Radeon HD 6990リファレンスカード。日本AMDによる市場想定売価は「7万円台〜8万円台」となっている

　日本時間2011年3月8日14：01，「Northern Islands」世代の最上位モデルであり，これまで開発コードネーム「Antilles」（アンティリーズもしくはアンティレス）と呼ばれてきた「Radeon HD 6990」（以下，HD 6990）を，AMDは正式に発表した。
　「ATI Radeon HD 5970」（以下，HD 5970）の後継製品となるHD 6990は，HD 5970と同じく，1枚の基板に2基のGPUを実装した，いわゆるデュアルGPUソリューション。型番からも想像できるとおり，「Radeon HD 6970」（以下，HD 6970）の上位製品としても位置づけられている。

カード裏面も含めた全体がクーラーに覆われたデザインになっている

　“1枚のグラフィックスカード”として，史上最高性能を叩き出すことは，テストをするまでもなく容易に想像できるが，実際のところ何をどの程度期待でき，我々ゲーマーにとってどのような存在意義があるのか。今回は，AMDから貸し出しを受けたリファレンスカードで，これらを明らかにしてみたい。

HD 5970とほぼ同じ，300mm超級のカードサイズ

消費電力は定格動作で最大375W（！）

左から順に，HD 5970，HD 6990，HD 6970リファレンスデザインのカードを並べてみたところ

AMDが示したHD 6990の概要。演算性能は単精度で5.1TFLOPSに到達（倍精度では1.27TFLOPS）するが，なんといっても注目は，「＜375W」（375W未満）とされる公称最大消費電力である

　HD 6990リファレンスカードのカード長は実測305mm（※突起部含まず）で，HD 5970とほぼ同じ。基板の長さが291mmなのもHD 5970と同じだ。角張ったデザインのクーラーが搭載されることもあって，並べてみるとHD 5970より大きく見えるが，実際には変わっていないと述べていい。

　ただ，決定的に異なるのはPCI Express補助電源コネクタの仕様だ。8ピン×2という構成であり，カードレベルの公称最大消費電力は375W。PCI-SIGの「PCIe 225W/300W High Power CEM Spec 1.0」で規定される“消費電力の高いカード用のオプション仕様”である消費電力300Wの枠内を超えているのである。
　これは，PCI Express x16スロットの75Wに，8ピンの150W×2で375Wという計算。HD 5970では，6ピン＋8ピン仕様を採用することで，なんとか294Wに留めていたAMDだが，ついに，どうにもならなくなったということだと思われる。
　実際，どちらか1本を6ピンの給電に変更すると，HD 6990は動作しない。8ピン×2の給電が必要ということで，相当に電源ユニットを選ぶカードだと言わざるを得ないだろう。

搭載する2基のGPU。基本仕様はHD 6970のそれを踏襲する

　そんなHD 6990が搭載するGPUのシェーダプロセッサ数は1基あたり1536基で，テクスチャユニット数とROP数は順に同96基，同32基（相当）。Radeon HD 6900シリーズで採用される「VLIW4」（VLIW：Very Long Instruction Words）アーキテクチャがベースになっている……というか，HD 6970とまったく同じ仕様のGPUを，HD 6990は2機搭載していることになる。

　ただ，動作クロックはコア830MHz，メモリ5000MHz相当（実クロック1250MHz）で，HD 6970より1割弱ほど低い（表1）。先代のデュアルGPUソリューションとなるHD 5970でも，300Wという電力枠に抑えるべく，「『ATI Radeon HD 5870』と同等のGPUを採用しつつ，動作クロックは『ATI Radeon HD 5850』と同じ」という仕様を採用していたが，HD 6990でも，375Wの枠内に収めるべく，同じことが行われたものと思われる。

CrossFireXコネクタの近くに，Dual BIOS Toggle Switchを搭載する

　面白いのは，そんな動作クロック設定と逆行するかのように，HD 6970や「Radeon HD 6950」のリファレンスカードと同じく，「Dual BIOS Toggle Switch」を搭載する点だ。実際にどういった実装になるのかは，各カードベンダー次第になるのではないかと思われるが，リファレンスカードでは，標準設定の「2」から，もう1つの選択肢である「1」へ変更した場合，動作クロックは830MHzから880MHzへ，GPUコア電圧も1.12Vから1.175Vへと，それぞれ引き上げられるようになっていた。

　そして，このときの公称最大消費電力は450W。つまり，HD 6990の仕様を完全に上回ってしまうわけだ。AMDは（保証外としつつも）このリファレンス基板で450Wクラスの消費電力に堪えられるとしているが，“がっつりした”クロックアップモデルの登場は，1月の時点で存在が示唆された，「追加の6ピン給電コネクタを搭載したHD 6990カード」を待ったほうが確実かもしれない。

2基のGPUが左右対称的に配置され，新世代のデジタルPWM回路や低リーク電流のASICを選択して用いることにより，450Wクラスの消費電力に堪えると謳うスライド。GPUクーラー側もHD 5970比でエアフローが20％改善しており，“450W Ready”になっているという。ただし，根本的な問題として，補助電源コネクタは8ピン×2であり，供給できる電力の，仕様上の上限は375W……

●HD 5970と同様，ブリッジチップで2基のGPUを接続

HD 6990（左）とHD 5970（右）の比較。HD 5970だとカード側面に用意されていた排気孔が，HD 6990ではなくなっている

　カード全体を覆うクーラーは，中央部に大型のファンを搭載したもの。I/Oインタフェース側と，その正反対側に向かってエアフローを起こす仕様になっているので，PCケース側でエアフローに対処する必要がある。
　ただ，HD 5970ではGPUクーラーの側面に排気孔が用意されていたのに対し，その部分の熱処理をほとんど考えなくてよくなったのは，熱周りの対策において，プラス材料といえそうだ。

排気孔はカードの両端に搭載。外部インタフェースはDual-Link DVI×1，Mini DisplayPort×4となっている

カード背面のヒートスプレッダを外したところ

　クーラーのカバーを取り外すと，補強板を兼ねるヒートスプレッダ，そして2基のパッシブヒートシンクからなる構造だと分かる。
　パッシブヒートシンクは，ハイエンドGPUの冷却用としてもはやお馴染みの「Vapor Chamber」方式を採用するもの。カード全体で最大450W分となる発熱を受け止められるとのことである。

クーラーは比較的簡単に取り外せる。クーラーはカバーを除いて3ピースの構造だ（※リファレンスカードなのでクーラーを外していますが，GPUクーラーの脱着はカードメーカー保証外の行為ですので注意してください）

HD 6990リファレンスカードの基板。リファレンスカードに“追加の6ピンコネクタ”を搭載できるスペースは確保されていない

　GPUクーラーを取り外すと，2基のGPUや電源部，そしてPCI Expressブリッジチップの整然と並んだ基板が姿を見せる。電源部は，Volterra製のプログラマブルレギュレータやデジタルPWM回路を搭載することで，HD 5970のときより，温度耐性が向上しているとのことだ。
　搭載するPCI Expressブリッジチップは，HD 5970に搭載されていたのと同じ「AMD8647-BB50BC F」なので，おそらくPCI Express 2.1対応。GPUあたり2GBのグラフィックスメモリ容量を実現するGDDR5メモリチップは，Hynix Semiconductor製の「H5GQ2H24MFR-T2C」（5.0Gbps品）が採用されているので，マージンはまったく用意されていないことになる。

Volterra製の電圧コントローラ「VR1556MF」をカード背面に2基搭載

ATIロゴが入った，PCI Express 2.1対応と思われるブリッジ，AMD8647-BB50BC F

Hynix SemiconductorのGDDR5チップは，GPUあたり8枚が組み合わせられる

定格クロックでHD 6990のテストを実施

HD 5970だけドライバが異なる

　テストのセットアップに入りたい。
　今回は，直接の下位モデルであるHD 6970およびそのCrossFireX（以下，HD 6970 CFX）構成，そして前世代のデュアルGPUソリューションであるHD 5970をまず用意。また，HD 6970 CFXとベンチマークスコアが比較的似通っていることから，「GeForce GTX 570」のSLI構成（以下，GTX 570 SLI）も用意したほか，2011年3月8日時点におけるシングルGPU最速モデルとして，「GeForce GTX 580」カードも揃えている。
　セカンダリのHD 6970＆GTX 570カードは，ASUSTeK Computerから貸し出してもらえた「EAH6970/2DI2S/2GD5」「ENGTX570/2DI/1280MD5」を用いていることも，合わせて紹介しておきたい。いずれもクロックアップモデルだが，セカンダリで用いる場合，クロックは低いほうで揃うため，とくにクロック設定などは調整していない。

EAH6970/2DI2S/2GD5 リファレンスデザイン採用のHD 6970カード メーカー：ASUSTeK Computer 問い合わせ先：ユニティ（販売代理店） [email protected] 実勢価格：3万7000〜4万円（※2011年3月8日現在）

ENGTX570/2DI/1280MD5 GTX 570のリファレンスデザイン採用モデル メーカー：ASUSTeK Computer 問い合わせ先：ユニティ（販売代理店） [email protected] 実勢価格：3万9000〜4万3000円（※2011年3月8日現在）

　このほかテスト環境は表2のとおり。Radeon HD 6900シリーズのテストに用いたグラフィックスドライバ「8.84.3-110226a-114256E-ATI」は，AMDから全世界のレビュワーに配布されたものだが，バージョン番号からすると，「Display Driver」のバージョンが8.821だった「Catalyst 11.2」より，かなり新しいものだと見ていいだろう。CatalystにおけるDisplay Driverのバージョンは，毎月たいてい0.01程度上がるので，今回のものは「Catalyst 11.4」プレビューくらいに捉えておいたほうがいいかもしれない。
　ただこのレビュワー向けドライバ，導入すると，HD 5970で内部CrossFireXが有効にならなかったため，HD 5970のテストだけはCatalyst 11.2を導入して行うこととしている。


　テスト方法は4Gamerのベンチマークレギュレーション10.2準拠。ただし，HD 6990のスペックを考慮し，4xアンチエイリアシング＆16x異方性フィルタリングを適用した「高負荷設定」のみを対象とした。また，同じ理由で解像度も1920×1200＆2560×1600ドットの2つに絞っている。
　なおHD 6990だが，今回はテスト期間が短かったため，テストは定格の動作クロックのみで行う。今後，メーカーレベルのクロックアップモデルが登場してきたら，そのとき，あらためて検証してみたい。

「Catalyst Control Center」より，動作クロックとドライバ情報

GTX 580を圧倒するスコア

やはりHD 6970 CFXには一歩及ばず

　テスト結果の考察に入ろう。まずグラフ1は，「3DMark06」（Build 1.2.0）の総合スコアをまとめたもの。最近のデュアルGPU構成が持つポテンシャルを測るのに，3DMark06は少しずつ向かなくなってきているが，それでもHD 6990がGTX 570 SLIやHD 5970より高いスコアを出していること，そして，2560×1600ドット設定時にGTX 580を約27％引き離していることは，十分に見て取れる。


　以下，ゲームにおける性能を見たグラフでは，画像をクリックすると，別ウインドウで2560×1600ドット時のスコアを基に並べ替えたものを表示するようにしてあると断ったうえで，グラフ2，「S.T.A.L.K.E.R.：Call of Pripyat」（以下，STALKER CoP）の「Day」シークエンスにおける平均フレームレートを見てみよう。
　ここでHD 6990のスコアはHD 6970 CFXより2〜3％低く，動作クロックの違いによる影響が感じられる。また，DirectX 11世代に強いFermiアーキテクチャということもあって，GTX 570 SLIがHD 6990を上回ったのも指摘しておく必要はありそうだ。
　ただ，GTX 580に対しては41〜53％高いスコアを示しており，史上最速グラフィックスカードの面目を保ってもいる。


　同じSTALKER CoPから，よりDirectX 11エフェクトの負荷が大きくなる「SunShafts」シークエンスの結果がグラフ3だ。ここではGeForce 500シリーズの優位性がよりはっきりし，HD 6990は，GTX 570 SLIに7〜16％のスコア差を付けられてしまった。GTX 580にも，差を若干詰められている。


　HD 6970 CFXとHD 6990の力関係は，グラフ4に結果を示した「Battlefield: Bad Company 2」（以下，BFBC2）でも同じ。ただし，DirectX 11が補助的な拡張に留まるBFBC2だと，HD 6990はGTX 570 SLIに対して最大8％高いスコアを示すようになる。HD 5970より21〜23％高く，GTX 580に対して39〜55％高いスコアである点も見逃せない。


　DirectX 9世代のアプリケーションを前にしたときの挙動を見るべく，「Call of Duty 4: Modern Warfare」（以下，Call of Duty 4）のテストを行った結果がグラフ5となる。
　Call of Duty 4においては，1920×1200ドット時にGTX 570 SLIの後塵を拝したのが少々気になるものの，2560×1600ドットでは逆転し，高負荷環境に強いところを見せているので，総合的はまずまずと見るべきか。そこを除くと，BFBC2と近い印象である。


　グラフ6の「Just Cause 2」だと，HD 6990のパフォーマンスは良好。100fps超のところでCPUボトルネックの影響も感じられるので，1920×1200ドットでHD 6970 CFXを上回ったのを額面どおりには受け取れないものの，2560×1600ドットでGTX 570 SLIに10％の差を付けている点は，ポジティブに評価できそうだ。


　Just Cause 2以上にCPUの影響が強くなる「バイオハザード5」だと，1920×1200ドットではCPUボトルネックの影響がはっきり出てしまった（グラフ7）。HD 6970 CFXとHD 5970のスコアが目に見えて下がってしまうあたりからは，今回のレビュワー向けドライバがHD 6990に最適化されたものである可能性を感じ取れるのも気になるところだ。
　見るべきポイントがあるとすれば，2560×1600ドットでHD 6990がGTX 580に対して約29％高いスコアを示していることくらいだろうか。


　性能検証の最後は，グラフ8に示した「Colin McRae: DiRT 2」（以下，DiRT 2）だ。
　DiRT 2は，Radeonファミリーに最適化されている一方，実際にはDirectX 11環境に強いGeForce 500＆400シリーズが良好な結果を示す傾向にあるが，ここではその影響が大きく出た。GTX 570 SLIが頭一つ抜け出しており，HD 6990はHD 6970 CFXといっしょに第2グループを形成するのがやっと。1920×1200ドットでは，GTX 580にもかなり迫られている。

消費電力は決して低くないが

カードが1枚で済むメリットも少なからずある

　さて，ある意味最も気になるところである，消費電力の検証に移ろう。
　AMDは，Radeon HD 6900シリーズで導入された電力制御機構「PowerTune Technology」を採用することで，最大消費電力が300Wを軽く超えるHD 6990でも，パフォーマンスを削ぐことなく，安定的に動作させられるとしているが，実際，消費電力値はどのような傾向を見せるのか。ログの取得が可能なワットチェッカー「Watts up? PRO」で計測してみた。

　ここまで行ってきた各アプリケーションベンチマークを実行したとき，最も高い消費電力値を示した時点を，アプリケーションごとの実行時とし，OSの起動後，30分放置した時点の「アイドル時」ともども，結果をまとめたのがグラフ9だ。
　結論からいうと，HD 6990の消費電力は，まずまずのところに収まっている。もちろん，「アプリケーション実行時で比較すると，HD 5970よりも57〜96W高い」という厳然たる事実はあるわけだが，しかし同時にHD 6970 CFXよりは20〜71W低く，GTX 570 SLIよりは33〜132Wも低いのだ。カード1枚で済むのは，消費電力面に，多大なメリットをもたらしている。

※グラフ画像をクリックすると，数値を含めた完全版を別ウインドウで表示します

　HD 6970クラスのGPUを2基搭載することで，GPU温度も気になるところだが，実のところ，こちらも悲劇的な結果にはなっていない。
　グラフ10は，3DMark06を30分間連続実行した時点を「高負荷時」として，アイドル時ともどもTechPowerUp製GPU情報表示ツール「GPU-Z」（Version 0.5.1）からGPUの温度を測定したときの温度をまとめたものになる。室温20℃の環境で，PCに組み込まず，バラックの状態に置いたときのものだ。

　HD 6990のスコアは，アイドル時に40℃前後，高負荷時に80℃弱。決して低い温度ではないものの，ほかのGPUと比べて飛び抜けて高かったりはせず，ハイエンドのデュアルGPU構成として，ほぼ妥当なラインにあるといえる。
　HD 5970と比べて温度が気持ち低めなのは，AMDが挙げた，GPUクーラーのエアフロー改善効果だろうか。


　なお，ファンの動作音だが，筆者の主観になることを断ったうえで述べると，HD 5970のそれと比べると若干大きい印象を受けた。「耳障り」まではいかないものの，決して「静か」と手放しで喜べるものでもないレベルだ。このクラスのグラフィックスカードとしては妥当なところであり，静音性よりも冷却能力に振っているということなのだと思われる。

現時点で最高性能のシングルカードであることに

疑いの余地なし。懸念は消費電力か

　これまでシングルカード仕様の世界最速モデルだったGTX 580に対して，デュアルGPUソリューションたるHD 6990は，ほぼ安定的に，かつ，条件によっては圧倒的に高いスコアを示す。内部でCrossFireX接続している都合上，フルスクリーン表示でないと恩恵を受けられないとか，そもそもマルチGPU非対応のゲームタイトルもこの世にはまだ多くあるとかいった制約はあるものの，HD 6990が，シングルカードで史上最高性能を発揮するグラフィックスカードであることだけは間違いない。
　「後出しじゃんけんの法則」に従ってNVIDIAが「GeForce GTX 590」を用意しているのは公然の秘密であること，そして，秋葉原ショップ筋の話を総合するに，HD 6990リファレンスクロックモデルの店頭売価が7万円台後半になる見込みであることを考えると，「競合製品の動向を見てからでもいいのでは」いう気もするが，いま「1枚で史上最速」であることにこだわるならアリだろう。

　ただいずれにせよ，ハイエンドクラスのGPUを2基搭載するというアイデアがいろいろ限界に近づいている，とはいえそうだ。補助電源コネクタが8ピン×2なのも，公称最大消費電力が375Wというのも，一般的な感覚からすると常軌を逸している。GeForce GTX 590も似たような仕様になるだろうことは容易に想像できるだけに，AMDもNVIDIAも，そろそろ別の手段を考える時期なのではなかろうか。

AMDのRadeon HD 6000シリーズ製品情報ページ