Обзор AMD Radeon R9 290: игра в «подкидного»

Недавно представленный адаптер Radeon R9 290X нанес сильный удар по позициям дискретных видеокарт NVIDIA в сегменте High-End. Судите сами: видеокарта явно превосходит по производительности GeForce GTX 780 (а при высоких разрешениях по меньшей мере эквивалентна GTX TITAN), при этом разница в цене между GTX 780 и R9 290X на момент выхода последнего составляла около $100 в пользу AMD ($649 и $549 соответственно).*

Помимо флагманской модели новой линейки Radeon R7/R9, которой является R9 290X, в выгодной ситуации оказался также Radeon R9 280X. Будучи примерным аналогом Radeon HD 7970 GHz Edition, он появился в продаже по цене $299, создав нешуточные проблемы для GeForce GTX 770. Последний, пускай и превосходит чуть-чуть R9 280X по производительности, в тот момент стоил не меньше $400.

NVIDIA могла ответить на агрессивную ценовую политику AMD единственным способом – снижать цены на собственные продукты. Официальная стоимость GeForce GTX 780 сейчас опустилась до $499. Уступив «полтинник» в пользу основного конкурента – Radeon R9 290X, NVIDIA признает преимущество в производительности на его стороне. Положение GeForce GTX 770 также спасли путем снижения рекомендованной цены до $329. Здесь небольшой резерв вычислительной мощности позволил не опускать цену вплотную до уровня Radeon R9 280X. В результате новейшие предложения AMD уже не выглядят такой «халявой» по тем ценам, которые за них просят производители. Но какое место в этой картине предназначено для Radeon R9 290 «без икса» – младшего адаптера на базе GPU Hawaii?

* Для удобства мы оперируем рекомендованными розничными ценами для рынка США. Суммы для России, как правило, на 15-20% выше.

⇡#AMD Radeon R9 290: технические характеристики, цены

Коль скоро AMD сумела сохранить цену Radeon R9 290X на уровне видеокарты предшествующего релиза столь же крупного масштаба – Radeon HD 7970 ($549), совершенно логично, что и Radeon R9 290 досталась та же ниша, которую занимал Radeon HD 7950 немногим менее двух лет назад, – $449. Согласно изначальной стратегии AMD, R9 290 должен был всей мощью графического процессора Hawaii сокрушить GeForce GTX 770, продающийся за $400. Но после того как NVIDIA столь оперативно сбросила цену GTX 770, последний вышел из-под удара, и в результате R9 290 оказался вытеснен в адекватную для него весовую категорию – поближе к GeForce GTX 780.

Примечание: данные о цене Radeon R9 290 получены из неофициальных источников и на момент написания обзора еще не подтверждены AMD. Впрочем, все говорит о том, что сумма в $450 вполне реальна. Как только появятся официальные данные, мы их сразу же сообщим.

В такой непростой ситуации AMD пришлось менять планы на ходу. Незадолго до официальной даты запуска Radeon R9 290, которая по такому случаю была отложена на несколько суток, распространили обновленный драйвер, который более агрессивно управляет частотой GPU. Секрет просто-напросто в том, что лимит скорости вращения вентилятора повысили с 40% до 47%, отсюда и более высокая средняя частота GPU в динамике. Насколько важен этот, казалось бы, небольшой разгон системы охлаждения, мы разберемся в разделе тестирования. Теперь R9 290 официально готов принять вызов GeForce GTX 780, который становится для него главным соперником. Фактически Radeon R9 290 идет в бой под теми же самыми лозунгами, что и Radeon R9 290X две недели тому назад: «большая производительность по сравнению с GTX 780» и «быстрее, чем GeForce GTX TITAN» в 4К-разрешениях.

Даже не глядя на спецификации Radeon R9 290, мы можем сказать, что такое дерзкое позиционирование возможно лишь в том случае, если он мало отличается от разновидности R9 290 «с иксом». И в самом деле, между Radeon R9 290 и R9 290X куда больше сходства, чем, к примеру, между Radeon HD 7950 и HD 7970.

В архитектуре чипа Hawaii AMD ввела крупнеший унифицированный блок – Shader Engine, в котором сочетаются геометрический процессор, 11 Compute Unit’ов (704 шейдерных ALU и 44 текстурных модуля) и 32 ROP’а. Аналогом такой единицы в архитектуре Kepler от NVIDIA, с некоторыми отличиями, выступает GPC – Graphics Processing Cluster. Всего в ядре Hawaii четыре Shader Engine. Глядя на это, можно было подумать, что для выпуска «облегченных» версий GPU Hawaii обрезка пойдет как раз по границам Shader Engine – примерно как чипу GK110 в составе GeForce GTX 780 недостает активных вычислительных блоков в объеме одного GPC. На деле появление Shader Engine не лишило разработчиков возможности более избирательно купировать блоки GPU, так же, как делали в серии Radeon HD 7000.

В итоге потери чипа Hawaii в составе Radeon R9 290 по сравнению с полностью активированной версией в R9 290X ограничились четырьмя Compute Unit’ами, что в пересчете на более мелкие блоки составляет 256 шейдерных ALU и 16 текстурников. В масштабе Hawaii это совсем немного. По такой щедрости можно косвенно судить, что производство GPU из 6,02 млрд транзисторов на отработанном техпроцессе 28 нм дается AMD относительно легко.

Для более явственной дифференциации между R9 290 и R9 290X тактовая частота GPU в младшей версии флагманского адаптера снижена с 1000 до 947 МГц — и на этом различия, в принципе, кончаются. Пиковая вычислительная мощность Radeon R9 290 (4,9 TFLOPS) составляет 87,5% от показателя R9 290X (5,6 TFLOPS). Примерно так же соотносится GeForce GTX 780 с GeForce GTX TITAN (89%), а разница между ними в играх, как мы помним, практически несущественна. Не случится ли то же самое с видеокартами на чипе Hawaii? Впрочем, оставим последнее слово за тестами.

Примечательно, что число ROP в Radeon R9 290 осталось прежним – 128 штук, не тронули и 512-битную шину памяти. Как следствие, даже в «облегченном» виде GPU Hawaii не теряет амбиций на лидерские позиции в 4К-разрешениях. AMD не раскрывает TDP карты, но если Radeon R9 290X в нагрузке потребляет никак не меньше 280 Вт, то и в этом отношении Radeon R9 290 ушел недалеко.

⇡#Отличительные особенности серии Radeon R7/R9

Кратко напомним о новых функциях, свойственных GPU Hawaii в частности и новой линейке дискретных адаптеров Radeon в общем. За подробностями отсылаем читателей к обзорам Radeon R7 260X – R9 280X и Radeon R9 290X.

Обновленный механизм PowerTune

Для контроля энергопотребления Radeon R9 290 используется, в общих чертах, та же схема, что и в Radeon HD 7790 и R7 260X. В зависимости от нагрузки на GPU PowerTune вычисляет его энергопотребление и устанавливает такую пару частоты и VID (код напряжения питания), чтобы карта осталась в рамках предписанного TDP и одновременно использовала этот ресурс по-максимуму. Значения частоты/VID сменяются с частотой в несколько миллисекунд, образуя некий усредненный график частоты и энергопотребления, на манер ШИМ.

Нововведение Radeon R9 290/290X – VID-интерфейс, позволяющий более быстро и точно регулировать напряжение на GPU, а главное – канал телеметрии, через который логика PowerTune получает данные от реальном токе и напряжении от аналоговых датчиков.

В спецификациях карты указана предельная частота GPU. На практике она может ограничиваться двумя факторами: лимитом энергопотребления и температурой ядра. Другой переменной является лимит скорости вращения вентилятора: если температуру GPU нельзя удержать в пределах нормы при заданных оборотах кулера, начинает снижаться частота.

Таким образом, вручную настраивая параметры PowerTune, пользователь может отдать приоритет либо производительности, либо температуре GPU, либо акустическим характеристикам карты.

CrossFire без «мостиков»

Карты Radeon R9 290 в режиме CrossFire синхронизируют кадровые буферы через шину PCI-Express посредством DMA. Пропускной способности PCI-E 3.0 x16 должно быть достаточно даже для совместного рендеринга в мультимониторной конфигурации или 4K-разрешениях.

True Audio

GPU Hawaii обладает встроенным звуковым DSP TrueAudio. Сильнейшая сторона TrueAudio в том, что предлагаемый API дает доступ к самым базовым функциям DSP. Разработчик игры, решивший задействовать TrueAudio, может либо написать любые эффекты, какие ему вздумается, либо прибегнуть к помощи лицензированной middleware-библиотеки. Звук, обработанный средствами TrueAudio, можно выводить не только через интерфейс HDMI, но и через любой другой источник – интегрированный в системную плату звуковой кодек, USB-гарнитуру, что угодно.

Поддержка VESA Display ID v1.3

Стандарт VESA Display ID v1.3 позволяет «тайловому» монитору (а сейчас это единственная разновидность мониторов с разрешением 4К) сообщить видеокарте о своей топологии. В результате сборка «тайлового» экрана происходит в режиме plug’n’play при условии, что производитель самого монитора тоже внедрил эту опцию.

Более свободная конфигурация Eyefinity

Адаптеры серии Radeon HD 7000 при сборке расширенного экрана из трех отдельных мониторов допускали, что два из них могут подключаться по интерфейсу DVI/HDMI, но третий – обязательно через DisplayPort. Теперь вплоть до трех экранов можно подключать к портам DVI/HDMI — при условии, что все три устройства одинаковы по таймингам (фактически это должны быть одинаковые модели).

Поддержка API DirectX 11.2, Mantle

Radeon R9 290, как и прочие адаптеры AMD на базе архитектуры Graphics Core Next, удовлетворяет требованиям DirectX 11.2, а также совместим с AMD Mantle – низкоуровневым API для графических процессоров GCN. За счет отсутствия дополнительного уровня аппаратной абстракции Mantle сулит весьма существенное увеличение производительности в тех играх, чьи разработчики решатся его внедрить. Есть некоторые основания считать, что Mantle – не что иное, как низкоуровневый API, портированный с консоли Xbox One, а первой игрой с его поддержкой будет Battlefield 4 (как только в декабре появится соответствующий патч).

⇡#Конструкция

Референсная реализация Radeon R9 290 физически ничем не отличается от рассмотренного ранее R9 290X. Все немногочисленные предложения Radeon R9 290X, уже представленные в продаже, выполнены именно в референсном дизайне, поэтому эксплуатационные качества образца от AMD имеют самую что ни на есть практическую ценность вплоть до того момента, как производители представят собственные варианты печатных плат и системы охлаждения.

Референсный образец являет собой традиционный для AMD «кирпич» с кулером радиального типа. Сразу предупредим – даже при штатных настройках «турбинка» совсем не бесшумна, хотя акустических эксцессов тоже не наблюдается. По желанию можно вручную запустить крыльчатку на максимальную скорость – свыше 5 тыс. об/мин, в результате чего видеоадаптер легко перекрывает шум типичного rackmount-сервера.

На ребре платы мы видим привычный переключатель копий VBIOS, но, в отличие от Radeon R9 290X, который с его помощью позволял менять предустановленный лимит скорости вентилятора (Quiet Mode vs Uber Mode), у Radeon R9 290 версии firmware на разных чипах абсолютно одинаковы – просто на случай неудачных экспериментов с перепрошивкой.

В основе радиатора GPU лежит массивная испарительная камера из меди.

Микросхемы памяти и MOSFET'ы системы питания через термопрокладки отдают тепло алюминиевой раме.

Заметьте, что референсная плата лишена выходов DVI-I, только DVI-D. Скажи «пока» аналоговому интерфейсу!

Плата

Печатную плату Radeon R9 290 также делит с Radeon R9 290X. Кадровый буфер набран микросхемами SK Hynix H5GQ1H24AFR-R0C с номинальной тактовой частотой 6 ГГц. Питание компонентов построено по съеме 5+1+1 (GPU, чипы памяти, PLL). Слева от ряда дросселей распаян чип – это пресловутый ШИМ-контроллер IR 3567B, обеспечивающий работу PowerTune новой версии.

⇡#Методика тестирования

Для измерения мощности системы используется стенд с блоком питания Corsair AX1200i. Энергосберегающие технологии CPU во всех тестах отключены. Шина PCI-Express работает в режиме 3.0. Для активации PCI-E 3.0 на видеокартах серий GeForce 600 и 700 в системе на чипсете X79 применяется патч от NVIDIA.

В настройках драйвера NVIDIA всегда в качестве процессора для вычисления PhysX выбирается CPU. В настройках AMD всегда настройка Tesselation переводится из состояния AMD Optimized в Use application settings.

⇡#Участники тестирования

В тестировании производительности приняли участие следующие видеокарты:

• AMD Radeon R9 290 (947/5000 МГц, 4 Гбайт)
• AMD Radeon R9 290X (1000/5000 МГц, 4 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7990 (1000/6000 МГц, 6 Гбайт)
• AMD Radeon R9 280X (1000/6000 МГц, 3 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 690 (915/6008 МГц, 4 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX TITAN (836/6008 МГц, 6 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 780 (863/6008 МГц, 3 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 770 (1046/7012 МГц, 2 Гбайт)

⇡#Разгон, температура, энергопотребление

Как мы уже сказали, AMD решила в последние дни перед запуском Radeon R9 290 подстегнуть его производительность за счет изменения лимита скорости вентилятора с 40% до 47%. Перед тем как приступить к анализу производительности, посмотрим, как это решение отразилось на температурном режиме GPU, колебаниях тактовой частоты и акустических свойствах видеоадаптера.

Исходный лимит в 40% соответствует так называемому Quiet Mode Radeon R9 290X, но реальные скорости вращения различаются: 1987 об/мин у R9 290X и 2172 об/мин — у R9 290.

В результате, как только под нагрузкой температура ядра приближается к дозволенным 95 °C (напомним, что для чипа Hawaii это официально считается нормой), вентилятор уже не может крутиться быстрее — и начинается активный «троттлинг» частоты. Во время тестового прогона Crysis 3 было зарегистрировано проседание вплоть до 851 МГц с исходных 947 МГц.

Разгон крыльчатки до 47% номинала поднимает реальную скорость вращения до 2893 об/мин, что и близко к уровню Uber Mode у Radeon R9 290X (50% номинала). Троттлинг частоты GPU при этом полностью исчезает, хотя карточка при этом становится более шумной, чем при ограничении в 40% оборотов. Вот он — секретный соус AMD, поднимающий производительность Radeon R9 290.

Для бескомпромиссного оверклокинга с использованием всех средств, которые дает в распоряжение пользователя новая версия PowerTune, нужно поднять на максимальные 50% ограничение TDP и, заткнув уши, запустить вентилятор на 100% скорости, а это ни много ни мало 5300 об/мин. Впрочем, для повседневной эксплуатации наверняка возможно подобрать и менее шумный режим, при котором GPU все еще будет достаточно эффективно охлаждаться при разгоне, не сбрасывая частоту.

При таких условиях графический процессор и память Radeon R9 290X удалось разогнать до той же планки, что и компоненты R9 290X, – 1100 и 6000 МГц соответственно. Кстати, то ли дело в четырех отключенных Compute Unit'ах, то ли в том, что «турбинка» доставшегося нам экземпляра R9 290 развивала скорость на 200 об/мин больше, чем кулер Radeon R9 290X (видимо, существует разброс между отдельными устройствами), но GPU 290-го показал предельную температуру на несколько градусов ниже, а график частоты у него более равномерный, чем у R9 290X: «троттлинг» при разгоне до такой же частоты практически отсутствует. Минимальная зарегистрированная частота под нагрузкой – 1084 МГц.

Radeon R9 290 на поверку мало отличается по мощности от своего старшего брата – R9 290X. И не удивительно, если учесть, что частоты у них различаются всего на 5%.

Поскольку лимит температуры GPU по умолчанию составляет 95 °C, при автоматическом контроле оборотов кулера ядро разогревается под нагрузкой именно до такого уровня. Впрочем, запас мощности системы охлаждения колоссальный — если запустить «турбинку» на максимальной скорости, температуру можно сбить до 66 °C, несмотря на существенный разгон.

Производительность: синтетические тесты

3DMark 2011

• 3DMark 2011 не поддержал амбициозных планов AMD: Radeon R9 290X опередил GeForce GTX 780, а вот R9 290 – уже нет.

3DMark

• Свежий 3DMark также обнаружил заметную разницу между R9 290 и R9 290X.

• И все же R9 290 с запасом превосходит GeForce GTX 780. Совсем немного очков не хватило, чтобы поравняться с GTX TITAN.

Unigine Heaven 2

• Radeon R9 290 с GeForce GTX 780 примерно равны.

• От Radeon R9 290X новинка также мало отличается.

⇡#Производительность: игровые тесты

Crysis Warhead

• Классика бенчмарков, и крупная удача для Radeon R9 290: новинка мало отличается от R9 290X и даже быстрее, чем GeForce GTX TITAN.

Battlefield 3

• Radeon R9 290 вновь опережает GeForce GTX 780 и наступает на пятки GeForce GTX TITAN.

Batman: Arkham City

• Разница между Radeon R9 290 и R9 290X невелика.

• Но это и не важно, ведь в Batman: AC преимущество всегда на стороне NVIDIA.

DiRT Showdown

• Это, напротив, игра с явным креном в пользу AMD. Как следствие, Radeon R9 290 играючи расправился с GeForce GTX TITAN.

Far Cry 3

• Разница между Radeon R9 290 и R9 290X довольно-таки чувствительная.

• Из-за нее R9 290 потерпел поражение от GeForce GTX 780 и лишь немного обошел GTX 770.

Tomb Raider

• И снова – Radeon R9 290X примерно равен GeForce GTX 780, а вот Radeon R9 290 уступает обоим.

Bioshock Infinite

• Удача вернулась к Radeon R9 290: при разрешении 1920х1080 новинка превосходит GTX 780, а в режиме 2560х1440 – и GTX TITAN.

Crysis 3

• Разница между R9 290 и R9 290X снова невелика.

• При разрешении 1920х1080 GeForce GTX 780 быстрее, чем R9 290, но в 2560х1440 устанавливается паритет.

Metro: Last Light

• Результаты Radeon R9 290 заметно отличаются от того, чего может достигнуть R9 290X.

• И тем не менее, R9 290 здесь может побить даже GTX TITAN, не говоря уже о GeForce GTX 780.

⇡#Производительность: при разной скорости вентилятора, в разгоне

Поскольку победа Radeon R9 290 над GeForce GTX 780 далась ценой работы системы охлаждения на повышенных оборотах и сопутствующего шума, итересно проверить, что будет, если ограничить скорость вентилятора 40% от номинала, как было задумано для R9 290 изначально. В итоге можно сказать, что на результаты большинства бенчмарков разгон кулера не оказал значимого влияния, и только в отдельных тестах приводит к существенному повышению фреймрейта. Впрочем, именно этой малой лепты Radeon R9 290 и не хватало, чтобы утвердить безоговорочное превосходство над GeForce GTX 780. Также отметим, что мы не готовы дать руку на отсечение за результаты карты с лимитом оборотов 40%, поскольку, чтобы гарантированно проявился «троттлинг» частоты GPU, некоторые из тестов должны идти более длительное время, чем заложено в нашей стандартной методике, а менять что-либо в сжатые сроки, отведенные на подготовку обзора, было поздно. А вот в данных Radeon R9 290 со скоростью вентилятора 47% нет никаких сомнений: долгий тестовый проход в Crysis 3 показывает, что даже при достижении предельной температуры «троттлинг» отсутствует.

Оверклокинг Radeon R9 290 силами пользователя до частот тех же частот, которые ранее покорил R9 290X, как и в случае с последним, весьма ощутимо сказывается на производительности и в синтетических бенчмарках, и в реальных играх.

3DMark 2011

3DMark

Игровые тесты + Unigine Heaven 2

⇡#Выводы

Radeon R9 290 успешно выдержал состязание с GeForce GTX 780. В большинстве бенчмарков он одержал пусть и не сокрушительную, но все-таки победу над конкурентом, а в некоторых случаях может потягаться силами и с GeForce GTX TITAN. В 4K-разрешениях Radeon R9 290, вслед за R9 290X, должен выступить еще более эффектно, но пока мы еще не получили собственных данных, воздержимся от комментариев на этот счет.

Как бы то ни было, при розничных ценах, действующий на данный момент, даже если пренебречь разницей между R9 290 и GeForce GTX 780, признав их примерными аналогами по классу производительности, то такой итог следует трактовать как успех для Radeon R9 290 и неудачу для GeForce GTX 780. Ведь R9 290 стоит на $50 меньше соперника (примечание: еще раз отметим, что это пока неофициальные данные, хотя опровержение маловероятно). Есть определенная ирония в том, что NVIDIA, опустив цены на GeForce GTX 770 до $299 и GTX 780 – до $499, что само по себе было совершенно логичным и сильным ходом, улучшила позицию Radeon R9 290. AMD немного подтянула производительность карты в последние дни перед запуском, и в результате из «затычки» в диапазоне между $300 и $500, где у NVIDIA пока нет предложений, Radeon R9 290 превратился в аналог GeForce GTX 780 с убедительной пометкой «только дешевле».

В целом мы сейчас наблюдаем интересную ценовую игру между NVIDIA и AMD, похожую на «подкидного дурака». NVIDIA компенсировала поражение GeForce GTX 780 от Radeon R9 290X, опустив его в более низкую ценовую категорию, но и там его настиг мощный соперник. Продолжение зависит от готовности NVIDIA пойти на новые жертвы. Как вариант – GTX 780 будет уходить вверх за счет новой версии «кремния» GK110, которая обеспечит более высокие рабочие частоты.

Но вернемся к Radeon R9 290. В погоне за GeForce GTX 780 этот адаптер близко подобрался к лидеру своей колонны – R9 290X. Разница в результатах между ними в большинстве игр не превышает 10-15%, а значит, как бы ни был хорош Radeon R9 290X в качестве устройства на полностью разблокированном чипе Hawaii, его версия «без икса» имеет изрядный бонус по соотношению цена/возможности. Только представьте себе, производительность гигантского GPU, ранее достижимая только для двух менее крупных ядер в конфигурации SLI или CrossFireX, теперь доступна всего-то за $449. В таком случае было бы несправедливо лишить Radeon R9 290 заслуженной медали «лучшая покупка».

Update

В последний момент перед публикацией обзора наконец-то пришло письмо от AMD с официальными ценами. На рынке США Radeon R9 290 будет стоить $400, в Европе — €289. Это на $50 меньше, чем считалось ранее.

После таких известий Radeon R9 290 вдвойне достоин своей награды, но теперь рука тянется к тому, чтобы отнять медальку у Radeon R9 290X, который столь впечатлил нас двумя неделями раньше. В самом деле, разница между двумя этими картами подчас настолько мала, что напоминает казус «GeForce GTX 780 против GTX TITAN» и позволяет говорить о так называемой каннибализации внутри линейки дискретных видеоадаптеров AMD.

Однако если производитель по каким-то причинам готов поставить под угрозу позицию флагманской карты ради того, чтобы более младшая модель любой ценой утерла нос GeForce GTX 780, то это уже его проблемы. Жаль только, что и покупатели в какой-то степени стали жертвой рвения AMD. От Radeon R9 290X ее младшая разновидность унаследовала нешуточное энергопотребление, которое требует идти на определенный компромисс между производительностью и акустическими характеристиками. Но если у обладателей R9 290X (по крайней мере, в референсной версии) изначально есть выбор между режимами Quiet Mode и Uber Mode, что ощутимо сказывается на уровне шума, то R9 290 с легкой руки маркетологов AMD обречен на работу в состоянии, близком к Uber Mode, если только пользователь вручную не прикрутит фитилек системе охлаждения.

Впрочем, ситуация с производительностью и шумом зависит и от эффективности кулера как такового. Турбинные конструкции, которые по традиции используются в адаптерах референсного дизайна, как правило, не отличаются тихой работой (особенно у AMD), и системы охлаждения открытого типа, которые партнерские компании представят в ближайшем будущем, могут поправить дело. Кстати, выбирая оригинальный Radeon R9 290/290X, теперь придется особо внимательно читать обзоры, ибо от эффективности охлаждения теперь зависит не только температура GPU (что по большей части является проблемой машины, а не пользователя), но и производительность видеокарты при прочих равных условиях — штатных частотах и уровне шума.