要原因是矽晶要求高，良率自然低，所以成本高。而且電源的要求也較高，雙倍VRAM容量，所以價貴乃是可以理解。

2012：Radeon HD 7000系列 踏入2012年，AMD乘勝狙擊，推出以全部運算架構為本的Radeon HD 7000 Southern Islands南方小島系列，下期將為大家介紹一下，敬請密切留意。

建議售價：$1,850

建議售價：$2,799

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