Überprüfung und Test von AMD R9 290X- und AMD R9 290-Grafikkarten.

Die Einführung der neuen Grafikkartenreihe R7 / R9 von AMD begann mit dem Markteintritt der Einstiegs- und Mittelklasse-Modelle Radeon R7 260X, R9 270X und R9 280X. Diese Grafikkarten wurden auf leicht aktualisierten GPUs aufgebaut, die in der 7000-Reihe verwendet wurden. Grafikkarten erhielten Unterstützung für eine Reihe neuer Technologien, und ein geringer Leistungsgewinn wurde durch Erhöhen der nominalen Taktfrequenzen erzielt. Sie haben keine wesentlichen Änderungen in der Struktur des Grafikkerns erhalten. Dank ihrer aggressiven Preispolitik haben sie ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, was den Konkurrenten Nvidia letztendlich dazu zwang, die Preise für ihre Grafikkarten erheblich zu senken. Das Hauptinteresse der Benutzer sollte jedoch bei den Grafikkarten AMD R9 290X und AMD R9 290 liegen, deren Ankündigung etwas später geplant war. Außerdem,Damit dies die Flaggschiffe der neuen Linie sind, die mit den Grafikkarten GTX TITAN und GTX 780 konkurrieren sollen, erhalten sie einen komplett neuen Grafikprozessor.

Das erste Produkt, das auf dem Markt erschien, war die AMD R9 290X-Grafikkarte und nach kurzer Zeit die leicht abgespeckte Version des AMD R9 290. In diesem Test werden wir diese beiden Grafikkarten betrachten und ihre Leistung mit den Hauptkonkurrenten von Nvidia vergleichen - GTX TITAN und GTX 780.

Hawaii GPU

Beginnen wir mit der neuen GPU mit ihrer Architektur. Die Hawaii-GPU basiert auf der Graphics Core Next-Architektur, die auch in Tahiti verwendet wurde, jedoch mit einer Reihe von Änderungen. Der Hauptblock des Kernels ist weiterhin die Compute Unit, die aus 64 ALUs und 4 Texturfiltereinheiten besteht. Unter den Änderungen hier ist das Erscheinen einer neuen Anweisung - MQSAD - und eine Erhöhung der Genauigkeit bei der Berechnung des Logarithmus und des Exponenten zu erwähnen. Diese Änderungen wirken sich nicht auf die Leistung in Spieleanwendungen aus und sind nur für Entwickler von Interesse.

In der Kernel-Architektur wurden wesentliche Änderungen vorgenommen. Es hat eine neue skalierbare Einheit - Shader Engine. Es besteht aus einem Geometrieprozessor, 11 Recheneinheiten und 16 ROPs. Somit verfügt die Hawaii-GPU über vier Shader-Engines.

Außerdem erhielt der Grafikprozessor einen um bis zu 1 MB erhöhten L2-Cache und einen L1-L2-Bus mit einer Bandbreite von bis zu 1 TB / s. Jede Shader Engine enthält einen Geometrieverarbeitungsblock, mit dem die GPU bis zu vier Grundelemente pro Taktzyklus rendern kann. Die Tahiti-GPU konnte nur zwei Grundelemente pro Zyklus kochen. Darüber hinaus ermöglichten eine Reihe von Optimierungen die Steigerung der Leistung bei der Hardware-Tessellierung und der Ausführung von geometriemodifizierenden Shadern, was zu einer Leistungssteigerung bei Spieleanwendungen führen sollte.

Nicht grafische Benutzer werden die auf 8 erhöhte Anzahl von ACE-Befehlsverteilern (Asynchronous Command Engine) zu schätzen wissen. Sie sind unabhängig vom Grafik-Pipeline-Manager und können 8 Befehlswarteschlangen gleichzeitig verarbeiten.

Die neue GPU namens Hawaii besteht aus 6,02 Milliarden Transistoren. Seine Fläche beträgt 438 mm2. Obwohl es den GK110-Prozessor von Nvidia in diesen Parametern nicht übertrifft, ist es dennoch der bislang größte Prozessor von AMD. Es besteht aus 2816 Stream-Prozessoren, 176 Texturfiltereinheiten und 64 ROPs (Tahiti 2048/128/32). Zusätzlich zur Erhöhung der Anzahl der Blöcke erhielt der neue Prozessor Unterstützung für einen 512-Bit-Videospeicherbus. Das letzte Mal hatte der R600-Prozessor, der in HD 2900-Grafikkarten (2007) verwendet wurde, eine solche Breite des Videospeicherbusses. Dann zeigten Grafikkarten keine gute Leistung, und das Unternehmen weigerte sich, einen solchen Bus zu benutzen. In nachfolgenden Modellen wurde die Erhöhung der Videospeicherbandbreite durch Erhöhen der Grundfrequenz der Mikroschaltungen erreicht, und die Busbreite wurde auf 384 Bit begrenzt.Im Vergleich zu HD 7970 ist die Bandbreite des Videospeicherbusses um 20% gewachsen, und dies ist hauptsächlich auf den 512-Bit-Bus zurückzuführen, da die nominelle Videospeicherfrequenz nur 5000 MHz beträgt. Die Gesamtzahl der Videospeichercontroller ist im Vergleich zum Tahiti von 6 auf 8 gestiegen. Gleichzeitig behauptet AMD, dass die von Controllern im neuen Prozessor belegte Fläche um 20% gesunken ist. Die maximale GPU-Frequenz beträgt 1000 MHz.

Die AMD R9 290-Grafikkarte erhielt eine etwas leichtere Version dieses Prozessors. Im Vergleich zum älteren Modell sind 4 Recheneinheiten (256 Stream-Prozessoren und 16 Texturfiltereinheiten) in der GPU nicht aktiv. Die Anzahl der ROPs sowie die Speicherbusbreite blieben unverändert. Die maximale Frequenz des Grafikprozessors wurde auf 947 MHz reduziert, während die Nennfrequenz des Videospeichers unverändert bei 5000 MHz blieb. Ich werde die wichtigsten technischen Eigenschaften der getesteten Grafikkarten in der Tabelle zusammenfassen.

PowerTune-Technologie

Beide Grafikkarten erhielten die aktualisierte PowerTune-Technologie, die zuvor in den HD 7790 / R7 260X-Grafikkarten verwendet wurde. Diese Technologie passt die GPU-Spannung und die Betriebsfrequenz für maximale Leistung innerhalb der angegebenen TDP-Grenzen an. Die Frequenz der GPU ändert sich in Schritten von 100 MHz. Infolgedessen wird eine bestimmte gemittelte Frequenz gebildet. Die Mindestfrequenz kann 300 MHz betragen.

Zu den Innovationen zählen eine schnellere und genauere Spannungsregelung an der GPU und die Möglichkeit, Daten über den tatsächlichen Stromverbrauch und die Versorgungsspannung zu erhalten. Darüber hinaus erhält der Benutzer nicht wie bisher die berechneten Werte, sondern die realen Werte von speziellen Sensoren. Der Lüftersteuerungsalgorithmus im Kühlsystem wurde geändert. Jetzt ändert sich die Laufraddrehzahl abhängig von der Belastung des Prozessors, noch bevor seine Temperatur steigt. Mit dieser Lösung können Sie die Drehzahl reibungslos ändern und infolgedessen das beim Beschleunigen entstehende Geräusch reduzieren.

Die Eigenschaften beider Grafikkarten geben die maximale Frequenz des Prozessors an, die er erreichen kann, wenn die Grenzen des Stromverbrauchs oder der Temperatur des Grafikkerns nicht erreicht werden. Wenn die Temperatur bei einer bestimmten Lüfterdrehzahl nicht unter dem eingestellten Grenzwert gehalten werden kann, beginnt die Frequenz der GPU abzunehmen.

Beim Anpassen der PowerTune-Einstellungen muss der Benutzer zwischen den drei oben genannten Einschränkungen wählen und einer davon Vorrang einräumen.

CrossFire

Die Grafikkarten AMD R9 290X und AMD R9 290 verfügen über eine neue Technologie, die bei den übrigen Grafikkarten der R7 / R9-Serie nicht zu finden ist. Früher war zum Erstellen eines Arrays von Grafikkarten eine spezielle Brücke (CrossFire X) ein integrales Element, das Grafikkarten durch Synchronisieren von Bildpuffern tatsächlich "vereinte". Beim Erstellen eines Arrays von AMD R9 290X-Grafikkarten (AMD R9 290) werden Grafikkarten über den PCI-Express-Bus synchronisiert. Laut den Ingenieuren des Unternehmens wirkt sich diese Methode zum Synchronisieren von Grafikkarten auch bei Verwendung des PCI-Express 2.0-Busses nicht auf die Leistung des Video-Subsystems aus.

Andere Technologien

Beide Grafikkarten sind mit allen Technologien ausgestattet, die bei den jüngeren Modellen eingeführt wurden. Lassen Sie uns kurz auf jeden von ihnen eingehen.

VESA Display ID v1.3 - Ermöglicht die Konfiguration von zwei virtuellen "Teilen" der "Kachel" -Monitormatrix mit 4K-Auflösung im automatischen Modus (Plug'n'play). Vorbehaltlich der Unterstützung dieser Technologie durch den Monitorhersteller.

Eyefinity ist eine aktualisierte Technologie, mit der kein dritter Monitor mehr über DisplayPort angeschlossen werden muss.

API DirectX 11.2, Mantle - Neue Grafikkarten erhielten Unterstützung für DirectX 11.2-Anweisungen und API Mantle auf niedriger Ebene. Mantle verspricht eine erhebliche Leistungssteigerung der Grafikkarten der R7 / R9-Serie in den Spielen, in denen sie von Entwicklern verwendet werden.

Außerdem verfügen beide Grafikkarten über einen integrierten Soundprozessor und unterstützen die TrueAudio-Technologie. Mit dieser Technologie können Sie Soundeffekte nicht nur über die HDMI-Schnittstelle, sondern auch über jede andere Quelle ausgeben.

Design

Ich möchte sagen, dass das Design der Standardmodelle der Grafikkarten AMD R9 290X und AMD R9 290 absolut gleich ist. Für die Kühlung von Standardmodellen wird wie bei früheren Serienlösungen ein Turbinenkühlsystem verwendet. Äußerlich unterscheiden sich die neuen Grafikkarten von früheren Lösungen in einem etwas anderen Gehäuse für das Kühlsystem. Ein massiver Kühler ist unter dem Gehäuse des Kühlsystems verborgen. Am Boden des Kühlers befindet sich eine Kupferverdampfungskammer. Der Kühler mit der Verdampfungskammer ist an einem Aluminiumrahmen befestigt und bildet eine einteilige Struktur.

Der Rahmen dient als Kühlkörper für Speicherchips und Leistungselemente im Stromversorgungskreis.

Das Kühlsystem belegt zwei Expansionsschlitze in der Höhe. Das Kühlsystem ist ziemlich massiv, aber selbst im normalen Modus kann es nicht als leise bezeichnet werden. Wenn Sie die maximale Turbinendrehzahl manuell einstellen, überschreibt das Geräusch der Grafikkarte das Geräusch aller anderen Systemkomponenten. Der einzige Vorteil eines solchen Kühlsystems besteht darin, dass der größte Teil der heißen Luft außerhalb des Systems abgegeben wird. Gemessen an der Tatsache, dass die offiziellen Daten auf TDP-Ebene für die beiden Grafikkarten nicht bekannt gegeben wurden, können wir davon ausgehen, dass sie ziemlich bedeutend sind und im Bereich von 300 Watt liegen.

Von den Videoausgängen auf den beiden Grafikkarten befinden sich zwei Anschlüsse DVI-D, HDMI und DisplayPort.

Die Gesamtabmessungen der Grafikkarten betragen 275 x 98 x 39 mm.

Leiterplatte

Das PCB-Layout für AMD R9 290X- und AMD R9 290-Grafikkarten ist ebenfalls absolut identisch. Beide Grafikkarten haben die gleiche Anzahl von Phasen im Stromversorgungssubsystem.

Die Stromversorgung für die Komponenten der Grafikkarten basiert auf einem 7-Phasen-Schema. Die Leistungsphasen werden wie folgt auf die Komponenten der Grafikkarten verteilt: 5 Phasen versorgen die GPU, 1 Phase des Videospeichers und 1 Phase der PLL. Der IR 3567-Controller steuert die Stromversorgungsphasen. 16 Videospeicherchips sind von der Vorderseite der Leiterplatte verlötet. Die Grafikkarten verwenden SK Hynix-Chips mit der Bezeichnung H5GQ1H24AFR-R0C. Auf beiden Platinen befindet sich ein Mikroschalter. Im Gegensatz zu Grafikkarten der vorherigen Serie wird der BIOS-Modus jedoch nicht umgeschaltet. Auf der Grafikkarte R9 290X kann einer von zwei Modi (Quiet Mode oder Uber Mode) der Lüfterdrehzahl im Kühlsystem ausgewählt werden. Beim jüngeren Modell hat dieser Schalter keinen Einfluss auf die Lüfterdrehzahl im Kühlsystem. Für eine zusätzliche Stromversorgung verfügen beide Grafikkarten über zwei Anschlüsse:6-polig und 8-polig.

Stromverbrauch und Temperatur

Wie bereits erwähnt, verfügt die Grafikkarte R9 290X über zwei Betriebsarten des Kühlsystems. Im leisen Modus dreht sich der Lüfter im Kühlsystem bis zu 2000 U / min (ungefähr), was 40% der maximalen Drehzahl entspricht. Das Geräusch der Grafikkarte ist in diesem Modus recht gering und vergleichbar mit dem Geräusch der GTX Titan und der GTX 690. Bei einer starken Belastung der Grafikkarte kann das Kühlsystem den Temperaturanstieg jedoch nicht bewältigen. Nach Erreichen des Grenzwerts von 95 Grad beginnt die Frequenz der GPU abzunehmen, und gleichzeitig nimmt die Gesamtleistung der Grafikkarte ab. Beim 10-minütigen Test in der Metro Last Light-Gaming-App betrug die durchschnittliche GPU-Frequenz 850 MHz, es wurden jedoch Einbrüche bis zu 490 MHz beobachtet. Der Verbrauch des Testsystems mit einer Grafikkarte im leisen Modus liegt bei 465 W.Ähnlicher Stromverbrauch für ein System mit einer GeForce GTX 690-Grafikkarte. Durch Umschalten in den Uber-Modus wird die Lüftergeschwindigkeit auf 55% der Höchstgeschwindigkeit erhöht. Der Geräuschpegel steigt natürlich an. In diesem Modus betrug die Prozessorfrequenz beim Bestehen des Metro Last Light-Tests die meiste Zeit 1000 MHz. Eine Abnahme der Frequenz wurde ebenfalls beobachtet, war jedoch nicht lang und die Frequenz fiel nicht unter 770 MHz. Der Stromverbrauch des Testsystems betrug 487 W. Das ist eine Menge. Unabhängig von der Funktionsweise des Kühlsystems lag die Temperatur der Grafikkarte fast immer im Bereich von 90 bis 95 Grad.In diesem Modus betrug die Prozessorfrequenz beim Bestehen des Metro Last Light-Tests die meiste Zeit 1000 MHz. Eine Abnahme der Frequenz wurde ebenfalls beobachtet, war jedoch nicht lang und die Frequenz fiel nicht unter 770 MHz. Der Stromverbrauch des Testsystems betrug 487 W. Das ist eine Menge. Unabhängig von der Funktionsweise des Kühlsystems lag die Temperatur der Grafikkarte fast immer im Bereich von 90 bis 95 Grad.In diesem Modus betrug die Prozessorfrequenz beim Bestehen des Metro Last Light-Tests die meiste Zeit 1000 MHz. Eine Abnahme der Frequenz wurde ebenfalls beobachtet, war jedoch nicht lang und die Frequenz fiel nicht unter 770 MHz. Der Stromverbrauch des Testsystems betrug 487 W. Das ist eine Menge. Unabhängig von der Funktionsweise des Kühlsystems lag die Temperatur der Grafikkarte fast immer im Bereich von 90 bis 95 Grad.

Das jüngere Modell R9 290 hat eine Lüftergeschwindigkeit von 47% der Höchstgeschwindigkeit. Daher macht es im Betrieb etwas mehr Geräusche als beim R9 290X (Quiet Mode). Meistens läuft die GPU jedoch mit 947 MHz. Der Stromverbrauch des Testsystems mit der Grafikkarte R9 290 betrug 460 W.

Übertakten

Das Übertakten der Grafikkarten wurde durchgeführt, nachdem die maximale Lüftergeschwindigkeit im Kühlsystem eingestellt worden war. Gleichzeitig betrug die Lüftergeschwindigkeit beim R9 290X 5167 U / min und beim R9 290 5300 U / min. Nach dem Einstellen der maximalen Lüftergeschwindigkeit wurden beide Grafikkarten in der GPU auf 1100 MHz und im Videospeicher auf bis zu 6000 MHz übertaktet. In Spieleanwendungen betrug die Mindestfrequenz von Grafikkarten 997 MHz für die Radeon R9 290X und 1084 MHz für die Radeon R9 290. Nach dem Übertakten betrug die Temperatur der Radeon R9 290X-Grafikkarte 72 Grad und der Stromverbrauch des gesamten Systems stieg auf 510 W. Die Temperatur der Radeon R9 290-Grafikkarte war mit 67 Grad etwas niedriger. Der Gesamtstromverbrauch des Testsystems betrug 495 W.

Testen

Zum Testen von Grafikkarten wurde ein Testsystem zusammengebaut

Intel Core i7-3930K 3200 MHz L3-12288 Kb DMI s2011 Box-Prozessor;

Asus RAMPAGE IV EXTREME s2011 EATX-Motherboard;

RAM G.SKILL DDR3 4 x 2048 MB PC3-12800 1600 MHz;

Corsair 360 GB SSD 2,5 "SATAIII-Festplatte;

Zalman ZM1250 Platinum 1250W Netzteil;

Betriebssystem Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1.

In Spieleanwendungen wurde die Leistung von Radeon R9 290X- und Radeon R9 290-Grafikkarten mit Grafikkarten verglichen:

AMD Radeon HD 7990 (Prozessor- / Speicherfrequenz - 1000/6000 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 690 (Prozessor- / Speicherfrequenz - 915/6008 MHz, 4 GB);

NVIDIA GeForce GTX TITAN (Prozessor- / Speicherfrequenz - 836/6008 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 780 (Prozessor- / Speicherfrequenz - 863/6008 MHz, 3 GB).

In Spieleanwendungen wurden alle Grafikkarten mit 1920 x 1080 Pixel und 2560 x 1440 Pixel getestet. Die Testergebnisse sind für zwei durch einen Bruch getrennte Auflösungen angegeben (1920 x 1080/2560 x 1440).

Schlussfolgerungen

Die getesteten Grafikkarten weisen ein ausreichend hohes Leistungsniveau auf, das es ihnen ermöglicht, mit den Grafikkarten GTX 780 und GTX TITAN gleichberechtigt zu konkurrieren. Die Hauptnachteile der Grafikkarten Radeon R9 290X und Radeon R9 290 sind ein hoher Stromverbrauch und lautere Kühlsysteme als bei Nvidia-Grafikkarten. Wenn Sie den Geräuschpegel durch Einstellen einer niedrigeren Lüftergeschwindigkeit begrenzen, verringert sich auch die Leistung von Grafikkarten aufgrund von Überhitzung. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung waren AMD-Grafikkarten deutlich günstiger als Nvidia-Grafikkarten. Dies veranlasste Nvidia, die Kosten für die GTX 780-Grafikkarte zu senken und ein weiteres leistungsstärkeres Modell, die GTX 780 Ti, für die Veröffentlichung vorzubereiten. Der Kampf im Segment der Hochleistungs-Grafikkarten gewinnt also an Dynamik.