Radeon HD 7950 — тестирование, разблокировка и неограниченный разгон / Видеокарты

⇡#Введение

Radeon HD 7970 — это большое достижение для графического подразделения AMD, можно сказать, прорыв. Впервые со времен HD 2900 видеокарты Radeon получили новую процессорную архитектуру — Graphics Core Next (GCN). По сравнению с архитектурой VLIW4, которая использовалась в картах Radeon HD 6900, она обеспечивает более эффективное использование ресурсов при исполнении шейдерного кода и несравненно лучше подходит для выполнения неграфических вычислений силами GPU. Принципы работы GCN мы подробно описали в обзоре Radeon HD 7970.

В GCN не только совершенно по-другому устроены шейдерные SIMD-блоки, но и полностью переработан механизм обработки геометрии и тесселяции, что хорошо заметно в бенчмарках и играх, использующих эту функцию. GPU нарастил функциональные блоки, и компоненты видеокарты работают на более высоких тактовых частотах по сравнению с Radeon HD 6970. Появилась поддержка шины PCI-E 3.0 и множество новых функций для 3D-рендеринга и неграфических вычислений. В результате Radeon HD 7970 не только легко справляется с задачами, которые с трудом давались адаптерам AMD предыдущего поколения, но и по праву может считаться быстрейшей однопроцессорной видеокартой на сегодняшний день. А в некоторых тестах HD 7970 приближается по быстродействию к «двухголовым» картам Radeon HD 6990 и GeForce GTX 590.

AMD первой освоила технологический процесс 28 нм, поэтому по энергопотреблению HD 7970 не превосходит флагманскую модель предыдущей серии, HD 6970. А благодаря технологии PowerTune частота GPU может динамически повышаться, если рабочая нагрузка не полностью исчерпывает TDP. HD 7970 великолепно разгоняется. Скажем больше, в предыдущем обзоре мы уперлись в границы тактовых частот, которые устанавливает AMD Overdrive, и карта была полностью стабильна без подъема напряжения и увеличения оборотов охлаждающей турбинки. Забегая вперед, отметим, что сейчас у нас есть средство увеличить лимит Overdrive, и Radeon HD 7950 мы разгоняли без каких бы то ни было ограничений. Приготовьтесь к сюрпризам.

⇡#XFX R7950 Double Dissipation: технические характеристики, комплект поставки

Radeon HD 7970 — это не только дьявольски быстрая и технологически совершенная карта, но и самый дорогой однопроцессорный Radeon за всю историю торговой марки: рекомендованная цена — $549. Неудивительно, что для многих желающих сделать апгрейд более актуальна младшая модель с немного урезанным GPU (Tahiti Pro) — Radeon HD 7950.

Посмотрим, насколько пострадали спецификации карты. В ядре Tahiti Pro отключены четыре Compute Units из 32, что дает нам 1792 ALU (потоковых процессора, в терминологии AMD) против 2048 в процессоре Tahiti XT. Количество текстурных блоков сократили со 128 до 112. Ширина шины памяти и ее объем остались нетронутыми, хотя, по слухам, в будущем появится альтернативная версия HD 7950 с 1,5 Гбайт памяти.

О тактовых частотах до официального релиза HD 7950 поступала противоречивая информация. Даже сейчас на слайде со спецификациями от AMD значится частота GPU «800 and higher». Похоже, что этот параметр производители карт будут определять в широких пределах. Память, судя по тому же слайду, должна работать на эффективной частоте 5000 МГц. TDP за счет всех урезаний по сравнению с HD 7970 снизился на 50 Вт.

Нам на тестирование прислали Radeon HD 7950 в исполнении XFX: модель R7950 Double Dissipation. У нее частоты GPU и памяти увеличены до 900 и 5500 МГц соответственно. О цене этой и других карт HD 7950 пока ничего не известно. Некоторые интернет-магазины еще до официального начала продаж начали принимать предзаказы, минимум — за $481, а некоторые предложения достигли цены в $685. Это, конечно же, накрутка за новизну, через месяц-другой цены устаканятся на приемлемом уровне.

В комплект поставки карты входит диск с ПО, ворох документации и прочих бумажек, мостик CrossFireX и переходник с разъема HDMI на DVI. Коробка, что очень радует, небольшая, содержимое уложено компактно и плотно.

⇡#Конструкция

В XFX R7950 DD используется референсная печатная плата, но система охлаждения — оригинальная, с двумя вентиляторами. У эталонных Radeon HD 7950 кулер выглядит по-другому, причем отличается и от такового в HD 7970: вместо турбинки — классический вентилятор с направлением потока перпендикулярно плоскости платы.

GPU охлаждается с помощью медной пластины, а микросхемы памяти и компоненты системы питания отдают тепло массивной алюминиевой раме кулера. Тепловые трубки здесь не используются, и не понятно, есть ли вообще в медной подошве испарительная камера, поэтому насколько эта конструкция лучше оригинальной системы охлаждения HD 7950, еще бабушка надвое сказала. Если все-таки лучше, то плохи дела с референсными картами. На HD 7970 кулер гораздо более мощный и тяжелый. Одно хорошо: на стандартных частотах и с автоматическим контролем вентилятора R7950 DD работает довольно тихо, и даже на полных оборотах не поражает слух.

Карта обходится без прижимной крестовины со стороны GPU. Текстолит — темно-коричневый, как на Radeon HD 6950.

Набором и расположением видеовыходов R7950 не отличается от Radeon HD 7970, XFX только вписала свой логотип в «выхлопную» решетку.

⇡#Плата

При взгляде на референсную плату Radeon HD 7950 померкли наши надежды на превращение «обрезка» в полноценный HD 7970. Расположение элементов существенно отличается.

Для питания требуется два шестиконтактных кабеля вместо шестиконтактного и восьмиконтактного. Напряжение на GPU регулирует контроллер CHiL CHL8228G, который используется и в HD 7970, и в картах AMD предыдущего поколения. А вот для питания буферов ввода-вывода видеопамяти используется другой чип — ANPEC APW7098, он распаян на обратной стороне платы рядом с разъемами CrossFireX. Это двухфазный контроллер, и, судя по двум катушкам индуктивности и двум MOSFET, которые находятся по соседству, обе фазы активны. На контроллере CHiL по-прежнему висят семь фаз. Получается, что в Radeon HD 7950 используется на одну фазу больше, чем во флагманской карте, хотя пока непонятно, какому компоненту она досталась. Но как знать, может, скоро появится HD 7970 новой версии с девятифазной системой питания, именно на такой плате. Здесь даже есть посадочное место для переключателя BIOS, что как бы намекает. Неужели разблокировка все-таки возможна?

Микросхемы памяти точно такие же, как в HD 7970, — Hynix H5GQ2H24MFR, со штатной частотой 1500 МГц (эффективная частота — 6 ГГц).


Radeon HD 7950	Radeon HD 7970


Radeon HD 7950	Radeon HD 7970

Конфигурация тестового стенда
Центральный процессор	Intel Core i7-2600K @ 4,8 ГГц (100x48)
Материнская плата	ASUS Maximus IV Extreme-Z
Оперативная память	DDR3 Kingston HyperX 4x2 Гбайт @ 1600 МГц, 9-9-9
ПЗУ	Intel SSD 510 120 Гбайт
Система охлаждения ЦП	Cooler Master Hyper 612S + 2 кулера 120 мм
Блок питания	HIPER K1000W, 1000 Вт
Корпус	Cooler Master Test Bench 1.0
Операционная система	Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1
ПО для карт AMD	AMD Catalyst 11.12
ПО для карт NVIDIA	285,88

Настройки драйвера AMD Catalyst — по умолчанию
Antialiasing	Application Settings
Anisotropic Filtering	Application Settings
Tesselation	AMD Optimized
Catalyst A.I. Texture Filter Quality	Quality, Enable Surface Format Optimization
Wait for V-Sync	Disable, unless application Specifies
AA Mode	Multisample
Triple buffernig	Disable
Настройки драйвера NVIDIA
CUDA графические процессоры	Все
Анизотропная фильтрация	Управление приложением
Вертикальная синхронизация	Использовать настройку 3D-приложения
Затенение фонового освещения	Выкл.
Максимальное количество заранее подготовленных кадров	3
Потоковая оптимизация	Авто
Режим управления электропитанием	Адаптивный
Сглаживание — гамма-коррекция	Выкл.
Сглаживание — режим	Управление от приложения
Тройная буферизация	Выкл.
Ускорение нескольких дисплеев	Режим многодисплейной производительности
Фильтрация текстур — анизотропная оптимизация	Выкл.
Фильтрация текстур — качество	Качество
Фильтрация текстур — отрицательное отклонение УД	Разрешить
Фильтрация текстур — трилинейная оптимизация	Вкл.

Набор бенчмарков
Программа	API	Настройки	Опции рендеринга	Разрешение
3DMark Vantage	DirectX 10	Профиль Extreme		1920х1080 / 2560х1440
3DMark 11	DirectX 11	Профили Performance, Extreme		1920х1080 / 2560х1440
Unigine Heaven 2	DirectX 11	Максимальная детализация, DirectX 11, тесселяция в режиме Extreme	AA 4х, AF 16x	1920х1080 / 2560х1440
Crysis 2 + Adrenaline Crysis 2 Benchmark Tool	DirectX 11	Карта Downtown/Adrenaline. Макс. детализация, текстуры высокого разрешения, DirectX 11	Edge AA	1920х1080 / 2560х1440
Far Cry 2 + Far Cry 2 Benchmark Tool	DirectX 10	Карта Ranch Small. Макс. детализация	AA 4х	1920х1080 / 2560х1440
Metro 2033 + Metro 2033 Benchmark	DirectX 11	Максимальная детализация, DirectX 11, DOF, тесселяция, NVIDIA PhysX выкл.	MSAA 4x, AF 16x	1920х1080 / 2560х1440
Aliens versus Predator + Alien vs Predator Benchmark Tool	DirectX 11	Максимальная детализация, DirectX 11	AA 4х, AF 16x	1920х1080 / 2560х1440
DiRT 3	DirectX 11	Максимальная детализация	AA 4х, AF 16x	1920х1080 / 2560х1440
Mafia 2	DirectX 11	Максимальная детализация, NVIDIA PhysX выкл.	AA вкл., AF 16x	1920х1080 / 2560х1440
Just Cause 2	DirectX 10	Максимальная детализация, Bokeh Filter выкл., Enhanced Water Detail выкл.	AA 4х, AF 16x	1920х1080 / 2560х1440

Для тестирования в карту зашили официальный BIOS Radeon HD 7950 от AMD, который установил тактовые частоты GPU и видеопамяти 800 и 1250 (5000) МГц соответственно. Другая серия тестов была проведена с фирменным BIOS XFX и соответствующими частотами.

В качестве соперников новинки в тестировании приняли участие следующие видеокарты:

AMD Radeon HD 7970 (925/5500)
AMD Radeon HD 6970 (880/5500)
Radeon HD 6990 (880/5000)
NVIDIA GeForce GTX 580
NVIDIA GeForce GTX 590

⇡#Разгон, разблокировка, температура, энергопотребление

AMD Overdrive устанавливает ограничение на разгон 1100 МГц для GPU и 1575 (6300) для памяти. Чтобы продвинуться дальше, требуется «хакнуть» Overdrive с помощью сторонних инструментов, например свежей бета-версии утилиты MSI Afterburner. Она отодвигает границы до 1620 МГц для GPU и 1790 (7160 эффективных) для видеопамяти, а кроме того – дает возможность поднять напряжение питания процессора вплоть до 1,3 В (по умолчанию оно равно 1,031 В).

В ходе долгих экспериментов нам удалось достичь частот GPU и памяти в 1150 и 1790 (7160) МГц соответственно. Это значит, что оба компонента прибавили 43-44% от штатных частот, которые установила AMD! Причем видеопамять опять уперлась в ограничитель Overdrive. Для такого эпического разгона пришлось поднять напряжение на GPU до 1,185 В и включить систему охлаждения на полные обороты. Ползунок энергопотребления, само собой, откинули вправо на максимальные 20%. При попытке выжать из процессора еще десяток-другой мегагерц уже возникали графические артефакты, а при большем напряжении перегревалось ядро и бенчмарки вылетали. Более мощный кулер наверняка поможет достигнуть новых рекордов, не говоря уже о жидкостной системе охлаждения.

Замеры температуры под нагрузкой показали, что кулер у XFX R7950 DD действительно менее эффективный, чем эталонная система охлаждения HD 7970. При более низкой частоте по сравнению с HD 7970 и урезанных вычислительных блоках GPU, что хорошо сказывается на потребляемой мощности, карта могла бы греться и поменьше. (Прим.: нам предоставили два BIOS от XFX, различающиеся режимом работы кулера, и в тестах использовалась именно прошивка с более агрессивными настройками.)

Ну и самый интригующий вопрос – разблокировка отключенных текстурных блоков и шейдерных ALU. Прошить в HD 7950 BIOS от референсного Radeon HD 7970 удалось без проблем, карта не «брикнулась», частоты увеличились до соответствующего уровня. Но никаких изменений в конфигурации ядра GPU-Z не обнаружила, и производительность на частотах, стандартных для HD 7950, нисколько не увеличилась. В общем, халява отменяется, придется довольствоваться тем, что есть.

⇡#Производительность, синтетические тесты

3DMark Vantage

Даже на минимальных частотах Radeon HD 7950 превосходит GeForce GTX 580.
Разгон до частот 900/5500 МГц уже дает большую прибавку к производительности, а на частотах 1150/7160 HD 7950 опережает не только HD 7970, но и GeForce GTX 590.

3DMark 2011

Radeon HD 7950 на частотах 800/5000 МГц уже не так сильно обгоняет GeForce GTX 580, как в 3DMark Vantage.
Эффект от разгона HD 7950 также не столь велик. Парадоксально, но даже на предельных частотах он не может догнать HD 7970, не говоря уже о двухпроцессорных видеокартах. В очередной раз тесты 3DMark «радуют» нас странными результатами.

Unigine Heaven 2

На частотах 800/5000 МГц HD 7950 все-таки заметно отстает от GeForce GTX 580.
А вот при разгоне до 900/5500 МГц разница между HD 7950 и HD 7970 сокращается до минимума, но GeForce GTX 580 все еще немного быстрее обеих карт в режиме 1920x1080.
На частотах 1150/7160 МГц HD 7950 опережает Radeon HD 6990 и лишь немного уступает карте GeForce GTX 590.

⇡#Производительность, игровые тесты

Crysis 2

Даже на частотах 800/5000 МГц HD 7950 работает немного быстрее, чем GeForce GTX 580.
На частотах 900/5500 МГц HD 7950 лишь на пару FPS отстает от HD 7970.
Предельный разгон уравнивает Radeon HD 7950 с GeForce GTX 590.

Aliens vs Predator

Radeon HD 7950 на частотах 800/5000 МГц слегка опережает GeForce GTX 580.
На частотах 900/5500 МГц HD 7950 лишь пару FPS уступает карте HD 7970.
В результате разгона до частот 1150/7160 МГц HD 7950 сравнялся с HD 6990 и совсем немного отстает от GeForce GTX 590.

DiRT 3

На частотах 800/5000 МГц результаты HD 7950 меньше, чем у GeForce GTX 580, особенно при разрешении 1920х1080.
При разгоне до 900/5500 МГц HD 7950 практически не отличается от HD 7970 и даже немного опережает его при разрешении 1920x1080 (это, конечно же, погрешность измерения).
Разгон до частот 1150/7160 МГц дает колоссальный прирост быстродействия, но двухпроцессорные карты в этом тесте все равно недосягаемы для Radeon HD 7950.

Metro 2033

HD 7950 на частотах 800/5000 и GeForce GTX 580 показали очень близкие результаты.
HD 7950 на частотах 900/5500 работает столь же быстро, что и HD 7970.
В результате разгона до 1150/7160 МГц HD 7950 обошел всех соперников в режиме 1920х1080, хотя немного уступает двухпроцессорным картам при разрешении 2560х1440.

Mafia 2

Даже на минимальных частотах HD 7950 оказался немного быстрее GeForce GTX 580.
В этой игре есть заметная разница между HD 7950 на частотах 900/5500 и HD 7970.
После разгона до 1150/7160 МГц HD 7950 сравнялся с GeForce GTX 590 в режиме 2560х1440, но существенно уступает карте Radeon HD 6990.
При разрешении 1920х1080 двухпроцессорные карты также существенно быстрее предельно разогнанного HD 7950.

Just Cause 2

HD 7950 на частотах 800/5000 МГц немного быстрее, чем GeForce GTX 580 при разрешении 2560х1440, но на столько же отстает в режиме 1920х1080.
Даже на частотах 900/5500 МГц HD 7950 уступает в быстродействии своему старшему родственнику, HD 7970.
Разгон до частот 1150/7160 МГц дает огромный бонус к производительности, и в режиме 2560х1440 уже нет большой разницы между HD 7950 и двухпроцессорными картами, но при разрешении 1920х1080 они все еще заметно быстрее.

Far Cry 2

Здесь старый добрый GeForce GTX 580 легко обходит новинку в обоих разрешениях.
Radeon HD 7970 немного быстрее, чем HD 7950, разогнанный до 900/5500 МГц.
Двухпроцессорные карты не по зубам HD 7950 даже на частотах 1150/7160 МГц.

⇡#Выводы

Главное оружие обеих карт семейства Radeon HD 7900 – прогрессивный техпроцесс и высокие тактовые частоты. Урезанная версия флагмана легко пережила потерю части вычислительных блоков, и на близких частотах результаты HD 7950 и HD 7970 в большинстве игр различаются незначительно. Потенциал чипов Tahiti таков, что разогнать HD 7950 до уровня HD 7970 не составляет никакого труда, и мы наверняка увидим множество моделей с частотой ядра 900 МГц и выше, а потом появятся специальные оверклокерские версии с оригинальными PCB и мощными системами охлаждения. 800 МГц – это уже совсем бедно для такого GPU. Ну а если разгонять карту самостоятельно, то без всяких аппаратных модификаций и с посредственной системой охлаждения можно легко достичь такого уровня производительности, какой имеют во многих играх двухпроцессорные адаптеры предыдущего поколения (Radeon HD 6990 и GeForce GTX 590). В общем, с практической точки зрения Radeon HD 7950 вышел даже более успешным, чем HD 7970.

Одно жалко: похоже, что его никак нельзя бесплатно превратить в HD 7970. Кроме того, есть подозрение, что HD 7970 и в разгоне способен на большее: плата у него должна быть рассчитана на повышенную потребляемую мощность и система охлаждения более солидная. Проверим это в ближайших статьях, оставайтесь с нами.

Напоследок: если сравнивать Radeon HD 7950 на эталонных тактовых частотах (800/5000 МГц) с GeForce GTX 580 (772/4004 МГц), то кажется, что последний-то еще ого-го! Он даже опережает новинку в традиционно благоприятных для архитектуры Fermi условиях, например при активном использовании тесселяции DirectX 11. C нетерпением ждем от NVIDIA первых представителей архитектуры Kepler.