Обзор и тестирование видеокарты Sapphire Radeon R9 Fury Nitro

Мы изучим топовую видеокарту Sapphire, основанную на GPU Fiji и снабженную памятью HBM. Модели линейки Sapphire Nitro были тепло встречены публикой, поскольку они построены на печатных платах с усиленной подсистемой питания, что предоставляет возможность серьезного разгона, и оснащены эффективной системой охлаждения. Посмотрим, как производитель воспользовался полученным карт-бланшем.
19 июля 2016, вторник 03:00
Go.d-bq для раздела Лаборатория

Оглавление

Вступление

Компания AMD развязала очередной виток ценовых войн, представив Radeon RX 480, и с целью достойно ответить конкуренту Nvidia пришлось ускорять анонс GeForce GTX 1060, с обзором которой вы познакомитесь совсем скоро. Но у выхода новинок есть и еще один приятый итог. Как правило, вслед за ним начинается снижение цен на видеокарты предыдущих поколений, причем не только на бюджетные модели, но и на флагманские решения.

Благодаря нашему партнеру – компании Регард, мы рассмотрим топовую видеокарту Sapphire, основанную на графическом процессоре Fiji и снабженную памятью стандарта HBM.

Видеокарты линейки Sapphire Nitro были тепло встречены публикой, и их есть за что любить: новинки построены на печатных платах с усиленной подсистемой питания, что предоставляет возможность более серьезного разгона, и оснащены производительной системой охлаждения.

И пусть AMD наложила табу на создание нереференсных вариантов Radeon R9 Fury X, однако дала карт-бланш в отношении младшей версии – Fury nonX, чем и воспользовались разработчики компаний-партнеров.

Обзор Sapphire Radeon R9 Fury Nitro

Полное название: Sapphire Nitro Radeon R9 Fury 4G HBM with Back Plate, код производителя: 11247-03-40G.

Упаковка и комплект поставки

На фоне прочих видеокарт топового сегмента упаковка Sapphire Radeon R9 Fury Nitro отличается компактностью. Оформление коробки очень знакомо – темные оттенки с изображением технологичного киборга и прозрачное окошко, через которое видно часть системы охлаждения. Множественные логотипы, рассказывающие об особенностях и достоинствах новинки, заполонили всю лицевую часть.

Подчеркнем использование нового стандарта видеопамяти HBM с шиной памяти 4096 бит и пропускной способностью 512 Гбайт/с, кулер Tri-X, поддержку виртуальной реальности (хотя массовое применение еще не наступило) и расширенный комплект поставки, о котором говорит наклейка «+ HDMI cable».

Детальному описанию, раскрывающему характеристики новинки, отдана обратная сторона упаковки. Производитель продублировал часть спецификаций и отметил прочие особенности. Новым трендом стала отметка о коробке, сделанной из переработанной бумаги и безвредной для экологии.

Модель Sapphire бережно упакована в мягкий материал и накрыта сверху блистером из прозрачного пластика. Рядом расположилась наклейка с информацией об удалении защитного покрытия перед использованием.

Комплект поставки включает все необходимое. В него входят:

  • Руководство пользователя;
  • Диск с драйверами;
  • Брошюры с продукцией Sapphire;
  • Провод-удлинитель HDMI 1.8 м.

Внешний вид и размеры

После извлечения Sapphire Radeon R9 Fury Nitro из коробки понимаешь, что разработчики поработали над видеокартой, доводя ее до совершенства, и это в первую очередь отразилось на размерах.

Новинка оснащается оригинальной системой охлаждения серии Tri-X, только не той версией, что мы привыкли видеть на Radeon R9 290X, а обновленной модификацией, способной справиться с охлаждением нового GPU.

Начнем с дизайна и здесь отметим, что кожух претерпел изменения, однако привычные три 86 мм вентилятора на месте.

Обратная сторона печатной платы скрыта «бэкплейтом». И вы только поглядите на это количество винтов! Потеряешь всякое желание каждый раз пересобирать СО при смене термопасты.

Задняя панель слегка отличается. Всего задействованы пять видеовыходов:

  • Один DVI-D;
  • Один HDMI;
  • Три DisplayPort.

Поддерживаются следующие разрешения:

  • Цифровое – до 4096 x 2160;
  • Аналоговое – до 2048 x 1536.

Сбоку виден фирменный переключатель BIOS Sapphire в виде кнопки с подсветкой, когда активировано одно из двух положений. В данной интерпретации обе версии микропрограммного обеспечения работают с UEFI: в одной разработчики настроили кривую вентиляторов для меньшего шума, в другой – для большей эффективности системы охлаждения.

Усиленная подсистема питания и высокий разгон – дело хлопотное, а точнее, ресурсоемкое. Дополнительное питание реализовано по схеме «8+8», что покроет затраты даже самой «прожорливой» видеокарты. Конечно, данное высказывание относится не ко всем моделям; что касается новинки, то мы провели замеры энергопотребления, результаты которого приведены ниже.

Итак, Sapphire Radeon R9 Fury Nitro получилась габаритной моделью, размеры которой сопоставимы с другой рекордсменкой – видеокартой Sapphire Radeon R9 390 Nitro, которую вы видите на переднем плане.

Длина новинки – 307 мм, ширина – 125 мм, высота – 42 мм, что означает перекрытие двух слотов расширения и частично следующего за счет выступающих элементов кожуха.

Система охлаждения

Большому кораблю – большое плавание. Разработчики наделили версию Sapphire Radeon R9 Fury Nitro внушительной системой охлаждения, и на это у них были свои причины. Но начнем с разбора конструкции. В первую очередь необходимо вывернуть 19 подпружиненных винтиков, что останется в моей памяти навеки

.

Термопасты на графическом процессоре много, но и кристалл не маленький.

Основание ровное, без горбов и выпуклостей, обработано качественно. Жаль, не до зеркального состояния.

С зоной VRM контактирует медная вставка толщиной 1.5 мм. Поначалу вызывают недоумение два винтика, но открутив их, понимаешь, что пластина все же припаяна к ребрам, и это радует: обычный контакт не сможет справиться должным образом. Для каждого транзистора предусмотрен свой кусочек термопрокладки, все остальное изолировано пленкой.

И про отдельно стоящую фазу не забыли. Замечание лишь одно – термоинтерфейс очень хрупкий, повторного снятия кулера не переживет и придется думать о покупке термопрокладок, к примеру, Arctic Thermal Pad, которые использовались в данном материале.

Теплорассеиватель заметно отличается от примененного в Sapphire Tri-X Radeon R9 Fury, которую протестировали ранее. Он представляет собой двухсекционный радиатор, набранный множеством алюминиевых пластин, пронизанных тепловыми трубками. Всего в системе установлено пять трубок по нестандартной и усиленной формуле «8+8+10+8+8».

Черная пластина в основании целиком металлическая даже в хвостовой части, которую поначалу воспринимаешь пластиковой вставкой.

Под кожухом скрываются три вентилятора типоразмера 92 мм, диаметр крыльчатки скромнее – 86 мм. Через переходники вертушки соединены с одним коннектором.

Фирма-изготовитель Everflow известна нам по продукции ASUS, которая зарекомендовала себя очень тихой в нагрузке (вплоть до 2000 об/мин). Привет, ASUS GeForce GTX 960 DirectCU II Black Edition и им подобные. Характеристики моделей – 12 В и 0.50 А, скорость вращения 0-3600 об/мин.

«Бэкплейт» не только усиливает каркас и не дает прогибаться текстолиту, но и взаимодействует с печатной платой через черную термопрокладку, отводя часть тепла на себя. Данный метод не нов и набирает популярность за счет снижения температуры цепей питания.

Печатная плата

Главная отличительная черта Sapphire Radeon R9 Fury Nitro – переработанная печатная плата черного цвета. У разработчиков есть в запасе модель, построенная на базе «референса», обзавелись и новой разработкой.

Используется качественная элементная база, в том числе долговечные твердотельные конденсаторы, Direct-FET транзисторы и фирменные дроссели с пониженным энергопотреблением Black Diamond.

Подсистема питания построена по той же схеме, что и эталонная версия, «6+1+1» для GPU/MEM/PLL соответственно. В данном случае ставка сделана на более качественные компоненты.

ШИМ-контроллер – IR 3578B. Как всегда, множественные технологии и поддержка управления напряжением: она нам еще пригодится.

Начитавшись материалов, в которых рассказывается о «хрупкости» микросхем памяти HBM, и в связи с тем, что это моя первая Fiji, я сменил тактику на «использование большего количества ватных палочек и меньшие усилия».

Данная стратегия хороша тем, что видеокарта осталась работоспособна, да вот оттереть графический процессор удалось не весь.

Вокруг него расположены четыре микросхемы HBM на единой подложке по 1024 Мбайт каждая с шиной обмена данных 4096 бит, что дает общий объем видеопамяти 4096 Мбайт.

Утилиты пока неспособны детально рассказать о памяти, кое-какие обрывки были найдены в BIOS – SK Hynix H5VR2GCCM, напряжение 1.3 В. Паспортная частота соответствует эталонному значению и составляет 500 МГц (эффективная частота 1000 МГц).

Тестовый стенд

Тестирование видеокарты Sapphire Radeon R9 Fury Nitro проходило в составе следующей конфигурации:

  • Материнская плата: MSI Z97 Gaming 5 (BIOS v 1.11);
  • Процессор: Intel Core i7-4770K 4000 МГц (100 х 40, 1.156 В) или 800 МГц во время замера уровня шума;
  • Система охлаждения процессора: Thermalright Archon (вентилятор Thermalright TY-140, 140 мм, 500 об/мин);
  • Термоинтерфейс: Gelid GC-Extreme;
  • Оперативная память: Kingston PC3-17000 (DDR3-2133, 10-11-11-27, 2 x 4 Гбайта, двухканальный режим);
  • Накопитель SSD: SanDisk X110 256 Гбайт;
  • Блок питания: ETG Premium 1200W, 1200 Ватт;
  • Корпус: Cooler Master HAF 922;
  • Монитор: BenQ GW2460HM, 1920 x 1080 (откалиброван).

Программное обеспечение

  • Операционная система: Windows 7 x64 SP1 Ultimate;
  • Драйвер видеокарты: AMD Catalyst 16.6.1;
  • Вспомогательные утилиты:
    • GPU-Z v. 0.8.8;
    • Heaven Benchmark 4.0;
    • MSI Afterburner v4.2.0;
    • MSI Kombustor 3.5.2.1.

Инструментарий и методика тестирования

Для разгона видеокарт, а также мониторинга температур и оборотов вентиляторов использовалась фирменная утилита MSI Afterburner v4.2.0.

Проверка стабильности работы ускорителей в процессе разгона производилась утилитой MSI Kombustor 3.5 (режим GPU Burn-in, 1920 x 1080). Полученные частоты дополнительно проверялись прогонами теста Heaven Benchmark v 4.0 c экстремальным уровнем тесселяции и графических тестов из пакетов 3DMark 2013, 3DMark 11 и 3DMark Vantage.

Для проверки температурного режима видеокарт в условиях, приближенных к повседневным, использовался Heaven BenchMark v4.0 (quality: ultra, tessellation: extreme, AA8x, 1920 х 1080).

Уровень шума измерялся при помощи цифрового шумомера TM-102 с погрешностью измерений не более 0.5 дБ. Измерения проводились с расстояния 0.3 м. Уровень фонового шума в помещении – не более 28 дБ. Все системные вентиляторы, включая установленный в блоке питания, отключались. На графиках граница условной бесшумности для системы определяется на уровне 30.5 дБ, граница условного комфорта – 37 дБ. Температура воздуха в помещении составляла 26 градусов по Цельсию.

Дополнительно снимались показания потребляемой мощности с помощью ваттметра Robiton PM-2 и температуры печатной платы ИК термометром Fluke 59 MAX.

Стандартные частоты и разгон

В данном разделе мы рассмотрим производительность Sapphire Radeon R9 Fury Nitro и ее частотные характеристики, а главное – познакомимся поближе с памятью типа HBM (High Bandwidth Memory – новый стандарт топовых решений). В первую очередь она обладает высокой пропускной способностью, а любители говорить «у видеокарты битность памяти всего 256, покупать не буду» должны быть довольны – 4096 бит у последнего поколения это существенный шаг вперед. Теперь обо всем по порядку.

В простое модель Sapphire сбрасывает частоты до 300/500 МГц, вентиляторы системы охлаждения полностью останавливаются, и видеокарта становится бесшумной. Температура держится на отметке 36-37°C: спасибо массивному радиатору. Показатель ASIC у данного экземпляра невысок – всего 64.0%.

Утилита Fiji BIOS Editor 1.2 знающим пользователям расскажет больше, чем мой текст в несколько абзацев. Логика архитектуры GCN сохранена, частоты поделены на восемь зон DPM 0-7. Пакет зашит на отметке 270 Вт, далее начинается плавное снижение частот и напряжения. Кстати о нем.

Программа AIDA64, как и в случае с Radeon R9 290(X)/390(X), беспрепятственно получает точные значения, а не адреса в BIOS. Версия Sapphire Radeon R9 Fury Nitro работает при напряжении 1.250 В.

Испытаем счастье в попытке разблокировки графического процессора Fiji. Строка «Sorry, all 8 disabled CUs can’t be unlocked by BIOS replacement» говорит о неудаче, шансы стремятся к нулю.

А вот и кусочек BIOS с указанием маркировки видеопамяти.

Есть ли еще хорошие новости? Да. Программа MSI Afterburner не умеет, а AIDA64 научена снимать показания с датчиков не только графического процессора, но и температуры фаз питания и напряжения памяти. В случае с Radeon R9 Fury X – и температуры жидкости в контуре.

Посмотрим, что нам уготовили разработчики. Sapphire Radeon R9 Fury Nitro по окончании бенчмарка Heaven Benchmark 4.0 едва прогрелась до 69°C при 1570 об/мин вентиляторов, что означает тихую и эффективную работу системы охлаждения.

При переключении на вторую микросхему BIOS результаты составили 72°C и 1360 об/мин соответственно.

В обоих случаях значения получены достойные, и можно решить самостоятельно, что предпочесть: низкий уровень шума или более прохладную видеокарту.

Продолжим эксперименты. Те же результаты, но со всеми вкладками из AIDA64 для снятия показания температур на первой микросхеме BIOS.

И на второй

. Скорость вращения всего на 200 об/мин ниже, а зона VRM горячее.

Лично мне давно хотелось изучить новый стандарт памяти HBM самостоятельно. Несмотря на первую ревизию, множественные нераскрытые данные и невозможность регулировать напряжение (оно постоянно 1.3 В), исследование было начато.

В первую очередь было желание проверить утверждение: «the MCLK is actually only able to support 500.00/545.45/600.00/666.66MHz and right now it just rounds to the nearest step ». Это напоминало страпы с таймингами, по которым у меня есть подробная статья «Мини-гайд по изменению таймингов видеопамяти на примере видеокарты Sapphire Radeon R9 390 Nitro 8Gb».

Если кратко, то при определенной частоте активируются нужные тайминги видеопамяти, которые, как мы знаем, косвенно влияют на производительность. С видеокартами Radeon R9 Fiji (X) все чуть сложнее: последние вдобавок, по утверждению специалиста, еще и сбрасывают частоту до ближайшей наименьшей границы страпа. Иными словами, взяв за основу данные выше, при таймингах в диапазоне 500-546 МГц и выставленной в разгоне частоте 525 МГц видеокарта сбросит ее до 500 МГц при 546-600 МГц (и с 570 МГц до 546 МГц). Только вы об этом не узнаете.

Подобное предположение стоило бы проверить. В качестве рефери взят бенчмарк 3DMark 13 v1.5.915, результаты обрабатывались по значениям FPS из Graphics Test и очкам Graphics Score.

3D (Нагрузка)

GPU 1050 МГц
3DMark 13 v1.5.915
Graphics Test 2, Graphics Test 1, FPS
Больше – лучше

Graphics Score, points
Больше – лучше

Легко заметить, что определенный эффект происходил на отметке 530 МГц и сохранялся вплоть до 570 МГц. Далее разгон был прерван из-за появившихся артефактов изображения, которые в случае Radeon R9 Fiji выглядят в виде искажений, похожих на солнечные блики.

Итак, что касается информации о «500.00/545.45/600.00/666.66MHz», то на примере Sapphire Radeon R9 Fury Nitro она не подтвердилась (возможно, дело в самом «нереференсе», разработчики которого зашили другие значения). К сожалению, подтвердить свою гипотезу сообщениями с иностранного форума, либо значениями BIOS не удалось. В профильной теме, посвященной AMD Radeon R9 Fury X/Fury/Nano/Pro Duo (Fiji), мне не ответили.

Подробный анализ позволил определить крайнюю частоту при шаге 1 МГц – это 523 МГц. Именно при ней происходил скачок. Посмотрим на линейный прирост производительности при разгоне ядра.

3D (Нагрузка)

HBM 500 МГц
3DMark 13 v1.5.915
Graphics Test 2, Graphics Test 1, FPS
Больше – лучше

Graphics Score, points
Больше – лучше

Попробуем провести повторные замеры при разгоне видеопамяти: вдруг есть зависимость от частоты графического процессора? Частота GPU выбрана 1170 МГц, поскольку при таком значении не приходилось повышать напряжение.

3D (Нагрузка)

GPU 1170 МГц
3DMark 13 v1.5.915
Graphics Test 2, Graphics Test 1, FPS
Больше – лучше

Graphics Score, points
Больше – лучше


И снова ничего. Ситуация аналогична, необходимо провести подобные замеры с моделью эталонного дизайна, которой у меня нет, дабы поставить все точки над «i».

Итоговый результат разгона с помощью утилиты Sapphire TriXX 5.2.1 и с напряжением +75 мВ.

Как вы понимаете, в качестве автора Overclockers.ru мною были протестированы многие модели видеокарт, сняты результаты нескольких тестов и все на едином стенде на одной платформе, что позволяет объединить все данные в один график и сравнить производительность графических ускорителей последних поколений. Возможно, это ответит на давние споры, какая линейка лучше, либо разожжет новые баталии.

3DMark 13 v1.5.915

Graphics Score, points
Больше – лучше

Heaven Benchmark 4.0

Graphics Score, points
Больше – лучше

Будет любопытно узнать вашу оценку полученных результатов.

Исследование потенциала системы охлаждения

Теперь приведем график зависимости температуры графического ядра/системы питания и шума от оборотов вентиляторов системы охлаждения. Данная видеокарта лишена датчиков в области цепей питания, поэтому результаты силовой части были получены с помощью пирометра.

Sapphire Radeon R9 Fury Nitro достойно показывает себя и при 900 об/мин, но температурный порог все ближе, частота ядра начинает потихоньку снижаться с 1050 МГц до 980-1020 МГц.

Уровень потребляемого электричества

График потребляемого электричества всего стенда в зависимости от частот видеокарт и рабочего напряжения GPU.

Энергопотребление системы, Вт

На выходе блока питания
Простой | Heaven BenchMark 4.0

Энергопотребление в 2D замерялось при бездействии системы (на рабочем столе). Тестирование в Heaven BenchMark 4.0 проводилось при следующих настройках – quality: ultra, tessellation: extreme, AA8x, 1920 х 1080.

Заключение

После моей видеокарты Radeon R9 290X, изученной вдоль и поперек, модель Radeon R9 Fury ощущается бодибилдером на стероидах. Переход на версию GCN 1.2 принес оптимизацию производительности геометрических процессоров и новый формат компрессии цвета, однако создается впечатление, что основной рост производительности пришелся на увеличение числа потоковых процессоров с 2816 до 3584, что привело к повышению энергопотребления. И тут нас выручила видеопамять HBM.

Согласно отчетам AMD, 10-20% TDP видеокарты Radeon R9 290X (250 Вт) отводится микросхемам GDDR5. Сложнейшие вычисления показывают значения 25-50 Вт. По моим наблюдениям выходит следующая картина: базовый пакет Radeon R9 290Х, равный 250 Вт, минус усредненное значение GDDR5, взятое как 37.5 Вт, плюс 67.5 Вт за счет наращения процессоров и 15 Вт от HBM. В итоге энергопотребление новой модели составило ~270-300 Вт, что подтвердилось замерами. Однако есть одна тонкость – в разгоне Radeon R9 Fury менее подвержена зверскому аппетиту на повышение напряжения, что радует. Теперь поговорим о герое обзора.

Модель Sapphire Radeon R9 Fury Nitro оказалась сбалансированной и продуманной видеокартой. Отметим не только высокую производительность, но и отличный разгонный потенциал вкупе с надлежащей отзывчивостью роста быстродействия на повышение частот. Вторым немаловажным фактором стала система охлаждения. К эффективности и температурному режиму не возникло никаких замечаний, но посмотрите, при каких оборотах вентиляторов она это делает?! Единственный источник шума, который улавливался – это легкий писк дросселей при закрытии бенчмарка Heaven Benchmark 4.0 и в меню некоторых игр, когда FPS не блокировался и был 500+. Здесь мало кто устоит.

В завершении скажу, что это не первая моя видеокарта серии Sapphire Nitro, и версия Sapphire Radeon R9 Fury Nitro ни капельки не разочаровала. Стоит отметить, что столь высокая конкуренция при производстве нереференсных вариантов Radeon R9 Fury порождает высокое качество выходных продуктов, усложняя выбор лучшей модели.

Нефедов Петр aka Go.d-bq


Выражаем благодарность:

  • Компании Регард за предоставленную на тестирование видеокарту Sapphire Radeon R9 Fury Nitro;
  • А также лично donnerjack.