Двухпроцессорный видеоускоритель AMD Radeon R9 295X2: новый абсолютный лидер 3D-графики
Содержание Когда выходят топовые продукты нового поколения, автоматически ожидаешь, что следом появятся двухпроцессорные гиганты, основанные на двух самых мощных GPU. Так всегда и было в последние годы, различался лишь временной интервал между выходом однопроцессорных и двухпроцессорных гигантов одного поколения. В этот раз времени прошло прилично, ведь Hawaii в виде Radeon R9 290X появился в конце сентября 2013 года. И вот через 6 месяцев выходит двухпроцессорный имиджевый продукт.
Да, стало традицией, что топовые двухчиповые решения получают чрезвычайно завышенные цены и становятся просто символами AMD или NVIDIA, имиджевыми ускорителями. А цены так завышают не потому, что уж слишком дорого стоит произвести такие карты, а чтобы не было слишком высокого спроса: тираж таких ускорителей всегда относительно невысок.
Иногда в основе такого рода двухпроцессорных видеокарт лежат не полноценные, а чуть обрезанные по блокам GPU. Вот мы сегодня и посмотрим: это два R9 290X или два R9 290 на одной печатной плате?
Часть 1: Теория и архитектура Компания AMD обновила текущую линейку видеокарт осенью прошлого года, выпустив тогда лишь один абсолютно новый GPU — Hawaii. Основанные на этом чипе видеокарты серии AMD Radeon R9 29x обеспечивают достаточно высокую производительность в играх и их можно считать топовыми решениями для любителей игр, так как они обеспечивают высокую частоту смены кадров в играх даже в UltraHD разрешении, а также отличаются богатыми функциональными возможностями, так как видеочип Hawaii основан на последней графической архитектуре компании — GCN 1.1.
Но сегодня компания AMD сделала еще один шаг вперед, представив новый продукт из серии R9 29x — самую производительную в мире одиночную видеокарту, созданную на базе двух таких GPU. AMD имеет богатую историю по выпуску мощнейших двухчиповых видеокарт, и вот она в очередной раз представила быстрейшее в мире игровое решение, основанное на двух графических процессорах — Radeon R9 295×2. Эта модель видеокарты — топовое решение высшего класса, спроектированное для максимально производительных игровых систем.
Новая двухчиповая модель поддерживает все технологии, о которых мы упоминали в обзорах линейки Radeon R9 29x, но главное ее отличие в том, что она дает заметно большую скорость рендеринга — до двух раз быстрее топовой одночиповой платы. Модель AMD Radeon R9 295×2 предназначена для самых богатых и активных энтузиастов ПК-игр, любителей разгона и установки рекордов в 3D-бенчмарках.
Позиционирование новинки понятно из диаграммы производительности в бенчмарке 3DMark Fire Strike, в которой представлены все верхние модели выпущенных компанией AMD подсерий видеокарт: R9 27x, R9 28x и R9 29x, только теперь к ним добавилась и двухчиповая R9 295×2. Естественно, что она сразу же стала лидером в линейке компании.
Если забежать немного вперед, то такая прыть легко объяснима — новинка основана на двух полноценных графических процессорах Hawaii, которые совместно состоят из 12.4 миллиардов транзисторов, предлагают мощь 5632 потоковых процессоров, равную 11,5 терафлопам. Компанию им составляют 8 гигабайт GDDR5-памяти, присоединенные к GPU при помощи двух 512-битных шин, что дает высокую ПСП, достаточную для того, чтобы показать двукратное или почти двукратное превосходство над Radeon R9 290X.
Сегодняшним анонсом AMD продолжает традиции выпуска мощнейших двухчиповых видеокарт, предназначенных для энтузиастов игр, и мы уже не раз писали о том, что решения такой мощности — скорее имиджевые продукты, предназначенные для подтверждения статуса производителя самых производительных видеокарт, так как прибыли с топовых плат получается крайне мало, учитывая высокую себестоимость производства и очень малый тираж. Если говорить о доле самых мощных двухчиповых решений среди всей прибыли компании, то она просто не заметна на фоне денег, вырученных от продаж видеокарт среднего и нижнего ценовых диапазонов.
Так как новая двухчиповая модель Radeon R9 295×2 основана на уже довольно давно известных нам по серии R9 29x видеочипах Hawaii, то перед прочтением данного материала будет полезно ознакомиться с подробной информацией о ранних решениях компании AMD этого семейства:
Переходим к описанию технических характеристик вышедшей сегодня двухчиповой видеоплаты модели Radeon R9 295×2, имеющей внутреннее наименование «Vesuvius» и основанной на паре GPU с кодовым названием «Hawaii».
Графический ускоритель Radeon R9 295×2 Кодовое имя «Vesuvius» Технология производства: 28 нм 2 чипа по 6,2 млрд. транзисторов каждый Унифицированная архитектура с массивом общих процессоров для потоковой обработки многочисленных видов данных: вершин, пикселей и др. Аппаратная поддержка DirectX 11.2, в том числе шейдерной модели Shader Model 5.0 Двойная 512-битная шина памяти: дважды по восемь контроллеров шириной по 64 бита с поддержкой памяти GDDR5 Частота графических процессоров: до 1018 МГц Дважды по 44 вычислительных блока GCN, включающих 176 SIMD-ядер, состоящих в целом из 5632 ALU для расчетов с плавающей запятой (поддерживаются целочисленные и плавающие форматы, с точностью FP32 и FP64) 2×176 текстурных блоков, с поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов 2×64 блока ROP с поддержкой режимов антиалиасинга с возможностью программируемой выборки более чем 16 сэмплов на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Пиковая производительность до 128 отсчетов за такт, а в режиме без цвета (Z only) — 512 отсчетов за такт Интегрированная поддержка до шести мониторов, подключенных по интерфейсам DVI, HDMI и DisplayPort Спецификации видеокарты Radeon R9 295×2
Частота ядра: до 1018 МГц Количество универсальных процессоров: 5632 Количество текстурных блоков: 352, блоков блендинга: 128 Эффективная частота памяти: 5000 МГц (4×1250 МГц) Тип памяти: GDDR5 Объем памяти: 2×4 гигабайта Пропускная способность памяти: 2×320 гигабайт в секунду Вычислительная производительность (FP32) 11,5 терафлопс Теоретическая максимальная скорость закраски: 130,3 гигапикселей в секунду Теоретическая скорость выборки текстур: 358,3 гигатекселей в секунду Шина PCI Express 3.0 Разъемы: DVI Dual Link, четыре Mini-DisplayPort 1.2 Энергопотребление до 500 Вт Два 8-контактных разъема дополнительного питания Двухслотовый дизайн Рекомендуемая цена для рынка США — $1499 (для России — 59 990 руб). Интересно полное название новой двухчиповой модели, которое в очередной раз показывает проблемы системы наименований для видеокарт AMD, о которых мы не раз писали. Это уже вторая видеокарта, которую назвали некруглой цифрой, в этот раз между 290 и 300, так как 300-й серией еще назвать нельзя, а 290-ю заняли одночиповые видеокарты. Но зачем тогда новинке дали еще и новый суффикс «X2»? Ну назвали бы или R9 290×2 или R9 295, но нет — обязательно надо и то, и другое, «да побольше, доктор, побольше!»
Логично, что модель Radeon R9 295×2 занимает самое верхнее положение в новой линейке компании, высоко над R9 290X, так как и по производительности и по цене она заметно выше одночипового варианта. Рекомендованная цена на Radeon R9 295×2 равна $1500, что ближе всего к цене «эксклюзивного» одночипового решения конкурента из этого же ценового сегмента — GeForce GTX Titan Black. Ну и частично можно привести в пример GTX 780 Ti, хотя она заметно дешевле. И до анонса и выхода на рынок игрового двухчипового решения NVIDIA, именно топовые одночиповые модели GeForce и будут оставаться соперниками для Radeon R9 295×2.
На новую двухчиповую видеокарту Radeon устанавливается память типа GDDR5 объемом в 4 гигабайта на каждый GPU, что обусловлено 512-битной шиной памяти у чипов Hawaii. Такой большой объем более чем обоснован для продукта такого высокого уровня, так как в некоторых современных игровых приложениях при максимальных настройках, включенном сглаживании и высоких разрешениях, меньшего объема памяти (по 2 гигабайта на чип, к примеру) уже иногда не хватает. И уж тем более это замечание относится к рендерингу в UltraHD-разрешении, в стереорежиме или на нескольких мониторах в режиме Eyefinity.
Естественно, что столь мощная двухчиповая видеокарта имеет эффективную систему охлаждения, отличающуюся от традиционных кулеров для референсных видеокарт AMD, но о ней мы поговорим несколько позже. А вот про энергопотребление платы с двумя мощными GPU на борту можно упомянуть уже сейчас — оно не просто высокое, но поставило очередной рекорд по официальной цифре TDP для платы референсного дизайна, даже двухчиповой. По понятным причинам, карта имеет и два 8-контактных разъема питания, что также объясняется ее гигантским энергопотреблением.
Архитектурные особенности Так как видеоплата с кодовым именем «Vesuvius» основана на двух графических процессорах «Hawaii», о которых мы уже писали не раз, то все подробные технические характеристики и иные особенности можно узнать из статьи, посвященной анонсу одночипового флагмана компании — Radeon R9 290X. В материале по ссылке тщательно разобраны все особенности как текущей архитектуры Graphics Core Next, так и конкретного GPU, а в данной статье мы повторим вкратце лишь самое главное.
Графический чип Hawaii, который лежит в основе видеокарты, основан на архитектуре Graphics Core Next, которая в версии 1.1 была слегка модифицирована по вычислительным способностям и для полной поддержки всех возможностей DirectX 11.2. Но главной задачей при проектировании нового топового GPU было улучшение энергоэффективности и добавление дополнительных вычислительных блоков, по сравнению с Tahiti. Чип производится на том же 28 нм техпроцессе, что и Tahiti, но он более сложный: 6,2 млрд. транзисторов против 4,3 млрд. В Radeon R9 295×2 используется два таких чипа:
В состав каждого графического процессора входит 44 вычислительных блока архитектуры GCN, содержащих 2816 потоковых процессоров, 64 блока ROP и 176 блоков TMU, и все они работоспособны, для двухчипового решения не был отключен ни один. Итоговая производительность текстурирования превысила 358 гигатекселей в секунду, что очень много, да и скорость заполнения сцены (производительность блоков ROP) у Radeon R9 295×2 высока — 130 гигапикселей в секунду. Новый двухчиповый Radeon имеет двойную 512-битную шину памяти, собранную из шестнадцати 64-битных каналов на два чипа, что обеспечивает общую ПСП, равную 640 ГБ/сек — рекордный показатель.
Новая модель Radeon R9 295×2 поддерживает все те технологии, что и другие модели на этом же GPU. Мы уже неоднократно писали обо всех новых технологиях, поддерживаемых графическими чипами компании AMD в соответствующих обзорах. В частности, рассмотренное сегодня решение обладает поддержкой нового графического API Mantle, который помогает более эффективно использовать аппаратные возможности графических процессоров AMD, не будучи ограничен недостатками имеющихся графических API: OpenGL и DirectX, так как в Mantle используется более «тонкая» программная оболочка между игровым движком и аппаратными ресурсами GPU подобно тому, как это давно делается на игровых консолях.
Mantle был разработан в AMD при значительном участии ведущих игровых разработчиков из компании DICE, и игра Battlefield 4, ставшая первым проектом, использующим Mantle, показывает вполне приличный прирост производительности при переходе от Direct3D к Mantle. А среди заинтересовавшихся Mantle можно особенно выделить несколько компаний: Crytek, Rebellion, и уже упоминавшиеся ранее Oxide, Nixxes Software и Cloud Imperium Games. Количество игровых движков и проектов с поддержкой Mantle растет, но игр пока не очень много: Battlefield 4, Thief и Star Citizen. Впрочем, и грядущий DirectX 12 новинка также будет поддерживать.
В остальном, остается лишь отметить, что новая плата также поддерживает и все остальные современные технологии компании AMD, которые были внедрены и улучшены в новых видеочипах линейки: TrueAudio, PowerTune, ZeroCore, Eyefinity и другие. Обо всем этом подробно написано в предыдущих статьях, и повторяться просто нет смысла.
Конструктивные особенности и системные требования Видеокарта Radeon R9 295×2 не только обеспечивает максимальную 3D-производительность, она и выглядит солидно — согласно своему статусу топовой видеосистемы. Данное изделие компании AMD имеет довольно крепкую и надежную конструкцию, включающую металлические заднюю пластину и кожух системы охлаждения. При этом не забыли украсить и внешний вид платы, применив подсветку логотипа Radeon, расположенного на торце кожуха кулера, а также подсвеченный центральный вентилятор видеокарты.
Длина новой карты составляет более 30 см (если точнее, то 305–307 мм), а по толщине это двухслотовое решение, а не трехслотовое, какими бывают мощные модели для игровых энтузиастов. В итоге получившаяся видеокарта отлично выглядит и по стилю подходит для игровых систем максимальной производительности, вроде готовых ПК Maingear Epic, а также аналогичных ПК из мощнейших игровых серий других производителей:
Естественно, что при потреблении энергии даже одночиповой видеокартой Radeon R9 290X, доходящем почти до 300 Вт, в случае двух GPU, работающих на той же частоте и имеющих то же количество активных функциональных устройств, энергопотребление двухчиповой карты никак не могло ограничиться планкой в 375 Вт, которая ранее была стандартом даже для мощных двухчиповых решений. Поэтому в AMD решили выпустить бескомпромиссное решение для энтузиастов, имеющее два 8-контактных разъема дополнительного питания и требующее аж 500 Вт.
Соответственно, использование Radeon R9 295×2 в системе предполагает довольно высокие требования к применяемому блоку питания, которые гораздо выше тех, что предъявляют одночиповые модели видеокарт, даже самые мощные. Блок питания должен иметь два 8-контактных PCI Express разъема питания, каждый из которых должен обеспечивать по 28 А по выделенной линии. А в целом, по двум линиям питания, подходящим к видеокарте, БП должен давать не меньше 50 А — и это без учета требований остальных компонентов системы.
Естественно, в случае установки двух видеокарт Radeon R9 295×2 в один ПК, требования удваиваются, а также потребуется вторая пара 8-контактных разъемов. При этом, крайне не рекомендуется использование каких либо адаптеров или разветвителей. Официальный список рекомендуемых блоков питания будет приведен на сайте компании AMD.
Отметим, у Radeon R9 295×2 есть поддержка известной технологии ZeroCore Power. Данная технология помогает добиться значительно меньшего потребления энергии в режиме «глубокого простоя» или «сна» с отключенным устройством отображения. В таком режиме простаивающий GPU практически полностью отключается, и потребляет менее 5% от энергии полноценного режима, отключая большинство функциональных блоков. В случае двухчиповых плат еще важнее то, что при отрисовке интерфейса операционной системой второй GPU не будет работать вовсе. В таком случае один из чипов Radeon R9 295×2 будет погружен в глубокий сон с минимальным потреблением энергии.
Система охлаждения Так как даже один графический процессор Hawaii очень сильно греется, потребляя более 250 Вт в некоторых случаях, то в AMD решили использовать в двухчиповом решении систему водяного охлаждения, так как вода значительно (в 24 раза) эффективнее воздуха при передаче тепла. Если точнее, то специально сконструированное для Radeon R9 295×2 устройство охлаждения компании Asetek является гибридным, так как сочетает охлаждение при помощи воды и воздуха для разных элементов видеокарты.
Итак, новая двухчиповая видеокарта модели Radeon R9 295×2 имеет кулер, который является герметичной необслуживаемой системой охлаждения, включающей интегрированную помпу, крупный теплообменник с вентилятором типоразмера 120 мм, пару резиновых шлангов и отдельные радиатор с вентилятором для охлаждения микросхем памяти и системы питания.
Система водяного охлаждения Asetek спроектирована для максимально эффективного отбора тепла от пары GPU, и для улучшения теплообмена в подошвах, прижатых к обоим чипам, сделаны специальные микроканалы. Вентилятор на теплообменнике работает на автоматически изменяемой частоте оборотов, которая зависит от температуры охлаждающей жидкости. Вентилятор, служащий для охлаждения памяти и системы питания также изменяет свои обороты в зависимости от степени нагрева.
Новая двухчиповая видеокарта компании AMD, несмотря на сложный гибридный кулер, поставляется полностью готовой к установке в систему, нужно просто установить ее в слот расширения как обычно и смонтировать теплообменник на корпусе ПК. Но из-за такой массивной системы охлаждения к установке Radeon R9 295×2 в систему есть дополнительные требования и рекомендации.
Корпус ПК должен иметь как минимум одно посадочное место для вентиляторов типоразмера 120 мм. В случае пары видеокарт Radeon R9 295×2 будут нужны два таких места, а если и центральный процессор системы охлаждается аналогичным устройством, то и три. При этом, теплообменник видеокарты желательно устанавливать выше самой видеокарты, для более эффективной циркуляции охлаждающей жидкости, заранее убедившись, что длины трубок кулера в 38 см хватит для подобного монтажа.
Вентилятор размерности 120 мм установлен на радиатор теплообменника так, чтобы прогонять воздух через радиатор, и рекомендуется установить его в корпусе таким образом, чтобы горячий воздух выходил из ПК наружу. Также рекомендуется использование дополнительных вентиляторов в корпусе ПК для охлаждения столь мощной системы с весьма горячим нравом, что совершенно неудивительно.
Оценка производительности По сути, для довольно достоверной оценки вероятной производительности двухчиповой новинки AMD достаточно будет рассмотреть одни ее теоретические показатели, по сравнению с одночиповой моделью Radeon R9 290X. Потому что в высоких разрешениях CrossFire если работает, то обеспечивает близкую к 100% эффективности, примерно в 80–90%.
По сравнению параметров аналогичных двух- и одночиповых топовых моделей компании можно понять, что Radeon R9 295×2 мало чем отличается от пары видеокарт R9 290X, поставленных в CrossFire-связку. Все параметры графических процессоров в составе новинки остались неизменными (не считать же большим приростом скачок частоты в 18 МГц, что составляет менее 2%) по сравнению с одночиповым аналогом. Не было урезано ни количество исполнительных блоков, ни частоты, ни шина памяти. А значит, что и производительность R9 295×2 будет до двух раз выше, чем у R9 290X.
Переходя к практике, рассмотрим для начала скорость рендеринга нескольких решений в общепризнанном тесте производительности 3DMark Fire Strike в наборах предустановок Performance и Extreme. Этот тест компания AMD очень любит, так как производительность в нем сильно зависит от скорости выполнения математических вычислений, и Radeon R9 295×2 в нем показывает себя наиболее производительной видеокартой среди существующих на рынке.
Мощнейшие одночиповые платы AMD и NVIDIA проигрывают новинке на базе пары GPU в этом тесте от 60 до 85%. Поэтому можно предположить, что и в играх Radeon R9 295×2 будет также опережать своих соперников, особенно при самых высоких настройках качества и в UltraHD-разрешении. Собственно, двухчиповая новинка AMD и должна стать одним из лучших выборов для энтузиастов, играющих в подобных условиях на UltraHD-устройствах отображения.
Компания выпустила очень быстрое решение, поэтому и немудрено, что они показывают его производительность, по сравнению с одночиповыми видеоплатами в высочайшем разрешении 3840×2160 и при высоких настройках, достаточных для достижения стабильных 30 кадров в секунду. И Radeon R9 295×2 обеспечивает такую производительность в большом наборе современных игр, включая самые требовательные:
В то время, когда одночиповые решения не могут обеспечить даже 30 средних FPS, двухчиповая новинка AMD всегда показывает производительность не ниже этой отметки, а чаще всего — много выше. По сути, она почти вдвое быстрее одночиповых топов в таких условиях.
Рассмотрим еще пару диаграмм, на которых указана сравнительная производительность нескольких решений в игре Battlefield 4 — одном из самых популярных мультиплеерных проектов современности. Известно, что эта игра весьма требовательна, основана на отличном игровом движке Frostbite 3, а также стала первой, обладающей поддержкой нового графического API Mantle, поэтому компания AMD не могла отказать себе в удовольствии показать свое преимущество в ней:
На диаграмме видно, что производительность Radeon R9 295×2 в режиме рендеринга, использующем Mantle, не просто превосходит скорость одночиповых плат Radeon R9 290X и GeForce GTX Titan Black, но даже опережает пару видеоплат производства NVIDIA, работающих в SLI. Вероятно, в этом «виновато» как раз использование Mantle вместо Direct3D. Результаты очень неплохие, но это — лишь данные самой AMD, в одном из следующих разделов статьи мы проведем и собственные измерения.
А пока что проверим эффективность рендеринга в режиме CrossFire. Который, к слову, также поддерживается новинкой, и впечатляющую мощь Radeon R9 295×2 можно удвоить, добавив к одной такой видеокарте вторую. Тогда две платы будут работать совместно, объединив мощь четырех графических процессоров Hawaii. Кроме этого, объединение в CrossFire стало еще удобнее, ведь в серии Radeon R9 29x для включения Crossfire не нужно использовать соответствующий мостик, физически соединяющий две платы — та же производительность обеспечивается при передаче данных по PCI-E. Но давайте рассмотрим эффективность работы в двухчиповом режиме саму по себе:
AMD сравнивает эффективность многочипового рендеринга для пары Radeon R9 290X, пары GeForce GTX Titan Black в SLI, а также для одной Radeon R9 295×2. Компания потратила немало времени на оптимизацию работы таких систем на базе нескольких GPU, поэтому они выжимают максимальную эффективность в большинстве приложений, близкую к 100%. Они даже честно указали пару примеров, где NVIDIA SLI справляется эффективнее. Впрочем, обратных примеров больше, разумеется — ведь это данные AMD.
Нам же больше интересно, что эффективность двухчипового решения компании AMD оказалась выше, чем эффективность работы CrossFire на базе пары Radeon R9 290X. Разница невелика, и не всегда она в пользу двухчипового решения, но она есть, и это явно не погрешность измерений. Вероятно, обмениваться необходимыми данными у GPU на одной плате выходит эффективнее, чем с использованием внешних разъемов. То есть, пара Radeon R9 290X близка по скорости к новинке, но все же R9 295×2 должна слегка превосходить такую конфигурацию.
На этом теоретическая часть статьи закончена, а следующая страница материала посвящена практическому исследованию скорости рендеринга представленной сегодня двухчиповой видеокарты AMD Radeon R9 295×2 в наборе синтетических тестов. Хотя предельные тесты на многочиповых видеосистемах не имеют особенного смысла, так как ими измеряется скорее эффективность работы технологий CrossFire и SLI, но цифры все же могут быть любопытны, ведь новая видеокарта грозит стать самой производительной вообще. Так что давайте проверим, как производительность нового решения на базе двух мощных GPU соотносится со скоростью предыдущих решений компании AMD, а также быстрейших видеокарт конкурента.
AMD Radeon R9 295×2 — Часть 2: видеоплаты и синтетические тесты → 
Полный текст статьи читайте на iXBT
