AMD versus NVIDIA: as armas das fabricantes de placas de vídeo para 2016

Como é de conhecimento geral, todos os anos (ou quase todos) as fabricantes de placas de vídeo atualizam suas arquiteturas para levar as mais recentes tecnologias até o consumidor.

No ano passado, por exemplo, a AMD atualizou sua arquitetura Graphics Core Next para um novo patamar com a linha Fury. Ela trouxe uma nova tecnologia de memória (o HBM) e apostou em uma placa com sistema de refrigeração a líquido.

A NVIDIA fez um bom trabalho no ano passado com os chips da série Maxwell (que você possivelmente conhece como GTX 900), mas, enquanto a concorrente deu um salto ousado em tecnologia, o “Lado Verde da Força” parece estar aguardando o momento certo para mergulhar no padrão HBM.

Até o momento da publicação deste artigo, nenhuma das empresas revelou seus novos chips gráficos, deixando os consumidores curiosos para descobrir o que vem por aí. Até agora, temos muitos rumores rolando pela web, indicando que uma ambas podem tomar rumos similares, apesar de que as arquiteturas tendem a ser completamente diferentes. Afinal, o que será que vem por aí?

Nós coletamos os principais rumores (principalmente os mais sensatos) para tentar entender o que cada uma está preparando. Abaixo, vamos comentar em detalhes alguns dos planos que elas podem ter para as placas de vídeo que chegarão ao consumidor neste ano, mas tenha em mente que nem tudo citado aqui é informação oficial.

O primeiro grande desafio: a realidade virtual

O ano de 2016 é tido como a porta de entrada para as aplicações e jogos com realidade virtual. Nestes 12 meses, os dispositivos das principais fabricantes (incluindo o tão famoso Oculus Rift e o HTC Vive) chegarão até o consumidor, mas nem todos poderão desfrutar da novidade, uma vez que, para funcionar, esses componentes necessitam de um bom suporte de hardware.

As placas de vídeo mais robustas da atualidade (as recomendações para o Rift sugerem no mínimo NVIDIA GTX 970 ou AMD R9 290) já são capazes de prover alta performance para esse tipo de necessidade, mas algumas aplicações podem exigir desempenho adicional, além de que é preciso considerar que teremos novas versões desses óculos chegando ao consumidor.

Para entender melhor é preciso levar em conta que, considerando o Rift e o Vive, estamos falando de aparelhos com dois displays (um para cada olho) com resolução de 1080x1200 cada um, o que significa que a placa tem que dar conta de duas tarefas simultaneamente. Isso exige muito poder de processamento, bem como uma grande quantidade de memória RAM.

Talvez, as primeiras demonstrações e jogos que serão liberados vão funcionar de forma adequada nas placas atuais, mas as fabricantes (AMD e NVIDIA) já estão mirando no futuro, pois seus novos componentes devem suportar as aplicações futuras. E como se preparar para o salto tecnológico da realidade virtual? Logo vamos falar sobre isso.

O segundo desafio: 4K e muito mais

Conforme declaração recente de Raja Koduri, vice-presidente sênior e arquiteto-chefe do Radeon Technologies Group, os planos da AMD para os próximos anos implicam na capacidade de dar suporte para jogos e aplicativos que possam funcionar com a resolução 16K (que representa incríveis 15.360x8.640 pixels).

Parece um exagero? Bom, talvez seja, mas a indústria, tanto de displays quanto de jogos, vai continuar evoluindo, então as fabricantes de placas de vídeo precisam estar preparadas. A AMD segue uma linha bem inteligente, analisando os saltos que tivemos nos últimos anos e já se antecipando para o que virá, garantindo que seus produtos darão o suporte para o jogador.

Apesar de estarmos falando de um patamar que só será realidade dentro de alguns anos, a empresa precisa já projetar a solução, a qual também virá a calhar para o atual padrão. O que aconteceu na última geração de componentes é que recebemos a resolução 4K sem estar devidamente preparados.

Mesmo se pensarmos em placas como a Fury X e a GTX 980 Ti, podemos perceber que elas não estão devidamente preparadas para o 4K. Atualmente, esses modelos são os mais indicados para essa qualidade visual, mas ainda não são adequados para entregar uma experiência perfeita.

Diversos testes que realizamos já provaram que as duas placas conseguem apenas dar o suporte básico (considerando aqui a utilização do 4K com todos os gráficos em nível máximo e filtros ativados), levando ao jogador uma performance que fica muito próxima dos 30 ou 40 frames por segundo — números pouco expressivos se pensarmos nas exigências dos gamers.

As novas placas, tanto da AMD quanto da NVIDIA, então, devem estar preparadas para o 4K. Nesse sentido, queremos dizer que elas precisam estar aptas para entregar a gloriosa resolução Ultra HD com performance acima de 60 frames por segundo em qualquer jogo! E como alcançar esse resultado?

Um salto em performance é essencial

Agora que já falamos sobre os objetivos principais das novas tecnologias, vamos entrar em detalhes sobre as placas de vídeo. Afinal, como chegar lá? Evidentemente, qualquer gamer ou aficionado por informática responderia essa questão de forma direta: é preciso mais desempenho da placa de vídeo.

Corretíssimo, investir em performance adicional levaria as novas placas a dar conta do recado. Contudo, ainda fica a questão: como chegar lá? A primeira resposta pode ser o aumento dos clocks, tanto do chip gráfico quanto da memória de vídeo. Esse palpite é correto, e esse tipo de incremento realmente leva a resultados mais eficientes em performance.

Contudo, bem sabemos que não é possível aumentar o clock infinitamente. Seja por modificações de tensão ou configurações na BIOS, a mudança na frequência implica em maiores temperaturas e consumo de energia. Consequentemente, as fabricantes teriam de ir na contramão e criar placas com dissipadores maiores e mais conectores de alimentação.

A AMD aposta em novos transistores

Para não deixar ninguém com dúvidas e dar explicações aos seus consumidores, a AMD foi bem explícita, no início deste ano, ao revelar as tecnologias que está desenvolvendo para 2016. A arquitetura Polaris é a grande novidade que a companhia tem para os jogadores, uma arquitetura inovadora que aposta em um novo processo de fabricação.

A Polaris vai contar com componentes FinFET (transistores de efeito de campo de porta dupla) de 14 nanômetros. Como isso solucionará o problema de desempenho? Bom, atualmente, a AMD usa chips com litografia de 28 nanômetros. Então, considerando apenas o avanço no processo, já teríamos chips com a metade do tamanho ou chip de mesmo tamanho com o dobro de componentes.

Em teoria, quanto mais transistores na unidade de processamento gráfico, melhor tende a ser o desempenho, então somente este avanço já seria suficiente para levar a performance necessária para a realidade virtual e o 4K. Contudo, não estamos tratando apenas de uma mudança no tamanho do componente, mas também de uma nova forma de funcionamento.

A AMD não revelou oficialmente quantos transistores terá em sua placa de vídeo top de linha da nova série R9 400, mas, se os boatos estiverem corretos, ela vai colocar 17 bilhões de transistores no chip gráfico (o que é quase o dobro dos chips Fiji, que equipam as placas Fury e contam com 8,9 bilhões).

Frequência e diferenciais no funcionamento da Polaris

Achou pouco? Segundo Joe Cox, diretor sênior de produtos gráficos da AMD, além da mudança na fabricação dos componentes, as placas com arquitetura Polaris vão rodar com frequências mais elevadas, graças às melhorias em consumo e eficiência energética (poder utilizado da melhor forma com o mínimo de desperdício, ou seja, baixa produção de calor).

Só que não para por aí. De acordo com Mike Mantor, um dos responsáveis pela parte de arquitetura do produto, a AMD Polaris ainda vai trazer mais memória para o armazenamento temporário de instruções (também chamado de Instruction Buffer), performance single thread aprimorada e controle do fluxo das operações.

Em vídeo oficial, Mantor ainda entra em detalhes sobre como foi possível elevar os clocks, algo que foi realizado nos últimos meses com alguns ajustes finos no Clock Gate e no circuito de controle de energia. Tudo isso que a AMD fez até agora foi sempre com o objetivo de entregar a melhor performance por watt.

A NVIDIA entra na dança

Até o momento, a AMD tem sido bem transparente com relação aos seus planos. A NVIDIA, por outro lado, vem escondendo o jogo. Até agora, quanto às informações oficias, nós apenas sabemos que a nova arquitetura da empresa vai se chamar Pascal e que a companhia também vai apostar no salto para a tecnologia de FinFETs.

Conforme o que a companhia revelou na CES 2016, o processo de fabricação escolhido para sua nova leva de placa de vídeo é de 16 nanômetros. É um salto realmente impressionante da atual tecnologia de 28 nm que temos nas placas Maxwell.

Apesar de essas informações serem reveladoras para termos noção da direção que a empresa seguirá neste ano, as declarações oficiais não nos permitem saber o que realmente vamos conferir na nova série de chips GeForce (nem mesmo a nomenclatura, já que a série GTX chegou ao número 900), até porque as demonstrações da Pascal até agora foram com componentes ARM dedicados para chips Tegras.

Contudo, segundo os rumores que correm pela web, alguns dos quais têm fundamento, a placa top de linha da NVIDIA para 2016 também deve contar com 17 bilhões de transistores (uma evolução agressiva da GTX 980 Ti, que apresenta 8 bilhões). Frequências, questões de energia, mudanças internas e outros detalhes ainda são um mistério.

O HBM2 vem para ficar nas placas AMD!

A grande sacada para conseguir suprir a demanda de processamento através de performance é primordial, porém de nada adianta evoluir o processador sem adicionar módulos de memória que sejam capaz de trabalhar em nível de igualdade.

Aqui, novamente, a AMD parece estar adiantada. A fabricante dos chips Radeon foi a  pioneira com a tecnologia, participando no desenvolvimento do padrão e também na implementação da tecnologia nas placas da série Fury.

Conforme divulgamos a informação em primeira mão, as placas de vídeo Polaris vão trazer o padrão HBM2. Na prática, de acordo com a documentação oficial do JEDEC, isso significa que teremos o dobro de largura de banda de memória, alcançado até 1 TB/s de transferência.

Vale constatar, contudo, que somente as placas mais robustas da nova geração Radeon trarão o padrão HBM2.  Além da melhoria no desempenho dos chips de memória, o salto para o padrão HBM2 vai permitir adicionar uma quantidade maior de memória diretamente nos chips Radeon. De quanto estamos falando? Bom, as placas de vídeo Fury trazem 4 GB de memória, mas a nova geração pode perfeitamente dar um salto para 16 ou até mesmo 32 GB.

E não para por aí. O HBM2 também entrega melhorias na parte de energia, de modo que teremos módulos que apresentarão uma economia de 8% se comparado ao padrão HBM (e de quase 56% se comparado ao GDDR5). Isso, combinado com os benefícios energéticos do processador, deve resultar em um produto muito mais eficiente para o consumidor.

A NVIDIA também vai apostar no HBM2

Apesar de não ter passado nenhuma de suas placas para o padrão HBM (de primeira geração), a NVIDIA já afirmou que vai saltar diretamente para o HBM2, algo que era bem óbvio, ainda mais considerando que a AMD vem falando aos quatro ventos sobre seus planos.

A dúvida permanecia no ar, pois, segundo alguns rumores, a NVIDIA estava pensando seriamente em usar o padrão GDDR5X em sua nova geração de processadores, algo que até faria sentido, considerando que o padrão atual ainda não se esgotou em capacidade. Contudo, a companhia já desmentiu isso no ano passado, ainda que o GDDR5X possa ser usado em placas intermediárias.

Como o HBM2 é um padrão, podemos esperar módulos similares ao que já vemos nas placas da AMD e especificações bem parecidas com o que teremos na arquitetura Polaris. As diferenças devem aparecer somente em questão de clocks e também da forma como a NVIDIA vai instalar os chips de memória (uma vez que sua arquitetura pode ser bem diferente).

Novos padrões da indústria

As melhorias em performance serão muito benéficas, mas, com a chegada de novos produtos, também podemos esperar o suporte para novas tecnologias. A AMD se antecipou e já informou que suas placas serão compatíveis com os padrões HDMI 2.0a e DisplayPort 1.3.

Na parte de vídeo, os novos componentes estarão aptos a trabalhar com a codificação e decodificação de arquivos em 4K com o codec h265. Obviamente, a compatibilidade com DirectX 12, Mantle, OpenGL 4.5 e Vulkan continuam.

Quanto às placas da NVIDIA, não há informações oficiais, porém podemos esperar características similares, uma vez que a empresa trabalha em parceria com as principais fabricantes de displays e desenvolvedoras de jogos.

A boa e velha concorrência

Como você pôde ver, as duas fabricantes parecem estar se munindo para um novo round. A AMD já tem tudo bem traçado e já divulgou muita coisa, mas ainda guarda seu produto a sete chaves. A NVIDIA, por outro lado, não fala sobre o assunto, mas já vem trabalhando faz muito tempo no Pascal, o que significa que teremos uma grande surpresa por aí.

Quando teremos os novos componentes? Bom, de acordo com o mapa de lançamentos publicado no site TechFrag, os chips Pascal devem pintar já em abril. As novas GPUs Radeon ainda não têm data definida, mas a AMD tem planos de lançá-la em julho ou agosto.

Resta aguardar para ver como os novos componentes vão se sair na prática. Com as duas fabricantes competindo com tecnologias muito similares, o consumidor vai sair ganhando, pois terá melhores ofertas e ótimos produtos à disposição. É esperar para ver e jogar!