Обзор AMD Radeon R9 285: достойная замена GPU Tahiti

Прошел почти год с тех пор, как AMD в последний раз представила новый GPU для десктопных видеоадаптеров — им стал Hawaii, легший в основу Radeon R9 290 и 290X. Сегодняшний запуск более скромный по масштабу и связан с графической картой второго эшелона, если считать от наиболее производительных моделей.

AMD уже обладает большой и хорошо сбалансированной линейкой дискретных видеоадаптеров, поэтому есть смысл что-либо менять только путем замещения отдельных позиций более свежим железом. Radeon R9 285 пришел на смену Radeon R9 280, и, как известно из неофициальных источников, вскоре R9 285X вытеснит Radeon R9 280X. И хотя R9 280 и 280X — вполне удачные и конкурентоспособные карты, есть веские причины для того, чтобы отправить их в отставку.

R9 280 и 280X основаны на GPU Tahiti, который дебютировал в составе Radeon HD 7970 и скоро отпразднует свою третью годовщину. В линейке Radeon Rx 200 Tahiti получил небольшую модификацию, направленную на снижение энергопотребления (продукты R9 280X были незаметно для покупателей переведены производителями на версию Tahiti XTL). Однако же это все тот же GPU, на котором AMD впервые испробовала микроархитектуру Graphics Core Next и техпроцесс 28 нм. Почти за три года, определенно, образовалось пространство для изменений.

На текущий момент в модельном ряду AMD присутствуют GPU двух поколений. Большинство использует первую версию архитектуры GCN и перекочевало из линейки Radeon HD 7000 с попутным переименованием самого кремния. Только два графических процессора принадлежат к обновленной версии архитектуры GCN, которую неофициально называют GCN 1.1 (хотя AMD никогда не использовала такую классификацию). Свежая версия GCN принесла массу нововведений, среди которых интегрированный DSP TrueAudio, CrossFire без мостиков и более эффективный механизм управления частотой и энергопотреблением PowerTune. Кроме того, набравшись опыта с техпроцессом 28 нм, AMD увеличила плотность размещения транзисторов в GPU второй волны. Как следствие — больше чипов на пластине и ниже себестоимость производства.

Включать новый GPU в состав текущего модельного ряда также вполне резонно с расчетом на то, что он будет повторно использован в следующем семействе видеоадаптеров. Чип Tonga, на котором основан Radeon R9 285(X), несомненно, найдет место и в линейке Radeon Rx 300. Наконец, мы увидим, что Tonga может представлять собой нечто большее, чем GCN 1.1. AMD не в первый раз обкатывает на относительно дешевых GPU новые функции, которые затем переходят к более мощным чипам.

⇡#GPU Tonga, технические характеристики Radeon R9 285

Графический процессор Tonga в Radeon R9 285 по конфигурации исполнительных блоков полностью соответствует чипу Tahiti в Radeon R9 280, а до него — в HD 7950. Формула включает 28 активных Compute Unit’ов с отношением шейдерных ALU (потоковых процессоров, в терминологии AMD) к текстурным блокам в пропорции 16:1, что дает в общей сложности 1792 потоковых процессора и 112 текстурников.

Пиковые тактовые частоты R9 285 и R9 280 также близки: 918 и 933 МГц соответственно, поэтому неудивительно, что адаптеры обладают практически равной теоретический производительностью: 3,29 и 3,3 TFLOPS соответственно. К сожалению, ничего не известно о скорости FP64-вычислений, но для игровой видеокарты это совершенно второстепенный показатель. Заявленный филлрейт R9 285 оказался даже чуть выше, чем у R9 280 (102,8 против 92,6 Гтекс/с), хотя непонятно, с чего бы: число текстурных модулей-то у них одинаковое.

Согласно концепции, представленной в GPU Hawaii, исполнительные блоки GPU распределены между четырьмя наиболее крупными унифицированными архитектурными единицами — Shader Engines. Каждый из них также включает отдельный геометрический процессор, в результате чего Tonga способен обрабатывать по четыре геометрических примитива за такт по сравнению с двумя у Tahiti. Tonga также имеет вчетверо больше — восемь — ACE (Asynchronous Compute Engine), которые выполняют функции планировщиков и диспетчеров команд в GP-GPU-вычислениях.

В остальном устройство front-end в процессорах архитектуры Graphics Core Next мало изменилось со времен Radeon HD 7970. Читателей, желающих понять, как работает GCN, или освежить знания, отсылаем к обзору Radeon HD 7970 и чипа Tahiti, а также Radeon R9 290X.

Кристалл Tonga в R9 285 пользуется 256-битной шиной памяти, в отличие от 384-битной шины Tahiti. И хотя частота шины повышена на 500 МГц по сравнению с таковой у Radeon R9 280, пропускная способность интерфейса R9 285 не может не быть меньше, чем у предшественника. Соответственно, и объем памяти по референсным спецификациям сократился с 3 до 2 Гбайт. Количество ROP осталось неизменным — 32 штуки.

Основная интрига вокруг Tonga состоит в том, является ли представленная конфигурация полной. Логично предположить, что в составе Radeon R9 285 используются порезанные чипы, часть вычислительных блоков которых заблокирована. Тогда грядущий Radeon R9 285X будет, по-видимому, полностью функциональным кристаллом, не уступающим полной версии Tahiti. В конце концов, маловероятно, чтобы различия между R9 285 и R9 285X ограничились тактовыми частотами.

Обо всем этом можно было бы сделать чуть больше выводов, основываясь на количестве транзисторов в кристалле, но такую информацию AMD не раскрывает. Разве что энергопотребление Radeon R9 285 намекает на чип, не уступающий Tahiti: 190 Вт — не намного меньше по сравнению с 200 Вт Radeon R9 280. Впрочем, благодаря этому небольшому шагу новый адаптер приблизился по энергоэффективности к GeForce GTX 760 и GTX 670, которые являются его основными соперниками (TDP обоих составляет 150 Вт).

Измеренная нами площадь кристалла Tonga оказалась больше, чем у Tahiti: 374,7 мм² против 365 мм². Часть площади Tonga занимают блоки XDMA и TrueAudio, отсутствующие в Tahiti, но если сделать поправку на ожидаемое уплотнение микросхемы, то более вероятно, что полнофункциональная версия чипа все-таки имеет 384-битную шину памяти.

Tahiti		Tonga

Хотя в области энергоэффективности AMD еще есть над чем поработать, обновленная версия механизма PowerTune, характерная для продуктов на базе GCN 1.1, уже является хорошим достижением. Напомним, как работает авторазгон/троттлинг в адаптерах AMD. От минимальной частоты 300 МГц отсчитываются несколько шагов по 100 МГц, каждому из которых соответствует свой код напряжения питания GPU (VID). В зависимости от нагрузки на GPU PowerTune вычисляет его энергопотребление и устанавливает такую пару частоты/VID, чтобы карта осталась в рамках предписанного TDP и одновременно использовала этот ресурс по максимуму. А поскольку 100 МГц — это весьма крупное расстояние между шагами, они сменяются с периодом 10 мс, образуя некую усредненную частоту: таким же образом, как управляются вентиляторы охлаждения или светодиоды подсветки в мониторе с помощью ШИМ. Более подробно этот механизм описан в нашем обзоре Radeon HD 7790.

⇡#XDMA, True Audio, кодек H.264 с поддержкой Ultra HD

От чипов Bonaire и Hawaii, которые являются первыми носителями архитектуры GCN 1.1, Tonga позаимствовал дополнительные компоненты в uncore-части процессора, отсутствовавшие в GPU Tahiti. В первую очередь это блоки XDMA, позволяющие нескольким графическим процессорам общаться по шине PCI-E 3.0 вместо CFBI (CrossFire Bridge Interconnect — мостиков CrossFire). CrossFire на картах без мостиков гарантирует равномерную частоту смены кадров вне зависимости от разрешения, да и попросту более удобен в настройке. Другой компонент чипа — интегрированный DSP TrueAudio, предназначенный для аппаратной обработки звука в реальном времени. Обо всем этом также более подробно написано в обзоре Radeon R9 290X.

Как и прочие графические карты на базе GPU с архитектурой GCN 1.1 (серии R7 260 и R9 290), Tonga получит полную поддержку FreeSync — под этим фирменным названием скрывается функция интерфейса DisplayPort 1.2a, которая обеспечивает переменное время обновления экрана (подобно NVIDIA G-SYNC). В картах на базе GCN первой версии FreeSync будет использоваться только для воспроизведения видео и для энергосбережения.

Tonga также имеет кое-что, чего пока нет в других графических процессорах GCN 1.1, — обновленные блоки UVD (Unified Video Decoder) и VCE (Video Codec Engine), получившие поддержку аппаратного кодирования и декодирования видео в формате H.264 с разрешением Ultra HD. Формат H.265 производители пока не спешат закладывать в кремний.

Цены

Рекомендованная розничная цена Radeon R9 285 для рынка США составляет $249. В России ожидаются цены в диапазоне 9-9,5 тыс. рублей. Примерно столько же просят за Radeon R9 280 и GeForce GTX 670 в московских интернет-магазинах, но есть и более дешевые предложения. Впрочем, если Radeon R9 285 не отступит в производительности от черты, проведенной Radeon R9 280, то наценка за дополнительные функции вполне справедлива.

⇡#SAPPHIRE DUAL-X R9 285 OC: конструкция

В очередной раз новую позицию в модельном ряду Radeon представляет видеокарта производства SAPPHIRE, в модификации OC с небольшим разгоном GPU и видеопамяти: до 965 и 5600 МГц соответственно.

Устройство охлаждается непритязательным на вид кулером с двумя вентиляторами типоразмера 85 мм. Ребра радиатора пронизаны четырьмя теплотрубками разного диаметра. Отдельные небольшие радиаторы установлены на транзисторы системы питания.

По набору и расположению видеоинтерфейсов устройство повторяет референсный дизайн AMD серии Rx 200: порт HDMI 1.4a, DisplayPort (по всей видимости, версии 1.2а) и два Dual-Link DVI, в том числе с аналоговым выходом.

⇡#Плата

Разводка платы явно упростилась благодаря применению 256-битной шины памяти и удалению разъемов CrossFire. Система питания устроена по схеме 5+1+1 (число фаз для питания GPU, чипов памяти и интерфейса ввода-вывода оной). Применяется контроллер питания ON NCP81022, совместимый с динамическим управлением частотой и напряжением GPU в новой версии PowerTune, — точно такой же, как в Radeon R7 260(X) на чипе Bonaire.

2 Гбайт памяти набраны микросхемами Elpida W2032BBBG-6A-F, предназначенными для работы на эффективной частоте 6 ГГц.