Противостояние в сегменте топовых видеокарт всегда привлекает внимание пользователей. Но кроме информационного ажиотажа есть и реальный спрос. Далеко не каждый игрок готов выложить те крупные суммы, которые нынче требуют за флагманские продукты. И если NVIDIA продолжает успешно штурмовать графический Олимп, то компания AMD в этот раз пошла иным путем, открывая новое поколение Radeon моделью среднего уровня, которая при этом должна обойти всех конкурентов в своей ценовой категории.
Согласно статистике, на которую ссылается AMD, до 84% игроков используют дискретную графику стоимостью $100-300, а 95% игроков используют разрешение 1920x1080. На эту масштабную аудиторию и нацелен видеоадаптер Radeon RX 480, который предложит оптимальное сочетание производительности и стоимости благодаря новой архитектуре, новому техпроцессу, повышенным частотам и большому объему памяти.
Архитектура AMD Polaris
Новое поколение Radeon базируется на архитектуре Polaris, которая является развитием GCN-архитектуры. Это четвертое поколение в этой линейке. Рассматриваемая новинка носит кодовое имя Polaris 10. Графический процессор насчитывает 36 вычислительных модулей Compute Unit (CU), которые организованы в четыре массива Shader Engine со своим блоком обработки геометрии и блоками растеризации. Каждый CU оперирует 64 потоковыми процессорами и четырьмя текстурными модулями, подобно юнитам в старых GPU. В итоге получается 2304 потоковых процессора, 144 текстурных блока и 32 блока растеризации.
Общая структура GPU напоминает другие процессоры AMD, а точнее, нечто среднее между Grenada (Hawaii) и Antigua, т.е. это промежуточный вариант между Radeon R9 390X и Radeon R9 380X . При этом повышена эффективность выполнения шейдеров, увеличен объем кеша L2 до 2 МБ и улучшена работа с ним, обновлен контроллер памяти, улучшены блоки обработки геометрии и поддержка асинхронных вычислений Async Compute, добавлена поддержка инструкций FP16 и Int 16. В итоге повышена эффективность, а высокие частоты обеспечивают дополнительное ускорение.
Согласно данным AMD эффективность одного CU выросла на 15% в сравнении с Radeon R9 290. При обработке тесселяции совместно с тяжелыми режимами AA рост эффективности может быть двукратным или даже трехкратным. Поддерживается сжатие данных, что улучшает пропускную способность памяти. В частности, поддерживается алгоритм Delta Color Compression, который позволяет кодировать разницу цвета. Об этой методике мы рассказывали в описании архитектуры NVIDIA Pascal . У AMD такое сжатие поддерживается в том числе и на Radeon Fury X, но эффективность алгоритмов у Polaris 10 выше. При таком росте эффективности в передачи данных чип довольствуется шиной разрядностью 256 бит. В Radeon RX 480 используются микросхемы памяти GDDR5 с эффективной частотой обмена данными 8 ГГц.
Асинхронные шейдеры позволяют оптимизировать выполнение комбинированной нагрузки, которая сочетает графические и неграфические вычисления. Эффективное распределение нагрузки реализуется благодаря новым аппаратным планировщикам и привычным уже блокам Asynchronous Compute Engines (ACE).
Графический кристалл Polaris 10 выполнен по 14-нм техпроцессу FinFET, в то время как чипы NVIDIA Pascal производятся по нормам 16-нм. Это серьезный прорыв для индустрии, где несколько лет вся графика производилась по 28-нм техпроцессу. Такой тонкий техпроцесс позволяет серьезно снизить энергопотребление. И данная задача изначально была одной из ключевых при разработке нового поколения. Инженеры ориентировались на особенности новых 3D-транзисторов, оптимизировав структуру нового кристалла и реализовав улучшенные механизмы контроля напряжений. Среди прочего, кристаллы на базе нового техпроцесса меньше отличаются по своим характеристикам. Если снова отталкиваться от карты Radeon R9 290, с которой AMD сравнивает новинку, то рост показателя производительности на ватт почти двукратный.
Для Radeon RX 480 заявлен TDP в 150 Вт, что близко к показателям GeForce GTX 970. При этом новинка должна быть производительнее. А если говорить о температурно-шумовых характеристиках, то согласно измерениям AMD у референсной версии Radeon RX 480 акустический шум немного ниже.
Новый техпроцесс позволил повысить частоту GPU до 1266 МГц, что является максимальным значением Boost. В случае превышения лимита по мощности или температуре частота может поэтапно снижаться. Гарантированным базовым значением является 1120 МГц. Сравнить характеристики с предшественниками можно по таблице.
| Видеоадаптер | Radeon RX 480 | Radeon R9 390 | Radeon R9 290 | Radeon R9 380X | Radeon R9 280X |
|---|---|---|---|---|---|
| Ядро | Polaris 10 | Grenada | Hawaii | Antigua | Tahiti |
| н/д | 6020 | 6020 | 5000 | 4313 | |
| Техпроцесс, нм | 14 | 28 | 28 | 28 | 28 |
| Площадь ядра, кв. мм | 232 | 438 | 438 | 366 | 352 |
| 2304 | 2560 | 2560 | 2048 | 2048 | |
| Количество текстурных блоков | 144 | 160 | 160 | 128 | 128 |
| Количество блоков рендеринга | 32 | 64 | 64 | 32 | 32 |
| Частота ядра, МГц | 1120-1266 | До 1000 | До 947 | до 970 | 1000 |
| Шина памяти, бит | 256 | 512 | 512 | 256 | 384 |
| Тип памяти | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 |
| Частота памяти, МГц | 8000 | 6000 | 5000 | 5700 | 6000 |
| Объём памяти, МБ | 8192/4096 | 8192 | 4096 | 4096 | 3072 |
| 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | |
| Интерфейс | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 |
| Уровень TDP, Вт | 150 | 275 | 275 | 190 | 250 |
Среди особенностей Radeon RX 480 нужно отметить наличие двух версий с разным объемом памяти. Основная модель оснащается 8 ГБ, а более дешевая модификация получит 4 ГБ.
Видеокарты получат поддержку технологию AFR frame pacing для DirectX 12. Это методика сглаживает неравномерность при выводе кадров в CrossFire.
Наряду с поддержкой DirectX 12 видеокарта совместима и с новым API Vulkan. И кроме простого гейминга Radeon RX 480 вполне может справиться с виртуальной реальностью VR. Оптимальную производительность обеспечит поддержка возможностей AMD LiquidVR, что подразумевает наилучшее распределение вычислительных ресурсов для смешанных задач, поддержка технологии Asynchronous Time Warp на Oculus Rift для корректного и быстрого обновления картинки при движениях. Сюда же входит технология AMD TrueAudio Next для корректного просчета распространения звуковых волн при помощи технологии трассировки лучей. Причем данные расчеты тоже входят в сферу применения Async Compute. Подобную инициативу развивает и NVIDIA. Но вариант от AMD предусматривает открытый инструментарий для разработчиков в рамках программы GPUOpen.
Технология Variable Rate Shading позволяет регулировать качество изображения отдельных сегментов изображения при VR-рендеринге, поддерживая максимальное разрешение для центральной зоны и уменьшая его на периферии. Это экономит ресурсы и ускоряет производительность в VR.
Видеоадаптер Radeon RX 480 поддерживает интерфейс DisplayPort 1.3 HBR и готов к работе по DisplayPort 1.4 с поддержкой нового стандарта HDR. То есть в будущем вы сможете подключить новые дисплеи HDR и просматривать соответствующий контент. При подключении через DisplayPort поддерживается вывод изображения вплоть до 5К с частотой 60 Гц, а также 4K при 120 Гц или 4K при 96 Гц в HDR-режиме.
Также Polaris получил новый блок кодирования/декодирования видеоконтета H.264 и HEVC с поддержкой разрешений вплоть до 4K. Теперь вы сможете записывать видео из игр в высоком качестве или сразу стримить его. Хороший бонус для геймеров, ведь ранее даже на топовых Radeon через клиент AMD Gaming Evolved можно было захватывать лишь видео формата Full HD.
Radeon RX 480 работает с новым программным центром AMD Radeon Settings, который предоставляет широкую функциональность для настройки параметров цветовой гаммы или рабочих параметров видеокарты. На данный момент нет сторонних утилит для разгона Polaris, но все эти функции доступны в новом приложении AMD WattMan. Для доступа к программе в AMD Radeon Settings нужно перейти на вкладку «Игры», а потом в «Глобальные настройки». Здесь можно тонко настраивать Boost или разгонять карту путем простого увеличения шкалы частот. Доступно управление алгоритмом вентилятора, изменение ограничений по мощности и температурам.
После краткого обзора архитектурных особенностей взглянем на реальный экземпляр видеокарты Polaris 10.
Перед нами референсная видеокарта. Она выполнена в узнаваемом уже стиле. Дизайн без изысков, кулер «турбинного» типа, внешне напоминает кирпичик.
Длина Radeon RX 480 достигает 24 сантиметров. На корпусе и вентиляторе есть крупные логотипы Radeon.
Плата оказывается очень короткой. Вентилятор нависает над текстолитом сбоку, в этом месте специально сделаны отверстия для притока воздуха.
Radeon RX 480 уже не оснащается разъемами DVI, зато на задней панели есть три DisplayPort и один HDMI.
Крышка корпуса легко откручивается без полного разбора устройства. Это позволяет оценить систему охлаждения в сборе. Мы видим крупное основание и отдельный алюминиевый радиатор на GPU.
Металлическая пластина основания имеет оребрение для увеличения площади рассеивания тепла, в том числе в районе узла питания. Так что радиатор силовых элементов и микросхем памяти сделан весьма добротно.
С другой стороны на основание монтируется радиальный вентилятор, который прогоняет воздух сквозь ребра основного радиатора.
Охладитель графического чипа простоват. Никаких медных трубок, только медная вставка в зоне контакта. Да и габариты у радиатора, откровенно говоря, маловаты. Впрочем, речь идет о чипе с небольшим TDP, так что такая конструкция может быть вполне оправданной.
Печатная плата меньше 18 сантиметров. Монтаж элементов очень плотный. Система питания насчитывает шесть фаз. В углу находится один разъем питания на шесть контактов.
Процессор Polaris не имеет маркировки на поверхности, все обозначения расположены на подложке.
Восемь гигабайт памяти набрано микросхемами Samsung K4G80325FB-HC25.
Утилита GPU-Z верно определяет все характеристики. Частоты, как видно по нижнему скриншоту, отвечают рекомендованным. GPU работает на Boost 1266 МГц, память на 2000 МГц (эффективное значение 8000 МГц).
Тестирование проходило на открытом стенде при 27 °C внутри помещения. В таких условиях температура карты легко переваливала за 80 °C во всех игровых тестах. В The Division при максимальном качестве графики пиковые значения доходили до 84 °C. На скриншоте внизу отражены максимальные параметры и значение частоты ядра в отдельный момент времени (по наведению на точку графика).
Бенчмарк Metro: Last Light легко прогревал ядро до 85 °C. В обоих тестах частота варьировалась, были понижения до 1180 МГц и менее. Впрочем, значение 1200 МГц можно принять как среднее в тяжелых тестах.
Шум умеренный, вентилятор раскручивался до 2200 об/мин.
Как разогнать Radeon RX 480? Идем в AMD Settings, «Глобальные настройки».
В настройках придется сразу задать высокую скорость для вентилятора, ведь особого запаса для охлаждения в разгоне у стандартного кулера нет. Потом экспериментируем с частотами. Также полезным будет увеличение целевой температуры, после которой начинается поэтапное снижение частоты. Но с этим нужно быть аккуратным и не допустить перегрева. При максимальных оборотах вентилятора мы подняли этот лимит на 4 °C, что помогло повысить средний Boost в условиях высоких рабочих температур.
Итоговый разгон составил лишь +4,5% к начальной частоте ядре. Но с учетом повышения планки температурного лимита реальная разница по Boost может оказаться чуть выше. Память стабильно работала на 8720 МГц. При конфигурации частот 1235/8720 МГц удалось пройти все тесты, более высокие частоты могли приводить к сбоям.
Прирост небольшой, зато шум возрастает серьезно. Охлаждение работает на пределе возможностей и в пиковые моменты подвывает на все 5000 об/мин. В ряде тестов частота стремилась к максимуму в 1325 МГц, но в Metro: Last Light бывали просадки ниже 1300 МГц. Такой момент отражен на нижнем скриншоте.
В качестве дополнения приведем скриншот программы майнинга на Radeon RX 480 при номинальных частотах.
Характеристики тестируемых видеокарт
Рассмотренная видеокарта будет сравниваться с основным конкурентом в лице GeForce GTX 970. Обычную версию соперника заменит MSI GTX 970 Gaming 4G . Мощное охлаждение дает карте MSI преимуществе в виде постоянного максимального Boost. Чтобы приблизить производительность к уровню референсной карты GeForce GTX 970 с плавающим Boost, частоты MSI откалиброваны так, чтобы максимальный Boost не превышал 1200 МГц в игровых тестах и 1220 МГц в тестах 3DMark.
В некоторых приложениях будут дополнительные режимы, где проведено сравнение с топовыми моделями AMD и NVIDIA. Поэтому приведем характеристики всех участников в таблице.
| Видеоадаптер | Radeon RX 480 | Radeon R9 Fury X | GeForce GTX 1070 | GeForce GTX 980 Ti | GeForce GTX 970 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ядро | Polaris 10 | Fiji | GP104 | GM200 | GM204 |
| Количество транзисторов, млн. шт | н/д | 8900 | 7200 | 8000 | 5200 |
| Техпроцесс, нм | 14 | 28 | 16 | 28 | 28 |
| Площадь ядра, кв. мм | 232 | 596 | 314 | 601 | 398 |
| Количество потоковых процессоров | 2304 | 4096 | 1920 | 2816 | 1664 |
| Количество текстурных блоков | 144 | 256 | 120 | 176 | 104 |
| Количество блоков рендеринга | 32 | 64 | 64 | 96 | 56 |
| Частота ядра, МГц | 1120-1266 | До 1050 | 1506-1683 | 1024-1100 | 1051-1178 |
| Шина памяти, бит | 256 | 4096 | 256 | 386 | 256 |
| Тип памяти | GDDR5 | HBM | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 |
| Частота памяти, МГц | 8000 | 1000 | 8000 | 7010 | 7010 |
| Объём памяти, МБ | 8192 | 4096 | 8192 | 6144 | 3584 + 512 |
| Поддерживаемая версия DirectX | 12 | 12 | 12.1 | 12.1 | 12 |
| Интерфейс | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 | PCI-E 3.0 |
| Мощность, Вт | 150 | 275 | 150 | 250 | 145 |
Тестовый стенд
Конфигурация тестового стенда следующая:
- процессор: Intel Core i7-6950X (3,[email protected],1 ГГц);
- кулер: Noctua NH-D15 (два вентилятора NF-A15 PWM, 140 мм, 1300 об/мин);
- материнская плата: Gigabyte GA-X99P-SLI;
- память: G.Skill F4-3200C14Q-32GTZ (4x8 ГБ, DDR4-3200, CL14-14-14-35);
- системный диск: Intel SSD 520 Series 240GB (240 ГБ, SATA 6Gb/s);
- дополнительный диск: Hitachi HDS721010CLA332 (1 ТБ, SATA 3Gb/s, 7200 об/мин);
- блок питания: Seasonic SS-750KM (750 Вт);
- монитор: ASUS PB278Q (2560х1440, 27″);
- операционная система: Windows 10 Pro x64;
- драйвер Radeon RX 480: AMD Crimson 16.6.2.
- драйвер Radeon R9 Fury: AMD Crimson 16.5.3.
- драйвер GeForce GTX 1070: NVIDIA GeForce 368.39;
- драйвер GeForce GTX 1080: NVIDIA GeForce 368.25;
- драйвер GeForce GTX 980 Ti: NVIDIA GeForce 368.22.
За основу взята тестовая методика, описанная в одной из прошлых статей . Но поскольку там использовалась конфигурация тестов для топовых видеокарт, в данном сравнении задействованы не все режимы и приложения. В некоторых случаях при вынужденном понижении качества графики сравниваются только Radeon RX 480 и GeForce GTX 970. В других случаях, где правки в настройки тестовых приложений не вносились, их результаты дополнены результатами флагманских видеокарт.
Результаты тестирования
Batman: Arkham Knight
Radeon RX 480 одерживает вверх над GeForce GTX 970 в Arkham Knight . Новичок AMD в номинале демонстрирует уровень производительности разогнанного конкурента. Повышение частот позволяет выиграть еще несколько процентов.
Battlefield 4
Иная ситуация в Battlefield 4 . Тут уже преимущество за GeForce GTX 970, и уже Radeon RX 480 надо разгонять, чтобы он приблизился к сопернику.
DiRT Rally
Можно говорить о паритете между новичком AMD и GeForce GTX 970 при начальных частотах. В разгоне преимущество получает второй. Оба значительно отстают от топовых решений.
DOOM
В новом DOOM разница между старшими и младшими видеокартами не столь критична, но нагнать их все равно не удастся. Странный результат GeForce GTX 1070 можно писать не проблемы с оптимизацией. Что-то до Radeon RX 480, то он обгоняет GeForce GTX 970 только в случае повышения своих частот.
Fallout 4
В Fallout 4 мы заново провели тесты в обычном Ultra-режиме, поэтому старшие видеокарты из прошлых обзоров в сравнение не попали. При начальных частотах до 5% выигрывает Radeon у соперника, но после разгона баланс меняется в пользу GeForce.
Far Cry Primal
Более 11% выигрывает герой обзора у GeForce GTX 970 в Far Cry Primal при сравнении в номинальных режимах. В разгоне соперники равны. Сам разгон придает ускорение около 9%.
Gears of War: Ultimate Edition
Первый сюрприз от новичка. При максимальном качестве текстур Radeon RX 480 демонстрирует небольшое отставание от Radeon R9 Fury. С такими текстурами игре нужно более 4 ГБ, что и ограничивает потенциал флагмана AMD. По этой же причине в конце рейтинга GeForce GTX 970 со своей комбинированной памятью, где эффективно используются только 3,5 ГБ. Логично предположить, что в случае понижения качества текстур до обычного уровня разница между соперниками уменьшится.
Grand Theft Auto 5
Небольшой перевес над соперником у Radeon в GTA 5 при начальных частотах. После разгона ситуация противоположная, но разница не кардинальная.
Just Cause 3
Radeon RX 480 быстрее соперника на 5-11% в Just Cause 3 , и даже после разгона сохраняется крошечное преимущество. Примечательно, что ускоренный Radeon RX 480 отстает от Radeon R9 Fury X лишь на 10% — хороший результат!
Metro: Last Light
В Last Light мы провели два тестирования. При более простых настройках сравнили наших конкурентов в том режиме, что им по силам. Дополнительно сравнили их с топами при SSAA.
Небольшое отставание от соперника в номинале и более веское после разгона. При этом все равно приятно, что можно комфортно играть даже в 2K.
О конкуренции с топами речи не идет. Отставание Radeon RX 480 от Radeon R9 Fury X достигает 51%. Прирост от разгона 9%.
Quantum Break
Со времени первых тестов улучшились результаты GeForce GTX 970 в Quantum Break . Но даже после разгона этот соперник слабее Radeon RX 480 в номинале. Отставание нашего героя от Fury X на уровне 25%. Заслуга этого как в обновленной архитектуре, так и в большом объеме памяти (игра к этому требовательна).
Rise of the Tomb Raider
Вначале сравним основных соперников в Full HD при профиле очень высокого качества.
Игра Rise of the Tomb Raider известна серьезными требованиями к объему памяти. Поэтому небольшое отставание GeForce GTX 970 от Radeon RX 480 можно считать удивительным. В разгоне соперник даже вырывается вперед.
Если свести бойцов со старшими видеоадаптерами в более тяжелом режиме, то никто не справится с задачей, кроме флагманских GeForce. Обратите внимание на мизерную разницу между Polaris 10 и Fury X. С учетом того, что игра в таком режиме использует более 7 ГБ, такая разница не столь уж и удивительна. Тут, скорее, показатели GeForce GTX 970 вызывают вопрос — от ускорителя мы ожидали худших результатов.
The Witcher 3: Wild Hunt
Играть в The Witcher 3 при разрешении 2K будет тяжеловато, но планка в 30 fps новым Radeon легко преодолевается. А это тоже впечатляющий результат для представителя среднего класса. Преимущество над младшим GeForce на уровне 4-9%, в разгоне соперник немного отыгрывается.
Tom Clancy"s The Division
Игра The Division тоже не по силам Radeon RX 480 в режиме 2K, зато мы можем сравнить соперников в экстремальных условиях. И снова наш герой лучше, хотя в разгоне GeForce снова дышит в спину. Разница между Radeon RX 480 и Radeon R9 Fury X до 38% по средней частоте кадров.
Total War: Warhammer
Новый тест в новой игре. Использовался специальный бенчмарк с поддержкой DirectX 12.
Результаты явно говорят в пользу Radeon RX 480. Соперник и после повышения своих частот по-прежнему слабее. Масштабируемость производительности при разгоне слаба у обоих участников, что, возможно, связано с особенностями бенчмарка.
XCOM 2
Последнее игровое тестирование в XCOM 2 . Игра может и старшие видеокарты поставить на колени при тяжелом сглаживании. Мы же ограничимся профилем Ultra с простым сглаживанием FXAA.
Изначально Radeon RX 480 ближе к уровню форсированного соперника. Но лучший частотный потенциал второго позволяет ему уравнять шансы после разгона.
3DMark 11
Radeon RX 480 в этом тесте уступает 5% конкуренту, обгоняя его только после повышения частот.
3DMark Fire Strike
А вот тут иная ситуация, и Radeon RX 480 сразу впереди с отрывом более 6%. Когда доходит до разгона, соперник опять выходит вперед.
Энергопотребление
Замеры производились согласно описанной ранее методике, но без учета данных старших видеокарт в Total War: Attila.
Практически идентичные показатели у Radeon RX 480, GeForce GTX 970 и GeForce GTX 1070. Вроде бы и не очень весомое достижение для Radeon, но на фоне прожорливых Radeon R9 290/390 это серьезный результат. Резкое повышение потребляемой мощности при разгоне не радует. Похоже, каждый дополнительный процент к частоте ядра будет даваться с трудом.
Выводы
По итогам тестирования можно отметить близкие результаты у видеокарт Radeon RX 480 и GeForce GTX 970. Де-факто в номинале преимущество чаще на стороне новинки AMD, но соперник отыгрывается при разгоне. В DirectX 12 ситуация более однозначная и она явно в пользу Radeon RX 480. На стороне Radeon большой объем памяти, который уже могут задействовать некоторые игры. По причине такого объема можно даже наблюдать забавную ситуацию в Rise of the Tomb Raider, где удается нагнать Radeon R9 Fury X. Но в целом равнять Radeon RX 480 и Radeon R9 Fury X не стоит, это решения разного уровня. Приятно отметить, что потенциал видеокарты позволяет играть не только в Full HD, многие игры она вытягивает даже в режиме 2K. В своей ценовой категории Radeon RX 480 выглядит отлично — быстрее главного конкурента, перспективнее в DirectX 12 и при этом дешевле.
Новый 14-нм техпроцесс обеспечивает невысокий уровень энергопотребления, но видеокарту холодной не назвать. Ради того, чтобы сделать Radeon RX 480 максимально доступным предложением на рынке, производитель немного сэкономил на охлаждении. Родной кулер справляется с номинальным режимом, но запаса для разгона у него нет. Также в разгоне резко возрастает потребляемая мощность. Похоже, начальные частоты близки к максимуму, и далее много не выжать. Но эксперименты с хорошим охлаждением имеют смысл, свою пользу от этого вы получите. Только придется подождать нереферерсные версии Radeon RX 480 или потратиться на СВО.
Среди преимуществ Radeon RX 480 стоит упомянуть улучшенную поддержку VR, возможность работы с HDR и аппаратное кодирование/декодирование видео сверхвысоких разрешений. И если с точки зрения производительности это не самое мощное предложение от AMD, то точно самое прогрессивное на данный момент.
Новый середнячок, догоняющий топовые ускорители предыдущего поколения
- Часть 2 - Практическое знакомство
Представляем базовый детальный материал с исследованием AMD Radeon RX 480.
Объект исследования : Ускоритель трехмерной графики (видеокарта) AMD Radeon RX 480 8 ГБ 256-битной GDDR5 PCI-E
Сведения о разработчике : Компания ATI Technologies (торговая марка ATI) основана в 1985 году в Канаде как Array Technology Inc. В том же году была переименована в ATI Technologies. Штаб-квартира в г. Маркхам (Торонто). C 1987 года компания сконцентрировалась на выпуске графических решений для ПК. Начиная с 2000 года основным брендом графических решений ATI становится Radeon, под которым выпускаются GPU как для настольных ПК, так и для ноутбуков. В 2006 году компанию ATI Technologies покупает компания AMD, в которой образуется подразделение AMD Graphics Products Group (AMD GPG). C 2010 года AMD отказывается от бренда ATI, оставив лишь Radeon. Штаб-квартира AMD в Саннивейл (Калифорния), а у AMD GPG остается главным офисом бывший офис AMD в Маркхаме (Канада). Своего производства нет. Общая численность сотрудников AMD GPG (включая региональные офисы) около 2000 человек.
Часть 1: Теория и архитектура
В своих прошлых статьях мы неоднократно сетовали на застой в области графических процессоров, связанный с задержками производства GPU по новым технологическим процессам и фактическим пропуском одного из них - 20 нм техпроцесса, который оказался непригодным для массового выпуска сложных видеочипов. На протяжении долгих пяти (!) лет обе компании, являющиеся производителями GPU, выпускали решения на основе уже весьма старого 28 нм техпроцесса.
Производители микроэлектронных чипов смогли наладить массовое производство с применением новых FinFET-техпроцессов (14 и 16 нм, в зависимости от производителя) таких сложных и крупных чипов лишь ближе к середине года. Не так давно «отстрелялась» компания Nvidia, выпустившая довольно дорогие видеокарты, предназначенные для верхней части их линейки, а теперь настало время компании AMD, которая пошла своим путем, выпустив сначала не самые дорогие видеокарты, примерно аналогичные моделям Radeon HD 4850 и HD 4870, ставшими достаточно популярными в свое время.
Чтобы лучше понять ход мысли представителей AMD, отличающийся от такового у их конкурентов, давайте рассмотрим их представления о наиболее востребованных на рынке видеокартах. По данным AMD, довольно малая доля игроков на ПК покупает дорогие видеокарты, обеспечивающие комфорт при высоких разрешениях и максимальных настройках, а большинство из них использует сильно устаревшие GPU. 84% игроков покупают видеокарты по цене от $100 до $300 по данным AMD, и лишь остальные игроки выбирают то, что дороже.
Понятно, что большинство не сможет даже попробовать столь популярную сейчас тему виртуальной реальности при таковом желании, ведь VR требует очень приличных вычислительных мощностей. Кроме этого, по мнению AMD, не все пользователи желают вкладываться в то оборудование, что устареет уже через пару лет. Правда, вряд ли все они кинутся покупать VR-шлемы... С другой стороны, с устаревшими видеокартами у них и возможности то опробовать виртуальную реальность не появится. Всего 13 миллионов ПК по всему миру имеют достаточно мощную конфигурацию для запуска VR-приложений - это всего 1% из почти полутора миллиардов компьютеров, имеющихся у пользователей на руках.
По данным опросов, приводимых AMD, две трети пользователей не планируют приобрести оборудование для VR именно из-за дороговизны такой конфигурации. Это в дополнение к вполне разумным доводам вроде тех, что шлемы пока что слишком громоздкие и с мешающими проводами, а виртуальная реальность в принципе применима лишь к малой части игровых применений. Все же, самой важной преградой для распространения VR является цена оборудования. И AMD считает для себя перспективной возможность обеспечить миллионы ПК графическими процессорами необходимой мощности в следующие несколько лет. Правда, остается непонятным, почему AMD считает недоступным компонентом именно видеокарту, если VR-шлем и контроллеры сами по себе стоят дороже? Впрочем, порог входа в VR они действительно могут немного снизить, предложив решения достаточной производительности за сравнительно малые деньги.
И AMD продвигает свои новые решения во многом именно как производительные и энергоэффективные видеокарты, призванные «демократизировать» довольно дорогую виртуальную реальность, обеспечив желающих достаточной мощью GPU. А еще одной целью новых графических решений компании являются как компактные ПК со сверхнизким потреблением энергии, так и игровые ноутбуки, для которых сейчас можно легко обеспечить мощность, аналогичную или даже превосходящую возможности игровых консолей. К примеру, младший чип Polaris имеет не только низкое энергопотребление, но и специально предназначен для компактных ноутбуков - общая высота упаковки этого GPU составляет всего 1,5 мм по сравнению с 1,9 мм у Bonaire, что поможет AMD выиграть конкурсы на поставку решений для мобильных ПК.
Для четкого попадания в такие требования, в AMD решили спроектировать две модели графических процессоров: Polaris 10 и Polaris 11, соответствующие определенным уровням возможностей и производительности. Старший чип серии Polaris обеспечит ПК-игроков достаточной мощностью для VR-приложений и всех современных игр, а менее производительный младший GPU предназначен для тонких и легких ноутбуков, но предлагает возможности и производительность, превосходящие параметры игровых приставок.
Соответственно, на момент анонса, AMD предлагает следующие решения для настольных компьютеров:
Radeon RX 460
- энергоэффективная видеокарта с низким потреблением энергии для нетребовательных игр и будущих мобильных решений, с мощностью в более чем 2 терафлопа, имеющая 2 ГБ видеопамяти, соединенной по 128-битной шине;
Radeon RX 470
- весьма выгодная видеокарта среднего уровня за приемлемую цену, обладающая достаточной мощностью для игр в Full HD-разрешении, с мощностью более чем 4 терафлопа, 4 ГБ видеопамяти и 256-битной шиной;
Radeon RX 480
- пока что самое производительное решение нового семейства, предназначенное для VR и современных игр с производительностью более чем 5 терафлопа, 4 или 8 гигабайтами памяти с 256-битной шиной, потребляющее менее чем 150 Вт.
Сегодня мы рассмотрим как раз модель Radeon RX 480, которая предлагает премиальные возможности для игроков - Premium HD Gaming. Что это за термин в понимании AMD? Сюда включены как возможности новых графических API, вроде асинхронного исполнения в DirectX 12, так и технологии FreeSync и CrossFire. Но главное - преимущество над аналогичными по цене решениями конкурента, в современных играх с поддержкой DirectX 12:
В большинстве игр текущего года с поддержкой DirectX 12 (Ashes of the Singularity, Hitman, Total War: Warhammer, Quantum Break, Gears of War и Forza APEX) даже видеокарты предыдущего поколения AMD Radeon зачастую превосходят аналоги по цене у Nvidia: мы отмечали преимущество Fury X против 980 Ti, R9 390 против GTX 970 и R9 380 против GTX 960, а уж свежая модель на базе Polaris 10 просто обязана выступить еще лучше.
Кроме DirectX 12 можно отметить и еще один API - Vulkan. В соответствующей версии игры Doom компания AMD заявляет прирост до 45% на Radeon RX 480 по сравнению с OpenGL-версией игры, хотя на старых видеокартах разница ожидается несколько меньше - порядка 20-25%.
А что с виртуальной реальностью, действительно ли новинка AMD способна на достаточную производительность для VR-приложений? Благодаря высокой мощности GPU и поддержке таких возможностей как Asynchronos Time Warp, обеспечивается комфортный просмотр соответствующих VR-приложений, да еще при невысоком потреблении энергии. Так, общепринятый тест для оценки производительности SteamVR Performance Test показывает явное превосходство над решениями предыдущего поколения (непонятно, правда, почему сравнивали именно с Radeon R9 380?):
Так как основой модели Radeon RX 480 является графический процессор Polaris 10, имеющий архитектуру GCN четвертого поколения, которая во многих деталях схожа с ранее вышедшими решениями компании AMD, то перед прочтением теоретической части статьи будет полезно ознакомиться и с нашими предыдущими материалами по прошлым видеокартам компании, основанным на архитектуре GCN предыдущих поколений:
- AMD Radeon R9 Fury X: Новый флагман AMD с поддержкой HBM
- AMD Radeon R9 285: Tahiti получил шину 256 бит и превратился в Tonga
- AMD Radeon R9 290X: Дотянись до Гавайев! Получишь новые вершины скорости и функциональности
- AMD Radeon HD 7970: Новый однопроцессорный лидер 3D-графики
Рассмотрим подробные характеристики видеоплаты Radeon RX 480, основанной на полной версии графического процессора нового поколения Polaris 10.
| Графический ускоритель Radeon RX 480 | |
|---|---|
| Параметр | Значение |
| Кодовое имя чипа | Polaris 10 XT (Ellesmere) |
| Технология производства | 14 нм FinFET |
| Количество транзисторов | 5,7 млрд. |
| Площадь ядра | 232 мм² |
| Архитектура | Унифицированная, с массивом общих процессоров для потоковой обработки многочисленных видов данных: вершин, пикселей и др. |
| Аппаратная поддержка DirectX | DirectX 12, с поддержкой уровня возможностей Feature Level 12_0 |
| Шина памяти | 256-битная: восемь независимых 32-битных контроллеров памяти с поддержкой GDDR5-памяти |
| Частота графического процессора | 1120 (1266) МГц |
| Вычислительные блоки | 36 вычислительных блоков GCN, включающих 144 SIMD-ядер, состоящих в целом из 2304 ALU для расчетов с плавающей запятой (поддерживаются целочисленные и плавающие форматы, с точностью FP16, FP32 и FP64) |
| Блоки текстурирования | 144 текстурных блока, с поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов |
| Блоки растеризации (ROP) | 32 блока ROP с поддержкой режимов сглаживания с возможностью программируемой выборки более чем 16 сэмплов на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Пиковая производительность до 32 отсчетов за такт, а в режиме без цвета (Z only) - 128 отсчетов за такт |
| Поддержка мониторов | Интегрированная поддержка до шести мониторов, подключенных по интерфейсам DVI, HDMI 2.0b и DisplayPort 1.3/1.4 Ready |
| Спецификации референсной видеокарты Radeon RX 480 | |
|---|---|
| Параметр | Значение |
| Частота ядра | 1120 (1266) МГц |
| Количество универсальных процессоров | 2304 |
| Количество текстурных блоков | 144 |
| Количество блоков блендинга | 32 |
| Эффективная частота памяти | 7000-8000 (4×1750-2000) МГц |
| Тип памяти | GDDR5 |
| Шина памяти | 256-бит |
| Объем памяти | 4/8 ГБ |
| Пропускная способность памяти | 224-256 ГБ/с |
| Вычислительная производительность (FP32) | до 5,8 терафлопс |
| Теоретическая максимальная скорость закраски | 41 гигапиксел/с |
| Теоретическая скорость выборки текстур | 182 гигатекселя/с |
| Шина | PCI Express 3.0 |
| Разъемы | Один разъем HDMI и три DisplayPort |
| Энергопотребление | до 150 Вт |
| Дополнительное питание | Один 6-контактный разъем |
| Число слотов, занимаемых в системном корпусе | 2 |
| Рекомендуемая цена | $199/$229 (для рынка США) |
Название выпущенной сегодня модели видеокарты компании AMD вполне соответствует их текущей системе наименований. Ее имя отличается от предшественников измененным символом в первой части индекса и цифрой поколения - RX 480. Если со вторым изменением все понятно, ведь поколение действительно новое, то замена R9 на RX не совсем логична, на наш взгляд, ведь эта цифра раньше показывала уровень видеокарты: R7 были медленнее, чем R9, но все они выпускались в рамках одного поколения. А теперь непонятно, во-первых, почему у RX 480 эта цифра больше, чем у R9 390X, к примеру, и какие цифры после R в имени будут у младших решений, основанных на новых GPU.
Первая модель в новом семействе Radeon 400 становится в текущей линейке компании на место предыдущих решений, аналогичных по позиционированию, замещая их на рынке. Так как выпущенная видеокарта относится скорее к среднему уровню по цене и скорости с учетом нового поколения, то для будущих решений на GPU еще большей мощности решили оставить индекс 490.
Референсный вариант Radeon RX 480 будет предлагаться по рекомендованной цене в $199 в случае 4 ГБ варианта и $229 для 8-гигабайтной модели, и эти цены ну очень привлекательны! По сравнению с топовыми видеокартами предыдущего поколения, это очень хороший ценник, так как Radeon RX 480 по скорости не должна уступать таким моделям, как Radeon R9 390 и GeForce GTX 970. Именно с ними и будет конкурировать новинка, по крайней мере, в начале своего жизненного пути, до выхода планируемой к скорому выпуску GeForce GTX 1060. Но на момент своего выхода, сегодняшняя новинка абсолютно точно становится лучшим предложением по производительности в своем классе.
Референсные видеокарты Radeon RX 480 будут поставляться в версиях с 4 ГБ памяти GDDR5 с эффективной частотой в 7 ГГц, и с 8 ГБ памяти с частотой в 8 ГГц. Но по мере поступления в продажу видеокарт собственного производства партнеров AMD, появятся и другие варианты, но все они будут оснащены GDDR5-памятью с частотой как минимум 7 ГГц - такова воля AMD.
Решение по установке 4 и 8 ГБ памяти очень мудрое. Младший вариант позволит немного сэкономить, ведь 4 ГБ на данный момент можно считать «золотой серединой», а преимущество от 8 ГБ памяти у второго варианта Radeon RX 480 раскроется в перспективе. Хотя и 4-гигабайтный вариант видеокарты обеспечит приемлемую производительность в современных играх, но 8 ГБ памяти позволят иметь приличный запас на будущее, так как требования к объему видеопамяти у игр постоянно растут. В качестве примера, преимущество в котором уже заметно, можно привести игру Rise of the Tomb Raider в DirectX 12-версии, при очень высоких настройках и разрешении 2560x1440 пикселей:
Больший объем видеопамяти у Radeon RX 480 8 ГБ и Radeon R9 390 помогает избежать крайне неприятных падений производительности и рывков FPS, по сравнению с 4-гигабайтными вариантами, включая решения конкурентов GeForce GTX 970 и GTX 960. Именно Radeon RX 480 8 ГБ дает возможность получения плавного игрового процесса с отсутствием притормаживаний, связанных с подгрузкой данных, не помещающихся в локальную видеопамять. И так как игровые консоли нынешнего поколения имеют по 8 ГБ общей памяти, то преимущество от большего объема памяти будет только расти со временем, и 8-гигабайтный вариант Radeon RX 480 отлично подойдет для игр, который будут выходить в следующие несколько лет.
Для дополнительного питания платой используется один 6-контактный разъем, а значение типичного энергопотребления у модели Radeon RX 480 на графическом процессоре Polaris 10 установлено на уровне 150 Вт. В реальности без разгона плата потребляет даже еще меньше, порядка 120 Вт энергии, но небольшой запас по питанию позволит улучшить оверклокерский потенциал. К слову, партнерами AMD планируется скорый выход фабрично разогнанных версий этой видеокарты, отличающихся и системами охлаждения и питания.
Архитектурные особенности
Графический процессор Polaris 10 относится к четвертому поколению архитектуры Graphics Core Next, самому совершенному на данный момент. Базовым блоком архитектуры является вычислительный блок Compute Unit (CU), из которых собраны все графические процессоры AMD. Вычислительный блок CU имеет выделенное локальное хранилище данных для обмена данными или расширения локального регистрового стека, а также кэш-память первого уровня с возможностью чтения и записи и полноценный текстурный конвейер с блоками выборки и фильтрации, он разделен на подразделы, каждый из которых работает над своим потоком команд. Каждый из таких блоков занимается планированием и распределением работы самостоятельно.
В своей основе, архитектура Polaris изменилась не слишком сильно, хотя не основные блоки видеочипа изменились заметнее - были серьезно улучшены блоки кодирования и декодирования видеоданных и вывода информации на устройства отображения. В остальном, это очередное поколение известной архитектуры Graphics Core Next (GCN), уже четвертое по счету. Пока что в состав семейства вошли два чипа: Polaris 10 (ранее известный как Ellesmere) и Polaris 11 (ранее известный как Baffin).
И все же некоторые аппаратные изменения в GPU были внесены. В список улучшений и изменений входит: улучшенная обработка геометрии, поддержка нескольких проекций при рендеринге VR с разным разрешением, обновленный контроллер памяти с улучшенным сжатием данных, модифицированная предвыборка инструкций и улучшенная буферизация, планирование и приоритезация вычислительных задач в асинхронном режиме, поддержка операций над данными в формате FP16/Int16. Рассмотрим схему нового графического процессора (по клику на изображении доступна увеличенная версия иллюстрации):
В состав полноценного графического процессора Polaris 10 входит один командный процессор Graphics Command Processor, четыре асинхронных вычислительных движка Asynchronous Compute Engines (ACE), два планировщика задач Hardware Scheduler (HWS), 36 вычислительных блоков Compute Unit (CU), четыре геометрических процессора, 144 текстурных модуля TMU (включающих по четыре блока загрузки и сохранения данных LSU на каждый TMU) и 32 блоков ROP. Подсистема памяти нового графического процессора компании AMD включает восемь 32-битных контроллеров GDDR5-памяти, дающих общую 256-битную шину памяти, и кэш-память второго уровня объемом в 2 МБ.
Заявлено улучшение геометрических движков в Polaris - в частности, появился так называемый ускоритель отбрасывания геометрических примитивов Primitive Discard Accelerator, который работает в самом начале графического конвейера, отбрасывая невидимые треугольники (например, с нулевой площадью). Также в новом GPU был введен новый индексный кэш для дублированной (instanced) геометрии, который оптимизирует перемещения данных и освобождает ресурсы внутренних шин передачи данных и увеличивает эффективность использования ПСП при дублировании геометрии (instancing).
Ускоритель отбрасывания геометрических примитивов помогает увеличить скорость обработки геометрии, особенно в задачах вроде тесселяции с мультисэмплингом. На диаграмме видно, что в разных условиях новый блок позволяет увеличить производительность до трех раз. Впрочем, это синтетические данные заинтересованной стороны, лучше смотреть по игровым результатам независимых тестов.
Также в четвертом поколении GCN была улучшена эффективность исполнения шейдеров - введена предвыборка инструкций, улучшающая кэширование инструкций, снижающая простои конвейера и увеличивающая общую вычислительную эффективность. Еще был увеличен размер буфера инструкций для массива инструкций (wavefront), увеличивающий однопоточную производительность, введена поддержка операций над данными в форматах FP16 и Int16, помогающая снизить нагрузку на память, повысить скорость вычислений и улучшить энергоэффективность. Последнюю возможность можно применять в широком круге задач графики, машинного зрения и обучения.
В очередной раз был улучшен и планировщик заданий hardware scheduler (HWS), использующийся при асинхронных вычислениях. В его задачи входит: разгрузка CPU от задач планирования, приоритезация задач реального времени (виртуальная реальность или обработка звука), параллельное выполнение задач и процессов, менеджмент ресурсов, координация и балансирование загрузки исполнительных блоков. Функциональность этих блоков можно обновить при помощи микрокода.
Кроме того, что объем кэш-памяти второго уровня был увеличен вдвое до 2 МБ, была изменена обработка и кэширование данных в L2-кэше и увеличена общая эффективность работы подсистемы кэш-памяти и локальной видеопамяти. Контроллер памяти получил поддержку GDDR5-памяти с эффективной тактовой частотой до 8 ГГц, что в случае Polaris означает пропускную способность шины памяти до 256 ГБ/с. Но и на этом в AMD не остановились, дополнительно улучшив алгоритмы сжатия данных без потерь (Delta Color Compression - DCC), которым поддерживаются режимы сжатия с соотношением 2:1, 4:1 и 8:1.
Внутричиповое сжатие данных увеличивает общую эффективность работы, обеспечивает более полное использование шины данных и сказывается на энергоэффективности. В частности, если в Radeon R9 290X внутреннего сжатия информации не было и эффективная ПСП равна его физической ПСП, то в случае решения на чипе Fiji сжатие позволило сэкономить почти 20% ПСП, а в случае Polaris и до 35-40%.
Если сравнивать Radeon RX 480 с Radeon R9 290, то новое решение потребляет заметно меньше энергии для обеспечения той же эффективной пропускной способности, по сравнению с видеокартой предыдущего поколения. В результате, у новинки заметно выше и производительность в пересчете на бит - хотя у Radeon R9 290 выше пиковая ПСП, но она куда энергоэффективнее используется в Polaris 10 - общее потребление энергии интерфейсом памяти составляет 58% от потребления старого GPU.
В целом, изменения четвертого поколения GCN в графическом процессоре Polaris связаны с применением продвинутого технологического процесса 14 нм FinFET, микроархитектурными изменениями, оптимизациями физического дизайна и техник управления питанием. Все это принесло свои плоды в виде значительного прироста производительности и эффективности, по сравнению с предыдущими решениями. Если брать самый низкий уровень, то вычислительные блоки CU в Polaris 10 (Radeon RX 480) примерно на 15% производительнее блоков чипа Hawaii (Radeon R9 290).
Сложно судить, насколько велик вклад той или иной оптимизации в общий прирост скорости, но если брать все оптимизации в комплексе, то разница в энергоэффективности между Radeon RX 470 и Radeon R9 270X, по оценке специалистов компании AMD, достигает 2,8-кратной. Причем, они оценивают вклад FinFET-техпроцесса меньше вклада своих оптимизаций. Вероятно, было выбрано самое выгодное сравнение, а для других моделей прирост по энергоэффективности несколько меньше. Например, если сравнить показатели RX 480 и R9 290, то разница по энергоэффективности будет ближе к двукратной. В любом случае, такие огромные приросты бывают раз в несколько лет, и уже поэтому у нас нет никаких сомнений в том, что продажи Radeon RX 480 будут успешными.
Технологический процесс и его оптимизация
Как мы уже говорили, главное в Polaris - это не изменения в аппаратных блоках, а большой шаг вперед из-за применения в производстве этого GPU нового техпроцесса 14 нм с использованием транзисторов с вертикально расположенным затвором (FinFET - Fin Field Effect Transistor), также известных как транзисторы с трехмерной структурой затвора или 3D-транзисторы.
Динамическое энергопотребление растет линейно с ростом количества вычислительных блоков, и кубически при повышении частоты при помощи повышения напряжения (так, прирост частоты и напряжения на 15% увеличивает потребление более чем наполовину!), и в результате графические процессоры зачастую работают на более низких тактовых частотах, зато используют чипы большей плотности, чтобы поместить в них большее количество вычислительных устройств, которые работают параллельно.
Последние пять лет графические процессоры выпускались при помощи 28 нм техпроцессов, а промежуточный 20 нм не дал требуемых параметров. Освоения еще более совершенных техпроцессов пришлось ждать довольно долго, и вот, для производства графических процессоров семейства Polaris, компания AMD выбрала производства компаний Samsung Electronics и GlobalFoundries с их 14 нм FinFET-техпроцессом, который обеспечивает производство одних из самых плотных микропроцессоров. Применение FinFET-транзисторов имеет решающее значение для снижения энергопотребления и снижения напряжения GPU примерно на 150 мВ, по сравнению с предыдущим поколением, сокращая мощность на треть.
На иллюстрации схематично показано условное изменение размеров одного и того же GPU, произведенного с применением различных техпроцессов. Компании Samsung Electronics и GlobalFoundries разделяют заказы на выпуск 14 нм центральных и графических процессоров компании AMD, так как техпроцесс у них одинаковый и наладить одновременное производство несложно, разделяя между ними заказы исходя из выхода годных чипов и других параметров, что должно позволить решить потенциальные проблемы с недостаточными объемами производства.
Архитектура Polaris изначально разрабатывалась под возможности FinFET-техпроцессов, и должна использовать все их возможности. Если описывать вкратце, то FinFET-транзистор - это транзистор с каналом, окруженным затвором через прослойку в виде изолятора с трех сторон - по сравнению с планарным, где поверхность сопряжения - это одна плоскость. FinFET-транзисторы имеют более сложное устройство, и трудностей при реализации новой технологии было предостаточно, для освоения соответствующих техпроцессов потребовалось пять лет.
Зато новая форма транзисторов обеспечивает больший выход годных, меньшие утечки и заметно лучшую энергоэффективность, что является основной задачей современной микроэлектроники. Количество транзисторов в графических процессорах на квадратный миллиметр площади удваивалось примерно каждые два года, вместе с этим удвоились и статические утечки (static leakage). Для решения части этих проблем использовались специальные средства, вроде островков из транзисторов с разным напряжением питания и схем управления тактовыми сигналами (clock gating), которые помогали снизить токи утечек в режимах простоя или сна. Но эти техники не помогают при активных состояниях работы и способны снизить максимальную производительность.
В FinFET-процессах многие проблемы решены, что позволяет добиться революционного улучшения в производительности и потреблении энергии, по сравнению с предыдущими чипами, произведенными при помощи традиционных технологий. Новые техпроцессы позволяют не просто повысить производительность, но и снизить вариативность характеристик (разницу в характеристиках всех произведенных чипов одной модели) - сравните разброс параметров для FinFET-техпроцесса 14 нм и привычного 28 нм у TSMC:
На этой диаграмме видны как большая средняя производительность для FinFET-продуктов, так и меньшие утечки в среднем, и меньший разброс в показателях производительности и величине утечек для разных образцов. Улучшение вариативности этих характеристик для GPU в случае FinFET означает, что можно повысить итоговую частоту для всех продуктов, в то время как для планарных транзисторов приходилось обращать большее внимание на худшие показатели и снижать референсные характеристики для всех конечных продуктов.
В итоге графические процессоры, произведенные при помощи техпроцессов с применением FinFET-транзисторов, обеспечивают фундаментальный рост характеристик производительности и энергоэффективности, по сравнению с аналогами, в производстве которых были использованы традиционные планарные транзисторы. По оценке специалистов AMD, применение FinFET-техпроцессов позволяет обеспечить или на 50-60% меньшее потребление энергии, или на 20-35% большую производительность при прочих равных.
Новые техпроцессы с применением FinFET-транзисторов помогают не только снизить потребление энергии и значительно улучшить энергоэффективность, но и открыть новые форм-факторы и форматы для применения будущих графических процессоров. Так, в будущем возможно появление относительно тонких и легких игровых ноутбуков, которые не будут требовать значительного снижения настроек качества 3D-графики, достаточно мощных настольных ПК ультракомпактного размера, ну а привычные игровые видеокарты смогут обходиться меньшим количеством разъемов питания.
Но для того, чтобы добиться большей энергоэффективности, недостаточно просто перевести чип на более «тонкий» техпроцесс, требуются многочисленные изменения в его дизайн. К примеру, в Polaris применяется адаптивное тактирование GPU. Графические процессоры работают при низком напряжении и высокой силе тока, и поставлять качественное напряжение от схем питания довольно сложно. Разброс в напряжении может достигать 10-15% от номинального значения, и среднее напряжение приходится повышать для того, чтобы перекрыть эту разницу, и на это тратится впустую куча энергии.
Адаптивное тактирование в решениях AMD восстанавливает эти потери со снижением энергозатрат на четверть. Для этого, в дополнение к уже существующим сенсорам энергопотребления и температуры добавляется еще и сенсор частоты. В результате работы алгоритма достигается максимальная энергоэффективность для всего чипа.
Также производится калибровка блока питания при загрузке системы. При испытаниях процессора запускается специальный код для анализа напряжения, и интегрированными мониторами питания записывается значение напряжение. Затем при загрузке ПК запускается тот же код и замеряется полученное напряжение, и регуляторы напряжения на плате устанавливают такое же напряжение, какое было при тестировании. Это исключает затраты энергии, которая расходуется из-за разницы в системах.
Есть в Polaris и адаптивная компенсация старения транзисторов - обычно графические процессоры требуют запаса тактовой частоты порядка 2-3% для приспособления к старению транзисторов чипа, да и другие компоненты также демонстрируют старение (например, GPU получает более низкое напряжение от системы). Современные решения AMD умеют делать самостоятельную калибровку и адаптироваться к изменяющимся условиям со временем, что обеспечивает надежную работу видеокарты в течение продолжительного времени и немного повышенную производительность.
Radeon WattMan - новые возможности разгона и мониторинга
Важной составляющей любого современного видеодрайвера являются настройки для разгона, позволяющие выжать из GPU все его возможности. Ранее этим заведовал раздел AMD Overdrive в драйверах решений этой компании, а вместе с выходом новых решений в AMD решили кардинально обновить и этот раздел драйвера, назвав его Radeon WattMan.
Radeon WattMan - это новая утилита AMD для разгона, позволяющая изменять напряжение GPU, частоту графического процессора и видеопамяти, скорость вращения вентилятора системы охлаждения и целевую температуру. Radeon WattMan основан на возможностях, виденных ранее в Radeon Software, но предлагает несколько новых функций по тонкому разгону - с иными возможностями по управлению напряжением и частотой GPU. Также в WattMan появился удобный мониторинг активности GPU, тактовых частот, температур и скорости вентилятора.
Удобно сделано то, что как и в других настройках Radeon Software Crimson Edition, можно задать собственный профиль разгона для каждого приложения или игры, который будет применен при их запуске. А после завершения работы приложения, настройки вернутся к глобальным по умолчанию. Radeon WattMan можно найти в Radeon Settings, он заместил текущую панель AMD OverDrive, и совместим с серией AMD Radeon RX 400.
Возможно как простое управление частотой GPU, так и тонкая настройка кривой частот. Простая настройка частоты работает по умолчанию и позволяет изменять заданные инженерами AMD значения, оптимальные для каждого состояния GPU. Изменение кривой частоты возможно с точностью в 0,5%. Есть и динамическое изменение кривой частоты, когда тактовая частота ядра GPU и видеопамяти может изменяться для каждого состояния вместе с изменением напряжения для каждого из них. Напряжения для GPU и памяти устанавливаются независимо друг от друга.
Есть в WattMan и продвинутое управление скоростью вращения вентилятора в системе охлаждения, когда устанавливается минимальная скорость, целевая скорость и минимальный акустический предел. При этом целевая скорость вращения - это максимум, при котором будет вращаться вентилятор при температуре не выше целевой. Улучшенное управление температурой позволяет выставить максимальное и целевое значения температуры. Вместе с пределом потребления энергии, это позволяет выставить более тонкие настройки.
Максимальная температура - это абсолютный максимум, при котором частота графического чипа не снижается, но после ее достижения, частота начнет снижаться. А целевая температура - значение, по достижению которого будет расти скорость вращения вентилятора. Предельное значение питания для GPU можно повысить или понизить в пределах до 50% (в случае модели Radeon RX 480).
Кажется, мы где-то уже видели возможность тонкого изменения кривой частот и напряжений, причем совсем недавно, правда? Но чего мы еще точно не видели, так это удобного интерфейса мониторинга и настроек в самих драйверах, а не сторонних утилитах, и AMD можно лишь похвалить за такую заботу о пользователях.
Новый интерфейс мониторинга позволяет записывать и просматривать активность графического процессора, его температуру, скорость вентилятора и частоты. Причем, есть как глобальный мониторинг (Global WattMan), так и отдельный мониторинг для пользовательских профилей, который мониторит пиковые и средние данные только когда приложение открыто. Данные собираются и в фоновом режиме, утилите Radeon Settings не обязательно быть запущенной, данные собираются максимум до 20 минут работы приложения.
В целом, AMD есть еще над чем работать для улучшения удобства интерфейса WattMan, так как он не предназначен для управления с клавиатуры, например, но саму по себе инициативу можно лишь приветствовать - удобные инструменты настройки и мониторинга прямо в драйверах могут стать дополнительным плюсом новых решений семейства Radeon RX 400.
Новые возможности по выводу изображения
Мы уже рассказывали ранее о том, что новые решения компании AMD будут отличаться поддержкой самых последних стандартов DisplayPort и HDMI. Новые видеокарты семейства Radeon RX стали одними из первых решений с поддержкой DisplayPort 1.3 HBR3 и DisplayPort 1.4-HDR. Новые версии этого стандарта используют существующие кабели и разъемы, но могут накладываться дополнительные ограничения на их длину.
Главным преимуществом стандарта DisplayPort 1.3 HBR3 является увеличение пропускной способности до 32,4 Гбит/с (на 80% больше, чем у HDMI 2.0b), что отодвигает предел по пропускной способности, имеющийся в предыдущем поколении DisplayPort 1.2. Новый стандарт позволяет подключать 5K-мониторы в RGB-формате при 60 Гц, используя единственный кабель (сейчас приходится подключать пару разъемов и кабелей), а также UHDTV-телевизоры с разрешением 8K (7680×4320), используя цветовую субдискретизацию 4:2:0 при 60 Гц. Также по DisplayPort 1.3 можно подключать и стереодисплеи с 120 Гц и 4K-разрешением. Появление 5K-дисплеев, рассчитанных на один кабель, и 4K-дисплеев с поддержкой HDR, ожидается ближе к концу этого года.
Также Polaris готов к внедрению стандарта DisplayPort 1.4-HDR, поддерживающего вывод изображения с глубиной цвета до 10-bit в разрешении 4K и с частотой обновления до 96 Гц. Новинкой компании поддерживаются Рекомендации ITU Rec.2020 по цветовому пространству для UHDTV, а также стандарты CTA-861.3 и SMPTE 2084 EOTF для передачи HDR-данных.
Новый стандарт DisplayPort 1.3 будет полезен и для продвижения технологии FreeSync для 4K-мониторов. Компания AMD ожидает появления первых таких устройств с поддержкой технологии динамического обновления до 120 Гц к концу 2016 года. Такие мониторы будут способны работать в 4K-разрешении с применением технологий FreeSync при 30-120 FPS и будут поддерживать компенсацию низкой частоты кадров Low Framerate Compensation.
Вот список характеристик для мониторов нового поколения, которые становятся возможными при использовании новой версии стандарта DisplayPort 1.3 с расширенной пропускной способностью: мониторы с разрешением 1920×1080 пикселей: 240 Гц SDR и 240 Гц HDR, мониторы с разрешением 2560×1440: 240 Гц SDR и 170 Гц HDR, 4K-мониторы: 120 Гц SDR и 60 Гц HDR, 5K-мониторы: 60 Гц SDR.
Если уж мы начали говорить про FreeSync, то нужно упомянуть, что в решениях архитектуры Polaris эта технология будет работать и с мониторами, имеющими разъемы HDMI 2.0b. На данный момент компания работает со своими партнерами, в числе которых Acer, LG, Mstar, Novatek, Realtek и Samsung, для обеспечения работы технологии динамического частоты обновления, в том числе и при помощи HDMI. Список планируемых к выпуску мониторов включает изделия с размерами экрана от 20 до 34 дюймов и различным разрешением.
Одной из самых интересных и перспективных возможностей Polaris по выводу информации является поддержка HDR-дисплеев с расширенным динамическим диапазоном. Для получения качественной картинки нужен вывод изображений в широком цветовом охвате с увеличенной контрастностью и максимальной яркостью, а на нынешних дисплеях человек видит лишь малую часть того, что может наблюдать своими глазами в окружающем мире. Диапазон воспринимаемых нами яркостей и цветов куда больше того, что могут дать нам текущие устройства вывода.
Внедрения High Dynamic Range во все стадии конвейера обработки изображения ждут многие энтузиасты качественного изображения. Для того чтобы хоть приблизиться к возможностям человеческого зрения, был введен новый индустриальный стандарт для телевизоров - HDR UHDTV, обеспечивающий диапазон яркости от 0.005 до 10000 нт. Первые HDR-устройства имеют яркость до 600-1200 кд/м 2 , а ЖК-мониторы с поддержкой High Dynamic Range (HDR) и локальной подсветкой в будущем смогут обеспечить до 2000 нт, а OLED-дисплеи - до 1000 нт, но при идеальном черном цвете и большей контрастности.
При использовании HDR пользователям будет демонстрироваться и расширенный цветовой диапазон, так как распространенное сейчас цветовое пространство sRGB сильно отстает от возможностей зрения человека. Нынешний контент почти весь создан в рамках стандартов BT.709, sRGB, SMPTE 1886 (Gamma 2.4), а новый стандарт HDR-10, Rec.2020 (BT.2020), SMPTE 2084 способен обеспечить отображение более миллиарда цветов при 10-бит на компонент, что приближает качество цветопередачи к естественному для человека.
Не нужно путать тему устройств отображения с HDR-возможностями с тем, что давно появилось в играх и называется HDR-рендерингом. Действительно, многие современные игровые движки используют рендеринг с расширенным динамическим диапазоном, чтобы сохранить данные в тенях и светах, но делается это исключительно до вывода информации на дисплей. А далее изображение все равно приводится к обычному динамическому диапазону, чтобы вывести его на SDR-монитор.
Для этого используются специальные алгоритмы тонального отображения (tone mapping ) - преобразования тональных значений из широкого диапазона в узкий. С учетом появления HDR-устройств нужны как улучшенные алгоритмы tone mapping, так и ориентация их уже на HDR-дисплеи. Аппаратный движок обработки цветовых данных в Polaris имеет программируемые возможности по управлению гаммой и преобразования цветового охвата (gamut remapping), все расчеты идут с высокой точностью, и результат будет полностью соответствовать возможностям дисплея.
Хотя даже нынешние видеокарты Radeon в определенной мере готовы для работы с HDR-мониторами, вышедшие новые модели обеспечивают заметно более высокую частоту обновления и глубину цвета. Графические процессоры Polaris готовы к HDR-мониторам с глубиной цвета в 10-бит и 12-бит на компоненту, хотя первые такие дисплеи будут поддерживать только 10-бит, но затем последуют и более продвинутые, которые превзойдут возможности человеческого зрения.
Для того, чтобы получить качественное HDR-изображение в игровых приложениях, необходимо переделывать не только графическую часть игрового движка, но и часть контента: те же текстуры должны также храниться в форматах, позволяющих использовать широкий цветовой и яркостный охват. Компания AMD работает с игровыми разработчиками для того, чтобы будущие игры уже могли полноценно использовать возможности HDR-дисплеев, и для этого они выпустили специальный Radeon Photon SDK.
И тут есть над чем поработать. Тональное отображение (tone mapping) в играх должно делаться графическим движком, так как этот процесс, производимый дисплеем добавляет значительные задержки. AMD предлагает делать так: монитор опрашивается на предмет его возможностей по цвету, контрасту и яркости, затем с учетом этой информации игровой движок делает tone mapping и выводит его на дисплей в готовом виде. Так как игровые движки уже делают tone mapping в SDR, им просто нужно добавить возможность вывода в HDR.
Photon SDK уже доступен для разработчиков, поддержка HDR для видеоданных и рендеринга в DirectX 11-приложениях в драйвере уже готова, а поддержка DirectX 12 планируется с будущим его обновлением. Остается добавить, что Polaris поддерживает HDR-дисплеи, соединенные при помощи разъема HDMI 2.0b (с HDCP 2.2) в разрешении 1920×1080 при 192 Гц, в разрешении 2560×1440 при 96 Гц и 3840×2160 при 60 Гц и кодировании цвета 4:2:2. В случае присоединения по DisplayPort 1.4-HDR (также с HDCP 2.2) возможности шире: 1920×1080 при 240 Гц, 2560×1440 при 192 Гц и 3840×2160 при 96 Гц. Осталось дождаться таких мониторов с ценой ниже, чем у чугунного моста.
Улучшенное кодирование и декодирование видеоданных
Как часто бывает, в новых поколениях графических процессоров заодно улучшают и блоки аппаратной обработки видеоданных. Ведь время не стоит на месте, появляются все новые форматы и условия их использования (частота кадров, глубина цвета и т.п.) Поэтому неудивительно, что в Polaris были проведены кое-какие улучшения по декодированию и кодированию видеоданных.
Если кодировать видеоряд в формат H.264 вплоть до 4K-разрешения при 30 или даже 60 FPS умели и предыдущие решения, то кодирование видео в формат HEVC (H.265) Polaris научился впервые. Аппаратным блоком кодирования видео в новом GPU поддерживаются следующие разрешения и частоты кадров: 1080p при 240 FPS, 1440p при 120 FPS и 4K при 60 FPS.
Мало того, на видеокартах серии Radeon RX была добавлена поддержка и высококачественного кодирования потокового видео из игр. Ведь качество кодирования всегда было слабым местом потокового видео, и при быстро меняющемся изображении его качество серьезно страдало. Высокого же качества картинки можно добиться при двухпроходном кодировании с анализом картинки в первом проходе, которое и было внедрено в Polaris. Аппаратное двухпроходное кодирование работает как с H.264, так и с форматом HEVC, и подобный подход дает заметно более высокое качество видеопотока.
Чтобы раскрыть аппаратные возможности архитектуры Polaris, нужна поддержка и со стороны программного обеспечения. Качественный аппаратный кодер для игр поддерживается следующими утилитами: Plays.TV, AMD Gaming Evolved, Open Broadcaster Software.
Также Polaris оснащен и самым продвинутым аппаратным блоком, декодирующий видеоданные. Видеодекодер компании AMD умеет работать с форматом HEVC и профилем кодирования Main-10 в разрешениях до 4K с частотой кадров в 60 FPS, MJPEG в 4K-разрешении с 30 FPS, H.264 в разрешении 4K до 120 FPS, MP4-P2 до 1080p при 60 FPS и VC1 до 1080p при 60 FPS.
Поддержка систем виртуальной реальности
За несколько последних лет текущая реинкарнация шлемов виртуальной реальности прошла немалую дорогу, постоянно улучшая свои потребительские характеристики (хотя до идеала все равно еще очень далеко). Если начиналось все с менее чем Full HD-разрешения на оба глаза в 2014 году при не более чем 30 FPS, то теперь дело дошло до разрешения 1080×1200 пикселей на каждый глаз при 90 FPS и 10 мс задержками. И сейчас ощущения от VR куда комфортнее и реалистичнее.
Компания AMD также со своей стороны занимается улучшением характеристик, связанных с VR. Так, технология LiquidVR предполагает реализацию некоторых возможностей, улучшающих VR на решениях компании. В числе последних изменений поддержка аудиотехнологии TrueAudio Next, резервирование вычислительных блоков под конкретные задачи, технология асинхронных вычислений Quick Response Queue, переменное разрешение и качество рендеринга для VR, поддержка DirectX 12 и Vulkan.
Так, технология продвинутой обработки звука TrueAudio Next включает всю работу со звуками на GPU в реальном времени - с соблюдением физических законов распространения звуковых волн и применением просчета лучей (рейтрейсинг) для множества источников звука. Это позволяет получить качественный звук с низкими задержками и при помощи настроек (количество обрабатываемых источников и количество отражений звуковых волн) получить хорошо масштабируемое решение.
Еще одной возможностью по работе с VR, которая недавно появилась, стало выделение нескольких вычислительных устройств Compute Unit под различные задачи, вроде обработки звука - в таком случае, эти CU будут заниматься исключительно этими задачами, чтобы избежать проблем, связанных с одновременным исполнением различных задач на GPU в реальном времени - это решение обеспечивает немедленное исполнение критичного кода и работает с любыми типами шейдеров, вычислительными или графическими.
А архитектуре Polaris был улучшен командный процессор - появилась новая техника качества обслуживания (QoS - quality of service) под названием Quick Response Queue. Эта техника позволяет разработчикам через API назначать высокоприоритетными некоторые вычислительные задачи. Оба типа задач (обычные и приоритетные) разделяют те же ресурсы GPU, но высший приоритет позволяет удостовериться, что такие задачи будут использовать большее количество ресурсов и завершатся первыми, без переключения командного процессора на низкоприоритетные задачи.
Конкретно в LiquidVR эта техника используется при асинхронном искажении времени (Asynchronous Time Warp), используемом в системах виртуальной реальности для того, чтобы избежать отброшенных кадров, ухудшающих плавность процесса - в VR это очень требовательная к задержкам задача, и приоритезация задач поможет удостовериться, что искажение времени происходит ровно тогда, когда нужно. Техника Quick Response Queue (QRQ) дает четкое управление над таймингами, минимизируя их.
Без использования техники асинхронного искажения времени в системах виртуальной реальности получается так, что графический процессор при работе отбрасывает около 5% кадров, а с Asynchronous Time Warp эти кадры не отбрасываются, что снижает «дрожание» (разное время рендеринга соседних кадров) в десятки раз. На данный момент возможность уже входит в состав библиотеки, доступной на сайте GPUOpen.
Мы уже знаем еще об одной оптимизации, связанной с VR - использование нескольких проекций при рендеринге сцены виртуальной реальности с разным разрешением. Мы уже не один раз рассказывали об этой возможности, которая оптимизирует VR-рендеринг, используя независимые настройки разрешения и качества разрешения для нескольких проекциях, которыми имитируется воронкообразный тип рендеринга, используемый в VR-шлемах. В этом случае для центра кадра применяется рендеринг в высоком разрешении, а на периферии оно снижается для оптимизации производительности.
В составе LiquidVR есть поддержка DirectX 12 - идеального графического API для виртуальной среды, так как он позволяет повысить количество функций вызовов отрисовки в сцене, помогает снизить нагрузку на CPU, имеет родную поддержку для асинхронного исполнения вычислений и многочипового рендеринга, а также дает некоторые возможности для низкоуровневого доступа к GPU. Примеры использования DirectX 12 в составе LiquidVR, а также соответствующая документация доступны на сайте GPUOpen.com.
Программные технологии Radeon Software
В компании AMD продолжают улучшать не только аппаратную составляющую своих продуктов, но и программные компоненты. В очередной раз они решили оптимизировать частоту выпуска новых версий видеодрайверов, так как некоторые пользователи оставались недовольны тем, что было в прошлом году. Долгие годы они ежемесячно выпускали обновленные WHQL-драйверы, но некоторым пользователям казалось, что это слишком часто. После того, как они снизили частоту выпуска релизов драйверов, другие пользователи оказались недовольны уже редкими выходами.
Так, в 2015 году было выпущено три WHQL драйвера и 9 бета-версий, а план на 2016 такой: шесть полноценных драйверов с WHQL-сертификацией за год + такое количество специальных версий с оптимизациями для игр, какое понадобится (в идеале - также WHQL). Пока что у них получается почти всегда, с момента выхода игр были доступны драйверы Radeon Software Crimson Edition для игр The Division, Far Cry Primal, Hitman, Quantum Break и других. С игрой Doom и видеокартами на чипах предыдущих поколений GCN вышла небольшая заминка, правда, но с кем не бывает?
Продолжают в AMD обращать внимание на оптимизацию драйверов, предназначенную для плавной смены кадров, особенно в многочиповых конфигурациях. Так, CrossFire API для DirectX 11 был включен в состав GPUOpen, а для некоторых DirectX 12-приложений планируется поддержка многочипового рендеринга с плавной сменой кадров и малой разницей во времени рендеринга соседних кадров, а не только с высоким FPS.
В будущих драйверах Radeon Software для DX12–игр планируется специальная поддержка AFR frame pacing - технология, которая специальным образом добавляет задержки перед тем, как вывести изображение на экран, что улучшает плавность и устраняет рывки при многочиповом рендеринге.
Очень важно, что все большее внимание уделяется операционным системам, отличным от Windows. Так, представлена поддержка Polaris для дистрибутивов Linux на основе открытого кода - в этих драйверах уже есть поддержка Vulkan-версии игры Dota 2, например.
Из любопытного отметим специальную программу для бета-тестирования Radeon Software Beta Program. Эта программа работает под управлением отдела обеспечения качества (Quality Assurance - QA), и в нее может вступить любой пользователь, написав по адресу [email protected] для получения дополнительной информации.
Самые важные изменения произошли с настройками Radeon Settings, включенными в состав нового драйвера. Там появилась глобальная поддержка Crossfire и энергоэффективности, масштабирование HDMI и масштабирование в зависимости от конкретного приложения, изменение цветовой температуры, выбор языка пользовательского интерфейса и многое другое - о возможностях разгона и мониторинга мы уже рассказали выше.
Все это касается конечных пользователей, но постоянно происходят и изменения в программной поддержке, предназначенные для разработчиков. Открытая инициатива GPUOpen давно известна как удобный метод для обеспечения разработчиков SDK, библиотеками и примерами с открытым кодом. Только за последний месяц на портале появилось 14 больших обновлений, за четыре месяца разработчиками было написано 41 блогов, а всего с момента запуска инициативы в конце января было размещено более 60 примеров кода, SDK, библиотек и утилит.
Из последних примеров отметим ShadowFX с поддержкой DirectX 12, улучшения GeometryFX для DirectX 11, обновленный TressFX 3.1 (DirectX 11). Появились новые библиотеки, SDK и примеры для многочипового рендеринга в DirectX 12, пример out of order растеризации для Vulkan, FireRays для Vulkan и OpenCL, поддержка CrossFire API для DirectX 11. Также AMD стала первым производителем аппаратного обеспечения, выпустившим расширение для SPIR-V - шейдерного языка в графическом API Vulkan с поддержкой инструкций GCN). Также появилась поддержка Radeon для OpenVX - открытого кроссплатформенного стандарта для ускорения приложений машинного зрения.
А недавно AMD представила расширение Shader Intrinsic Functions для библиотеки GPUOpen, которое облегчит оптимизацию ПК-версий игр, облегчив разработку многоплатформенных приложений и портирование игр с консолей. При использовании Shader Intrinsic Functions разработчик может получить прямой доступ к низкоуровневым инструкциям, как на консолях - при помощи вставок низкоуровневого кода в исходники высокого уровня. Эту возможность можно использовать в приложениях с поддержкой DirectX 11, DirectX 12 и Vulkan.
Выводы по теоретической части
Видеокарта модели Radeon RX 480 стала первенцем семейства Polaris, первой вышедшей на рынок моделью в новой линейке компании AMD, основанной на графических процессорах, спроектированных и произведенных при помощи технологического процесса 14 нм FinFET. Вместе с архитектурными оптимизациями, это позволило серьезно повысить энергоэффективность нового решения, и в результате по этому показателю новинка вдвое-втрое лучше предыдущих видеокарт компании AMD.
Хотя графический процессор Polaris 10 архитектурно весьма схож с предыдущими чипами и во многом повторяет их решения, и графические архитектуры разных поколений GCN не слишком сильно отличаются друг от друга, в новом графическом процессоре было сделано множество улучшений для более эффективных вычислений различных типов, в том числе при асинхронном исполнении кода, были серьезно улучшены возможности вывода изображения на дисплеи и функциональность блоков кодирования и декодирования видео.
Polaris 10 - лучшее графическое ядро компании AMD, которое принесло новые функциональные возможности, но главное - стало значительно более эффективным. Так, улучшения в вычислительных ядрах привели к 15%-ному росту производительности математических вычислений, по сравнению с архитектурой GCN предыдущих поколений. Вместе с применением нового техпроцесса 14 нм FinFET и другими оптимизациями, это позволило заметно улучшить энергоэффективность - вплоть до 2,8 раз, по оценке компании. А это, в свою очередь, означает лучшие пользовательские характеристики по тепловыделению и шуму от системы охлаждения.
В списке функциональных изменений и улучшений - поддержка кодирования и декодирования современных видеоформатов с новыми возможностями: поддержка более высоких битрейтов и продвинутых форматов, готовность к декодированию потокового HDR-видео с онлайновых сервисов, запись игрового процесса на лету без участия мощностей CPU, качественный режим кодирования видео с двумя проходами, и т.д. Также можно отметить появление поддержки стандартов вывода изображения, которые станут весьма важными в будущем: 10- и 12-битные форматы вывода для HDR-телевизоров и мониторов, а также поддержка дисплеев с высокими разрешением и частотами обновления.
Но главное в представленном сегодня продукте Radeon RX 480 - его цена. Пусть некоторым покажется, что функциональных нововведений и оптимизаций в Polaris не так уж много, зато этот новый продукт, использующий современный технологический процесс, позволил серьезно снизить цену видеокарты, вполне достаточной как для последних игр с высокими настройками качества, так и для применения в составе систем виртуальной реальности, довольно требовательной к мощности GPU.
Сочетание сравнительно низкой цены и достаточно высокой производительности делает Radeon RX 480 одной из самых удачных по соотношению цены и производительности видеокарт на момент ее выпуска, если не самой выгодной. Важно, что она ориентирована на средний ценовой сегмент, привлекающий куда большее количество потенциальных покупателей, чем топовые решения, и выпуск именно такой модели в первую очередь может положительно сказаться на рыночной доле компании AMD в сегменте игровых видеокарт.
В следующих частях нашей статьи мы оценим производительность новой видеокарты AMD Radeon RX 480 на практике, сравнив ее скорость с показателями близких по цене ускорителей компаний Nvidia и AMD. Сначала мы рассмотрим данные, полученные в нашем наборе синтетических тестов, а затем перейдем и к самому интересному - игровым тестам.
| Блок питания Thermaltake DPS G 1050W для тестового стенда предоставлены компанией Thermaltake | Корпус Corsair Obsidian 800D Full Tower для тестового стенда предоставлен компанией Corsair | Модули памяти G.Skill Ripjaws4 F4-2800C16Q-16GRK для тестового стенда предоставлены компанией G.Skill | Corsair Hydro SeriesT H100i CPU Cooler для тестового стенда предоставлен компанией Corsair |
| Монитор Dell UltraSharp U3011 для тестовых стендов предоставлен компанией Юлмарт | Системная плата ASRock Fatal1ty X99X Killer для тестового стенда предоставлена компанией ASRock | Жесткий диск Seagate Barracuda 7200.14 3 ТБ для тестового стенда предоставлен компанией Seagate | 2 накопителя SSD Corsair Neutron SeriesT 120 ГБ для тестового стенда предоставлены компанией Corsair |
Эталонную Radeon RX 480 - пока самую быструю Polaris-видеокарту - представили 29 июня 2016 года. Конечно, не обошлось без очень толстого слоя маркетинга. А именно PR-пропаганда AMD строилась на одной концепции: мы предлагаем вам самую быструю 200-долларовую игровую видеокарту. Соглашусь, звучало весьма заманчиво. Только на деле оказалось, что 4-гигабайтных референсов по такой цене просто нет в продаже, а выданные тестерам семплы оказались 8-гигабайтными версиями с залоченным массивом памяти. К тому же в России появились исключительно эталоны. Первые кастомные версии «четыреста восьмидесятой» нагрянули на 1/9 часть суши только в середине/конце августа.
19 июля в продажу вышел главный конкурент Radeon RX 480 - GeForce GTX 1060 6 ГБ (обзор). «Зеленые» выступили своеобразно. Референс по завышенной цене они продают только в собственном магазине. В России он пока не работает. Иные модификации сразу же просочились в общедоступную розницу. К чему привела такая многоходовочка? По статистике Steam за август-месяц обладателями GeForce GTX 1060 стали уже 0,24% пользователей этого игрового клиента. Владельцев Radeon RX 480 лишь… В том-то и дело, что не попали Polaris-новинки в статистику, несмотря на фору почти в целый месяц! И в таком голосовании деньгами я виню не столько успех ускорителя GeForce GTX 1060, сколько отсутствие того самого разнообразия. Даже сейчас, в середине сентября 2016-го, нереф Radeon RX 480 - нечастый гость на прилавках отечественных магазинов.
Посмотрим, как изменится картина в ближайшее время. Конкуренция - это здорово. И если вы все еще не определились с покупкой игрового ускорителя стоимостью 20-25 000 рублей, то тест разных Radeon RX 480 от наиболее популярных в нашей стране компаний придется как раз кстати.
Версии Radeon RX 480 от ASUS, MSI, PowerColor и SAPPHIRE
Технические характеристики
Первый момент: все четыре видеокарты оснащены 8 ГБ видеопамяти. В других статьях, в которых рассматривалась Radeon RX 480, я уже отмечал, что имеет смысл взять адаптер именно с таким количеством «мозгов». Про запас. Да, минимум в 2016/2017 годах - это 4 ГБ. Но в таком случае лучше рассмотреть вариант с покупкой кастомной Radeon RX 470 (обзор), которая в разогнанном состоянии догоняет эталонную Radeon RX 480.
Второй момент: версий от ASUS, MSI и SAPPHIRE несколько. В моделях используется идентичное охлаждение. Карты различаются лишь частотами графического чипа. Та, которая быстрее, - дороже. В тестовую лабораторию прибыли ускорители ROG STRIX-RX480-O8G-GAMING от ASUS, Radeon RX 480 GAMING X 8G от MSI, AXRX 480 8GBD5-3DH/OC от PowerColor и 11260-07 от SAPPHIRE. Частоты указаны в таблице. Скриншоты GPU-Z прилагаю.
Примечательно, что в основу Sony PlayStation 4 Pro лег именно чип Polaris 10 с сильно заниженной частотой
Как видите, некоторые модели уже прилично разогнаны на фабрике. Прилично, потому что для процессора Polaris 10, используемого в Radeon RX 480, частотный диапазон 1300-1400 МГц является своеобразным максимумом на сегодняшний день. А тут и ROG Strix RX 480 в OC-режиме работает со скоростью 1330 МГц, и Red Devil тоже. У SAPPHIRE есть модификация под номером 11260-01. Она, пожалуй, считается на данный момент времени самым быстрым нереференсом Radeon RX 480. В продаже есть модели HIS RX 480 IceQ X² Roaring Turbo 8GB и XFX RX-480P8DBA6, у которых частота GPU достигает отметки 1338 МГц.
| ASUS ROG Strix RX 480 (ROG STRIX-RX480-O8G-GAMING/ ROG STRIX-RX480-8G-GAMING) | MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G / Radeon RX 480 GAMING 8G | PowerColor Red Devil Radeon RX 480 8GB GDDR5 (AXRX 480 8GBD5-3DH/OC) | SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 480 8 GB (11260-01/ 11260-07) | |
| Название чипа | Polaris 10 (Ellesmere) | |||
| Техпроцесс | 14 нм | |||
| Количество потоковых процессоров | 2304 | |||
| Количество текстурных блоков | 144 | |||
| Количество ROP | 32 | |||
| Частота ядра | У STRIX-RX480-O8G-GAMING: | У GAMING X 8G: | До 1330 МГц | У 11260-01: |
| до 1330 МГц (OC Mode); | до 1316 МГц (OC Mode); | до 1342 МГц. | ||
| до 1310 МГц (Gaming Mode). | до 1303 МГц (Gaming Mode); | У 11260-07: | ||
| У STRIX-RX480-8G-GAMING: | до 1266 МГц (Silent Mode). | до 1306 МГц. | ||
| до 1286 МГц (OC Mode); | У GAMING 8G: | |||
| до 1266 МГц (Gaming Mode). | до 1292 МГц (OC Mode); | |||
| до 1272 МГц (Gaming Mode); | ||||
| до 1266 МГц (Silent Mode). | ||||
| до 1330 МГц (OC Mode); | до 1316 МГц (OC Mode); | |||
| до 1310 МГц (Gaming Mode). | до 1303 МГц (Gaming Mode); | |||
| У STRIX-RX480-8G-GAMING: | до 1266 МГц (Silent Mode). | |||
| до 1286 МГц (OC Mode); | У GAMING 8G: | |||
| до 1266 МГц (Gaming Mode). | до 1292 МГц (OC Mode); | |||
| до 1272 МГц (Gaming Mode); | ||||
| до 1266 МГц (Silent Mode). | ||||
| до 1330 МГц (OC Mode); | до 1316 МГц (OC Mode); | |||
| до 1310 МГц (Gaming Mode). | до 1303 МГц (Gaming Mode); | |||
| У STRIX-RX480-8G-GAMING: | до 1266 МГц (Silent Mode). | |||
| до 1286 МГц (OC Mode); | У GAMING 8G: | |||
| до 1266 МГц (Gaming Mode). | до 1292 МГц (OC Mode); | |||
| до 1272 МГц (Gaming Mode); | ||||
| до 1266 МГц (Silent Mode). | ||||
| до 1330 МГц (OC Mode); | ||||
| до 1310 МГц (Gaming Mode). | ||||
| У STRIX-RX480-8G-GAMING: | ||||
| до 1286 МГц (OC Mode); | ||||
| до 1266 МГц (Gaming Mode). | ||||
| Память | GDDR5, 8 ГБ, 2000 (8000) МГц | |||
| Интерфейс памяти | 256 бит | |||
| Пропускная способность памяти | 240 ГБ/с | |||
| Уровень максимального энергопотребления | >150 Вт | |||
| Питание | 8 пин | |||
| Видеовыходы | 2x HDMI 2x DisplayPort 1x DVI | 1x HDMI 3x DisplayPort 1x DVI | 2x HDMI 2x DisplayPort 1x DVI | |
| Фактическая цена на момент публикации в России (в Европе) | 25 000 руб. (€270) за STRIX-RX480-O8G-GAMING | 25 000 руб. (€270) за GAMING X 8G | 22 000 руб. (€250) | 25 000 руб. (€270) за 11260-07 |
Характеристики ASUS ROG Strix RX 480 (ROG STRIX-RX480-O8G-GAMING)
Длина референсной Radeon RX 480 составляет 240 мм. Вполне компактное решение по сегодняшним меркам. Производители используют в своей продукции системы охлаждения собственной разработки, а маркетинг подталкивает внедрять большие кулеры с несколькими вентиляторами. Видеокарты выбирают в том числе и по внешним признакам. Чем больше - тем респектабельнее. Лидером, если так можно выразиться, в нашем обзоре выступает PowerColor Red Devil со своими 300 мм. Далее в порядке убывания идут ASUS ROG Strix (298 мм), MSI GAMING X 8G (276 мм) и SAPPHIRE NITRO+ (240 мм).
Все четыре видеокарты разогнаны до 1300+ МГц по чипу
У всех видеокарт улучшено питание. Как известно, использование 6-пинового коннектор стало причиной тому, что референс потреблял (до программного фикса) больше заявленной производителем энергии. Отговорки в стиле «мы так поступили, чтобы пользователи старых систем не испытывали проблем при апгрейде » звучали каламбурно. Все четыре устройства используют полноценный 8-пиновый коннектор, который передает до 150 Вт энергии. Так что с ними подобная оказия точно не произойдет.
Слева направо: PowerColor, ASUS, MSI, SAPPHIRE, референс
Изучим особенности конструкции каждого кастома более подробно.
ASUS ROG Strix
Интересно, что видеокарте ROG Strix RX 470 (обзор) досталась модификация кулера DirectCU III с двумя вентиляторами. А вот «четыреста восьмидесятую» внешне практически не отличить от асусовских GeForce GTX 1060/1070/1080 (обзор) - везде используется трехвентиляторная система охлаждения. Отсюда и большая длина видеокарты. Но самое главное: устройство занимает всего два слота расширения. Из дизайнерских элементов отмечу наличие подсветки на кожухе кулера и обратной стороне видеокарты. Она настраивается при помощи специального софта.
ASUS ROG Strix RX 480 (ROG STRIX-RX480-O8G-GAMING)
В основе кулера DirectCU III лежат сразу пять медных теплотрубок разной длины и диаметра. Сам чип соприкасается только с 2,5 из них. Используется распространенная нынче технология прямого контакта. Дополнительно кулер взаимодействует с подсистемой питания.
Система охлаждения ASUS ROG Strix RX 480 (ROG STRIX-RX480-O8G-GAMING)
Для большей жесткости, помимо бекплейта, печатная плата получила дополнительную Г-образную металлическую пластину. Подсистема питания устройства состоит из восьми фаз. У референса, как мы помним, всего шесть.
Фишка кастомов ASUS - наличие пинов для подключения корпусных вентиляторов прямо к видеокарте
Интересное ноу-хау кастомных карт ASUS: рядом с коннектором питания распаяны сразу два 4-пиновых разъема для подключения корпусных вентиляторов. При помощи программы GPU Tweak II пользователь может настраивать скорость их вращения. Вещь, которая, на мой взгляд, вполне пригодится. Пока применяется исключительно в видеокартах ASUS.
Печатная плата ASUS ROG Strix RX 480 (ROG STRIX-RX480-O8G-GAMING)
Больше фотографий ASUS ROG Strix RX 480 (ROG STRIX-RX480-O8G-GAMING) размещено в статьи.
MSI GAMING X
У нерефа MSI аналогичная ситуация. Компания везде, где только можно, использует оригинальную систему охлаждения Twin Frozr VI. Точно такой же кулер, например, применен в кастомной модификации GeForce GTX 1060 (обзор). В его основе лежат два 14-лопастных 100-мм вентилятора.
Красные пластиковые «перья», обрамляющие правую крыльчатку, светятся во время работы. Еще один подсвечиваемый элемент - это логотип с драконом на торце видеокарты. Цвет настраивается в программе MSI Gaming app. Акселератор занимает ровно два слота расширения. Длина - приемлемая, но Radeon RX 480 GAMING X 8G определенно оказался самым высоким 3D-ускорителем, рассмотренным в этом обзоре.
MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G
Система охлаждения Twin Frozr VI «сотрудничает» только с графическим процессором посредством большой никелированной медной пластины. Чипы памяти и элементы подсистемы питания остужает отдельная металлическая рама. В основе радиатора лежат три теплотрубки разной длины и разного диаметра.
Цвет «перьев» не меняется
Производитель заявляет, что вместе с Twin Frozr VI используется термопаста с особым составом.
Система охлаждения MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G
Для нужд процессора выделено шесть фаз. Еще два дросселя предназначены для памяти и блока PLL. Используются фирменные элементы SFC и компоненты японского качества. Холоднее, эффективнее, «более лучше» - все в таком роде, в общем. Но к качеству сборки GAMING X 8G не придраться. Это факт.
Печатная плата MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G
Больше фотографий MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G размещено в статьи.
PowerColor Red Devil
«Красный дьявол» - еще одна Radeon RX 480 с трехвентиляторным кулером. Крыльчатки имеют оригинальную форму. «Технология» получила название Double Blade. Так, по словам разработчиков, лучше загребается воздух, а сами «карлсоны» работают тише.
Подсветки нет. Кстати, это единственная карта без подобного моддинг-элемента. Но это ни разу не недостаток! А вот логотип на торце расположен вверх тормашками. Элементарная халатность. Как говорится, дьявол кроется в деталях.
PowerColor Red Devil Radeon RX 480 8GB GDDR5 (AXRX 480 8GBD5-3DH/OC)
Бекплейт присутствует. Кулер состоит из четырех теплотрубок. С чипом они взаимодействуют посредством большой подошвы. Прикрученная к основанию пластина также охлаждает чипы памяти и элементы подсистемы питания. Все это расположено очень близко друг к другу. Личный опыт подсказывает, что процессор, память и транзисторная цепь будут греть друг друга, что снизит эффективность работы системы охлаждения.
Система охлаждения PowerColor Red Devil Radeon RX 480 8GB GDDR5 (AXRX 480 8GBD5-3DH/OC)
Вы наверняка обратили внимание, что во всех видеокартах используется одна и та же память. Чипы GDDR5 с эффективной частотой 8000 МГц произвела компания Samsung, маркировка - K4G80325FB-HC25.
Подсистема питания насчитывает шесть фаз. Вообще в плане схемотехники печатная плата PowerColor Red Devil сильно напоминает. Но только она чуточку длиннее. Плюс используется 8-пиновый коннектор питания.
Единственная карта в тесте без подсветки. Вот и славно!
На торце видеокарты расположен переключатель прошивки BIOS. Есть так называемый Silent-мод. При его активации частота процессора снижается с максимально возможных 1330 МГц до 1279 МГц. Забегая вперед, отмечу, что троттлит видеокарта во всех режимах.
Печатная плата PowerColor Red Devil Radeon RX 480 8GB GDDR5 (AXRX 480 8GBD5-3DH/OC)
Больше фотографий PowerColor Red Devil Radeon RX 480 8GB GDDR5 (AXRX 480 8GBD5-3DH/OC) размещено в статьи.
SAPPHIRE NITRO+
Интересно получается. В нашем тесте присутствуют две компании, которые работают только на AMD, и две фирмы, которые дружат сразу с двумя фирмами. SAPPHIRE - верный спутник «красных».
Версия NITRO+ получила два 95-мм вентилятора. Поэтому адаптер получился достаточно высоким, но не таким, как кастом MSI, например. Бекплейт на оборотной стороне имеет вентиляционные отверстия. По задумке производителя так лучше прогоняется нагретый воздух. «Технология» получила название NITRO Free Flow. Вот только получается, что потоки горячего воздуха устремляются прямиком в сторону процессорного кулера. Однако производитель утверждает, что новый кулер Dual-X стал на 10% тише системы охлаждения прошлого поколения.
Еще одна фишка SAPPHIRE NITRO+ - это съемные вентиляторы. Такой тип конструкции применяется, например, в Radeon RX 460 (обзор). Так проще обслуживать видеокарту. В частности, чистить ее от пыли. Двойные шарикоподшипники увеличили ресурс работы вентиляторов на 85%. Технология NITRO FANSAFE каким-то образом следит за состоянием «карлсонов».
Фишка NITRO+ - съемные вентиляторы
Подсветка есть. Цвет выбирается как при помощи аналоговой клавиши, расположенной на торце видеокарты, так и в программе TriXX 3.0. Там же распаян рычаг переключения между прошивками BIOS.
SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 480 8 GB (11260-07)
К сожалению, представители компании SAPPHIRE, выдавшие видеокарту для тестирования, не разрешили разобрать устройство. Радиатор Dual-X получил всего три теплотрубки разного диаметра. Алюминиевых ребер для видеокарты с 95-мм вентиляторами, на мой взгляд, мало. С подошвой соприкасается не только графический процессор, но и чипы памяти с элементами подсистемы питания.
Система охлаждения SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 480 8 GB (11260-07)
Коннектор питания развернут на 90 градусов. В некоторых случаях такое расположение считается удачным, в некоторых - нет. Подсистема питания процессора получила пять фаз. Используются фирменные дроссели Black Diamond Chokes. Видно, что на печатной плате есть нераспаянные элементы. Возможно, улучшенная PCB используется в версии 11260-01. Либо со временем будет задействована в еще какой-нибудь Radeon RX 480 от SAPPHIRE.
Печатная плата SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 480 8 GB (11260-07)
Больше фотографий SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 480 8 GB (11260-07) размещено в статьи.
Тестирование
Тестовый стенд:
- Процессор: Intel Core i7-4790K @4,5 ГГц
- Процессорный кулер: Corsair H75
- Материнская плата: MSI Z97 MPOWER
- Накопитель: SSD Patriot Blast 480 Гбайт
- Оперативная память: DDR3-2400, 2x 8 Гбайт
- Блок питания: Corsair HX850i, 850 Вт
- Периферия: монитор LG 31MU97
- Операционная система: Windows 10 х64
- Драйвер: 16.8.3 Hotfix
Эффективность охлаждения и шум
Как видите, все четыре компании имеют свое представление о том, как должна выглядеть игровая видеокарта. Но без унификации никуда. Системы охлаждения «кочуют» от одной модели к другой. С печатными платами та же ситуация.
Слева направо: ASUS, PowerColor, MSI, референс, SAPPHIRE
Начнем с температуры графического процессора. Эффективнее всего чип охлаждается у MSI. 62 градуса Цельсия для Polaris 10 - это очень мало. Не забываем, что все четыре карты дополнительно разогнаны на заводе, а небольшое увеличение мегагерц приводит к серьезному росту потребления энергии. Так, процессор референса прогревается до 83 градусов Цельсия.
В номинале самая холодная - MSI, самая горячая - PowerColor
Расстраивает лишь работа «Красного дьявола» от PowerColor. Кулер вроде мощный: три вентилятора, теплотрубки и все такое. Но вот чип прогрелся до 80 градусов Цельсия.
Если кому-то кажется, что 76 градусов Цельсия - это много для SAPPHIRE NITRO+, то смело можете увеличить частоту вращения крыльчаток с 1000 об/мин до 1200 об/мин. Станет чуточку громче, но температура опустится ниже 70 градусов Цельсия.
Максимальная температура графического процессора ASUS ROG Strix RX 480, MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G, PowerColor Red Devil Radeon RX 480 8GB GDDR5 и SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 480 8 GB
Все четыре видеокарты оснащены бекплейтами на оборотной стороне. Он не только увеличивает жесткость конструкции, но и удерживает тепло. Самой холодной оказалась ASUS ROG Strix RX 480. Но вообще у всех видеокарт температуры держатся в пределах нормы.
Нагрев ASUS ROG Strix RX 480
Референс оказался довольно-таки шумным. На расстоянии метра «турбина» завывала под 45 дБ, раскручиваясь до 2200 об/мин. В общем, делала все, чтобы удержать заветные 1266 МГц по чипу. Протестированные модели оказались заметно тише. Звуковое давление приемлемое. Результаты похожие, но тише всех работает ASUS ROG Strix RX 480. Три вентилятора этого кастома вращаются с частотой 1600 об/мин. Все логично, так как у этого нереференса, пожалуй, самая внушительная система охлаждения. К сожалению, дроссели при определенном типе нагрузке (например, в меню третьего «Ведьмака», когда счетчик FRAPS выдает под 3000 FPS) свистят у всех моделей. Привычная картина, впрочем. Ничего критично я не заметил.
В номинале самая тихая - SAPPHIRE, самая шумная - MSI
Все видеокарты работают абсолютно бесшумно в 2D. Вентиляторы не вращаются. Лишь при достижении 59 градусов Цельсия крыльчатки кастомов начинают свою активность.
Уровень шума ASUS ROG Strix RX 480, MSI Radeon RX 480 GAMING X 8G, PowerColor Red Devil Radeon RX 480 8GB GDDR5 и SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 480 8 GB
Производительность в играх
С результатами тестирования Radeon RX 480 в 20 играх и непосредственном сравнении с GeForce GTX 1060 6 ГБ вы можете ознакомиться . Очевидно, что разницу в производительности между эталонной версией и кастомами определяют частоты графического процессора и памяти, на которых работают видеокарты. Поэтому сначала расскажу про стабильность частотных характеристик протестированных графических адаптеров.
У нерефов MSI и SAPPHIRE с заявленными показателями все в порядке. Адаптеры при любом виде нагрузки держат заявленные 1303 МГц и 1306 МГц соответственно. ASUS держит заявленные в OC-моде 1330 МГц в FurMark и GTA V, но в третьем «Ведьмаке», который, видимо, сильнее нагружает 3D-ускоритель, частота GPU скачет и периодически опускается вплоть до 1230 МГц. Такая дельта мегагерц заметно сказывается на производительности. В том же «Ведьмаке» ASUS и MSI демонстрируют схожий результат, хотя Radeon RX 480 GAMING X 8G работает на меньшей частоте. Не забываем и про погрешность измерений.
PowerColor начала нормально работать только после перепрошивки BIOS
С PowerColor ситуация еще интереснее. По умолчанию активирован BIOS с частотой 1330 МГц. Как у того же ASUS. Но под нагрузкой скорость работы чипа опускается вплоть до 1207 МГц. Даже у референса частота держится лучше. Причина такого троттлинга - низкий лимит мощности. В драйвере мы можем увеличить его всего на 5%. В других кастомах - на 50%. Производитель выпустил обновленный BIOS c разлоченным параметром Power Limit. Уже после перепрошивки «красный дьявол» держит частоту чипа стабильно на заявленных 1330 МГц. Эта видеокарта на графиках значится под названием PowerColor Red Devil 2.
Очень сложно писать вступление, когда результаты уже знаешь, а делиться ими еще рано. Поэтому начну издалека. Начиная с момента появления архитектуры GCN, компания AMD задала высокую планку для конкурента.
реклама
К сожалению, со временем решения на базе GCN хоть и получали новые ревизии, но начали отставать. В это время Nvidia удалось излечиться от двух болезней: она совершила рывок в уменьшении энергопотребления видеокарт и существенно нарастила частоты, внедрив умные алгоритмы управления GPU Boost.
Компания AMD ждала подходящий случай, и сейчас он настал. Одним махом производитель выпустил предлагаемую по доступной цене видеокарту, графический процессор которой достиг частоты 1.25 ГГц (прежние референсные частоты были около 1.0 ГГц), оснастил ее 8 Гбайтами видеопамяти, работающей на частоте 8 ГГц, и опустил планку энергопотребления с 200-250 до 150 Вт.
реклама
Новые возможности
При разработке нового графического решения AMD уделила внимание сразу нескольким направлениям. В их числе:
- Стандарт multiGPU (Crossfire) стал открытым (GPUopen);
- Внедрение поддержки XConnect для подключения видеокарт во внешнем боксе;
- Стандарт API AMD LiquidVR для рендера мультиразрешения для VR;
- Увеличенные буферы и оптимизация предвыборки шейдерных инструкций;
- Асинхронные вычисления (назначение приоритетов и предварительное расписание выполнения);
- Аппаратная поддержка 4К60 HEVC кодека и декодирование H.265 Main 10;
- Поддержка HDR мониторов.
В архитектуре изменений меньше. Основная проблема масштабируемости прежних версий GCN заключалась в низкой удельной загрузке исполнительных юнитов. Из-за этого страдала эффективность, когда часть графического процессора простаивала без работы.
Версия GCN 1.4 должна лишиться почти всех узких мест. Для этого в ней обновили ряд важных деталей:
- Кэширование инструкций стало лучше;
- Улучшилась предвыборка шейдерных инструкций;
- Улучшилась производительность в однопоточных задачах;
- Появилась возможность группировать запросы в L2 кэше;
- Уменьшилось время отклика кэша;
- Совокупная производительность на один CU блок выросла до 15% по сравнению с GCN 1.0;
- Обновленный контроллер памяти;
- Более эффективные методы компрессии текстур;
- В два раза увеличился объем L2 кэш-памяти;
- Аппаратный планировщик для асинхронных вычислений.
В GPU появились новые датчики и схемы управления частотами и CU. Они учитывают энергопотребление и температуру отдельных блоков видеоядра и на основе этих данных управляют частотой всего графического процессора.
По заявлениям AMD, благодаря этому методу удается на 15-20% поднять эффективную частоту в рамках определенного энергопотребления. В совокупности 14 нм техпроцесса и изначальной ориентированности при разработке GPU на уменьшение энергопотребления удалось почти в три раза улучшить показатель скорости/энергопотребления по сравнению с GCN 1.0.
Технические характеристики
| Наименование | Radeon R9 380X | Radeon R9 390 | Radeon RX 480 | GeForce GTX 960 |
| Кодовое имя | Tonga | Hawaii | Polaris | GM206 |
| Версия | GCN 1.2 | GCN 1.1 | GCN 1.4 | Maxwell 2.x |
| Техпроцесс, нм | 28 | 28 | 14 | 28 |
| Размер ядра/ядер, мм 2 | 366 | 438 | 232 | 227 |
| Количество транзисторов, млн | 5000 | 6200 | ??? | 2940 |
| Частота ядра, МГц | – | – | 1220 | 1126 |
| Частота ядра (Turbo), МГц | 970 | 1000 | 1266 | 1178 |
| Число шейдеров (PS), шт. | 2048 | 2560 | 2304 | 1024 |
| Число текстурных блоков (TMU), шт. | 128 | 160 | 144 | 64 |
| Число блоков растеризации (ROP), шт. | 32 | 64 | 32 | 32 |
| Максимальная скорость закраски, Гпикс/с | 31 | 64 | 40.5 | 36 |
| Максимальная скорость выборки текстур, Гтекс/с | 124 | 160 | 182 | 72.1 |
| Тип памяти | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 |
| Эффективная частота памяти, МГц | 1425 | 1500 | 2000 | 1750 |
| Объем памяти, Гбайт | 4 | 8 | 8 | 2 |
| Шина памяти, бит | 256 | 512 | 256 | 128 |
| Пропускная способность памяти, Гбайт/с | 182 | 384 | 256 | 112.2 |
| Питание, разъемы Pin | 6 + 6 | 6 + 8 | 6 | 6 |
| Потребляемая мощность (2D / 3D), Ватт | -/190 | -/275 | -/150 | -/120 |
| CrossFire/Sli | V | V | V | V |
| Цена при анонсе, $ | 229 | 329 | 229 | 200 |
| Заменяемая модель | Radeon R9 280X | Radeon R9 290 | Radeon R9 380(Х) | GeForce GTX 760 |
Самыми близкими по цене конкурирующими решениями для AMD Radeon RX 480 станут видеокарты
В ассортименте компании Sapphire имеется несколько неэталонных моделей, созданных на графическом процессоре AMD Polaris 10. Построенные на базе серии Nitro они совмещают в себе использование качественной элементной базы и нереференсной системы охлаждения, что обеспечивает видеокартам высокие показательные характеристики, к которым можно отнести производительность, низкий уровень шума и богатые функциональные возможности.
Видеокарта поставляется в вытянутой черной упаковке с темной полиграфией. На лицевой стороне отмечено изображение фирменного киборга, что дает понимание технологичности используемого продукта. Из информации на коробке мы можем подчеркнуть наименования производителя и модели, объем видеопамяти равный 8 Гбайт, неэталонный дизайн и заводской разгон.
Описание на обратной стороне носит поверхностный характер. Разработчики рассказывают о новой серии Sapphire Nitro, которая была разработана и оптимизирована под запросы архитектуры AMD Polaris, и что новая линейка позволит раскрыть весь потенциал графического процессора. Отдельным перечнем приведены поддерживаемые функции и технологии.
Внутри темной упаковки скрывается коробка из плотного картона, уберегающая содержимое во время транспортировки.
Для дополнительной сохранности Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb помещена в антистатический пакет с воздушной прослойкой.
Для комплекта поставки имеется отдельная ниша. В него вошли руководство пользователя, диск с драйверами, брошюра компании и гарантийная памятка.
Внешний вид
Разработчики разработали монолитный черный дизайн для всей линейки Sapphire Nitro+, который сведен к двум вентиляторам диаметром 100 мм и декоративному кожуху с характерным рисунком в виде многочисленных точек.
Размеры видеокарты достаточно демократичны. Длина модели составляет 240 мм, ширина – 121 мм, в ПК будут перекрыты два слота расширения.
Система охлаждения практически закрывает видеокарту боковыми вставками. Только верхняя панель щеголяет выступающими тепловыми трубками. На нижней же разместилась красочная подсветка Nitro Glow с RGB светодиодами.
Отличительной особенностью видеокарты компании Sapphire среди прочих моделей является металлический бэкплейт. Помимо красочного оформления и прорезей для выходя горячего воздуха, пластина отводит тепло от зоны подсистемы питания через черную термопрокладку, что сказывается на снижении температуры VRM.
На задней панели размещены пять эталонных видеовыходов - DVI-D, два HDMI 2.0b и два DisplayPort 1.4.
На видеокарте Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb установлен один восьмиконтактный разъем дополнительного питания, что поднимает планку TDP с 150 до максимальных 225 Вт. Стоит отметить, что энергопотребление модели в среднем составляет 140-150 Вт, что оставляет определенный запас для разгона.
А изюминкой новинки является совмещенные переключатель микропрограммного обеспечения и кнопка смены режима подсветки, расположенные друг над другом. Двойной BIOS позволяет в случае неудачной прошивки без особых проблем исправить недочет, а также использовать две версии BIOS: в одном задействовать, к примеру, рекомендуемые настройки, а во втором – для разгона с повышенными частотами.
Система охлаждения
Система охлаждения линейки Sapphire Nitro+ заслуживает отдельного внимания. В качестве СО на модели установлена усовершенствованный кулер Dual-X с интересной технологией Quick Connect. Данная функция подразумевает возможность простого снятия вентиляторов для их чистки и в крайнем случае замены. Любопытно и следующее нововведение – Nitro FanSafe. Она позволить контролировать состояние вентиляторов, которое можно провести с помощью утилиты Sapphire TriXX. Если же «здоровье» вертушек пошатнулось, то согласно заявлению разработчиков, при связи с техподдержкой и выяснению деталей, вам вышлют замену.
Сами вентиляторы изготовлены компанией Champion, модель CF1015H12D. Их диаметр составляет 100 мм, а самой крыльчатки – 95 мм. Они способны работать в диапазоне 0 – 3500 об/мин.
Охладитель представляет собой односекционный радиатор, набранный из 36 алюминиевых никелированных пластин. Они пронизаны тремя тепловыми трубками, две из которых имеют диаметр 8 мм, и одна – 6 мм. Все соединения тщательно пропаяны.
С графическим процессором контактирует медная вставка, а большое основание накрывает все микросхемы видеопамяти. Подобная ситуация и с подсистемой питания, где для каждой группы силовых транзисторов разработчики выделили свою термопрокладку.
Печатная плата
Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb построена на оригинальной печатной плате черного цвета. Разработчики прибегнули к интересной форме PCB, которая позволяет использовать часть текстолита для крепления кожуха системы охлаждения. Стоит подчеркнуть, что данная печатная плата используется не только на тестируемой новинке, но и также ее модификациях и версии Radeon RX 470.
Используется качественная элементная база, в том числе долговечные твердотельные конденсаторы, Direct-FET транзисторы и фирменные дроссели с пониженным энергопотреблением Black Diamond.
Подсистема питания отлична тем, что построена по формуле «5+1», где пять фаз отводятся на графический процессор и одна – на видеопамять.Одна фаза для GPU так и осталась не распаянной, что возможно означает ее появление на более производительной и разогнанной модели Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb.
Графический процессор представлен компаний AMD c кодовым названием Polaris 10. Он получил 2304 потоковых процессов, 144 текстурных блоков и 32 ROP.
За управление отвечает известный и хорошо задокументированный ШИМ-контроллер IR 3568B.
На видеокарте распаяно восемь микросхем видеопамяти производства SKhynix общим объемом 8 Гбайт. Чипы работают на номинальной частоте 2000 МГц.
Тестовый стенд
- Процессор: Intel Core i7-4770K (4000 МГц);
- Материнская плата: MSI Z97 Gaming 5, версия БИОС 1.11;
- Кулер: Noctua NH-D15S;
- Память: 2 x 4 Гбайт DDR3 2133, Kingston HyperX Genesis (KHX18C10/4);
- Видеокарта: Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb;
- Накопитель SSD: SanDisk X110 256 Гбайт;
- Блок питания: Chieftec APS-1000C 1000W;
- Корпус: Zalman Z9 Neo;
- Монитор: BenQ GW2460HM;
- Операционная система: Windows 7 64-bit Service Pack 1;
- Драйвера: AMD Crimson 16.11.2 HotFix.
Тестирование
Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb получила незначительный заводской разгон, однако, на фоне конкурентов это уже заметный шаг вперед. Частота ядра была повышена с 1120 МГц до 1160 МГц, в режиме Boost – с 1266 МГц до 1306 МГц. В ассортименте компании есть и более производительная модель. Графический процессор работает при 1.150 В. В режиме простоя частоты понижаются до 300/300 МГц, а система охлаждения останавливает вентиляторы, что стало признаком хорошего тона современных видеокарт. Температура держится на отметке 42-45°С.
В качестве нагрузочного теста для оценки эффективности системы охлаждения был использован 3DMark Fire Strike в режиме теста устойчивости, 15 прогонов. Это создает высокую нагрузку на графические ускорители, но Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb показывает себя неплохо. Частота ядра составляет 1252-1286 МГц при напряжении 1.089 В, а вентиляторы работают при 39% от максимальной мощности, что составляет 1650 об/мин. Видеокарта работает тихо, а прогревается до 77-78°С.
Синтетические тесты
Игровые тесты
У новинки есть определенный потенциал, который мы постараемся реализовать. Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb удалось разогнать по частоте ядра до 1360 МГц, по памяти – 2150 МГц. Результаты отнюдь не рекордные, однако, система охлаждения работала в автоматическом режиме при максимальной скорости вращения 1900 об/мин, а температура едва достигала 80°С. Это опциональный параметр прошит в самом BIOS, значение которого кулер старается удерживать.
Производительность возросла по среднему показателю на 5%.
Заключение
На сегодняшний момент видеокарта Radeon RX 480 8Gb является высшим представителем графического решения от компании AMD, занявший свое место в среднем ценовом сегменте, где соперничает с не менее удачным соперником в лице GeForce GTX 1060. На стороне «красных» хороший уровень производительности в разрешении Full HD, возможность правки микропрограммного обеспечения благодаря утилитам, которые позволяют настроить видеокарту под свои нужны, и выход актуальных версий драйверов под новые игры. На примере Sapphire Radeon RX 480 Nitro+ 8Gb мы смогли в этом убедится.
Разработчики смогли выпустить сбалансированное решение, которое отметилось достаточно компактными размерами, оптимальной системой охлаждения, которая отметилась низким уровнем шума, и демонстрирует приемлемый нагрев. Конечно от компании Sapphire, которая за последние несколько лет производит одни из лучших нереференсов марки AMD, пользователи ждали большего, однако, видеокарта получилась достаточно оптимально настроенной и вписывается в концепцию «установили и забыли», что позволяет наслаждаться высокой производительностью и невысоким уровнем шума.
Достоинства:
- Производительность в разрешении Full HD;
- Заводской разгон;
- Две микросхемы BIOS;
- Восьмиконтаткный разъем дополнительного питания;
- Эффективная система охлаждения Dual-X;
- 8 Гбайт видеопамяти.
Недостатки:
- Шумная система охлаждения при достижении 2100 об/мин и выше;
- Невысокий разгонный потенциал.