Обзор видеоадаптера AMD Radeon R9 295X2: против правил

В предыдущих поколениях Radeon AMD охотно выпускала двухчиповые видеоадаптеры, пользуясь стратегией «малого ядра» (small die). Только такие графические адаптеры AMD могла противопоставить флагманским продуктам NVIDIA, основанным на более крупных GPU. В серии Southern Islands двухпроцессорная модель Radeon HD 7990 также играла роль конкурента для адаптера с более крупным ядром – GeForce GTX TITAN, вот только чип Tahiti сам по себе нельзя назвать маленьким, принимая во внимание бюджет в 4,3 миллиарда транзисторов и энергопотребление около 250 Вт. Тогда AMD успешно справилась с вызовом, практически не отступив от спецификаций Tahiti в составе одиночной карты Radeon HD 7970 GHz Edition. Хотя это не отменяет того факта, что ныне снятый с производства Radeon HD 7990 был монстром – самой крупногабаритной, горячей и прожорливой видеокартой в истории AMD.

Тестирование Radeon R9 290X оставило сомнения, что AMD сумеет повторить этот ход, используя графические процессоры Hawaii. R9 290X обладает великолепной производительностью, лишь ненамного уступая GeForce GTX 780 Ti, но это достижение далось ценой беспрецедентного высокого энергопотребления. На практике TDP карты явно превышает 250 Вт и приближается к 300 Вт. Резонно было бы предположить, что AMD либо вообще откажется выпускать двойной Hawaii, либо пойдет на компромисс в частотах и производительности с тем, чтобы произвести компактный и относительно экономичный эквивалент пары отдельных Radeon R9 290X в режиме CrossFire.

К тому же AMD сейчас не испытывает конкуренции со стороны NVIDIA в сегменте выше $549-699 (американская цена Radeon R9 290X и GeForce GTX 780 Ti соответственно), поэтому большой нужды в Radeon R9 295X2 не было. GeForce GTX TITAN Z, которым NVIDIA дразнила публику на недавней GPU Technology Conference, выпадает из рассмотрения, поскольку: а) эта карта ориентирована скорее на профессионального покупателя и неграфические вычисления, чем на игроков, б) цена — $2 999 — автоматически помещает ее в отдельную нишу.

С другой стороны, TITAN Z показывает, насколько трудно разместить на одной плате два GPU класса GK110, к которому относится и AMD Hawaii. Из того немногого, что стало известно про TITAN Z, обратим внимание на систему охлаждения высотой в три слота и сниженные тактовые частоты (по сравнению с GeForce GTX TITAN Black), что следует из объявленной пиковой вычислительной мощности.

Но, вопреки всем сомнениям, Radeon R9 295X2 все-таки вышел, и более того, AMD избежала компромиссов в производительности, соорудив на одной плате практически полный эквивалент двух Radeon R9 290X в режиме Uber. GPU Hawaii здесь работают даже на чуть большей частоте, чем в однопроцессорном флагмане, – 1018 против 1000 МГц. Похоже, что AMD боролась за каждый дополнительный мегагерц в рамках заложенного теплового бюджета. Также сохранился полный набор активных вычислительных блоков GPU и 512-битная шина памяти, не говоря уже о частоте и объеме последней.

AMD решила эту задачу при помощи усиленного охлаждения, которое выполняется замкнутой СВО. Подобный дизайн мы уже видели на примере ASUS ARES II – видеокарты ограниченного выпуска на базе разогнанных чипов Tahiti. Тогда компактная «водянка» полностью подтвердила способность отвести тепло от двух весьма горячих GPU. Но для референсного графического адаптера СВО в штатной поставке есть нечто из ряда вон выходящее. С одной стороны, это совершенно оправданный ход. Вероятно, что даже с трехслотовым воздушным кулером у AMD получился бы уродец: горячий и прожорливый, но в то же время недостаточно производительный, чтобы заменить тандем отдельных адаптеров Radeon R9 290X. С другой — AMD таким образом расписалась в том, что Hawaii – все-таки чрезвычайно энергоемкий GPU. Что поделать.

В официальных спецификациях R9 295X значится TDP 500 Вт, что кажется несколько заниженным показателем. В конце концов, AMD считает Radeon R9 290X 250-ваттным видеоадаптером, что не может быть правдой, коль скоро Radeon HD 7970 уже имеет такой TDP. Если Radeon R9 295X действительно обладает удвоенным энергопотреблением R9 290X, то более разумно говорить о мощности 550-600 Вт. Другая версия состоит в том, что TDP двухпроцессорного адаптера как раз таки соответствует действительности, а у R9 290X объявленная мощность занижена, но при этом для R9 295X отобраны кристаллы, способные работать на высоких частотах при относительно низком напряжении питания, что характерно для таких продуктов.

Напоследок — о цене R9 295X. Заявлено, что рекомендованная розничная стоимость на рынке США составляет $1 499, что на $400 выше, чем стоимость двух Radeon R9 290X – $1 098.

⇡#Конструкция

Будучи премиальным продуктом, Radeon R9 295X2 по внешнему виду выгодно отличается от прочих адаптеров серии R7/R9 референсного дизайна – простых, надежных, но довольно-таки топорно сделанных. Система охлаждения R9 295X накрыта металлическим кожухом, а задняя поверхность – плоской пластиной, рассеивающей тепло от распаянных там микросхем памяти.

Глядя на R9 295X2, нетрудно узнать источник вдохновения дизайнеров AMD. Компания явно переняла положительный опыт NVIDIA в дизайне GeForce GTX 690 и последующих видеоадаптеров класса High-End. AMD даже встроила красную подсветку в центральный вентилятор, и логотип Radeon на торце кожуха системы охлаждения также подсвечивается.

Система охлаждения – это и есть самое интересное в Radeon R9 295X. AMD собрала СВО из отдельных компонентов производства Asetek: два водоблока с интегрированными помпами, соединенные последовательно, и радиатор толщиной 38 мм под один вентилятор типоразмера 120 мм. Предполагается, что радиатор будут устанавливать внутри корпуса в стандартном месте для выдувающего вентилятора.

Сама видеокарта соответствует габаритам Radeon HD 7990 и HD 6990 и, в отличие от упомянутого ASUS ARES II, имеет стандартную высоту.

Поскольку в R9 295X2 используется не такой крупный плоский водоблок, как в оверклокерских видеокартах, предусматривающих подключение к открытой СВО пользователя, а два изолированных водоблока для GPU, остальные компоненты на плате охлаждаются воздухом. Большая часть лицевой стороны PCB покрыта алюминиевой пластиной с мелкими воздушными каналами, а транзисторы системы питания оснащены отдельным медным радиатором. Для обдува этих радиаторов и предназначен центральный вентилятор, смонтированный на кожухе устройства.

⇡#Плата

Совокупное тепловыделение двух чипов Hawaii – это только одна из сложностей, которая возникла при разработке Radeon R9 295X2. Система водяного охлаждения не делает легче разводку 512-битной шины памяти каждого GPU на одной плате. Для этого пришлось использовать 14-слойную плату. Восемь чипов памяти GDDR5 каждого процессора расположены на лицевой поверхности, и восемь – сзади. На плате также был обнаружен коммутатор шины PCI-E производства PLX на 48 линий.

В системе питания используется шесть фаз для каждой половины тандема по схеме 4+1+1 (четыре фазы для GPU, фаза для интерфейса микросхем памяти и фаза для микросхем как таковых). По сравнению с семью фазами в Radeon R9 290X — это шаг назад, но такие компромиссы в целях экономии места на PCB типичны для двухпроцессорных видеоадаптеров.

Более интересный вопрос – почему AMD ограничилась двумя восьмиконтактными разъемами дополнительного питания. В сочетании с питанием от слота PCI-E x16, согласно спецификациям PCI Express, они обеспечивают максимальную мощность 375 Вт, что намного меньше, чем заявленные для R9 295X 500 Вт. AMD превышает спецификации, но блок питания, способный обслужить столь прожорливую графическую карту, как правило, обладает достаточным лимитом тока по отдельным восьмиконтактным разъемам (а именно 28 А, которые указывает AMD).

⇡#Тестовый стенд, 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. В CrossFire-конфигурациях остается включенной опция Frame Pacing.

⇡#Участники тестирования

В тестировании производительности приняли участие следующие видеокарты:

• AMD Radeon R9 290X (1000/5000 МГц, 4 Гбайт), Uber Mode
• AMD Radeon HD 7990 (1000/6000 МГц, 6 Гбайт)
• 2 x NVIDIA GeForce GTX 780 Ti (875/7000 МГц, 3 Гбайт)
• 2 x NVIDIA GeForce GTX 780 (863/6008 МГц, 3 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 780 Ti (875/7000 МГц, 3 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 690 (915/6008 МГц, 4 Гбайт)

⇡#Разгон, температура, энергопотребление

Одним из ключевых нововведений в алгоритме PowerTune адаптера Radeon R9 290X является регулируемый лимит скорости вращения вентилятора, с помощью которого пользователь устанавливает, насколько громкой может стать система охлаждения. С другой стороны, от этого в немалой степени зависит и тактовая частота GPU.

В Radeon R9 295X2 эту функцию убрали, и вообще, вентилятор, установленный на радиатор СВО, контролируется помпами на основании данных от их встроенных сенсоров. Скорость небольшого вентилятора, охлаждающего плату, зависит от температуры распаянных на ней компонентов и также недоступна пользователю для ручного управления. Управление напряжением питания GPU, вслед за R9 290X, по-прежнему отсутствует.

Из инструментов оверклокинга остаются только настройки частоты GPU и графической памяти, лимит энергопотребления и температуры GPU. Первый позволено увеличить вплоть до 150%, а лимит температуры установлен на уровне 75°C и не может быть сдвинут далее. Это весьма консервативная установка для GPU Hawaii, коль скоро в Radeon R9 290X лимит составляет 95°C. Одна из причин – производительность системы охлаждения, которая и без того вынуждена отводить не менее 500 Вт тепла, когда GPU работают под высокой нагрузкой.

Разгон Radeon R9 295X действительно не задался. Нам удалось увеличить частоту GPU на 40 МГц по сравнению со спецификациями, но не более того. К тому же видеокарта неприятно ведет себя при неудачных попытках оверклокинга – даже после сброса настроек OverDriver наблюдаются артефакты на рабочем столе, которые снимает лишь полная перезагрузка ПК. В результате придется признать Radeon R9 295X2 непригодным для разгона. Для двухпроцессорной графической карты это, в общем-то, неудивительно.

Хорошие новости в том, что Radeon R9 295X2 по максимальному энергопотреблению отличается от тандема R9 290X в лучшую сторону. Под нагрузкой мы зарегистрировали разницу в 53 Вт. По всей видимости, AMD все-таки отобрала для R9 295X2 GPU, способные работать на частоте 1018 МГц при более низком напряжении питания. Наблюдение за частотой GPU в динамике показывает, что во всех бенчмарках планка 1018 МГц удерживается практически постоянно.

Кроме того, Radeon R9 295X2 наиболее эффективно охлаждается среди всех адаптеров, принявших участие в тестировании. Radeon R9 290X, будь то одиночная видеокарта или тандем, полностью задействует лимит температуры вплоть до 95°C, в то время как R9 295X2 не достигает даже положенных ему 75°C, остановившись на 61°C.

⇡#Производительность: синтетические тесты

3DMark 2011

• Radeon R9 295X уступил лидерство тандему GeForce GTX 780 Ti.
• Пара GeForce GTX 780, в свою очередь, отстает от R9 295X2, хотя разница менее заметна.

3DMark

• В более свежей версии 3DMark Radeon R9 295X2 занял первое место, опередив обе двухпроцессорные связки NVIDIA.

Unigine Heaven 4

• Тандем GeForce GTX 780 Ti вновь уверенно опережает Radeon R9 295X2.
• R9 295X2 имеет небольшое преимущество перед связкой GeForce GTX 780 Ti, практически несущественное при разрешении 2560x1440.

⇡#Производительность: игровые тесты

DiRT Showdown

• Как происходило не раз, графические процессоры AMD великолепно выступили в DiRT Showdown. Radeon R9 295X2 занял первое место со значительным отрывом от конкурента – тандема GeForce GTX 780 Ti.

Far Cry 3

• При разрешении 2560х1440 восстановилась такая конфигурация, когда флагман AMD занимает место между конкурирующими системами на GPU NVIDIA.
• В режиме 1920х1080 даже пара GeForce GTX 780 превосходит Radeon R9 295X2.

Tomb Raider

• Вновь Radeon R9 295X2 опережает пару GeForce GTX 780, но пасует перед GTX 780 Ti.

Bioshock Infinite

• Аналогичная картина наблюдается в Bioshock Infinite.

Crysis 3

• Radeon R9 295X2 практически неотличим от связки GeForce GTX 780 в режиме 2560x1440, но уступает в 1920х1080.
• Что и говорить о GeForce GTX 780 Ti, который обладает большей производительностью в обоих разрешениях.

Metro: Last Light

• Пара GeForce GTX 780 Ti отстает от Radeon R9 295X2, но разница мизерная и практически несущественная.

Company of Heroes 2

• В этой игре просто не работает CrossFire, как и SLI. Поэтому результаты Radeon R9 295X2 практически не отличаются от результатов отдельного адаптера R9 290X.
• Так или иначе, видеокарты на GPU Hawaii более производительны, чем все конкуренты от NVIDIA.

Batman: Arkham Origins

• Radeon R9 295X2 неотличим от тандема GeForce GTX 780 при разрешении 2560х1440 и обладает меньшей производительностью в режиме 1920х1080.
• Более того, даже одиночная карта GTX 780 Ti выдала такую же частоту смены кадров при разрешении 2560x1440, как и R9 295X2.

Battlefield 4

• Тандем GeForce GTX 780 Ti лидирует при разрешении 2560x1440, но уступает адаптеру Radeon R9 295X2 в режиме 1920х1080.
• Два GeForce GTX 780 проигрывают двухпроцессорному игроку AMD в обоих режимах.

⇡#Выводы

Radeon R9 295X2 следует рассматривать как своего рода deluxe-версию тандема Radeon R9 290X в режиме Uber. Он нисколько не уступает паре отдельных видеоадаптеров по тактовым частотам, но приносит некоторое снижение потребляемой электроэнергии и, что особенно важно в случае с адаптерами на базе GPU Tahiti, уровня шума. Это вполне оправдывает повышенную цену устройства ($1 499) по сравнению с тандемом Radeon R9 290X.

Если взять для сравнения цены на графические адаптеры NVIDIA, то можно даже сказать, что скорее официальная стоимость Radeon R9 290X ($549) является заниженной, а вот R9 295X2 как раз таки оценен адекватно своей производительности. Уровень быстродействия Radeon R9 290X и его основного конкурента – GeForce GTX 780 Ti – различается не так уж и сильно. При этом GTX 780 Ti стоит $699. Умножьте эту сумму на два и прибавьте $100 за размещение двух GPU на одной плате, а также систему водяного охлаждения. Неплохая сделка.

В соревновании с двухпроцессорными сборками топовых графических адаптеров NVIDIA Radeon R9 295X повторил результаты, которых достиг тандем R9 290X в нашем тестировании SLI/CrossFire. По совокупности побед и поражений в бенчмарках R9 295X уступает двухпроцессорной сборке GTX 780 Ti, но, как мы знаем из другого тестирования, в 4К-разрешении два GPU Hawaii должны взять реванш у двух GK110.

Конечно, у NVIDIA могла быть своя арифметика относительно цен и производительности, если бы существовало аналогичное устройство на базе GK110. Но его нет, а представленный недавно GeForce GTX TITAN Z некорректно рассматривать как игровую видеокарту, да и сама NVIDIA на этом не настаивает. Впрочем, с чисто технической точки зрения сопоставить GeForce GTX TITAN Z и Radeon R9 295X2 вполне возможно, и это наглядно показывает, зачем AMD понадобилась система водяного охлаждения. СВО кажется экзотикой в сравнении с привычными двухслотовыми воздушными турбинками, но из двух вариантов – СВО либо трехслотовый кулер — уже сложно выбрать более экзотический. Кроме того, даже с трехслотовым кулером NVIDIA пришлось пойти на компромисс в тактовых частотах GPU по сравнению с GeForce GTX TITAN Black. Поскольку чипы Hawaii гораздо горячее на частотах, необходимых для конкуренции с полностью разблокированными версиями GK110, воздушное охлаждение для Radeon R9 295X обернулось бы катастрофой. Использовать в штатной поставке СВО было смелым шагом, но из всех имеющихся вариантов это лучшее, что могла сделать AMD. Часть покупателей «водянка», конечно же, насторожит, но ведь такие продукты изначально предназначены для продвинутой публики.

В целом появление трехслотовых кулеров и водяного охлаждения в эталонных видеоадаптерах сигнализирует о том, что гонка производительности в рамках техпроцесса 28 нм дошла до абсурда. GPU, состоящие из 6-7 млрд транзисторов, слишком велики, чтобы их можно было использовать в двухпроцессорных видеоадаптерах без компромиссов со стороны габаритов и/или производительности устройства (каковым был, к примеру, GeForce GTX 690). Пока TSMC не развернула производство GPU по техпроцессу 20 нм, нам придется какое-то время пожить в эпоху таких монстров, как Radeon R9 295X2.

Благодарим компанию Gainward за предоставленную для тестирования графическую карту GeForce GTX 780 Ti Phantom.