Revisión y prueba de tarjetas de video AMD R9 290X y AMD R9 290.

La introducción de la nueva línea de tarjetas gráficas R7 / R9 de AMD comenzó con la entrada al mercado de los modelos básicos y de gama media Radeon R7 260X, R9 270X y R9 280X. Estas tarjetas de video se construyeron en GPU ligeramente mejoradas que se utilizaron en la línea 7000. Las tarjetas de video recibieron soporte para una serie de nuevas tecnologías y se logró una pequeña ganancia de rendimiento al aumentar las frecuencias de reloj nominales. No recibieron ningún cambio significativo en la estructura del núcleo gráfico. Gracias a su agresiva política de precios, tienen una buena relación precio / rendimiento, lo que finalmente obligó al competidor Nvidia a reducir significativamente los precios de sus tarjetas de video. Pero, el principal interés de los usuarios debería ser causado por las tarjetas de video AMD R9 290X y AMD R9 290, cuyo anuncio se planeó un poco más tarde. Además,que estos son los buques insignia de la nueva línea, que deberían competir con las tarjetas gráficas GTX TITAN y GTX 780, recibirán un procesador gráfico completamente nuevo.

AMD R9 290X fue la primera en aparecer en el mercado, y después de un tiempo su versión ligeramente reducida de AMD R9 290. En esta revisión consideraremos estas dos tarjetas de video y compararemos su rendimiento con los principales competidores de Nvidia: GTX TITAN y GTX 780.

GPU de Hawaii

Comencemos a conocer la nueva GPU con su arquitectura. La GPU Hawaii se basa en la arquitectura Graphics Core Next, que también se utilizó en Tahití, pero con una serie de cambios. El bloque principal del kernel sigue siendo la Unidad de cálculo, que consta de 64 ALU y 4 unidades de filtrado de texturas. Entre los cambios aquí, vale la pena señalar la aparición de una nueva instrucción: MQSAD y un aumento en la precisión en el cálculo del logaritmo y el exponente. Estos cambios no afectan el rendimiento de las aplicaciones de juegos y solo serán de interés para los desarrolladores.

Se han producido cambios importantes en la arquitectura del kernel. Tiene una nueva unidad escalable: Shader Engine. Consiste en un procesador de geometría, 11 unidades de cómputo y 16 ROP. Por tanto, la GPU Hawaii tiene cuatro motores de sombreado.

Además, el procesador gráfico recibió un aumento de hasta 1 MB de caché L2 y un bus L1-L2 con un ancho de banda de hasta 1 TB / s. Cada motor de sombreado incluye un bloque de procesamiento de geometría que permite que la GPU procese hasta cuatro primitivas por ciclo de reloj. La GPU de Tahití solo podía cocinar dos primitivas por reloj. Además, una serie de optimizaciones hicieron posible aumentar el rendimiento en la teselación de hardware y la ejecución de sombreadores que modifican la geometría, lo que debería proporcionar un aumento del rendimiento en las aplicaciones de juegos.

Los usuarios de computación no gráfica apreciarán el aumento del número de despachadores de comandos del Motor de comando asincrónico (ACE) a 8. Son independientes del administrador de canalización de gráficos y pueden administrar 8 colas de comandos al mismo tiempo.

La nueva GPU llamada Hawaii consta de 6.020 millones de transistores. Su área es de 438 mm2. Aunque no supera al procesador GK110 de Nvidia en estos parámetros, es sin embargo el procesador más grande de AMD hasta la fecha. Consta de 2816 procesadores de flujo, 176 unidades de filtrado de texturas y 64 ROP (Tahiti 2048/128/32). Además de aumentar el número de bloques, el nuevo procesador recibió soporte para un bus de memoria de video de 512 bits. La última vez que el procesador R600, que se usó en tarjetas de video HD 2900 (2007), tenía tal ancho de bus de memoria de video. Luego, las tarjetas de video no funcionaron bien y la compañía se negó a usar ese autobús. En modelos posteriores, el aumento en el ancho de banda de la memoria de video se logró aumentando la frecuencia base de los microcircuitos, y el ancho del bus se limitó a 384 bits.En comparación con HD 7970, el ancho de banda del bus de memoria de video ha crecido en un 20%, y esto se debe principalmente al bus de 512 bits, ya que la frecuencia nominal de la memoria de video es de solo 5000 MHz. El número total de controladores de memoria de video, en comparación con Tahití, ha crecido de 6 a 8. Al mismo tiempo, AMD afirma que el área ocupada por controladores en el nuevo procesador ha disminuido en un 20%. La frecuencia máxima de la GPU es 1000 MHz.

La tarjeta gráfica AMD R9 290 recibió una versión ligeramente más ligera de este procesador. En comparación con el modelo anterior, 4 unidades de cómputo (256 procesadores de flujo y 16 unidades de filtrado de texturas) no están activas en su GPU. El número de ROP, así como el ancho del bus de memoria, se mantuvo sin cambios. La frecuencia máxima del procesador gráfico se redujo a 947 MHz, mientras que la frecuencia nominal de la memoria de video se mantuvo sin cambios en 5000 MHz. Resumiré las principales características técnicas de las tarjetas de video probadas en la tabla.

Tecnología PowerTune

Ambas tarjetas de video recibieron la tecnología PowerTune actualizada, que se usó anteriormente en las tarjetas de video HD 7790 / R7 260X. Esta tecnología ajusta el voltaje de la GPU y la frecuencia de operación para un rendimiento máximo dentro de los límites de TDP especificados. La frecuencia de la GPU cambia en pasos de 100 MHz. Como resultado, se forma una cierta frecuencia promedio. La frecuencia mínima puede ser 300 MHz.

Entre las innovaciones, la regulación de voltaje más rápida y precisa en la GPU y la capacidad de obtener datos sobre el consumo de corriente real y el voltaje de suministro. Además, el usuario no recibe los valores calculados, como antes, sino los valores reales de sensores especiales. Se ha cambiado el algoritmo de control del ventilador en el sistema de refrigeración. Ahora, la velocidad del impulsor cambia dependiendo de la carga en el procesador incluso antes de que suba la temperatura. Esta solución le permite cambiar suavemente la velocidad de rotación y, como consecuencia, reducir el ruido generado durante la aceleración.

Las características de ambas tarjetas de video indican la frecuencia máxima del procesador, que puede alcanzar si no se alcanzan los límites de consumo de energía o temperatura del núcleo gráfico. Si la temperatura no se puede mantener por debajo del límite establecido, a una velocidad de ventilador determinada, la frecuencia de la GPU comienza a disminuir.

Al configurar los ajustes de PowerTune, el usuario tendrá que elegir entre las tres restricciones anteriores, dando prioridad a una de ellas.

Fuego cruzado

Las tarjetas gráficas AMD R9 290X y AMD R9 290 tienen una nueva tecnología que no se encuentra en el resto de las tarjetas gráficas de la serie R7 / R9. Anteriormente, para construir una serie de tarjetas de video, un puente especial (CrossFire X) era un elemento integral, que en realidad "unía" las tarjetas de video sincronizando los búferes de cuadros. Ahora, al construir una matriz de tarjetas de video AMD R9 290X (AMD R9 290), las tarjetas de video se sincronizan a través del bus PCI-Express. Según los ingenieros de la compañía, este método de sincronización de tarjetas de video no afectará el rendimiento del subsistema de video incluso cuando se utiliza el bus PCI-Express 2.0.

Otras tecnologias

Ambas tarjetas de video están equipadas con todas las tecnologías que se introdujeron en los modelos más jóvenes. Detengámonos brevemente en cada uno de ellos.

VESA Display ID v1.3: le permite configurar dos "partes" virtuales de la matriz de un monitor "mosaico" con una resolución de 4K en modo automático (plug'n'play). Siempre que esta tecnología sea compatible con el fabricante del monitor.

Eyefinity es una tecnología actualizada que elimina la necesidad de conectar un tercer monitor a través de DisplayPort.

API DirectX 11.2, Mantle: las nuevas tarjetas de video recibieron soporte para las instrucciones de DirectX 11.2 y API Mantle de bajo nivel. Mantle promete un aumento muy significativo en el rendimiento de las tarjetas de video de la serie R7 / R9 en aquellos juegos donde será utilizada por los desarrolladores.

Además, ambas tarjetas de video tienen un procesador de sonido integrado y son compatibles con la tecnología TrueAudio. Esta tecnología le permite producir efectos de sonido no solo a través de la interfaz HDMI, sino también a través de cualquier otra fuente.

Diseño

Avanzando un poco, quiero decir que el diseño de los modelos estándar de las tarjetas de video AMD R9 290X y AMD R9 290 es absolutamente el mismo. Para la refrigeración de modelos estándar, como en las soluciones de series anteriores, se utiliza un sistema de refrigeración tipo turbina. Externamente, las nuevas tarjetas de video difieren de las soluciones anteriores en una carcasa ligeramente diferente del sistema de enfriamiento. Un radiador masivo está oculto debajo de la carcasa del sistema de enfriamiento. En la base del radiador hay una cámara de evaporación de cobre. El radiador con la cámara de evaporación se fija a un marco de aluminio, formando una estructura de una sola pieza.

El marco sirve como disipador de calor para chips de memoria y elementos de potencia en el circuito de suministro de energía.

El sistema de refrigeración ocupa dos ranuras de expansión en altura. El sistema de refrigeración es bastante masivo, pero incluso cuando funciona en modo normal no se puede llamar silencioso. Al configurar manualmente la velocidad máxima de la turbina, el ruido de la tarjeta de video anula el ruido de todos los demás componentes del sistema. La única ventaja de un sistema de enfriamiento de este tipo es que la mayor parte del aire caliente se expulsa del sistema. A juzgar por el hecho de que los datos oficiales sobre el nivel de TDP para las dos tarjetas de video no fueron anunciados, se puede suponer que son bastante significativos y están en la región de 300 W.

De las salidas de video en las dos tarjetas de video, hay dos conectores DVI-D, HDMI y DisplayPort.

Las dimensiones totales de las tarjetas de video son 275 x 98 x 39 mm.

Placa de circuito impreso

El diseño de PCB para las tarjetas de video AMD R9 290X y AMD R9 290 también es absolutamente el mismo. Ambas tarjetas de video tienen el mismo número de fases en el subsistema de energía.

La fuente de alimentación para los componentes de las tarjetas de video se basa en un esquema de 7 fases. Las fases de potencia se distribuyen entre los componentes de las tarjetas de video de la siguiente manera: 5 fases alimentan la GPU, 1 fase de la memoria de video y 1 fase del PLL. El controlador IR 3567 controla las fases de la fuente de alimentación.16 chips de memoria de video están soldados desde la parte frontal de la placa de circuito impreso. Las tarjetas de video usan chips SK Hynix con la marca H5GQ1H24AFR-R0C. Hay un microinterruptor en ambas placas. Pero a diferencia de las tarjetas de video de series anteriores, no cambia el modo BIOS. En la tarjeta de video R9 290X, se puede usar para seleccionar uno de los dos modos (Modo silencioso o Modo Uber) de la velocidad del ventilador en el sistema de enfriamiento. En el modelo más joven, este interruptor no afecta la velocidad del ventilador en el sistema de enfriamiento. Para una fuente de alimentación adicional, ambas tarjetas de video tienen dos conectores:6 pines y 8 pines.

Consumo de energía y temperatura

Como ya se mencionó, la tarjeta de video R9 290X tiene dos modos de operación para el sistema de enfriamiento. En el modo silencioso, el ventilador del sistema de enfriamiento gira hasta 2000 RPM (aproximadamente), que es el 40% de la velocidad máxima. El ruido de la tarjeta de video en este modo es bastante bajo y es comparable al ruido de la GTX Titan y GTX 690. Pero con una gran carga en la tarjeta de video, el sistema de enfriamiento no puede hacer frente al aumento de temperatura. Después de alcanzar el límite de 95 grados, la frecuencia de la GPU comienza a disminuir y, con ella, el rendimiento general de la tarjeta de video disminuye. Cuando se probó en la aplicación de juegos Metro Last Light durante 10 minutos, la GPU promedió 850 MHz, pero bajó a 490 MHz. El consumo del sistema de prueba con una tarjeta de video en modo silencioso es de 465 W.Consumo de energía similar para un sistema con una tarjeta de video GeForce GTX 690. Cuando cambia al modo Uber, la velocidad del ventilador aumenta al 55% de la velocidad máxima. El nivel de ruido aumenta naturalmente. En este modo, al pasar la prueba de Metro Last Light, la frecuencia del procesador era de 1000 MHz la mayor parte del tiempo. También se observó una disminución en la frecuencia, pero no fue larga, y la frecuencia no cayó por debajo de 770 MHz. El consumo de energía del sistema de prueba fue de 487 W. Eso es mucho. Independientemente del modo de funcionamiento del sistema de enfriamiento, la temperatura de la tarjeta de video estuvo casi siempre en el rango de 90 a 95 grados.En este modo, al pasar la prueba de Metro Last Light, la frecuencia del procesador era de 1000 MHz la mayor parte del tiempo. También se observó una disminución en la frecuencia, pero no fue larga, y la frecuencia no cayó por debajo de 770 MHz. El consumo de energía del sistema de prueba fue de 487 W. Eso es mucho. Independientemente del modo de funcionamiento del sistema de enfriamiento, la temperatura de la tarjeta de video estuvo casi siempre en el rango de 90 a 95 grados.En este modo, al pasar la prueba de Metro Last Light, la frecuencia del procesador era de 1000 MHz la mayor parte del tiempo. También se observó una disminución en la frecuencia, pero no fue larga, y la frecuencia no cayó por debajo de 770 MHz. El consumo de energía del sistema de prueba fue de 487 W. Eso es mucho. Independientemente del modo de funcionamiento del sistema de enfriamiento, la temperatura de la tarjeta de video estuvo casi siempre en el rango de 90 a 95 grados.

El modelo más joven R9 290 tiene una velocidad del ventilador del 47% de la velocidad máxima. Por lo tanto, hace un poco más de ruido en funcionamiento que el R9 290X (modo silencioso). Pero la mayoría de las veces la GPU funciona a 947 MHz. El consumo de energía del sistema de prueba con la tarjeta gráfica R9 290 fue de 460 W.

Overclocking

El overclocking de las tarjetas de video se llevó a cabo después de establecer la velocidad máxima del ventilador en el sistema de enfriamiento. Al mismo tiempo, la velocidad del ventilador era de 5167 rpm para el R9 290X y de 5300 rpm para el R9 290. Después de establecer la velocidad máxima del ventilador, ambas tarjetas de video fueron overclockeadas a 1100 MHz en el procesador gráfico y hasta 6000 MHz en la memoria de video. En aplicaciones de juegos, la frecuencia mínima de las tarjetas de video fue de 997 MHz para la Radeon R9 290X y 1084 MHz para la Radeon R9 290. Después del overclocking, la temperatura de la tarjeta de video Radeon R9 290X fue de 72 grados y el consumo de energía de todo el sistema se elevó a 510 W. La temperatura de la tarjeta gráfica Radeon R9 290 fue ligeramente inferior a 67 grados. El consumo total de energía del sistema de prueba fue de 495 W.

Pruebas

Para probar las tarjetas de video, se armó un sistema de prueba

Procesador de caja Intel Core i7-3930K 3200 MHz L3-12288 Kb DMI s2011;

Placa base Asus RAMPAGE IV EXTREME s2011 EATX;

RAM G.SKILL DDR3 4x2048 Mb PC3-12800 1600 MHz;

Disco duro Corsair 360 GB SSD 2.5 "SATAIII;

Fuente de alimentación Zalman ZM1250 Platinum 1250W;

Sistema operativo Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1.

En aplicaciones de juegos, se comparó el rendimiento de las tarjetas de video Radeon R9 290X y Radeon R9 290 con las tarjetas de video:

AMD Radeon HD 7990 (frecuencia de procesador / memoria: 1000/6000 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 690 (frecuencia de procesador / memoria: 915/6008 MHz, 4 GB);

NVIDIA GeForce GTX TITAN (procesador / frecuencia de memoria - 836/6008 MHz, 6 GB);

NVIDIA GeForce GTX 780 (frecuencia de procesador / memoria - 863/6008 MHz, 3 GB).

En las aplicaciones de juegos, todas las tarjetas de video se probaron a 1920 x 1080 píxeles y 2560 x 1440 píxeles. Los resultados de la prueba se indican para dos resoluciones separadas por una fracción (1920 x 1080/2560 x 1440).

conclusiones

Las tarjetas de video probadas tienen un nivel de rendimiento suficientemente alto que les permite competir en pie de igualdad con las tarjetas de video GTX 780 y GTX TITAN. Los principales inconvenientes de las tarjetas de video Radeon R9 290X y Radeon R9 290 son el alto consumo de energía y los sistemas de enfriamiento más ruidosos que las tarjetas de video Nvidia. Si limita el nivel de ruido configurando una velocidad de ventilador más baja, el rendimiento de las tarjetas de video también disminuirá debido al sobrecalentamiento. En el momento del lanzamiento, las tarjetas gráficas AMD eran significativamente menos costosas que las tarjetas gráficas Nvidia. Esto llevó a Nvidia a reducir el costo de la tarjeta gráfica GTX 780 y prepararse para el lanzamiento de otro modelo más potente: la GTX 780 Ti. De modo que la lucha en el segmento de las tarjetas de video de alto rendimiento está cobrando un nuevo impulso.