Revisione e test delle schede video AMD R9 290X e AMD R9 290.

L'introduzione della nuova linea di schede grafiche R7 / R9 di AMD è iniziata con l'ingresso nel mercato delle Radeon R7 260X, R9 270X e R9 280X entry-level e di fascia media. Queste schede video sono state costruite su GPU leggermente aggiornate che sono state utilizzate nella linea 7000. Le schede video hanno ricevuto il supporto per una serie di nuove tecnologie e un piccolo miglioramento delle prestazioni è stato ottenuto aumentando le frequenze di clock nominali. Non hanno ricevuto modifiche significative nella struttura del core grafico. Grazie al loro prezzo aggressivo, hanno un buon rapporto prezzo / prestazioni, che alla fine ha costretto il concorrente Nvidia a ridurre significativamente i prezzi delle sue schede video. Ma l'interesse principale degli utenti dovrebbe essere causato dalle schede video AMD R9 290X e AMD R9 290, il cui annuncio è stato pianificato un po 'più tardi. Oltretutto,che queste sono le ammiraglie della nuova linea, che dovrebbero competere con le schede grafiche GTX TITAN e GTX 780, riceveranno un processore grafico completamente nuovo.

AMD R9 290X è stata la prima ad apparire sul mercato e dopo un po 'la sua versione leggermente ridotta di AMD R9 290. In questa recensione prenderemo in considerazione queste due schede video e confronteremo le loro prestazioni con le principali concorrenti di Nvidia - GTX TITAN e GTX 780.

GPU Hawaii

Cominciamo la nostra conoscenza della nuova GPU con la sua architettura. La GPU Hawaii è basata sull'architettura Graphics Core Next, utilizzata anche a Tahiti, ma con una serie di modifiche. L'unità principale principale è ancora l'unità di elaborazione, che consiste di 64 ALU e 4 unità di filtraggio delle texture. Tra le modifiche qui, vale la pena notare la comparsa di una nuova istruzione: MQSAD e un aumento dell'accuratezza nel calcolo del logaritmo e dell'esponente. Queste modifiche non influiscono sulle prestazioni nelle applicazioni di gioco e interesseranno solo gli sviluppatori.

Sono stati apportati importanti cambiamenti nell'architettura del kernel. Ha una nuova unità scalabile: Shader Engine. Consiste di un processore di geometria, 11 unità di calcolo e 16 ROP. Pertanto, la GPU Hawaii ha quattro motori Shader.

Inoltre, il processore grafico ha ricevuto una cache L2 aumentata fino a 1 MB e un bus L1-L2 con una larghezza di banda fino a 1 TB / s. Ogni Shader Engine include un Geometry Processing Block che consente alla GPU di eseguire il rendering fino a quattro primitive per ciclo di clock. La GPU Tahiti poteva cucinare solo due primitive per orologio. Inoltre, una serie di ottimizzazioni ha permesso di aumentare le prestazioni nella tassellatura hardware e l'esecuzione di shader di modifica della geometria, che dovrebbero fornire un aumento delle prestazioni nelle applicazioni di gioco.

Gli utenti non grafici apprezzeranno l'aumento del numero di dispatcher di comandi Asynchronous Command Engine (ACE) a 8. Sono indipendenti dal gestore della pipeline grafica e possono gestire 8 code di comandi contemporaneamente.

La nuova GPU chiamata Hawaii è composta da 6,02 miliardi di transistor. La sua area è di 438 mm2. Sebbene non superi il processore GK110 di Nvidia in questi parametri, è comunque il più grande processore AMD fino ad oggi. Consiste di 2816 processori di flusso, 176 unità di filtraggio delle texture e 64 ROP (Tahiti 2048/128/32). Oltre ad aumentare il numero di blocchi, il nuovo processore ha ricevuto il supporto per un bus di memoria video a 512 bit. L'ultima volta che il processore R600, utilizzato nelle schede video HD 2900 (2007), aveva una tale larghezza del bus di memoria video. Quindi le schede video non funzionavano bene e la società si è rifiutata di utilizzare un bus del genere. Nei modelli successivi, l'aumento della larghezza di banda della memoria video è stato ottenuto aumentando la frequenza di base dei microcircuiti e la larghezza del bus è stata limitata a 384 bit.Rispetto all'HD 7970, la larghezza di banda del bus di memoria video è aumentata del 20%, e ciò è dovuto principalmente al bus a 512 bit, poiché la frequenza nominale della memoria video è di soli 5000 MHz. Il numero totale di controller di memoria video, rispetto a Tahiti, è cresciuto da 6 a 8. Allo stesso tempo, AMD afferma che l'area occupata dai controller nel nuovo processore è diminuita del 20%. La frequenza massima della GPU è 1000 MHz.

La scheda grafica AMD R9 290 ha ricevuto una versione leggermente più leggera di questo processore. Rispetto al modello precedente, 4 unità di elaborazione (256 processori di flusso e 16 unità di filtraggio delle texture) non sono attive nella sua GPU. Il numero di ROP e la larghezza del bus di memoria sono rimasti invariati. La frequenza massima del processore grafico è stata ridotta a 947 MHz, mentre la frequenza nominale della memoria video è rimasta invariata a 5000 MHz. Riassumo nella tabella le principali caratteristiche tecniche delle schede video testate.

Tecnologia PowerTune

Entrambe le schede video hanno ricevuto la tecnologia PowerTune aggiornata, che era stata precedentemente utilizzata nelle schede video HD 7790 / R7 260X. Questa tecnologia regola la tensione della GPU e la frequenza operativa per ottenere le massime prestazioni entro i limiti TDP specificati. La frequenza della GPU cambia a passi di 100 MHz. Di conseguenza, si forma una certa frequenza media. La frequenza minima può essere 300 MHz.

Tra le innovazioni: regolazione della tensione più rapida e accurata sulla GPU e la possibilità di ottenere dati sul consumo di corrente reale e sulla tensione di alimentazione. Inoltre, l'utente riceve non i valori calcolati, come prima, ma i valori reali da sensori speciali. L'algoritmo di controllo della ventola nel sistema di raffreddamento è stato modificato. Ora la velocità della girante cambia a seconda del carico sul processore anche prima che la sua temperatura aumenti. Questa soluzione consente di modificare gradualmente la velocità di rotazione e, di conseguenza, di ridurre il rumore generato durante l'accelerazione.

Le caratteristiche di entrambe le schede video indicano la frequenza massima del processore, che può raggiungere se non vengono raggiunti i limiti di consumo energetico o di temperatura del core grafico. Se la temperatura non può essere mantenuta al di sotto del limite impostato, a una data velocità della ventola, la frequenza della GPU inizia a diminuire.

Durante la configurazione delle impostazioni di PowerTune, l'utente dovrà scegliere tra le tre limitazioni sopra riportate, dando la priorità a una di esse.

Fuoco incrociato

Le schede grafiche AMD R9 290X e AMD R9 290 hanno una nuova tecnologia che non si trova nel resto delle schede grafiche della serie R7 / R9. In precedenza, per costruire un array di schede video, un bridge speciale (CrossFire X) era un elemento integrale, che in realtà "univa" le schede video sincronizzando i frame buffer. Ora, quando si crea un array di schede video AMD R9 290X (AMD R9 290), le schede video vengono sincronizzate tramite il bus PCI-Express. Secondo gli ingegneri dell'azienda, questo metodo di sincronizzazione delle schede video non influirà sulle prestazioni del sottosistema video anche quando si utilizza il bus PCI-Express 2.0.

Altre tecnologie

Entrambe le schede video sono dotate di tutte le tecnologie che sono state introdotte nei modelli più giovani. Soffermiamoci brevemente su ciascuno di essi.

VESA Display ID v1.3 - consente di configurare due "parti" virtuali del monitor "tile" a matrice con risoluzione 4K in modalità automatica (plug'n'play). Soggetto al supporto di questa tecnologia da parte del produttore del monitor.

Eyefinity è una tecnologia aggiornata che elimina la necessità di collegare un terzo monitor tramite DisplayPort.

API DirectX 11.2, Mantle: le nuove schede video hanno ricevuto supporto per le istruzioni DirectX 11.2 e API Mantle di basso livello. Mantle promette un aumento molto significativo delle prestazioni delle schede video della serie R7 / R9 in quei giochi dove verranno utilizzate dagli sviluppatori.

Inoltre, entrambe le schede video dispongono di un processore audio integrato e supportano la tecnologia TrueAudio. Questa tecnologia consente di riprodurre effetti sonori non solo tramite l'interfaccia HDMI, ma anche attraverso qualsiasi altra sorgente.

Design

Andando un po 'più avanti, voglio dire che il design dei modelli standard delle schede video AMD R9 290X e AMD R9 290 è assolutamente lo stesso. Per il raffreddamento dei modelli standard, come nelle precedenti soluzioni di serie, viene utilizzato un sistema di raffreddamento del tipo a turbina. Esternamente, le nuove schede video differiscono dalle soluzioni precedenti per un involucro leggermente diverso per il sistema di raffreddamento. Un enorme radiatore è nascosto sotto l'involucro del sistema di raffreddamento. Alla base del radiatore è presente una camera di evaporazione in rame. Il radiatore con la camera di evaporazione è fissato ad un telaio in alluminio, formando una struttura monoblocco.

Il telaio funge da dissipatore di calore per i chip di memoria e gli elementi di potenza nel circuito di alimentazione.

Il sistema di raffreddamento occupa due slot di espansione in altezza. Il sistema di raffreddamento è piuttosto massiccio, ma anche quando funziona in modalità normale non può essere definito silenzioso. Quando si imposta manualmente la velocità massima della turbina, il rumore della scheda video prevale sul rumore di tutti gli altri componenti del sistema. L'unico vantaggio di un tale sistema di raffreddamento è che la maggior parte dell'aria calda viene emessa all'esterno del sistema. A giudicare dal fatto che i dati ufficiali a livello di TDP per le due schede video non sono stati annunciati, si può presumere che siano piuttosto significativi e siano dell'ordine di 300 W.

Delle uscite video sulle due schede video, ci sono due connettori DVI-D, HDMI e DisplayPort.

Le dimensioni complessive delle schede video sono 275 x 98 x 39 mm.

Scheda a circuito stampato

Anche il layout PCB per le schede video AMD R9 290X e AMD R9 290 è assolutamente lo stesso. Entrambe le schede video hanno lo stesso numero di fasi nel sottosistema di alimentazione.

L'alimentazione per i componenti delle schede video si basa su uno schema a 7 fasi. Le fasi di alimentazione sono distribuite tra i componenti delle schede video come segue: 5 fasi alimentano la GPU, 1 fase della memoria video e 1 fase del PLL. Il controller IR 3567 controlla le fasi di alimentazione. 16 chip di memoria video sono saldati dal lato anteriore del circuito stampato. Le schede video utilizzano chip SK Hynix con il marchio H5GQ1H24AFR-R0C. C'è un microinterruttore su entrambe le schede. Ma a differenza delle schede video della serie precedente, non cambia la modalità BIOS. Sulla scheda video R9 290X, può essere utilizzato per selezionare una delle due modalità (Modalità silenziosa o Modalità Uber) della velocità della ventola nel sistema di raffreddamento. Nel modello più giovane, questo interruttore non influisce sulla velocità della ventola nel sistema di raffreddamento. Per l'alimentazione aggiuntiva, entrambe le schede video hanno due connettori:6 pin e 8 pin.

Consumo energetico e temperatura

Come già accennato, la scheda video R9 290X ha due modalità di funzionamento del sistema di raffreddamento. In modalità silenziosa, la ventola del sistema di raffreddamento gira fino a 2000 giri / min (circa), ovvero il 40% della velocità massima. Il rumore della scheda video in questa modalità è piuttosto basso ed è paragonabile al rumore della GTX Titan e della GTX 690. Ma con un carico pesante sulla scheda video, il sistema di raffreddamento non è in grado di far fronte all'aumento della temperatura. Dopo aver raggiunto il limite di 95 gradi, la frequenza della GPU inizia a diminuire e, insieme ad essa, le prestazioni complessive della scheda video diminuiscono. Quando è stata testata nell'app di gioco Metro Last Light per 10 minuti, la frequenza media della GPU era di 850 MHz, ma sono stati osservati cali fino a 490 MHz. Il consumo del sistema di test con una scheda video in modalità silenziosa è di 465 W.Consumo energetico simile per un sistema con una scheda grafica GeForce GTX 690. Il passaggio alla modalità Uber aumenta la velocità della ventola al 55% della velocità massima. Il livello di rumore aumenta naturalmente. In questa modalità, quando si supera il test Metro Last Light, la frequenza del processore era di 1000 MHz per la maggior parte del tempo. È stata anche osservata una diminuzione della frequenza, ma non è stata lunga e la frequenza non è scesa sotto i 770 MHz. Il consumo energetico del sistema di test era di 487 W. Questo è molto. Indipendentemente dalla modalità di funzionamento del sistema di raffreddamento, la temperatura della scheda video era quasi sempre compresa tra 90 e 95 gradi.In questa modalità, quando si supera il test Metro Last Light, la frequenza del processore era di 1000 MHz per la maggior parte del tempo. È stata anche osservata una diminuzione della frequenza, ma non è stata lunga e la frequenza non è scesa sotto i 770 MHz. Il consumo energetico del sistema di test era di 487 W. Questo è molto. Indipendentemente dalla modalità di funzionamento del sistema di raffreddamento, la temperatura della scheda video era quasi sempre compresa tra 90 e 95 gradi.In questa modalità, quando si supera il test Metro Last Light, la frequenza del processore era di 1000 MHz per la maggior parte del tempo. È stata anche osservata una diminuzione della frequenza, ma non è stata lunga e la frequenza non è scesa sotto i 770 MHz. Il consumo energetico del sistema di prova era di 487 W. Questo è molto. Indipendentemente dalla modalità di funzionamento del sistema di raffreddamento, la temperatura della scheda video era quasi sempre compresa tra 90 e 95 gradi.

Il modello più giovane R9 290 ha una velocità della ventola del 47% della velocità massima. Pertanto, fa un po 'più di rumore durante il funzionamento rispetto alla R9 290X (modalità silenziosa). Ma la maggior parte delle volte la GPU funziona a 947 MHz. Il consumo energetico del sistema di test con la scheda grafica R9 290 era di 460 W.

Overclock

L'overclock delle schede video è stato eseguito dopo aver impostato la velocità massima della ventola nel sistema di raffreddamento. Allo stesso tempo, la velocità della ventola era di 5167 rpm per la R9 290X e di 5300 rpm per la R9 290. Dopo aver impostato la velocità massima della ventola, entrambe le schede video sono state overcloccate a 1100 MHz nella GPU e fino a 6000 MHz nella memoria video. Nelle applicazioni di gioco, la frequenza minima delle schede video era di 997 MHz per la Radeon R9 290X e di 1084 MHz per la Radeon R9 290. Dopo l'overclock, la temperatura della scheda video Radeon R9 290X era di 72 gradi e il consumo energetico dell'intero sistema è salito a 510 W. La temperatura della scheda grafica Radeon R9 290 era leggermente inferiore a 67 gradi. Il consumo energetico totale del sistema di test era di 495 W.

Test

Per testare le schede video, è stato assemblato un sistema di test

Processore box Intel Core i7-3930K 3200 MHz L3-12288 Kb DMI s2011;

Scheda madre Asus RAMPAGE IV EXTREME s2011 EATX;

RAM G.SKILL DDR3 4x2048 Mb PC3-12800 1600 MHz;

Disco rigido Corsair 360 GB SSD 2.5 "SATAIII;

Alimentatore Zalman ZM1250 Platinum 1250W;

Sistema operativo Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1.

Nelle applicazioni di gioco, le prestazioni delle schede video Radeon R9 290X e Radeon R9 290 sono state confrontate con le schede video:

AMD Radeon HD 7990 (frequenza processore / memoria - 1000/6000 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 690 (frequenza processore / memoria - 915/6008 MHz, 4 GB);

NVIDIA GeForce GTX TITAN (frequenza processore / memoria - 836/6008 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 780 (frequenza processore / memoria - 863/6008 MHz, 3 GB).

Nelle applicazioni di gioco, tutte le schede video sono state testate a 1920 x 1080 pixel e 2560 x 1440 pixel. I risultati del test sono indicati per due risoluzioni separate da una frazione (1920 x 1080/2560 x 1440).

conclusioni

Le schede video testate hanno un livello di prestazioni sufficientemente elevato, che consente loro di competere su un piano di parità con le schede video GTX 780 e GTX TITAN. I principali svantaggi delle schede video Radeon R9 290X e Radeon R9 290 sono l'elevato consumo energetico e sistemi di raffreddamento più rumorosi rispetto a quelli delle schede video Nvidia. Se limiti il ​​livello di rumore impostando una velocità della ventola inferiore, anche le prestazioni delle schede video diminuiranno a causa del surriscaldamento. Al momento del rilascio, le schede grafiche AMD erano significativamente meno costose delle schede grafiche Nvidia. Ciò ha spinto Nvidia a ridurre il costo della scheda grafica GTX 780 e preparare un altro modello più potente, la GTX 780 Ti, per il rilascio. Quindi la lotta nel segmento delle schede video ad alte prestazioni sta guadagnando nuovo slancio.