Страница 1: Тест и обзор: AMD Radeon R9 285 на GPU Tonga
Представление видеокарты Radeon R9 285 может стать намного более важным событием для AMD и её будущих продуктов, чем предполагали изначально. Конечно, видеокарта является уже восьмой моделью в линейке Radeon R9, которая уже плотно "забита", так что ещё одна видеокарта только усилит путаницу. Но не будем забывать, что Radeon R9 285 является первой моделью на новом GPU "Tonga". И на архитектурном уровне AMD добавила несколько принципиальных изменений к прежнему числу потоковых процессоров, уменьшила объём видеопамяти и интерфейс, но производительность должна быть чуть выше. В нашей статье мы детально рассмотрим видеокарту Radeon R9 285 и сравним её с другими моделями в серии.
NVIDIA с новым GPU "Maxwell" в видеокартах GeForce GTX 750 и GTX 750 Ti наглядно показала, что архитектура может быть более эффективной при сохранении техпроцесса. GeForce GTX 750(Ti) не относится к high-end сегменту, но производительность она показывает приемлемую для массового рынка, иногда даже без дополнительного питания. Кроме того, низкое энергопотребление привело к появлению видеокарт с (полу-)пассивной системой охлаждения, которые мы уже протестировали в нашей лаборатории. Будет ли эта стратегия распространена на видеокарты "Maxwell" второго поколения, которые ожидаются осенью, вопрос открытый. NVIDIA пока не раскрывает технические детали и изменения в "потоковых мультипроцессорах Maxwell". Вероятной причиной повышения эффективности и производительности является кэш L2, который у архитектуры "Kepler" составлял 256 кбайт, а у "Maxwell" он увеличился до 2.048 кбайт Пропускная способность кэша осталась на уровне 512 байт на такт. Также была оптимизирована нагрузка на потоковые процессоры (диспетчеризация, балансировка и т.д.), так что отдельные шейдеры должны работать чуть быстрее. Увеличилось и количество инструкций, выполняемых за такт.
На схожие меры, вероятно, пошла и AMD, поскольку архитектура GCN сохранилась с небольшими улучшениями, как и 28-нм техпроцесс. В любом случае, архитектура "Graphics Core Next" прошла через несколько итераций, которые не всегда отчетливо прослеживаются. Но "Tahiti", "Hawaii", "Bonaire" и теперь "Tonga" имеют существенные отличия в некоторых важных областях. Об этих отличиях мы поговорим чуть позже.
Теперь перейдём к видеокарте AMD Radeon R9 285, которую мы получили не в эталонной модели, а виде розничной версии – сегодня видеокарты должны появиться в магазинах. Мы получили Sapphire Radeon R9 285 Dual-X OC, которая, как можно догадаться по названию, работает с чуть более высокими частотами GPU и памяти. Так что нам пришлось снизить тактовые частоты до эталонного уровня AMD. Об этом мы тоже расскажем чуть ниже.
Информация об архитектуре
Графические процессоры "Tonga" AMD по-прежнему выпускает по 28-нм техпроцессу на заводах TSMC. Но за более высокую эффективность чипа отвечают не изменения техпроцесса, а обновлённая архитектура. Площадь чипа AMD "Tonga" составляет 359 мм², хотя "Hawaii" в видеокартах Radeon R9 290 и 290X составлял 438 мм², а у "старого" поколения GPU "Tahiti" – 352 мм². Число транзисторов AMD указывает 5 млрд.
| Обзор семейства AMD Radeon R9 280 | |||
|---|---|---|---|
| Модель | AMD Radeon R9 280 | AMD Radeon R9 280X | AMD Radeon R9 285 |
| Розничная цена | от 8,0 тыс. рублей в России от 165 евро в Европе |
от 9,3 тыс. рублей в России от 210 евро в Европе |
- |
| Сайт производителя | AMD | AMD | AMD |
| Техническая информация | |||
| GPU | Tahiti Pro | Tahiti XT | Tonga Pro |
| Техпроцесс | 28 нм | 28 нм | 28 нм |
| Число транзисторов | 4,3 млрд. | 4,3 млрд. | 5 млрд. |
| Тактовая частота GPU (базовая) | - | 1.000 МГц | - |
| Тактовая частота GPU (Boost) | 933 МГц | 1.050 МГц | 918 МГц |
| Частота памяти | 1.250 МГц | 1.500 МГц | 1.375 МГц |
| Тип памяти | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 |
| Объём памяти | 3.072 Мбайт | 3.072 Мбайт | 2.048 / 4.096 Мбайт |
| Ширина шины памяти | 384 бит | 384 бит | 256 бит |
| Пропускная способность памяти | 240,0 Гбайт/с | 288,0 Гбайт/с | 176,0 Гбайт/с |
| Версия DirectX | 11.2 | 11.2 | 12 |
| Потоковые процессоры | 1.792 | 2.048 | 1.792 |
| Текстурные блоки | 112 | 128 | 112 |
| Конвейеры растровых операций (ROP) | 32 | 32 | 32 |
| TDP | 250 Вт | 250 Вт | 190 Вт |
В случае "Tahiti" мы получили две версии чипа, у "Tonga" мы тоже, скорее всего, получим вторую конфигурацию, которая может появиться в виде Radeon R9 285X. Но сначала позвольте поговорить о том, что нам точно известно. GPU "Tonga" опирается на 28 Compute Unit, каждый содержит четыре блока SIMD (Single Instruction Multiple Data) по 16 АЛУ (Arithmetic Logic Unit), что даёт по 64 потоковых процессора на Compute Unit. В целом, если перемножить 28 x 4 x 16, то мы получим 1.792 потоковых процессоров Radeon R9 285, так что их количество не изменилось. Прежней осталась конфигурация текстурных блоков и задней части конвейера рендеринга. Так что мы получаем 112 текстурных блоков и 32 конвейера растровых операций (ROP).
GPU у видеокарты AMD работает с максимальной частотой Boost 918 МГц. Так что GPU работает лишь чуть медленнее GPU "Tahiti" видеокарты Radeon R9 280. Обратите внимание на изменение подсистемы памяти: она работает на частоте 1.375 МГц и подключена по 256-битному интерфейсу. Так что мы получаем пропускную способность "всего" 176 Гбайт/с. По сравнению с 240 Гбайт/с у Radeon R9 280 производительность памяти существенно снижается. Что касается объёма видеопамяти, то производители видеокарт могут выбирать 2 или 4 Гбайт памяти GDDR5. Но AMD указывает, что производительность Radeon R9 285 должна быть выше Radeon R9 280 при меньшем энергопотреблении всего 190 против 250 Вт. Как у AMD получилось достичь подобной эффективности, мы поговорим в следующем разделе. Конечно, AMD пришлось вносить изменения в архитектуру.
Один из способов повышения производительности чипа при прежней тактовой частоте заключается в увеличении числа инструкций за такт. По сравнению с "Tahiti", у GPU "Tonga" за такт рассчитываются четыре так называемых "примитива", то есть простые операции сложения. То есть мы получили удвоение по сравнению с "Tahiti", что даёт существенный прирост по общей производительности. В данном отношении "Tonga" выступает на уровне GPU "Hawaii". По производительности тесселяции "Tonga" также продвинулся вперёд, он должен быть в 2-4 раза быстрее "Tahiti". Для компенсации меньшей пропускной способности данных, AMD разработала цветовую дельта-коррекцию без потерь, что позволяет экономить около 40 процентов пропускной способности – благодаря данному алгоритму сжатия в память передаётся меньше информации. Так что у Radeon R9 285 производительность памяти должна быть даже выше, чем у более широкого интерфейса памяти Radeon R9 280. Два данных решения и отвечают за прирост производительности.
Существенно была улучшена и поддержка вычислений на GPU, именно по этой причина GPU "Tonga" будет использоваться на FirePro W7100. Теперь линии SIMD могут обмениваться инструкциями для параллельной обработки. Также была улучшена и диспетчеризация задач, а именно разделение арифметических операций между потоковыми процессорами. Новые 16-битные инструкции для чисел с плавающей запятой тоже обеспечивают более эффективную работу вычислений на GPU и обработки мультимедиа. Всё это входит в обновлённый набор инструкций ISA (Instruction Set Architecture).
Для обработки мультимедиа AMD пересмотрела кодировщик с фиксированными функциями внутри движка VCE (Video Coding Engine). Теперь VCE поддерживает профили Baseline и Main для кодирования контента H.264.
Mantle, TrueAudio и движок XDMA
Конечно, GPU "Tonga" в Radeon R9 285 также поддерживает Mantle, TrueAudio и движок XDMA (что позволяет избавиться от мостиков Crossfire). Технологии Mantle и TrueAudio мы уже несколько раз подробно описывали. Мы также провели тесты игры Battlefield с поддержкой Mantle и игры Thief с Mantle и TrueAudio. Недавно мы опубликовали статью, посвященную прошлым разработкам и перспективам Mantle. Новые игры Star Citizen, Civilization: Beyond Earth и некоторые другие должны улучшить привлекательность Mantle.