С учетом сложившейся ситуации на рынке графических ускорителей компании AMD ничего не оставалось, кроме как собраться с силами и разработать на уже привычном 28 нм техпроцессе новый GPU – Fiji. По правде говоря, новый он лишь отчасти. Но все же время постепенно уходило, а ждать больше было уже нельзя.
С другой стороны, инженеры Nvidia за отчетный период выпустили сразу три быстрые видеокарты – GeForce GTX 980, GTX 980 Ti и GTX Titan X. На борьбу с первой брошена новая ревизия Hawaii с поднятыми частотами и при поддержке 8 Гбайт памяти. А последняя модель играет в другой лиге. Из всей троицы соперник необходим лишь для GTX 980 Ti, обладающей неплохими характеристиками и приличной ценой. Именно поэтому большинство усилий ушло на разработку Radeon R9 Fury X.
Помимо создания новой модели, позиционируемой в качестве лидера, AMD параллельно поработала с производителем памяти, дабы обеспечить своему новому продукту максимум инноваций. О типе памяти HBM (High Bandwidth Memory) мы уже рассказывали ранее. Настало время показать, как его совмещают с графическим ядром.
Данный тип памяти производится далеко от GPU, встречаясь с ним лишь в лаборатории. Сам процесс воссоединения далеко не прост и требует повышенного внимания. Дело в том, что соединительный кристалл очень хрупок. Отсюда и предупреждения инженеров AMD – ни в коем случае не снимать систему охлаждения с Radeon R9 Fury X. Но мы народ опытный и прекрасно знаем, как надо обращаться с хрупкими вещами.
Но вернемся к теме. Соединительные кристаллы выращивают на одной из фабрик партнеров AMD, и каждый из них содержит по 22 слоя!
Начальный этап производства соединительной пластины начинается с «вафли». По некоторым физическим характеристикам она очень напоминает рождение GPU или CPU, только чуть-чуть тоньше.
На слайде AMD несколько ошиблись, и «мм» следует читать как микрометр. Берется 750 мкм пластина и в ней на глубину 100 мкм делаются отверстия для первого слоя соединений.
Далее наносится слой диоксида кремния.
А затем формируется основной слой из металлических соединений (медь). После чего выращенная основа тщательно полируется и готовится перейти на вторую стадию сборки.
В физических величинах: отверстия с готовыми медными соединениями обладают диаметром 10-11 мкм, расстояние между центрами – 45 мкм.
Под микроскопом они выглядят как аккуратно высверленные отверстия с небольшой фаской сверху.
Далее наращивается FS RDL. В переводе на русский – это специальный слой, предназначенный для трассировки соединительных каналов в совместимый JEDEC формат.
Проще говоря, слой-адаптер, совмещающий входы/выходы памяти с JEDEC стандартом. Он состоит из комбинации химических веществ, таких как медь, диэлектрики и прочее.
Сверху наносят слой, защищающий только что созданную подложку от повреждений и прямого контакта с клеем, который в будущем будет контактировать через специальные отверстия в этом слое.
Сами отверстия для шариков паяльной пасты делаются позже, и расположены они кверху ногами и снизу. А пока это всего лишь кусок кристалла с тысячами соединительных линий.
Далее подложку переворачивают. Ее бывший верх соединят со слоем, поддерживающим и тип памяти HBM, и сам графический процессор.
Дальнейший процесс сборки осуществляется на другом заводе, где соединяющая вставка очищается от транспортировочного клея, на нее накатываются шарики паяльной пасты, она крепится к текстолиту. Причем именно в этот момент производится тестирование памяти совместно с GPU.
Слой соединений на практике очень хрупок. Представьте себе бутерброд из 22 слоев, где не менее половины — это стекло, а между ними расположена фольга. Стоит нажать посильнее, и он лопается. Из-за этого и взялись опасения представителей AMD, что журналисты выведут GPU из строя при неаккуратном демонтаже системы охлаждения. Впрочем, к ней я еще вернусь, поскольку там есть некоторые нюансы, о которых стоит знать.
| Наименование | Radeon R9 Fury X |
GeForce GTX 980 Ti |
| Кодовое имя | Fiji | GM200 |
| Версия | GCN 1.2 | Maxwell 2.x |
| Техпроцесс, нм | 28 | 28 |
| Размер ядра/ядер, мм2 | 596 | 601 |
| Количество транзисторов, млн | 8900 | 8000 |
| Частота ядра, МГц | - | 1000 |
| Частота ядра (Turbo), МГц | 1050 | 1075 |
| Число шейдеров (PS), шт. | 4096 | 2816 |
| Число текстурных блоков (TMU), шт. | 256 | 176 |
| Число блоков растеризации (ROP), шт. | 64 | 96 |
| Максимальная скорость закраски, Гпикс/с | 67.2 | 96.2 |
| Максимальная скорость выборки текстур, Гтекс/с | 269 | 176 |
| Тип памяти | HBM | GDDR5 |
| Эффективная частота памяти, МГц | 1000 | 7000 |
| Объем памяти, Гбайт | 4 | 6 |
| Шина памяти, бит | 4096 | 384 |
| Пропускная способность памяти, Гбайт/с | 512 | 336.5 |
| Питание, разъемы Pin | 8 + 8 | 6 + 8 |
| Потребляемая мощность (2D / 3D), Ватт | -/275 | -/250 |
| CrossFire/Sli | V | V |
| Цена при анонсе, $ | 649 | 649 |
На пресс-конференциях об устройстве и конкретных изменениях внутри видеоядра инженеры редко когда делятся деталями. Все, что мы знаем – это то, что графический процессор Fiji построен на архитектуре GCN 1.2.
На ней же производится видеокарта R9 285, соответственно и R9 380. Как вы уже поняли, бывших одноклассников Tonga в виде Tahiti мы больше не увидим.
Функциональная схема Fiji как две капли воды похожа по строению на Tonga. От нее мы и взяли диаграмму.
В Fiji те же 4 шейдерных движка, но на каждый приходится не по 7, а по 16 исполнительных блоков. Объем кэш-памяти увеличен до 2 Мбайт. Изменены контроллеры памяти для поддержки HBM.
На вопрос, поддерживает ли Fiji тип памяти HBM2, нам тонко намекнули, что все возможно. Таким образом, можно предположить, что после выхода HBM2 компания AMD достаточно быстро выпустит обновленную версию.
Соответственно и о других изменениях рассказано было очень мало. Даже вопрос о поддержке HDMI 2.0 получил скупой ответ, что ее нет, и вероятно она появится только после того, как на рынке будет достаточно совместимых устройств. А для самых нетерпеливых предлагается активный переходник DisplayPort на HDMI 2.0.
| Модель | A, мм |
B, мм |
C, мм |
D, мм |
A1, мм |
B1, мм |
C1, мм |
| AMD Radeon R9 290X/ Radeon R9 290 | 267 | 98 | 34 | 71 | 275 | 98 | 39 |
| Nvidia GeForce GTX 970/ GTX 980/ GTX Titan X | 267 | 98 | 36 | 64 | 267 | 98 | 40 |
| AMD Radeon R9 Fury X | 190 | 98 | 34 | 110 | 195 | 103 | 39 |
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.
За охлаждение всех элементов питания и графического ядра отвечает СВО. Как следствие, особой нужды в отводе тепла через вентиляционные отверстия нет. Поэтому на задней панели в одном горизонтальном ряду уместилось четыре порта видеовыходов. Три поддерживают DisplayPort 1.4a, а один HDMI (не 2.0).
Привыкайте, друзья, вот так выглядит будущее всей индустрии графических ускорителей. Новинка всего 190 мм в длину, такие габариты больше подходят для ITX системы, нежели для флагманской видеокарты.
В частности, из-за компактных размеров модель Radeon R9 Fury X легко уместится в mATX и ITX системных блоках. Остается лишь вывести радиатор системы охлаждения.
Теперь вы не найдете микросхем памяти на печатной плате. Их всего четыре и все они расположены на подложке GPU.
Что касается системы питания, то AMD продолжает сотрудничать с IR. Совокупное число фаз невелико – всего восемь. Делятся они следующим образом: 6 фаз питания GPU и еще 1+1 памяти.
Фазы подключены к ШИМ-контроллеру IR 3567B. Он достаточно современный, программируемый и оснащен энергосберегающими функциями. Все то, к чему производители стремятся вот уже несколько лет подряд. И пусть пока контроллер не распознается утилитой GPU-Z, зато MSI Afterburner его знает. Хотя на данный момент толку от этого мало.
Разгон новинки возможен только по частоте графического процессора, а вот частоты памяти полностью заблокированы. Есть надежда увидеть обороты помпы, поскольку она полноценно подключена к видеокарте, и с нее же и питается.
Сверху печатной платы есть небольшой разъем для подсветки логотипа, который постоянно светится красным цветом. Информативности никакой, хотя выглядит интересно. Зато с обратной стороны возле разъемов питания есть полноценный индикатор нагрузки.
Крайний справа светодиод – зеленый, он загорается, когда активирован режим сохранения энергии (или, попросту говоря – сна). Остальные восемь красных диодов показывают степень загрузки GPU. Хорошо, что в AMD понимают, как иногда важно полностью убрать любую подсветку, и там же сзади с помощью двух переключателей можно выбирать и цвет, и схему работы индикаторов. На выбор красный или синий цвет, а также красный с синим вместе, либо полное отключение всей индикации.
С торца видеокарты по старинке расположен еще один переключатель. Никаких Uber mode в Radeon R9 Fury X не предусмотрено, поэтому он попросту активирует запасную копию BIOS.
Видеопроцессор Fiji выпущен на 13-й неделе этого года. Причем если вспомнить наши новости и фотографии графических ядер, показанных на пресс-конференции, то даты совпадут с точностью до недели. Очевидно, что это и есть первая «продажная» партия GPU.
За питание новинки отвечает пара 8pin разъемов, заявленное энергопотребление – 275 Вт. И здесь кроется одна хитрость. Способы декларирования энергопотребления Nvidia и AMD отличаются. Одна указывает максимально возможное, вторая – среднее. Можно догадаться, что AMD говорит о среднем энергопотреблении.
И в случае с Radeon R9 Fury X это правда. Видеокарта в среднем потребляет 270-280 Вт, это даже меньше, чем ранее протестированная MSI Radeon R9 390X Gaming 8G.
Конструкция СО Radeon R9 Fury X представляет собой замкнутый контур с водоблоком, алюминиевой основой для охлаждения системы питания, радиатором и вентилятором. Подключается она к видеокарте. Вентилятор заменяемый, но для его отключения придется частично разобрать видеокарту.
После снятия декоративного кожуха открывается следующий вид: алюминиевая пластина с припаянной трубкой контура охлаждает цепь питания GPU. А на графическом ядре стоит водоблок, совмещенный с помпой. Производитель СВО – Cooler Master. Заявленный срок службы «24/7» – около 8 лет.
Несмотря на наличие у вентилятора и помпы кабелей мониторинга, ни одна утилита пока не может распознавать эти значения. Предполагаемые обороты помпы достаточно велики, и на мой слух (а также по аналогии с помпами Corsair) они составляют не менее 4000 об/мин.
От видеокарты к радиатору идут пара шлангов и кабели вентилятора, все – спрятанные в оплетку. Длина шлангов 40 см. Диаметр небольшой и выбран он не случайно, поскольку толстые шланги не позволили бы разместить радиатор в любом месте корпуса.
С другой стороны, посчитав все и взвесив, решено было остановиться на стандартной конфигурации СВО. И резон в этом есть, ведь разработка и производство уникального решения сильно бы сказались на стоимости видеокарты.
Впрочем, сам радиатор не так прост, как кажется на первый взгляд. Внизу в одной из секций вмонтирован резервуар, точнее сделан дополнительный наплыв, куда помещается чуть больше жидкости.
Поверхность, контактирующая с GPU и памятью, медная. Стоит учитывать, что четыре микросхемы памяти расположены на доли миллиметра ниже поверхности видеоядра. Поэтому если возникнет желание заменить СВО или поменять термопасту, надо быть осторожным, поскольку графический процессор и память лежат на специальном проводнике из кремния, а чрезмерное нажатие вызовет его повреждение.
Но и AMD вопреки своим советам прижала помпу с водоблоком настолько сильно, что мне потребовалась пара струбцин, чтобы сделать предварительное прижатие основания и продавить заднее крепление.
Конфигурация:
Перечень контрольно-измерительных приборов и инструментов:
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.
В части игр, где это возможно, использовались встроенные отрезки теста, при необходимости тестирование дополнялось результатами утилиты Fraps v3.5.99. Для данного теста мы полностью пересмотрели уровень качества в играх для видеокарт топ-класса. Теперь в игровых приложениях выставляются максимальные настройки, а к списку разрешений добавилось 4К (3840 х 2160).
VSync при проведении тестов был отключен.
А теперь о главном – о шуме. При прослушивании видеозаписи отчетливо слышно, как шумит помпа. Точнее, можно слышать ее писк. Высокие обороты и крепление к массивной пластине без виброизолирующих втулок создают эффект резонанса. Прикрутите видеокарту к алюминиевому корпусу – получите дребезжание. Без подкладывания резинок не обойтись.
В остальном, благодаря очень низким оборотам единственного 110 мм вентилятора, уровень шума очень мал. Но измерительный прибор регистрирует шум в широком диапазоне и выдает показатели в 33 дБА независимо от оборотов крыльчатки. Печально, не так ли? Сделать отличную СВО и не позаботиться о регулировке помпы… Для сравнения – в Radeon R9 295X2 тоже установлена пара помп, но другого производителя, и шумят они намного меньше.
Зато модель Radeon R9 Fury X практически полностью избавилась от писка дросселей: ни под нагрузкой, ни в переходных режимах характерного звука услышать не довелось.
Для оценки поведения участников обзора в номинальном режиме и при разгоне обратимся к тесту Metro: Last Light, проведенному шесть раз, и параллельно соберем данные, которые затрагивают графическое ядро, память, энергопотребление и температуры. После объединения полученных результатов в единых графиках можно видеть, насколько точно соответствуют заводские характеристики реальным цифрам, а также что происходит с важными показателями при разгоне.
На данный момент от видеокарты можно получить не все данные. Особенно это касается напряжения. Увы, но подсунуть тонкий провод не удалось, мешал кожух, поэтому детальный разбор полетов мы пока отложим.
Частота ядра.
Штатная частота GPU – 1050 МГц. Из всего того, что обычно бывает при разгоне, пока доступен лишь лимит TDP. Вместе с ним автоматически повышается напряжение видеоядра. Первоначально удалось поднять частоту Fiji до 1150 МГц. Но впоследствии, во время тестов, стабильности не было. Пришлось откатываться на 25 МГц вниз. Правда, все это происходило без вмешательства в алгоритм управления вентилятором. Итоговый результат составил 1125 МГц.
Много это или мало? Вполне типично, если учесть, что это средний разгон для менее сложного GPU Hawaii. Рассчитывали на что-то большее? Тогда как вам такой вариант: есть предположение о том, что внутри Fiji память синхронизирована с частотой GPU, и она частично сдерживает дальнейший разгон. Поскольку иначе объяснить зависание графического процессора на пустом месте я не могу. Что ж, подождем, когда появится доступ к ШИМ-контроллеру, и попробуем второй раз.
Частота памяти.
Увы, но инженеры, создавшие новую видеокарту AMD, пока не предоставили инструментов для разгона памяти.
Температура GPU.
А вот это прекрасный результат. Добиться 60°C, что под нагрузкой, что в разгоне – великолепно. Причем схема управления вентилятором достаточно гибкая. Она плавно повышает его обороты, а потом также плавно снижает.
Обороты вентиляторов.
Видно, как в разгоне видеокарта держит обороты вентилятора в узком диапазоне. Никаких резких скачков. В штатном режиме СВО работает вольготнее. Все это из-за разницы в питании GPU. После установки предела TDP +50% мы подняли напряжение и теперь СО активнее сопротивляется нагреву.
| Модель | Частота GPU/памяти, МГц |
Частота GPU/памяти в разгоне, МГц |
| Nvidia GeForce GTX Titan X | Номинальные | 1350-1400/2000 |
| Nvidia GeForce GTX 980 Ti | Номинальные | 1380-1420/1950 |
| Nvidia GeForce GTX 980 | Номинальные | 1400/2000 |
| AMD Radeon R9 390X | Номинальные | 1150/1600 |
| AMD Radeon R9 Fury X | Номинальные | 1125/500 |
Для тестов использовалась последняя версия драйверов AMD Catalyst 15.15.
Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:
| Модель: | Средн. к/с | Средн. к/с 1920 |
Средн. к/с 2560 |
Средн. к/с 3840 |
| AMD Radeon Fury X | 48 | 72 | 48 | 25 |
| AMD Radeon R9 390X | 40 | 61 | 40 | 20 |
| AMD Radeon R9 290X | 35 | 55 | 35 | 16 |
| Nvidia GTX Titan X | 55 | 86 | 54 | 26 |
| Nvidia GeForce GTX 980 Ti | 54 | 83 | 52 | 25 |
| Nvidia GeForce GTX 980 | 41 | 64 | 40 | 19 |
| AMD Radeon Fury X OC | 51 | 76 | 51 | 26 |
| AMD Radeon R9 390X OC | 43 | 65 | 42 | 21 |
| AMD Radeon R9 290X OC | 40 | 60 | 39 | 19 |
| Nvidia GTX Titan X OC | 66 | 102 | 64 | 32 |
| Nvidia GeForce GTX 980 Ti OC | 64 | 99 | 62 | 31 |
| Nvidia GeForce GTX 980 OC | 47 | 73 | 46 | 22 |
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 моделей до самых дорогих.
Условно степень сложности отрисовки сцен в играх можно разделить на:
Данный тест проводился с настройками «Ультра». Необходимо заметить, что чем выше качество, тем в большей степени результат зависит от видеокарты, а не от системы в целом. По этой причине даже 30 кадров в секунду условно можно считать минимальным порогом для вхождения в группу видеокарт, подходящих для большинства игр.
Стоит обратить внимание на то, что во многих тестовых сценах выставлены максимальные настройки, в том числе и сглаживания. Поэтому отдельные результаты можно счесть слишком низкими, хотя это не так. К примеру, в реальной жизни никто не использует сглаживание 8х MSAA в разрешении 4К. Для нас – это всего лишь тестовое условие идентичности. А для вас – критерий сравнения между видеокартами.
Быть или не быть – вот в чем вопрос. Графический процессор Fiji – это отлично проделанная курсовая работа. Но способна ли она перерасти в диссертацию? Ответ – 50 на 50.
Да, инновации и ограниченный доступ к следующему техпроцессу вынудили AMD идти на риск. Думаю, при выборе HBM первого поколения все понимали, насколько он высок. Но надо отдать должное, сотрудники компании сделали максимум возможного. Инженеры поставили СВО и сократили размеры видеокарты, а маркетологи выставили адекватную цену. На мой взгляд, этого достаточно, чтобы попробовать что-то новенькое в своем системном блоке.
Пусть пока не все идеально и не везде плавно работают 4 Гбайта HBM памяти, но это только первые шаги. А к возникшим после прочтения обзора вопросам мы еще вернемся. Данное тестирование Radeon R9 Fury X не последнее, скорее оно лишь чуть-чуть приоткрыло завесу тайны.
Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:
