Dicas úteis

Análise e teste das placas de vídeo AMD R9 290X e AMD R9 290.

A introdução da nova linha de placas gráficas R7 / R9 da AMD começou com a entrada no mercado dos modelos básicos e intermediários Radeon R7 260X, R9 270X e R9 280X. Essas placas de vídeo foram construídas em GPUs ligeiramente atualizadas que foram usadas na linha 7000. As placas de vídeo receberam suporte para uma série de novas tecnologias e um pequeno ganho de desempenho foi obtido com o aumento das frequências de clock nominais. Eles não receberam nenhuma mudança significativa na estrutura do núcleo gráfico. Graças à sua política de preços agressiva, eles têm uma boa relação preço / desempenho, o que acabou forçando o concorrente, a Nvidia, a reduzir significativamente os preços de suas placas de vídeo. Mas, o principal interesse dos usuários deve ser causado pelas placas de vídeo AMD R9 290X e AMD R9 290, cujo anúncio foi planejado um pouco mais tarde. Além de serem os carros-chefe da nova linha, que deverá competir com as placas gráficas GTX TITAN e GTX 780, eles receberão um processador gráfico totalmente novo.

AMD R9 290X foi o primeiro a aparecer no mercado, e depois de um tempo sua versão um pouco simplificada do AMD R9 290. Nesta análise vamos considerar essas duas placas de vídeo e comparar seu desempenho com o dos principais concorrentes da Nvidia - GTX TITAN e GTX 780.

GPU do Havaí

Vamos começar a nos familiarizar com a nova GPU com sua arquitetura. A GPU Hawaii é baseada na arquitetura Graphics Core Next, que também foi usada no Taiti, mas com uma série de mudanças. A unidade principal do kernel ainda é a unidade de computação, que consiste em 64 ALUs e 4 unidades de filtragem de textura. Dentre as mudanças aqui apresentadas, vale destacar o surgimento de uma nova instrução - MQSAD e um aumento na precisão no cálculo do logaritmo e expoente. Essas alterações não afetam o desempenho em aplicativos de jogos e serão de interesse apenas dos desenvolvedores.

Mudanças importantes ocorreram na arquitetura do kernel. Ele tem uma nova unidade escalonável - o Shader Engine. Ele consiste em um processador de geometria, 11 unidades de computação e 16 ROPs. Portanto, a GPU Hawaii tem quatro Shader Engines.

Além disso, o processador gráfico recebeu um cache L2 aumentado para até 1 MB e um barramento L1-L2 com largura de banda de até 1 TB / s. Cada Shader Engine inclui um Bloco de Processamento Geométrico que permite à GPU renderizar até quatro primitivas por ciclo de clock. A GPU do Taiti só conseguia cozinhar duas primitivas por ciclo. Além disso, uma série de otimizações tornou possível aumentar o desempenho no mosaico de hardware e na execução de sombreadores de modificação de geometria, o que deve fornecer um aumento no desempenho em aplicativos de jogos.

Os usuários não gráficos apreciarão o aumento do número de despachantes de comando do Asynchronous Command Engine (ACE) para 8. Eles são independentes do gerenciador de pipeline gráfico e podem gerenciar 8 filas de comando ao mesmo tempo.

A nova GPU chamada Hawaii consiste em 6,02 bilhões de transistores. Sua área é de 438 mm2. Embora não supere o processador GK110 da Nvidia nesses parâmetros, é, no entanto, o maior processador da AMD até hoje. Ele consiste em 2.816 processadores de fluxo, 176 unidades de filtragem de textura e 64 ROPs (Tahiti 2048/128/32). Além de aumentar o número de blocos, o novo processador recebeu suporte para um barramento de memória de vídeo de 512 bits. Na última vez, o processador R600, que foi usado em placas de vídeo HD 2900 (2007), tinha essa largura de barramento de memória de vídeo. Então, as placas de vídeo não tiveram um bom desempenho e a empresa se recusou a usar esse ônibus. Nos modelos subsequentes, o aumento na largura de banda da memória de vídeo foi obtido pelo aumento da frequência base dos microcircuitos, e a largura do barramento foi limitada a 384 bits.Comparado com o HD 7970, a largura de banda do barramento de memória de vídeo cresceu 20% e isso se deve principalmente ao barramento de 512 bits, já que a frequência nominal da memória de vídeo é de apenas 5000 MHz. O número total de controladores de memória de vídeo, em comparação com o Taiti, cresceu de 6 para 8. Ao mesmo tempo, a AMD afirma que a área ocupada por controladores no novo processador diminuiu 20%. A frequência máxima da GPU é 1000 MHz.

A placa de vídeo AMD R9 290 recebeu uma versão um pouco mais leve deste processador. Em comparação com o modelo mais antigo, 4 unidades de computação (256 processadores de fluxo e 16 unidades de filtragem de textura) não estão ativas em sua GPU. O número de ROPs, bem como a largura do barramento de memória, permaneceram inalterados. A frequência máxima do GPU foi reduzida para 947 MHz, enquanto a frequência nominal da memória de vídeo permaneceu inalterada em 5000 MHz. Vou resumir as principais características técnicas das placas de vídeo testadas na tabela.

Tecnologia PowerTune

Ambas as placas de vídeo receberam a tecnologia PowerTune atualizada, que era usada anteriormente nas placas de vídeo HD 7790 / R7 260X. Esta tecnologia ajusta a voltagem da GPU e a frequência operacional para desempenho máximo dentro dos limites de TDP especificados. A frequência da GPU muda em passos de 100 MHz. Como resultado, uma certa frequência média é formada. A frequência mínima pode ser 300 MHz.

Entre as inovações - regulação de tensão mais rápida e precisa no GPU e a capacidade de obter dados sobre o consumo real de corrente e tensão de alimentação. Além disso, o usuário não recebe valores calculados, como antes, mas sim valores reais de sensores especiais. O algoritmo de controle do ventilador no sistema de resfriamento foi alterado. A velocidade do impulsor agora muda dependendo da carga no processador, mesmo antes de sua temperatura subir. Esta solução permite que você altere suavemente a velocidade de rotação e, como resultado, reduza o ruído gerado durante a aceleração.

As características de ambas as placas de vídeo indicam a frequência máxima do processador, que ele pode atingir caso os limites de consumo de energia ou temperatura do núcleo gráfico não sejam atingidos. Se a temperatura não puder ser mantida abaixo do limite definido, em uma determinada velocidade do ventilador, a frequência da GPU começa a diminuir.

Ao ajustar as configurações do PowerTune, o usuário terá que escolher entre as três restrições acima, dando prioridade a uma delas.

Fogo cruzado

As placas de vídeo AMD R9 290X e AMD R9 290 têm uma nova tecnologia que não é encontrada no resto das placas de vídeo da série R7 / R9. Anteriormente, para construir uma série de placas de vídeo, uma ponte especial (CrossFire X) era um elemento integral, que na verdade "unia" as placas de vídeo sincronizando buffers de quadros. Agora, ao construir uma matriz de placas de vídeo AMD R9 290X (AMD R9 290), as placas de vídeo são sincronizadas por meio do barramento PCI-Express. De acordo com os engenheiros da empresa, este método de sincronização das placas de vídeo não afetará o desempenho do subsistema de vídeo mesmo ao usar o barramento PCI-Express 2.0.

Outras tecnologias

Ambas as placas de vídeo estão equipadas com todas as tecnologias que foram introduzidas nos modelos mais jovens. Vamos nos deter brevemente em cada um deles.

VESA Display ID v1.3 - permite configurar duas "partes" virtuais da matriz de um monitor "tile" com resolução 4K em modo automático (plug'n'play). Sujeito ao suporte desta tecnologia pelo fabricante do monitor.

Eyefinity é uma tecnologia atualizada que elimina a necessidade de conectar um terceiro monitor via DisplayPort.

API DirectX 11.2, Mantle - novas placas de vídeo receberam suporte para instruções DirectX 11.2 e API Mantle de baixo nível. Mantle promete um aumento muito significativo no desempenho das placas de vídeo da série R7 / R9 naqueles jogos em que serão usadas pelos desenvolvedores.

Além disso, ambas as placas de vídeo têm um processador de som integrado e oferecem suporte à tecnologia TrueAudio. Essa tecnologia permite a saída de efeitos sonoros não apenas por meio da interface HDMI, mas também por meio de qualquer outra fonte.

Projeto

Indo um pouco à frente, quero dizer que o design dos modelos padrão das placas de vídeo AMD R9 290X e AMD R9 290 é absolutamente o mesmo. Para modelos padrão de resfriamento, como nas soluções da série anterior, um sistema de resfriamento do tipo turbina é usado. Exteriormente, as novas placas de vídeo diferem das soluções anteriores em um invólucro ligeiramente diferente para o sistema de resfriamento. Um radiador enorme está escondido sob a caixa do sistema de refrigeração. Na base do radiador existe uma câmara de evaporação em cobre. O radiador com a câmara de evaporação é fixado a uma moldura de alumínio, formando uma estrutura inteiriça.

A estrutura serve como dissipador de calor para chips de memória e elementos de energia no circuito da fonte de alimentação.

O sistema de refrigeração ocupa dois slots de expansão de altura. O sistema de resfriamento é bastante massivo, mas mesmo quando operando no modo normal não pode ser chamado de silencioso. Ao definir manualmente a velocidade máxima da turbina, o ruído da placa de vídeo substitui o ruído de todos os outros componentes do sistema. A única vantagem desse sistema de resfriamento é que a maior parte do ar quente é expelida do sistema. A julgar pelo fato de que os dados oficiais sobre o nível de TDP das duas placas de vídeo não foram divulgados, pode-se supor que sejam bastante significativos e estejam na casa dos 300 watts.

Das saídas de vídeo nas duas placas de vídeo, existem dois conectores DVI-D, HDMI e DisplayPort.

As dimensões gerais das placas de vídeo são 275 x 98 x 39 mm.

Placa de circuito impresso

O layout das placas de circuito impresso das placas de vídeo AMD R9 290X e AMD R9 290 também é absolutamente o mesmo. Ambas as placas de vídeo têm o mesmo número de fases no subsistema de alimentação.

A fonte de alimentação dos componentes das placas de vídeo é baseada em um esquema de 7 fases. As fases de alimentação são distribuídas entre os componentes das placas de vídeo da seguinte forma: 5 fases alimentam a GPU, 1 fase da memória de vídeo e 1 fase do PLL. O controlador IR 3567 controla as fases da fonte de alimentação. 16 chips de memória de vídeo são soldados na parte frontal da placa de circuito impresso. As placas de vídeo usam chips SK Hynix marcados como H5GQ1H24AFR-R0C. Há um microinterruptor em ambas as placas. Mas, ao contrário das placas de vídeo da série anterior, ele não muda o modo BIOS. Na placa de vídeo R9 290X, ele pode ser usado para selecionar um dos dois modos (Modo Silencioso ou Modo Uber) da velocidade do ventilador no sistema de resfriamento. No modelo mais jovem, essa opção não afeta a velocidade do ventilador no sistema de refrigeração. Para fonte de alimentação adicional, ambas as placas de vídeo têm dois conectores: 6 pinos e 8 pinos.

Consumo de energia e temperatura

Como já mencionado, a placa de vídeo R9 290X possui dois modos de operação do sistema de refrigeração. No modo silencioso, o ventilador no sistema de resfriamento gira até 2.000 RPM (aproximadamente), que é 40% da velocidade máxima. O ruído da placa de vídeo neste modo é bastante baixo e é comparável ao ruído da GTX Titan e GTX 690. Mas com uma carga pesada na placa de vídeo, o sistema de refrigeração não é capaz de lidar com o aumento da temperatura. Após atingir o limite de 95 graus, a frequência da GPU começa a diminuir e, com isso, o desempenho geral da placa de vídeo diminui. Quando testado no aplicativo de jogo Metro Last Light por 10 minutos, a GPU teve uma média de 850 MHz, mas cai para 490 MHz. O consumo do sistema de teste com placa de vídeo no modo silencioso é de 465 W. Consumo de energia semelhante para um sistema com uma placa de vídeo GeForce GTX 690. Quando você alterna para o modo Uber, a velocidade do ventilador aumenta para 55% da velocidade máxima. O nível de ruído também aumenta naturalmente. Neste modo, ao passar no teste Metro Last Light, a frequência do processador era de 1000 MHz na maior parte do tempo. Uma diminuição na frequência também foi observada, mas não foi longa, e a frequência não caiu abaixo de 770 MHz. O consumo de energia do sistema de teste foi de 487 watts. Isso é muito. Independentemente do modo de operação do sistema de refrigeração, a temperatura da placa de vídeo ficava quase sempre na faixa de 90-95 graus.

O modelo mais jovem R9 290 tem uma velocidade do ventilador de 47% da velocidade máxima. Portanto, em operação, ele emite um pouco mais de ruído do que o R9 290X (Modo Silencioso). Mas na maioria das vezes a GPU funciona a 947 MHz. O consumo de energia do sistema de teste com a placa de vídeo R9 290 foi de 460 watts.

Overclocking

O overclock das placas de vídeo foi realizado após configurar a velocidade máxima da ventoinha no sistema de refrigeração. A velocidade da ventoinha era de 5167 rpm para o R9 290X e 5300 rpm para o R9 290. Após definir a velocidade máxima do ventilador, ambas as placas de vídeo foram submetidas a overclock de 1100 MHz no GPU e até 6000 MHz na memória de vídeo. Em aplicações de jogos, a frequência mínima das placas de vídeo era 997 MHz para a Radeon R9 290X e 1084 MHz para a Radeon R9 290. Após o overclock, a temperatura da placa de vídeo Radeon R9 290X era de 72 graus, e o consumo de energia de todo sistema aumentado para 510 W. A temperatura da placa de vídeo Radeon R9 290 foi ligeiramente mais baixa em 67 graus. O consumo total de energia do sistema de teste foi de 495 W.

Testando

Para testar as placas de vídeo, um sistema de teste foi montado

Processador de caixa Intel Core i7-3930K 3200 MHz L3-12288 Kb DMI s2011;

Placa-mãe Asus RAMPAGE IV EXTREME s2011 EATX;

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

Corsair 360 GB SSD 2,5 "disco rígido SATAIII;

Fonte de alimentação Zalman ZM1250 Platinum 1250W;

Sistema operacional Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1.

Em aplicativos de jogos, o desempenho das placas de vídeo Radeon R9 290X e Radeon R9 290 foi comparado com as placas de vídeo:

AMD Radeon HD 7990 (frequência do processador / memória - 1000/6000 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 690 (frequência do processador / memória - 915/6008 MHz, 4 GB);

NVIDIA GeForce GTX TITAN (frequência do processador / memória - 836/6008 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 780 (frequência do processador / memória - 863/6008 MHz, 3 GB).

Em aplicativos de jogos, todas as placas de vídeo foram testadas em 1920 x 1080 pixels e 2560 x 1440 pixels. Os resultados do teste são indicados para duas resoluções separadas por uma fração (1920 x 1080/2560 x 1440).

conclusões

As placas de vídeo testadas têm um nível de desempenho suficientemente alto, o que lhes permite competir em pé de igualdade com as placas de vídeo GTX 780 e GTX TITAN. As principais desvantagens das placas de vídeo Radeon R9 290X e Radeon R9 290 são o alto consumo de energia e os sistemas de resfriamento mais barulhentos do que os das placas de vídeo Nvidia. Se você limitar o nível de ruído definindo uma velocidade de ventoinha mais baixa, o desempenho das placas de vídeo também diminuirá devido ao superaquecimento. Na época do lançamento, as placas de vídeo AMD eram significativamente mais baratas do que as placas de vídeo Nvidia. Isso levou a Nvidia a reduzir o custo da placa de vídeo GTX 780 e se preparar para o lançamento de outro modelo mais poderoso - a GTX 780 Ti. Portanto, a luta no segmento de placas de vídeo de alto desempenho está ganhando um novo impulso.

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