Обзор и тестирование видеокарты AMD Radeon R9 290

Оглавление

• Вступление
• Технические особенности
• Технические характеристики
• Внешний вид и размеры
• Печатная плата
• Тестовый стенд
• Методика тестирования СО
• Исследование потенциала системы охлаждения
• Результаты разгона
• Turbo от AMD
• Энергопотребление
• Методика тестирования производительности
• Результаты тестов
• Sleeping Dogs
• Sniper Elite V2
• Far Cry III
• Crysis 3
• Tomb Raider (2013)
• Metro Last Light
• Company Of Heroes II
• Total War: Rome II
• Battlefield III
• Итоговые результаты
• Среднее количество кадров в секунду и их стоимость
• Заключение

Вступление

В разгар ценовых войн в высшем эшелоне видеокарт выход новинки под именем AMD Radeon R9 290 особенно интересен. Снизу по красной линии ее подпирает Radeon R9 280X с рекомендуемым ценником $299, сверху ограничивает старший брат R9 290X за $549. Конкурент также не дремлет и уже высказал свое мнение по поводу цен: GeForce GTX 770 – 11990 рублей, что эквивалентно $349, GTX 780 – 17990 рублей или $499. Последняя цифра, на мой взгляд, слишком близка к заявленному порогу в $549, поэтому логичнее предположить, что Radeon R9 290 будет оценен в $449.

Да, друзья, за сутки до анонса мы так и не получили рекомендованную стоимость новинки, а значит, будем отталкиваться от других ее свойств, точнее от производительности по сравнению с GeForce GTX 780, ведь именно последняя и составит основную конкуренцию.

Технические особенности

С технической стороны вопроса Radeon R9 290 есть ни что иное, как упрощенная версия полноценного ядра Hawaii. Немного меньше стало потоковых процессоров и текстурных блоков, снизилась частота графического процессора, что является существенным отличием от R9 290X.

Как вы уже знаете, частотная формулировка Hawaii может под нагрузкой отличаться от заявленного значения, особенно в тихом режиме. Для R9 290 базовый принцип работы GPU как раз и взят с тихого режима Radeon R9 290Х. Он послужил прообразом, благодаря чему понятие «до 947 МГц» стоит воспринимать буквально. Под длительной нагрузкой из-за желания уместить видеокарту в определенный лимит энергопотребления она снижает частоту и порой довольно сильно.

Формально переключатель версий BIOS оставлен на своем законном месте, но теперь это просто два идентичных BIOS, не более того. Попытка прошить образом от старшей модели приведет лишь к увеличению энергопотребления и перенастройке алгоритма управления вентилятором. Впрочем, частота почти постоянно будет равна 950 МГц.

Само ядро тоже непростое – внутри каждого GPU размещено сразу несколько исполняющих и следящих устройств: за напряжениями, энергопотреблением, функциями декодирования видео и прочим. Больше всего нас интересуют управляющие блоки, ответственные за напряжения.

Ах да, чуть не забыл, пора отвыкать от единого напряжения, теперь внутри графического процессора привычное нам Vgpu – это всего лишь входящее значение, которое потом распределяется по внутренним частям ядра. Если оно выросло не совсем требуемого качества, то путем увеличения напряжений на некоторых его участках удается заставить GPU корректно функционировать, но увеличивается энергопотребление.

С другой стороны, выбора у AMD пока нет, и любое ядро Hawaii, устанавливаемое на Radeon R9 290, отличается ухудшенными показателями разгона и энергопотребления по сравнению с R9 290X. На графике энергопотребления это хорошо заметно, да и по нагреву очевидно, что усеченное ядро Hawaii любит греться. Частично эти вещи компенсируются меньшим числом потоковых процессоров.

Технические характеристики

Внешний вид и размеры

А – длина печатной платы, без учета системы охлаждения и планки портов видеовыходов.
В – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E и системы охлаждения.
С – высота от горизонтальной плоскости печатной платы до уровня верхней поверхности системы охлаждения.
D – диаметр вентилятора/ов по внешнему радиусу.

А1 – длина печатной платы, с учетом системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы) до планки портов видеовыходов.
В1 – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E, но с замером системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы).
С1 – высота, с учетом задней пластины (если есть)/винтов крепления радиатора до уровня верхней поверхности системы охлаждения. Если она ниже высоты задней планки портов видеовыходов, то измеряется высота до верхней точки планки.

Очевидно, что референсная версия Radeon R9 290 будет основана на печатной плате R9 290X, но так будет не всегда. Партнеры AMD уже начали оснащать свои собственные видеокарты другими вентиляторами, оставив базовый дизайн PCB. Но и это продлится недолго, например, ASUS и MSI уж точно заявят об уникальных дизайнах с измененной силовой частью.

А пока можно наблюдать копирование всех основных качеств R9 290X, начиная с печатной платы и заканчивая системой охлаждения.

Печатная плата

Еще до момента появления образца R9 290 в нашей лаборатории было понятно, что в AMD не будут делать отдельную версию печатной платы эксклюзивно для Radeon R9 290. И весь интерес сводился к ответу на один вопрос: будет ли уменьшено количество фаз? Ответ нашелся очень быстро. После демонтажа системы охлаждения мы сравнили обе печатные платы и не нашли отличий.

Хотите проверить сами? Пожалуйста…

Только вот незадача – не все способны точно определить, с какой стороны какая видеокарта.

Да и графический процессор на вид идентичен тому, что установлен на R9 290X.

Более подробно о печатной плате и системе охлаждения было рассказано в материале «Новый флагман AMD. Обзор и тестирование видеокарты AMD Radeon R9 290X».

Тестовый стенд

Тестирование видеокарты AMD Radeon R9 290 проходило в составе следующей конфигурации:

• Материнская плата: ASUS MAXIMUS VI HERO (Intel Z87, LGA 1150);
• Процессор: Intel Core i7-4770К 4500 МГц (100 МГц х 45, 1.25 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: GeiL EVO Veloce 2400 МГц, 2 модуля x 8 Гбайт, (10-12-12-31-1T, 1.65 В);
• Жесткий диск: SSD Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1200i Digital, 1200 Ватт;
• Аудиокарта: ASUS Xonar HDAV 1.3;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
• Драйверы: AMD 13.11 Beta8, NVIDIA 331.40, в обоих случаях компенсация CrossFireX, SLI была включена.

Перечень используемых контрольно-измерительных приборов и инструментов

• Шумомер: Center 320;
• Мультиметр: Fluke 289;
• Микрофон: Philips SBC ME570;
• Тарификатор электроэнергии: E305EMG.

Методика тестирования СО

Для корректного замера температуры и шума использовались приведенные ниже условия. Помещение, внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры был установлен на отметке 24°C +/-1°C. За точностью соблюдения заданных параметров наблюдало четыре датчика, один из которых находился в 5 см от вентилятора системы охлаждения видеокарты и был ведущим. По нему происходила основная коррекция температуры в помещении.

Шум измерялся на расстоянии 50 см до видеокарты. Фоновый уровень составлял менее 20 дБА. В качестве жесткого диска использовался SSD, а блок питания, помпа, радиатор с вентиляторами во время замера находились за пределами комнаты. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.

Звуко- и видеозапись системы охлаждения производилась на расстоянии ~10 см от вентилятора. Первые 5-10 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Unigine Heaven Benchmark v4.0. Наибольший уровень шума достигается в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум. В процессе просмотра видеороликов можно выделить тембр и характер звуков, издаваемых системой охлаждения. Предупреждаю вас, что звук на них сильно приукрашен, то есть ощущается сильнее, чем есть на самом деле.

Уровень потребления электричества в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые на графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой Unigine Heaven Benchmark v4.0. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума, после чего данные заносились в таблицу.

Температура силовых цепей измерялась путем установки термодатчика в пространство между радиатором и термопрокладкой в самое нагруженное место.

Нюансы, возникшие в процессе тестирования, я постараюсь подробно объяснить по мере их возникновения.

Исследование потенциала системы охлаждения

Пояснения к графикам:

• Красная линия – максимальная температура;
• Синяя линия – температура в режиме простоя;
• Черная линия – уровень издаваемого шума при определенных оборотах вентилятора;
• Пунктирная линия указывает на диапазон регулировки в автоматическом режиме вентилятора.

Шкала оборотов вентиляторов соответствует изменениям скорости от 0% до 100% с шагом в 5%. Таким образом, чтобы понять, насколько нагреется видеокарта, и как сильно она будет шуметь, скажем, при 50% скорости вентилятора, достаточно провести вертикальную линию через отметку, соответствующую 50%. В местах пересечения получаем три значения: с красной линией – максимальную температуру в нагрузке, с синей – температуру в простое, с черной – уровень шума.

Все видеокарты тестировались с заводскими частотами. Учтите, что звукозапись в видеоматериалах приукрашает уровень шума.

Температура графического ядра и обороты вентилятора/ов.

Зависший показатель в 94°C говорит о том, что срабатывает алгоритм управления частотой GPU, не позволяя видеокарте нагреваться сильнее. Количество оборотов вентилятора в простое несколько выше, чем у Radeon R9 290X, поэтому шум здесь заметнее. По мере роста оборотов вентилятора ядро Hawaii на R9 290 греется сильнее и температура на целых 8-10 градусов выше.

Замена термопасты никак не повлияла на результаты, следовательно, даже с завода у вас нет необходимости ее менять. Что еще раз подтверждает теорию о том, что на младшей модели устанавливаются чуть худшие экземпляры GPU.

Температура системы питания в зависимости от оборотов вентилятора/ов.

Силовая зона питания новых ускорителей Radeon не подвержена высокому нагреву, что должно благоприятно сказываться на длительности жизни видеокарты.

На переходящих режимах нагрузки R9 290 по-прежнему попискивает дросселями, но не критично. С расстояния в метр услышать его голос будет невозможно. Но после запуска игры уже через полчаса вы точно заметите вой турбины. Вроде бы, ее частота едва достигает 2100 об/мин, но шум отчетливо слышен. Правда, надо сказать, что возможность усмирить СО R9 290 все же есть, путем коррекции частоты GPU и энергопотребления непосредственно из панели драйверов.

Для сравнения приведу ролики с нормальным…

… и тихим режимами работы старшей версии.

Ради интереса результаты теста были сведены на одном холсте, где воочию можно убедиться в тепловом режиме R9 290 в сравнении с R9 290X.

Зависимость температуры GPU от оборотов вентилятора.

Зависимость температуры цепей питания от оборотов вентилятора.

Результаты разгона

На данный момент ни одна из сторонних утилит не умеет правильно обращаться с ШИМ-контроллерами новой видеокарты, хотя в ближайшее время ситуация точно изменится.

Без настройки напряжения графический процессор разогнался до относительно высоких 1100-1150 МГц. Для корректного сравнения замер производительности в играх был сделан с одинаковыми частотами обеих новинок AMD.

Turbo от AMD

Функция автоматического управления частотой у видеокарт AMD появилась достаточно давно. Первая реализация работала очень просто – постоянно форсируя на 50 МГц частоту GPU. С приходом ядра Hawaii частота в спецификациях указывается максимальная, а реальная может меняться в широких пределах.

Возьмем для анализа игру Metro LL (разрешение 2560х1440, настройки качества – максимальные), и посмотрим, что происходит во время трехкратного прогона теста (длительность теста ~400 секунд).

Частота GPU

AMD Radeon R9 290X.

AMD Radeon R9 290X Silent.

AMD Radeon R9 290.

Спустя несколько минут частота GPU R9 290 начинает плавно снижаться, выходя на плато ~700 МГц.

Итоговые значения частот.

• AMD Radeon R9 290X: начальная 1000 МГц, минимальная 775 МГц, средняя 1000 МГц.
• AMD Radeon R9 290X Silent: начальная 1000 МГц, минимальная 491 МГц, средняя 850 МГц.
• AMD Radeon R9 290: начальная 974 МГц, минимальная 449 МГц, средняя 790 МГц.

Температура GPU и загрузка

AMD Radeon R9 290X.

AMD Radeon R9 290X Silent.

AMD Radeon R9 290.

Обороты вентилятора

AMD Radeon R9 290X.

AMD Radeon R9 290X Silent.

AMD Radeon R9 290.

Radeon R9 290X, работающий в нормальном режиме, почти подобрался к 3000 об/мин, в режиме Silent его вентилятор не раскручивается выше 2000 об/мин. А вот R9 290 зациклен на оборотах 2150-2200.

Энергопотребление

Из-за того, что на первых минутах работы Radeon R9 290 старается удержать частоту на 950 МГц, энергопотребление видеокарты практически равняется результатам R9 290 X. Но уже спустя несколько минут оно сильно снижается. И все-таки чуть худшее по качеству графическое ядро, с меньшим числом активированных потоковых процессоров и средней частотой потребляет больше, чем R9 290X в тихом режиме.

Методика тестирования производительности

В части игр, где это возможно, использовались встроенные отрезки теста, при необходимости тестирование дополнялось результатами утилиты FRAPS v3.5.99:

• Battlefield III;
• Company Of Heroes II;
• Crysis 3;
• Far Cry III;
• Metro Last Light;
• Sleeping Dogs;
• Sniper Elite V2;
• Tomb Raider (2013);
• Total War: Rome II.

VSync при проведении тестов был отключен.

Результаты тестов

Sleeping Dogs

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Уровень сглаживания – экстрим;
• Текстуры высокого разрешения – включены;
• Разрешение теней – высоко;
• Фильтрация теней – высоко;
• Амбиентное затенение – высоко;
• Размытость движения – высоко;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Детализация мира – экстрим;
• Ограничение количества кадров в секунду – выкл.;
• Глубина и сходимость 3D – 10.

Sniper Elite V2

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Motion Blur – вкл.;
• Ambient Occlusion – вкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество текстур – ультра;
• Качество теней – ультра;
• AntiAliasing – высоко;
• Дистанция прорисовки – ультра;
• Анизотропная фильтрация – 16;
• Stereo 3D – выкл.;
• Compute Shader – вкл.;
• Продвинутые тени – низко;
• Supersampling – 2.25x.

Far Cry III

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• GPU MAX Buffer frames – выкл.;
• MSAA Антиалиасинг – 2;
• Alpha to Coverage – Enhanced;
• SSAO метод – SSAO;
• Field of view – 90.2;
• Общее качество – ультра;
• Текстуры – высокие;
• Глобальное освещение – высокое;
• Тени – ультра;
• Post FX – ультра;
• Геометрия – ультра;
• Растительность – очень высоко;
• Поверхность – высоко;
• Вода – очень высоко;
• Окружение – высоко.

Crysis 3

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Антиалиасинг – MSAA Low (2x);
• Texture Resolution – Very High;
• System spec – High;
• Game Effects – High;
• Object – High;
• Particles – High;
• Post processing – High;
• Shading – High;
• Shadows – High;
• Water – High;
• Anisotropic filtering – 16x;
• Motion blur amount – Disabled;
• Lens flares – Yes.

Tomb Raider (2013)

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Приоритетный режим – да;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество – наилучшее;
• Анизотропная фильтрация – 16x;
• Качество текстур – превосходное;
• Сглаживание – FXAA;
• Тени – нормальные;
• Разрешение теней – высокое;
• Детализация – превосходная;
• Прорисовка волос – TressFX;
• Отражения – высокие;
• Глубина резкости – превосходная;
• SSAO – превосходное;
• Постобработка – вкл.;
• Тесселяция – вкл.;
• Точный расчет – вкл.

Metro Last Light

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл;
• Качество – High;
• Анизотропная фильтрация – 16x;
• Размытие – выкл.;
• SSAO – вкл.;
• Тесселяция – нормальная;
• Продвинутая физика – выкл.

Company Of Heroes II

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Качество графики – высоко;
• Сглаживание – среднее;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество текстур – высоко;
• Качество снега – высоко;
• Физика – высоко.

Total War: Rome II

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Сглаживание – вкл.;
• Качество текстур – ультра;
• Фильтрация текстур – трилинейная;
• Тени – ультра;
• Вода – ультра;
• Небо – ультра;
• Модель шейдеров – 5;
• Эффекты частиц – ультра;
• Прозрачность травы – выкл.;
• Размер отрядов – большой;
• О здании – ультра;
• Об отряде – ультра;
• Деревья – ультра;
• Трава – ультра;
• Местность – ультра;
• Глубина изображения – выкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Искажения – вкл.;
• SSAO – выкл.;
• Виньетирование – выкл.;
• DRA – выкл.

Battlefield III

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080, 2560x1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Поле зрения – 90;
• Уровень размытия в движении – максимальный;
• Качество графики – ультра;
• Качество текстур – ультра;
• Качество теней – ультра;
• Качество эффектов – ультра;
• Качество сетки – ультра;
• Качество рельефа – ультра;
• Сглаживание – 4X множественная выборка;
• Обработка сглаживания – высокая;
• Размытие в движении – вкл.;
• Анизотропная фильтрация – 16Х;
• Глобальное затенение – HBAO.

Итоговые результаты

Среднее количество кадров в секунду и их стоимость

Чтобы понять, какую производительность считать приемлемой, стоит выяснить, на что необходимо обращать внимание. Стендовый набор игр и настроек выбран с учетом корректности сравнения всех участников – от начальных решений до самых дорогих моделей.

Условно степень сложности отрисовки сцен в играх можно разделить на:

• Минимальное качество;
• Минимально среднее;
• Среднее;
• Среднее максимальное;
• Максимальное;
• Ультра.

Данный тест проводился с настройками «Среднее максимальное» или «Максимальное». Чем выше качество, тем в большей степени результат зависит от видеокарты, а не от системы в целом. Поэтому даже 30 к/с условно можно считать минимальным порогом для вхождения в группу решений, подходящих для большинства игр. В конце концов, для нормальных показателей достаточно сделать несколько движений и снизить графические настройки.

Второй важный момент с моей точки зрения – результаты соотношения цены к скорости, но здесь желательно учитывать среднее количество кадров в секунду.

Заключение

Попробуем охарактеризовать свойства нового графического ускорителя AMD и выделить основные параметры:

• Во-первых, цена. По сравнению с прямым конкурентом GeForce GTX 780 стоимость Radeon R9 290 привлекательнее и составляет всего $399 или 14999 рублей. Да, пока материал готовился в лаборатории, представительство AMD в России определилось с ценником. На этот раз перевес на их стороне.


• Проиграв по соотношению «цена/производительность», GeForce GTX 780 набирает очки в категории «производительность». Radeon R9 290 все же уступает видеокарте NVIDIA.


• Разгон и его возможности: здесь даже без программных вольтмодов счет в пользу AMD. Если вам надо просто немного разогнать видеокарту, то решения NVIDIA выглядят перспективнее, но как только дело доходит до реализации мужских амбиций, высокий максимальный лимит энергопотребления моделей AMD оказывается выгоднее 6%, предоставленных NVIDIA.


• Для энтузиастов Radeon R9 290 становится едва ли не единственным выбором при сопоставлении с Radeon R9 290X. Как только частоты обеих видеокарт совпадают, разница в производительности сводится к нескольким процентам. А наличие широкой шины нередко будет спасать в будущих играх.


• Не обошлось и без минусов – это высокое энергопотребление и температура, которые вряд ли будут радовать потенциального покупателя R9 290.

Подвести окончательную черту довольно сложно. Здесь придется решать, что для вас важнее – производительность, стоимость, тишина, энергопотребление, и, исходя из этого, делать свой выбор.

P.S. В свете вышедшей игры Battlefield 4 в лаборатории провели тест новинки в разрешении 2560х1440 и при разных уровнях качества.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

• Компании AMD за предоставленные на тестирование видеокарты AMD Radeon R9 270X, R9 280X, R9 290 и R9 290X;
• Компаниям Corsair и NVIDIA за предоставленные на тестирование видеокарты и комплектацию стенда;
• А также лично donnerjack.