Младший брат флагмана — SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5
Дизайн и технические характеристики SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5
Компания Sapphire является давним и очень близким партнером компании AMD, поэтому неудивительно, что в ее ассортименте присутствуют самые разнообразные модели видеокарт на базе графических процессоров AMD Radeon. В нашей предыдущей статье мы делали обзор крепкого середнячка, а именно модели Sapphire R9 270X, которая в ближайшем будущем, скорее всего, станет очень популярной на рынке недорогих видеокарт. Но поскольку из всей новой линейки видеокарт AMD только флагманские модели Radeon R9 290/R9 290X и бюджетная видеокарта R7 260X базируются на действительно новых графических процессорах, именно они наиболее интересны в технологическом плане. В данной статье мы рассмотрим референсную модель видеокарты R9 290 4GB GDDR5 от компании Sapphire, которая по производительности лишь немного уступает полноценной версии с постфиксом X.
Поскольку в нашу тестовую лабораторию поступил первый экземпляр видеокарты серии R9, давайте сначала посмотрим, какие новые технологии и другие инновации несут в себе графические процессоры топового сегмента новой линейки. Отметим, что если большинство графических процессоров среднего ценового диапазона базируются на модифицированных версиях старых процессоров (кроме Radeon R7 260X), то видеокарты Radeon R9 290/R9 290X приобретают поддержку технологии улучшенного звучания TrueAudio. Это означает, что сам процессор при разработке и производстве подвергся существенной модификации, ведь дискретные ядра звукового процессора находятся на самом кристалле процессора. Поэтому модель R9 290 более интересна для сравнения с главным конкурентом, чем, например, видеокарта R9 280X, в основе которой лежит переработанное и оптимизированное, но все же старое ядро Tahiti XLT, просто сменившее имя.
Новый чип с кодовым названием Hawaii, устанавливаемый в видеокарты Radeon R9 290/R9 290X, отличается от предыдущего решения — графического процессора Tahiti — не только количеством вычислительных блоков, как это может показаться вначале. Помимо явных отличий, а именно установки дополнительного звукового процессора TrueAudio, ядро претерпело значительные изменения. Хотя новые чипы Hawaii по-прежнему базируются на архитектуре Graphics Core Next, которая впервые была использована в графических процессорах AMD два года назад, в архитектуре ядра появился новый крупный модуль под названием Shader Engine. Он объединяет в себе блоки всех типов — Compute Unit, Geometry Processor, ROP, то есть тех, что имеют непосредственное отношение к рендерингу. В полноценном ядре Hawaii присутствуют четыре Shader Engine, а это означает, что оно сможет реализовывать четыре примитива за такт, а не два, как это происходило в чипах предыдущего поколения Tahiti. Кроме того, будущие менее производительные графические процессоры на основе ядра Hawaii будут более равномерно урезаны по функциональности и производительности, поскольку каждый модуль Shader Engine несет в себе один геометрический процессор, до 16 ROP и до 11 блоков Compute Unite. Отметим, что основным блоком ядра GCN так и останется Compute Unit, включающий набор потоковых процессоров ALU (64 ядра) и четыре блока фильтрации текстур. В новом Hawaii кэш L2 был увеличен с 384 Кбайт до 1 Мбайт, а пропускная способность шины между L1 и L2 повышена до 1 Тбайт/с. Все эти изменения должны повысить производительность графических процессоров при аппаратной тесселяции и обработке геометрии. Всего полноценный чип Hawaii может нести в себе четыре модуля Shader Engine с 44 блоками Compute Unite, что в конечном счете увеличит общее количество унифицированных процессоров до 2816 штук. Напомним, что в чипах предыдущего поколения Tahiti максимальное количество ALU составляло 2048.
Нельзя не упомянуть и о наработках компании AMD — а именно о вычислениях GP-GPU, то есть об использовании графического чипа в качестве процессора общего назначения. Вычисления GP-GPU стали возможны благодаря добавлению программируемых шейдерных блоков и более высокой арифметической точности растровых конвейеров, что позволяет разработчикам ПО использовать потоковые процессоры для неграфических данных. Новый графический процессор Hawaii содержит восемь движков асинхронных команд ACE (Asynchronous Compute Engines), доступных для программистов и разработчиков в качестве отдельных устройств, которые не связаны с общим диспетчером графического конвейера. Каждый из движков ACE управляет восемью очередями команд, что в конечном счете позволяет посылать одновременно до 64 команд для GP-GPU. Это существенно увеличивает количество движков ACE и число очередей каждого из них, по сравнению с чипами Tahiti, снабженными только двумя движками ACE, каждый из которых имел лишь две очереди команд.
Конечно, новые графические процессоры Hawaii имеют поддержку всех новых технологий, которые мы рассматривали в статье, посвященной видеокарте Sapphire Toxic R9 270X 2 GB GDDR5 WITH BOOST (см. КомпьютерПресс № 11’2013). Однако, по сравнению с Toxic R9 270X, Hawaii обладают специальным VID-интерфейсом с отдельным каналом телеметрии, позволяющим более точно регулировать напряжение графического ядра и быстрее реагировать на изменения данных. В видеокартах R9 290/ R9 290X подверглась изменению также система контроля за вращением вентилятора системы охлаждения. , За счет плавного повышения скорости вращения вентилятора система охлаждения теперь работает более эффективно и менее шумно, ведь она срабатывает уже при повышении вычислительной нагрузки, до того как датчики просигнализируют о повышении температуры. Вообще новые видеокарты Radeon R9 290/ R9 290X приобрели в панели управления Catalyst Control Center многие дополнительные опции для разгона и настройки параметров системы охлаждения. Увы, часть из них доступна только для R9 290X, а младшая модель R9 290 урезана в этом функционале. Кроме всего прочего, графические процессоры Hawaii обладают всеми преимуществами новых графических чипов AMD — поддержкой 4К-разрешений, низкоуровневого API Mantle, DirectX 11.2, интегрированной технологией TrueAudio и Crossifire без использования мостиков.
Поняв, в чем разница между процессорами Hawaii и Tahiti, давайте теперь рассмотрим, чем младший брат, примененный в видеокартах Radeon R9 290, отличается от полноценного чипа Hawaii. Как мы уже отмечали, полноценная версия Hawaii обладает 44 вычислительными блоками Compute Unite, содержащими в себе 2816 потоковых процессоров, 64 блока ROP и 176 блоков TMU. Урезанная версия чипа, установленная в видеокартах R9 290, получила всего 40 активных Compute Unite, содержащих в общей сложности 2560 потоковых процессоров и 160 текстурных блоков TMU. При этом количество ROP и 64-битных контроллеров памяти не изменилось, то есть R9 290 обладает 64 блоками ROP и 512-битной шиной памяти. Поскольку доступ к памяти остался прежним, а сами чипы памяти в Radeon R9 290 работают на частоте в 5 ГГц, как и у старшей модели, общая пропускная способность памяти не изменилась и составляет 320 Гбайт/с. Стоит отметить, что, по всей видимости, в каждом модуле Shader Engine у Radeon R9 290 отключено по одному блоку Coompute Unite. Это позволяет получить высокую производительность чипа и уравнять скорость обработки для каждого модуля Shader Engine, ведь отключать блоки только в одном из них было бы нецелесообразно с точки зрения скорости параллельной обработки геометрических примитивов и данных.
Дизайн и технические характеристики SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5
Поскольку новая видеокарта SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5 является референсной моделью, представленной самой компанией AMD, ожидать от нее изменения какихлибо характеристик было бы глупо. Стоит отметить, что, по последним данным, новые модели видеокарт на базе графических процессоров Hawaii с измененными характеристиками будут представлены производителями видеокарт ближе к Рождеству, а может быть, и после Нового года. Это связано с задержкой в поставке чипов AMD для своих партнеров. Таким образом, нам представился случай увидеть систему охлаждения референсной модели R9 290 такой, какой ее представляет компания AMD.
По габаритам новая видеокарта SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5 практически идентична предыдущим решениям — HD 7970 и HD7950. При этом в ней используется хорошо зарекомендовавшая себя система охлаждения на базе одного крупного вентилятора турбинного типа, охлаждающего массивный радиатор с испарительной камерой, соприкасающийся с графическим процессором. Модули VRM и микросхемы памяти через термопрокладки отдают тепло основной алюминиевой раме, к которой крепится медный радиатор. Таким образом, тепло от всех основных элементов эффективно рассеивается за счет единой системы охлаждения. При активной работе система охлаждения издает ощутимый шум, но в режиме простоя ее практически не слышно. С помощью параметров драйвера пользователь сам может выставить значения скорости вращения, однако рекомендуется использовать настройки по умолчанию.
Нельзя обойти вниманием и энергопотребление видеокарты SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5. В 2D-режиме, когда графическое ядро понижает свои тактовые частоты, общее энергопотребление стенда составляет 80 Вт, что достигается благодаря использованию технологии PowerTune. При максимальной нагрузке на графическое ядро с помощью стресс-теста FurMark энергопотребление стенда возрастало до 315 Вт, а температура графического процессора стабилизировалась на отметке 93 °C! Без нагрузки на графическое ядро его температура колебалась в пределах 45-46 °С, а вентилятор вращался на минимальной скорости. Столь «аномальную» температуру графического процессора в режиме стрессовой нагрузки можно объяснить тем, что драйверы платы достаточно сырые — ведь при настройке на максимальную скорость вращения вентилятора в ручном режиме она снижалась до приемлемых значений — 84-85 °С.
Видеокарта SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5 имеет интерфейс PCI Express 3.0, а для подключения мониторов на лицевой части платы предусмотрены два разъема DVI-D, HDMI и DisplayPort (версия 1.2). Нельзя не заметить, что отсутствует разъем DVI-I, что подразумевает невозможность подключения монитора через аналоговый разъем VGA. В комплекте с видеокартой также поставляются два переходника: HDMI — DVI-D и DisplayPort — DVI-D. HDMI-выход полностью соответствует стандарту 1.4а, а интерфейс DisplayPort 1.2 подразумевает поддержку технологии Multi-Stream, с помощью которой можно подключать к одному выходу видеокарты три дисплея по цепочке или через специальный хаб, который может иметь интерфейсы HDMI, DVI.
В верхней части платы на привычном месте расположены 6-контактный и 8-контактный разъемы питания PCI-E, а поскольку новые видеокарты на процессорах AMD не нуждаются в мостике Crossfire, привычный разъем для него отсутствует. На его месте находится малозаметный переключатель BIOS видеокарты. Стоит отметить, что, в отличие от видеокарт Radeon R9 290X, в которых этот переключатель задействовал переключение режима скорости вращения вентилятора (Quiet Mode vs Uber Mode), у Radeon R9 290 этот свитч служит только для экспериментов с перепрошивками BIOS.
Поскольку SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5 является полной копией референсной модели видеокарты Radeon R9 290, в ней установлено 4 Гбайт графической памяти, набранной 16 микросхемами SK Hynix. Память работает на эффективной частоте 5 ГГц, хотя сами чипы рассчитаны на работу с частотой до 1500 МГц в штатном режиме. По сравнению с полноценным графическим чипом Hawaii, в данной видеокарте его динамическая частота снижена с 1 ГГц до 947 МГц.
В итоге компания AMD сделала все, чтобы новая младшая модель на базе Hawaii не очень отставала по производительности от Radeon R9 290X — самой дорогой и мощной в новой линейке. По своим характеристикам она практически аналогична флагману, но при этом имеет меньшую цену. По функциональности установленный в ней графический чип полностью идентичен видеокарте на базе полноценного Hawaii, то есть имеет встроенный звуковой движок с поддержкой технологии TrueAudio, новый графический API Mantle и все прочие сопутствующие технологии.
Методика тестирования
Поскольку наша старая методика тестирования содержит большое количество устаревших игр, в этом тестировании мы отказались от ее использования. Для сравнения видеокарт мы выбрали несколько тестов — три отдельных бенчмарка: Unigine Heaven/Unigine Valley, 3DMark Professional, 3DMark 11 и бенчмарк, встроенный в игру Bioshock Infinite. Для тестирования мы использовали высокопроизводительный стенд, который имел следующую конфигурацию:
- процессор — Intel Core i7-4770K;
- материнская плата — Intel DZ87KLT-75K;
- чипсет системной платы — Intel Z87 Express;
- объем памяти — 16 Гбайт (два модуля GEIL DDR3-1600 по 8 Гбайт);
- режим работы памяти — двухканальный;
- системный диск — Verbatim SSD 240 Гбайт;
- операционная система — Windows 8 Enterprise N 64 бит;
- монитор Iiyama Prolite B2712HDS (разрешение 1920×1080).
Видеокарта была протестирована в нескольких режимах. Для бенчмарка 3DMark Professional это были три предустановленных режима: Ice Storm Extreme, Cloud Gate и Fire Strike Extreme. Встроенный в игру Bioshock Infinite бенчмарк запускался с двумя настройками качества: VeryLow и UltraDX11. Бенчмарки Unigine (Valley 1.0 и Heaven 4.0) запускались с минимальными и максимальными настройками качества изображения. В этом тестировании мы применяли только разрешение Full HD (1920×1080), так как им пользуется большинство геймеров. Для видеокарт AMD использовалась последняя версия драйвера — AMD Catalyst Display Driver 13.1 Beta. Для сравнения производительности мы взяли результаты тестов видеокарты Sapphire R9 270X и GeForce GTX 780, которые были рассмотрены нами ранее.
Тестирование эффективности системы теплоотвода видеокарты заключалось в том, чтобы в стрессовом режиме загружать графический процессор и одновременно контролировать его температуру. Контроль температуры и загрузки графического процессора производился посредством программы FurMark 1.11.0. Следует отметить, что, поскольку в новых видеокартах и драйверах к ним применяется новая система мониторинга энергопотребления, есть вероятность того, что значения, полученные в ходе тестов, будут не совсем точными.
Результаты тестирования
Сравнительные результаты тестирования в виде гистограмм для каждого бенчмарка представлены на рис. 1-5.
Рис. 1. Результаты тестирования в бенчмарке 3Dmark 11
Рис. 2. Результаты тестирования в бенчмарке 3Dmark Professional
Рис. 3. Результаты тестирования в бенчмарке Bioshock Infinite
Рис. 4. Результаты тестирования в бенчмарке Unigine Heaven
Рис. 5. Результаты тестирования в бенчмарке Unigine Valley
Выводы
Согласно результатам тестирования, как и утверждала компания AMD, новая модель Radeon R9 290 может составлять конкуренцию видеокартам на базе GeForce GTX 780. В синтетических тестах 3DMark 11 и 3DMark Professional AMD несколько лучше себя показывает GeForce GTX 780, однако в реальных приложениях ситуация обратная. Таким образом, можно утверждать, что серия видеокарт Radeon R7/R9 удалась AMD на славу — новые модели показывают высокую производительность в современных играх и успешно конкурируют с видеокартами на базе последних процессоров NVIDIA. Дополнительная модернизация архитектуры Graphics Core Next обеспечила достижение еще большей производительности в игровых приложениях, использующих API DirectX 11.
Предположительно видеокарта SAPPHIRE R9 290 4GB GDDR5, как и ее дальнейшие модификации, будет очень популярна среди геймеров за счет приемлемой цены в своем сегменте. Единственным недочетом, который, как оказалось, присутствует в новых моделях видеокарт R9 290, является программная ошибка в управлении системой охлаждения, но эта ситуация достаточно привычна для всех продуктов AMD. Средняя розничная цена этой модели пока неясна, но на российском рынке она будет составлять не менее 20 тыс. руб.
 |
|
