Производительность видеокарт Radeon HD 7970, HD 7950 и HD 6990 в режиме CrossfireX

Оглавление

• Вступление
• Внешний вид и размеры
• Тестовый стенд
• Инструментарий и методика тестирования
• Исследование потенциала системы охлаждения
• Температурный режим, уровень шума и потребляемого электричества
• Разгон
• Результаты тестов
• 3DMark 2011
• Unigine Heaven
• Metro 2033
• Aliens vs Predator 3
• Star Craft II
• Battlefield III
• Total War Shogun II
• Colin McRae Dirt III
• Batman: Arkham City
• Crysis 2
• The Elder Scrolls V: Skyrim
• F1 2011
• The Witcher 2: Assassins of Kings
• Hard Reset
• Deus Ex - Human Revolution
• Выводы по разрешению 1920х1080
• Выводы по разрешению 2560x1440
• Итоговые результаты
• Соотношение средних кадров
• Заключение

Вступление

У большинства пользователей комбинации из двух видеокарт не пользуются популярностью, в первую очередь из-за высокого потребления такой связки и её цены. Но некоторые энтузиасты не умеют или не хотят ждать следующего поколения ускорителей, выбирая единственный оставшийся способ увеличения производительности графической системы. На данный момент оба вендора предлагают создавать парные конфигурации из практически любых своих продуктов, будь то начального или самого дорогого уровня.

К сожалению, не везде и не всегда производительность вырастает соразмерно затратам. Данное утверждение относится в основном к малоинтересным и старым играм. В современных проектах качество поддержки, как правило, должно быть на высоком уровне, в чем я и предлагаю вам убедиться или…усомниться.

Внешний вид и размеры

Модель	A, мм	B, мм	C, мм	D, мм	A1, мм	B1, мм	C1, мм
AMD HD 7950	266	98	34	71	277	98	39
AMD HD 7970	266	98	34	71	277	98	39
XFX HD 7950 DD	260	98	34	85	268	99	40
XFX HD 7970 DD	266	98	34	85	269	99	40

А - длина печатной платы, без учёта системы охлаждения и планки портов видеовыходов.
В - ширина печатной платы, без учёта контактов PCI-E и системы охлаждения.
С - высота от горизонтальной плоскости печатной платы до уровня верхней поверхности системы охлаждения.
D - диаметр отверстий под вентиляторы.

А1 - длина печатной платы, с учётом системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы) до планки портов видеовыходов.
В1 - ширина печатной платы, без учёта контактов PCI-E, но с замером системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы).
С1 - высота, с учётом 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.

Тестовый стенд

Использовались следующие комплектующие:

• Материнская плата: MSI Z68A-GD80 B3;
• Процессор: Intel Core i7-2600К 4500 МГц (100 МГц х 45 1.44 В) или 1600 МГц во время замера шумности системы охлаждения;
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: Corsair DDR3 1600 МГц, 4 Гбайта х 2 модуля, 7-8-7-20-1T, 1.65 В;
• Жёсткий диск: Crucial M4 (CT128M4SSD2), 128 Гбайт;
• Блок питания: Tagan TG1100-U95, 1100 Вт;
• Аудиокарта: ASUS Xonar HDAV 1.3;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
• Версия драйверов: для ATi/AMD Catalyst 12.2, для видеокарт AMD HD 7970/50 - AMD Catalyst 11.12RC11, NVIDIA - nforce 295.xx.

Перечень используемых измерительно-контрольных приборов и инструментов

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

Инструментарий и методика тестирования

Для корректного замера температуры и шума использовались описанные ниже условия. Помещение, внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры устанавливался на отметке 26^o С +/-1^oС. 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 22 дБА. В качестве жёсткого 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.

Звукозапись системы охлаждения производилась на расстоянии 10 см от вентилятора. Первые 10-20 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Furmark. Наибольший уровень шума достигается в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум.

Уровень потребления электричества (ватт) в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые в графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой Unigine Heaven 2.5; разрешение, как и все настройки - максимальные. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума, после чего полученные данные заносились в таблицу.

В части игр, где это возможно, использовались встроенные средства измерения быстродействия:

• 3Dmark 2011 – Extreme 2560x1440, 1920x1080;
• Unigine Heaven Benchmark v2.5;
• Colin McRae DIRT II;
• Total War Shogun II;
• Colin McRae Dirt III
• Batman: Arkham City;
• F1 2011;
• Hard Reset.

Для нижеперечисленных игр производительность измерялась с помощью утилиты FRAPS v3.4.5:

• Metro 2033;
• Aliens vs Predator 3;
• Star Craft II;
• Battlefield III;
• Crysis 2;
• TESV Skyrim;
• The Witcher 2;
• Deus Ex - Human Revolution.

VSync при проведении тестов был отключён. Во избежание ошибок в погрешности измерений все тесты производились по три раза. При вычислении среднего FPS за итоговый результат бралось среднеарифметическое значение результатов всех прохождений.

Исследование потенциала системы охлаждения

Пояснения к графикам:

• Синяя - в режиме простоя.
• Красная линия – максимальная температура.
• Чёрная линия - уровень издаваемого шума, при определённых оборотах вентилятора.
• Пунктирная линия указывает на диапазон регулировки в автоматическом режиме вентилятора.

В процентах указана скорость вентилятора/ов, выставленная в MSI Afterburner. Таким образом, чтобы понять, насколько нагреется видеокарта и как сильно она будет шуметь, скажем, при 50% скорости вентилятора достаточно провести вертикальную линию через отметку 50%. В местах пересечения получаем три значения: с красной линией – максимальную температуру в нагрузке, с синей – температуру в простое, с чёрной – шум.

AMD HD 7950.

Штатное охлаждение AMD HD 7970, установленное на AMD HD 7950, откалибровано слегка по-другому. А сниженные частота и напряжение GPU делает видеокарту условно прохладной.

XFX HD 7950 DD.

Из-за желания упростить и удешевить систему охлаждения (фактически - сократить площадь испарительной камеры в разы) компания столкнулась с очевидной проблемой. Как охладить графический ускоритель таким образом, чтобы уровень шума и температуры был не хуже, чем у референской платы? Выход прост - установить «пограничные» настройки. Что и реализовали инженеры XFX, причем, в случае роста температуры вентиляторы будут издавать ощутимый шум.

AMD HD 7970.

Стандартная система охлаждения нормально справляется со своей задачей, и единственное, что побеспокоит покупателя – это повышенный шум. Но тембр голоса турбины скорее приемлемый, чем назойливый.

XFX HD 7950 DD.

Как бы ни ругал систему охлаждения XFX на HD 7970 мой коллега mazur, но по сравнению со стандартным решением устройство XFX выглядит лучше, как по шуму, так и по температурам.

Температурный режим, уровень шума и потребляемого электричества

В тесте принимают участие видеокарты, выполненные на основе референсного дизайна.

---

В тесте принимают участие видеокарты, выполненные на основе референсного дизайна.

---

В тесте принимают участие видеокарты, выполненные на основе референсного дизайна.

Посмотреть, как работает система охлаждения:

• XFX HD 7950.

• AMD HD 7950.

• XFX HD 7970.

• AMD HD 7970.

Послушать систему охлаждения:

• AMD HD 7950 [3300 Кбайт]
• XFX R7970 DD [2600 Кбайт]

И сравнить:

• HD 7970 [3170 Кбайт]
• XFX R7950 DD [2690 Кбайт]
• HD 6990 880 [2384 Кбайт]
• GTX 590 [2750 Кбайт]
• HD 6990 830 [2200 Кбайт]
• GTX 580 [1480 Кбайт]
• HD 6970 [2689 Кбайт]
• GTX 570 [2531 Кбайт]
• HD 6950 [3291 Кбайт]
• GTX 470 [2564 Кбайт]
• HD 6870 [2205 Кбайт]
• HD 6850 [1747 Кбайт]
• HD 6790 [2531 Кбайт]

Разгон

Нагрузка создаётся запуском программы Furmark 1.9.1 с максимально экстремальными настройками. Мониторинг вентиляторов и температуры GPU осуществляется MSI Afterburner. Данные на диаграмму заносятся после фиксации оборотов вентилятора при достижении максимальной температуры.

Потенциал графического ядра в зависимости от подаваемого на него напряжения.

Потолок разгона всех участников находится у отметки 1150-1200 МГц, а дальше придётся задействовать повышенное напряжение. Но даже такими методами графическое ядро быстро упирается в 1200-1300 МГц. Аналогичные результаты демонстрирует и выполненная на базе стандартного дизайна XFX R7970. Впрочем, в её случае напряжение, подаваемое на графический процессор, установлено немного выше.

Существенная разница в настройке VRM обнаружилась при детальном сравнении XFX HD 7950 и AMD HD 7950. Последняя основана на печатной плате AMD HD 7970, повторяя её во всем за исключением одной фазы, а вот XFX производит карту эталонного дизайна. Но как ни странно, отличия не сказались на разгонном потенциале. Без манипуляций с напряжением оба младших решения берут частоту 1150 МГц, после повышения - до 1225-1250 МГц и точка.

Энергопотребление в зависимости от разгона.

Энергопотребление напрямую больше зависит от напряжения, нежели от частоты графического ядра. График отражает действия пользователя с бегунком настройки напряжения. Существенно более низкие стартовые настройки системы питания на AMD HD 7950 позволяют ей относиться к энергопотреблению бережнее, чем XFX R7950 DD. Но в финале в погоне за мегагерцами обе видеокарты в разгоне превышают уровень потребления стандартных HD 7970.

Температура графического процессора в зависимости от его частоты.

Два вентилятора XFX R7970 DD чуть лучше охлаждают видеокарту, но не столь разительно, чтобы этим можно было впечатлиться. Средний уровень нагрева всех карт находится в диапазоне от 75-83°C на номинальных частотах до 80-87°C в разгоне.

Температура VRM в зависимости от частоты GPU.

Откровением для меня стала температура ключей питания. Датчик специально устанавливался в самое неблагоприятное место, со стороны слота PCI-e между радиатором и термопрокладкой.

Начнём со сравнения XFX R7950 DD (далее R7950) с AMD HD 7950 (далее HD 7950). Две диаметрально противоположные по конструкции системы охлаждения демонстрируют разный уровень охлаждения «ключей». R7950 прекрасно справляется со своей задачей, не в последнюю очередь из-за конструкции преобразователя напряжения. Много микросхем, большая площадь, прямой обдув вентилятором - вот и результат налицо.

У HD 7950 ситуация сложнее. С одной стороны, качественная система питания позволяет задавать большее напряжение для GPU; с другой, сократившееся количество ключей работает под большей нагрузкой, а прямой обдув отсутствует. Не стоит забывать и тот факт, что испарительная камера соприкасается с радиатором памяти и VRM меньшей площадью, чем у R7950. В итоге без перегрева можно подавать не более 1.1 В, а дальше лучше позаботиться о достойном охлаждении.

Продолжим сравнение систем охлаждения, но уже со старшими моделями - XFX R7970 DD (далее R7970) и AMD HD 7970 (далее HD 7970). Как легко заметить по графикам, на первый взгляд, турбина HD 7970 предпочтительнее двух вентиляторов R7970, но это чувство обманчиво. Во-первых, оба вентилятора крутятся на гораздо меньших оборотах (ниже приведен соответствующий график), во-вторых, температура растёт практически линейно и хорошо предугадывается дальнейшее поведение системы охлаждения, а в-третьих, у вас всегда есть возможность увеличить обороты вентиляторов, сохранив приемлемый уровень шума. И все же достигнутые на трех видеокартах температуры VRM заставляют задуматься.

Обороты вентилятора/ов в зависимости от частоты графического ядра.

AMD HD 7950

Частота GPU, ГГц	0,805	0,835	0,85	0,875	0,9	0,915	0,93	0,95	0,975	1	1,015	1,03	1,045	1,06	1,075	1,1	1,125	1,15	1,175	1,2	1,225
Напря- жение, MSI After burner, В	0,993	0,993	0,993	0,993	0,993	0,993	0,993	0,993	0,993	0,993	1,05	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,1	1,15	1,15	1,2
Напря- жение, мульти- метр, В	0,982	0,982	0,982	0,982	0,982	0,982	0,982	0,982	0,982	0,982	1,04	1,086	1,085	1,085	1,085	1,085	1,085	1,085	1,132	1,132	1,177
Дельта, В	-0,011	-0,011	-0,011	-0,011	-0,011	-0,011	-0,011	-0,011	-0,011	-0,011	-0,01	-0,014	-0,015	-0,015	-0,015	-0,015	-0,015	-0,015	-0,018	-0,018	-0,023
Темпе- ратура GPU,oС	75	75	75	75	75	75	75	75	75	75	77	79	80	80	80	80	80	80	83	83	86
Темпе- ратура VRM,oС	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60	75	82	83	83	83	83	83	83	94	94	100
Обороты венти- лятора макс, об/мин.	2100	2100	2100	2100	2100	2100	2100	2100	2100	2100	2200	2350	2400	2400	2400	2400	2400	2400	2550	2550	3150
Энерго- потреб- ление Furmark, Вт	327	327	327	327	328	328	328	329	329	329	350	380	382	383	383	383	383	383	420	420	470

XFX HD 7950 DD

Частота GPU, ГГц	0,805	0,835	0,85	0,875	0,9	0,915	0,93	0,95	0,975	1	1,015	1,03	1,045	1,06	1,075	1,1	1,125	1,15	1,175	1,2	1,225	1,25
Напря- жение, MSI After burner, В	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,09	1,15	1,15	1,175	1,2
Напря- жение, мульти- метр, В	1,107	1,106	1,105	1,104	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,103	1,168	1,169	1,196	1,223
Дельта, В	0,017	0,016	0,015	0,014	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,013	0,018	0,019	0,021	0,023
Темпе- ратура GPU,oС	75	75	75	75	76	76	76	76	76	76	76	76	76	76	76	76	76	76	79	79	81	83
Темпе- ратура VRM,oС	55	55	55	55	56	56	56	56	56	56	56	57	57	57	57	57	57	57	59	59	61	65
Обороты венти- лятора макс, об/мин.	2400	2400	2400	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2500	2750	2750	2850	3050
Энерго- потреб- ление Furmark, Вт	351	352	352	353	353	353	354	354	354	354	354	354	354	354	354	355	355	355	386	387	405	430

AMD HD 7970

Частота GPU, ГГц	0,875	0,9	0,915	0,93	0,95	0,975	1	1,015	1,03	1,045	1,06	1,075	1,1	1,125	1,15	1,175	1,2	1,225	1,25	1,275	1,3
Напря- жение, MSI After burner, В	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,2	1,225	1,225	1,25	1,275
Напря- жение, мульти- метр, В	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,139	1,14	1,162	1,185	1,185	1,207	1,23
Дельта, В	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,031	-0,03	-0,038	-0,04	-0,04	-0,043	-0,045
Темпе- ратура GPU,oС	82	82	82	82	82	82	83	83	83	83	83	83	83	83	83	83	84	85	85	87	89
Темпе- ратура VRM,oС	84	85	85	85	85	85	85	85	86	86	86	86	87	87	88	88	89	94	94	99	100
Обороты венти- лятора макс, об/мин.	2625	2625	2625	2625	2625	2625	2725	2725	2725	2725	2725	2725	2725	2725	2725	2725	2800	3000	3000	3050	3150
Энерго- потреб- ление Furmark, Вт	425	426	426	427	428	428	429	429	429	430	430	430	430	430	430	430	441	462	462	484	507

XFX HD 7970 DD

Частота GPU, ГГц	0,875	0,9	0,915	0,93	0,95	0,975	1	1,015	1,03	1,045	1,06	1,075	1,1	1,125	1,15	1,175	1,2	1,225	1,25	1,275
Напря- жение, MSI After burner, В	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,17	1,2	1,225	1,25
Напря- жение, мульти- метр, В	1,153	1,153	1,153	1,153	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,151	1,175	1,198	1,222
Дельта, В	-0,017	-0,017	-0,017	-0,017	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,019	-0,025	-0,027	-0,028
Темпе- ратура GPU,oС	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	80	81	83	85
Темпе- ратура VRM,oС	95	95	96	96	97	97	98	98	98	98	98	99	99	99	99	100	100	100	100	100
Обороты венти- лятора макс, об/мин.	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2200	2200	2200	2200	2200	2250	2300	2375
Энерго- потреб- ление Furmark, Вт	418	418	419	419	420	421	422	422	422	422	422	422	423	423	423	423	423	440	459	482

Результаты тестов

Список видеокарт и их частоты:

Название	Номинальные частоты GPU/Mem, МГц	Разгон GPU/Mem, МГц
GTX 590	607/854
GTX 580	772/1002	950/1100
GTX 570	732/950	900/1050
HD 7970; HD 7970	925/1375	1250/1700
HD 7950 ; HD 7950	800/1250	1225/1800
HD 6990*	880/1250
HD 6990	830/1250
HD 6970	880/1375	1000/1500
HD 6950	800/1250

HD 6990*. Здесь и далее - сокращённое название AMD HD 6990 с частотой GPU 880 МГц.

За начальную точку отсчёта взята производительность HD 7970.

Комментарии в дальнейшем будут оставляться только в тех случаях, где проявлялась аномальная производительность CrossfireX.

---

3DMark 2011

Настройки:

• Профиль Extreme;
• DirectX 11;
• Разрешение - 1920х1080; 2560х1440;
• Четыре графических теста;
• Результаты: количество баллов GPU Score.

Модель	Средние 1920%	Средние 2560%	Среднее
GTX 590	22	18	20
GTX 580	-23	-24	-23
GTX 570	-32	-34	-33
HD 7970	0	0	0
HD 7950	-17	-17	-17
HD 6990*	33	34	34
HD 6990	29	29	29
HD 6970	-31	-31	-31
HD 6950	-40	-40	-40
GTX 580 OC	-6	-8	-7
GTX 570 OC	-20	-21	-20
HD 7970 OC	33	32	33
HD 7950 OC	18	17	18
HD 6970 OC	-24	-24	-24
HD 7970 x2	101	102	102
HD 7950 x2	66	66	66
HD 6990 x2	166	114	140

---

Unigine Heaven

Версия бенчмарка 2.5.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение - 1920х1080, 2560х1440;
• Стерео 3D – выключено;
• Шейдеры (Shaders) – высоко (high);
• Тесселяция (Tesselation) – нормальная (normal);
• Анизотропная фильтрация (Anisotropy) – 16х;
• Сглаживание (Anti-aliasing) – 8x.

Модель	Средние 1920%	Средние 2560%	Среднее
GTX 590	22,9	21,1	22,0
GTX 580	-22,1	-24,3	-23,2
GTX 570	-35,2	-42,6	-38,9
HD 7970	0,0	0,0	0,0
HD 7950	-13,3	-13,2	-13,3
HD 6990*	34,2	33,1	33,7
HD 6990	30,2	29,7	29,9
HD 6970	-28,4	-29,7	-29,0
HD 6950	-35,6	-36,0	-35,8
GTX 580 OC	-8,9	-12,0	-10,4
GTX 570 OC	-26,2	-32,2	-29,2
HD 7970 OC	30,2	29,3	29,8
HD 7950 OC	25,4	24,6	25,0
HD 6970 OC	-23,5	-25,9	-24,7
HD 7970 x2	104,4	106,3	105,4
HD 7950 x2	76,3	77,9	77,1
HD 6990 x2	157,3	159,0	158,2