Examen et test des cartes graphiques AMD R9 290X et AMD R9 290.

L'introduction de la nouvelle gamme de cartes graphiques R7 / R9 d'AMD a commencé avec l'entrée sur le marché des modèles d'entrée de gamme et de milieu de gamme Radeon R7 260X, R9 270X et R9 280X. Ces cartes vidéo ont été construites sur des GPU légèrement améliorés qui ont été utilisés dans la gamme 7000. Les cartes vidéo ont été prises en charge pour un certain nombre de nouvelles technologies, et un petit gain de performance a été obtenu en augmentant les fréquences d'horloge nominales. Ils n'ont pas subi de changements significatifs dans la structure du cœur graphique. Grâce à leur politique tarifaire agressive, ils ont un bon rapport qualité / prix, ce qui a finalement contraint le concurrent Nvidia à réduire considérablement les prix de ses cartes vidéo. Mais, le principal intérêt des utilisateurs devrait être causé par les cartes graphiques AMD R9 290X et AMD R9 290, dont l'annonce était prévue un peu plus tard. Outre,que ce sont les produits phares de la nouvelle ligne, qui devraient concurrencer les cartes graphiques GTX TITAN et GTX 780, ils recevront un tout nouveau processeur graphique.

AMD R9 290X a été le premier à apparaître sur le marché, et après un certain temps, sa version légèrement épurée de l'AMD R9 290. Dans cette revue, nous examinerons ces deux cartes vidéo et comparerons leurs performances avec les principaux concurrents de Nvidia - GTX TITAN et GTX 780.

GPU d'Hawaï

Commençons notre connaissance du nouveau GPU avec son architecture. Le GPU d'Hawaï est basé sur l'architecture Graphics Core Next, également utilisée à Tahiti, mais avec un certain nombre de modifications. Le bloc principal du noyau est toujours l'unité de calcul, qui se compose de 64 ALU et de 4 unités de filtrage de texture. Parmi les changements ici, il convient de noter l'apparition d'une nouvelle instruction - MQSAD et une augmentation de la précision dans le calcul du logarithme et de l'exposant. Ces changements n'affectent pas les performances des applications de jeu et n'intéresseront que les développeurs.

Des changements majeurs ont eu lieu dans l'architecture du noyau. Il a une nouvelle unité évolutive - Shader Engine. Il se compose d'un processeur de géométrie, de 11 unités de calcul et de 16 ROP. Ainsi, le GPU d'Hawaï dispose de quatre moteurs Shader.

En outre, le processeur graphique a reçu une mémoire cache L2 augmentée jusqu'à 1 Mo et un bus L1-L2 avec une bande passante allant jusqu'à 1 To / s. Chaque Shader Engine comprend un bloc de traitement de la géométrie qui permet au GPU de restituer jusqu'à quatre primitives par cycle d'horloge. Le GPU Tahiti ne pouvait cuire que deux primitives par horloge. De plus, un certain nombre d'optimisations ont permis d'augmenter les performances de la tessellation matérielle et de l'exécution de shaders modifiant la géométrie, ce qui devrait permettre d'augmenter les performances des applications de jeu.

Les utilisateurs non graphiques apprécieront le nombre accru de répartiteurs de commandes ACE (Asynchronous Command Engine) à 8. Ils sont indépendants du gestionnaire de pipeline graphique et peuvent gérer 8 files d'attente de commandes en même temps.

Le nouveau GPU appelé Hawaii se compose de 6,02 milliards de transistors. Sa superficie est de 438 mm2. Bien qu'il ne surclasse pas le processeur GK110 de Nvidia dans ces paramètres, il est néanmoins le plus gros processeur d'AMD à ce jour. Il se compose de 2816 processeurs de flux, 176 unités de filtrage de texture et 64 ROP (Tahiti 2048/128/32). En plus d'augmenter le nombre de blocs, le nouveau processeur a reçu la prise en charge d'un bus de mémoire vidéo 512 bits. La dernière fois que le processeur R600, qui a été utilisé dans les cartes vidéo HD 2900 (2007), avait une telle largeur de bus de mémoire vidéo. Ensuite, les cartes vidéo n'ont pas bien fonctionné et la société a refusé d'utiliser un tel bus. Dans les modèles suivants, l'augmentation de la bande passante de la mémoire vidéo a été obtenue en augmentant la fréquence de base des microcircuits, et la largeur du bus était limitée à 384 bits.Par rapport au HD 7970, la bande passante du bus de mémoire vidéo a augmenté de 20%, et cela est principalement dû au bus 512 bits, car la fréquence nominale de la mémoire vidéo n'est que de 5000 MHz. Le nombre total de contrôleurs de mémoire vidéo, par rapport au Tahiti, est passé de 6 à 8. Dans le même temps, AMD affirme que la surface occupée par les contrôleurs dans le nouveau processeur a diminué de 20%. La fréquence maximale du GPU est de 1000 MHz.

La carte graphique AMD R9 290 a reçu une version légèrement plus légère de ce processeur. Par rapport à l'ancien modèle, 4 unités de calcul (256 processeurs de flux et 16 unités de filtrage de texture) ne sont pas actives dans son GPU. Le nombre de ROP ainsi que la largeur du bus mémoire sont restés inchangés. La fréquence maximale du processeur graphique a été réduite à 947 MHz, tandis que la fréquence nominale de la mémoire vidéo est restée inchangée à 5000 MHz. Je résumerai les principales caractéristiques techniques des cartes vidéo testées dans le tableau.

Technologie PowerTune

Les deux cartes vidéo ont reçu la technologie PowerTune mise à jour, qui était auparavant utilisée dans les cartes vidéo HD 7790 / R7 260X. Cette technologie ajuste la tension du GPU et la fréquence de fonctionnement pour des performances maximales dans les limites TDP spécifiées. La fréquence du GPU change par pas de 100 MHz. En conséquence, une certaine fréquence moyenne est formée. La fréquence minimale peut être de 300 MHz.

Parmi les innovations - une régulation de tension plus rapide et plus précise sur le GPU et la possibilité d'obtenir des données sur la consommation de courant réelle et la tension d'alimentation. De plus, l'utilisateur ne reçoit pas des valeurs calculées, comme c'était le cas auparavant, mais des valeurs réelles de capteurs spéciaux. L'algorithme de contrôle du ventilateur dans le système de refroidissement a été modifié. Maintenant, la vitesse de la turbine change en fonction de la charge sur le processeur avant même que sa température n'augmente. Cette solution vous permet de modifier en douceur la vitesse de rotation et, par conséquent, de réduire le bruit généré lors de l'accélération.

Les caractéristiques des deux cartes vidéo indiquent la fréquence maximale du processeur, qu'il peut atteindre si les limites de consommation électrique ou de température du cœur graphique ne sont pas atteintes. Si la température ne peut pas être maintenue en dessous de la limite définie, à une vitesse de ventilateur donnée, la fréquence du GPU commence à diminuer.

Lors du réglage des paramètres PowerTune, l'utilisateur devra choisir entre les trois restrictions ci-dessus, en donnant la priorité à l'une d'entre elles.

Feux croisés

Les cartes graphiques AMD R9 290X et AMD R9 290 ont une nouvelle technologie qui ne se trouve pas dans le reste des cartes graphiques de la série R7 / R9. Auparavant, pour construire un tableau de cartes vidéo, un pont spécial (CrossFire X) était un élément intégral, qui en fait "unissait" les cartes vidéo en synchronisant les tampons d'image. Désormais, lors de la création d'un tableau de cartes vidéo AMD R9 290X (AMD R9 290), les cartes vidéo sont synchronisées via le bus PCI-Express. Selon les ingénieurs de l'entreprise, cette méthode de synchronisation des cartes vidéo n'affectera pas les performances du sous-système vidéo même lors de l'utilisation du bus PCI-Express 2.0.

Autres technologies

Les deux cartes vidéo sont équipées de toutes les technologies qui ont été introduites dans les modèles plus jeunes. Arrêtons-nous brièvement sur chacun d'eux.

VESA Display ID v1.3 - vous permet de configurer deux "parties" virtuelles de la matrice de moniteur "tuile" avec une résolution 4K en mode automatique (plug'n'play). Sous réserve de la prise en charge de cette technologie par le fabricant du moniteur.

Eyefinity est une technologie mise à jour qui supprime la nécessité de connecter un troisième moniteur via DisplayPort.

API DirectX 11.2, Mantle - les nouvelles cartes vidéo ont reçu la prise en charge des instructions DirectX 11.2 et de l'API Mantle de bas niveau. Mantle promet une augmentation très significative des performances des cartes vidéo de la série R7 / R9 dans les jeux où elle sera utilisée par les développeurs.

En outre, les deux cartes vidéo ont un processeur de son intégré et prennent en charge la technologie TrueAudio. Cette technologie vous permet de produire des effets sonores non seulement via l'interface HDMI, mais également via toute autre source.

Conception

Un peu en avance, je tiens à dire que la conception des modèles standard de cartes graphiques AMD R9 290X et AMD R9 290 est absolument la même. Pour le refroidissement des modèles standard, comme dans les solutions de la série précédente, un système de refroidissement de type turbine est utilisé. À l'extérieur, les nouvelles cartes vidéo diffèrent des solutions précédentes dans un boîtier légèrement différent du système de refroidissement. Un radiateur massif est caché sous le boîtier du système de refroidissement. À la base du radiateur se trouve une chambre d'évaporation en cuivre. Le radiateur avec la chambre d'évaporation est fixé à un cadre en aluminium, formant une structure monobloc.

Le cadre sert de dissipateur thermique pour les puces de mémoire et les éléments d'alimentation dans le circuit d'alimentation.

Le système de refroidissement occupe deux emplacements d'extension en hauteur. Le système de refroidissement est assez massif, mais même lorsqu'il fonctionne en mode normal, il ne peut pas être qualifié de silencieux. Lors du réglage manuel de la vitesse maximale de la turbine, le bruit de la carte vidéo remplace le bruit de tous les autres composants du système. Le seul avantage d'un tel système de refroidissement est que la majeure partie de l'air chaud est libérée à l'extérieur du système. A en juger par le fait que les données officielles sur le niveau TDP pour les deux cartes vidéo n'ont pas été annoncées, on peut supposer qu'elles sont assez importantes et qu'elles sont de l'ordre de 300 W.

Parmi les sorties vidéo des deux cartes vidéo, il y a deux connecteurs DVI-D, HDMI et DisplayPort.

Les dimensions globales des cartes vidéo sont de 275 x 98 x 39 mm.

Circuit imprimé

La disposition du PCB pour les cartes graphiques AMD R9 290X et AMD R9 290 est également absolument la même. Les deux cartes vidéo ont le même nombre de phases dans le sous-système d'alimentation.

L'alimentation des composants des cartes vidéo est basée sur un schéma à 7 phases. Les phases de puissance sont réparties entre les composants des cartes vidéo comme suit: 5 phases alimentent le GPU, 1 phase de la mémoire vidéo et 1 phase de la PLL. Le contrôleur IR 3567 contrôle les phases de puissance.16 puces de mémoire vidéo sont soudées depuis la face avant de la carte de circuit imprimé. Les cartes vidéo utilisent des puces SK Hynix avec le marquage H5GQ1H24AFR-R0C. Il y a un micro-interrupteur sur les deux cartes. Mais contrairement aux cartes vidéo des séries précédentes, il ne change pas de mode BIOS. Sur la carte vidéo R9 290X, il peut être utilisé pour sélectionner l'un des deux modes (mode silencieux ou mode Uber) de la vitesse du ventilateur dans le système de refroidissement. Dans le modèle plus récent, ce commutateur n'affecte pas la vitesse du ventilateur dans le système de refroidissement. Pour une alimentation supplémentaire, les deux cartes vidéo ont deux connecteurs:6 broches et 8 broches.

Consommation électrique et température

Comme déjà mentionné, la carte vidéo R9 290X dispose de deux modes de fonctionnement du système de refroidissement. En mode silencieux, le ventilateur du système de refroidissement tourne jusqu'à 2000 tr / min (environ), ce qui correspond à 40% de la vitesse maximale. Le bruit de la carte vidéo dans ce mode est assez faible et est comparable au bruit des GTX Titan et GTX 690. Mais avec une forte charge sur la carte vidéo, le système de refroidissement n'est pas capable de faire face à l'augmentation de la température. Après avoir atteint la limite de 95 degrés, la fréquence du GPU commence à diminuer, et avec elle, les performances globales de la carte vidéo diminuent. Lors d'un test dans l'application de jeu Metro Last Light pendant 10 minutes, la fréquence moyenne du GPU était de 850 MHz, mais des baisses jusqu'à 490 MHz ont été observées. La consommation du système de test avec une carte vidéo en mode silencieux est de 465 W.Consommation électrique similaire pour un système avec une carte graphique GeForce GTX 690. Le passage en mode Uber augmente la vitesse du ventilateur à 55% de la vitesse maximale. Le niveau de bruit augmente naturellement. Dans ce mode, lors de la réussite du test Metro Last Light, la fréquence du processeur était de 1000 MHz la plupart du temps. Une diminution de fréquence a également été observée, mais elle n'a pas été longue et la fréquence n'est pas tombée en dessous de 770 MHz. La consommation électrique du système de test était de 487 W. C'est beaucoup. Quel que soit le mode de fonctionnement du système de refroidissement, la température de la carte vidéo était presque toujours comprise entre 90 et 95 degrés.Dans ce mode, lors de la réussite du test Metro Last Light, la fréquence du processeur était de 1000 MHz la plupart du temps. Une diminution de la fréquence a également été observée, mais elle n'a pas été longue et la fréquence n'est pas tombée en dessous de 770 MHz. La consommation électrique du système de test était de 487 W. C'est beaucoup. Quel que soit le mode de fonctionnement du système de refroidissement, la température de la carte vidéo était presque toujours comprise entre 90 et 95 degrés.Dans ce mode, lors de la réussite du test Metro Last Light, la fréquence du processeur était de 1000 MHz la plupart du temps. Une diminution de la fréquence a également été observée, mais elle n'a pas été longue et la fréquence n'est pas tombée en dessous de 770 MHz. La consommation électrique du système de test était de 487 W. C'est beaucoup. Quel que soit le mode de fonctionnement du système de refroidissement, la température de la carte vidéo était presque toujours comprise entre 90 et 95 degrés.

Le modèle plus jeune R9 290 a une vitesse de ventilateur de 47% de la vitesse maximale. Par conséquent, il fait un peu plus de bruit en fonctionnement que le R9 290X (mode silencieux). Mais la plupart du temps, le GPU tourne à 947 MHz. La consommation électrique du système de test avec la carte graphique R9 290 était de 460 W.

Overclocking

Les cartes vidéo ont été overclockées après avoir réglé la vitesse maximale du ventilateur dans le système de refroidissement. Dans le même temps, la vitesse du ventilateur était de 5167 tr / min pour le R9 290X et de 5300 tr / min pour le R9 290. Après avoir réglé la vitesse maximale du ventilateur, les deux cartes vidéo ont été overclockées à 1100 MHz dans le GPU et jusqu'à 6000 MHz dans la mémoire vidéo. Dans les applications de jeu, la fréquence minimale des cartes vidéo était de 997 MHz pour la Radeon R9 290X et de 1084 MHz pour la Radeon R9 290. Après l'overclocking, la température de la carte vidéo Radeon R9 290X était de 72 degrés et la consommation électrique de l'ensemble du système était passée à 510 W. La température de la carte graphique Radeon R9 290 était légèrement inférieure à 67 degrés. La consommation électrique totale du système de test était de 495 W.

Essai

Pour tester les cartes vidéo, un système de test a été assemblé

Processeur de boîte Intel Core i7-3930K 3200 MHz L3-12288 Kb DMI s2011;

Carte mère Asus RAMPAGE IV EXTREME s2011 EATX;

RAM G.SKILL DDR3 4x2048 Mo PC3-12800 1600 MHz;

Disque dur Corsair 360 Go SSD 2,5 "SATAIII;

Bloc d'alimentation Zalman ZM1250 Platinum 1250W;

Système d'exploitation Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1.

Dans les applications de jeu, les performances des cartes vidéo Radeon R9 290X et Radeon R9 290 ont été comparées à celles des cartes vidéo:

AMD Radeon HD 7990 (fréquence processeur / mémoire - 1000/6000 MHz, 6 Go);

NVIDIA GeForce GTX 690 (fréquence processeur / mémoire - 915/6008 MHz, 4 Go);

NVIDIA GeForce GTX TITAN (fréquence processeur / mémoire - 836/6008 MHz, 6 Go);

NVIDIA GeForce GTX 780 (fréquence processeur / mémoire - 863/6008 MHz, 3 Go).

Dans les applications de jeu, toutes les cartes vidéo ont été testées à 1920 x 1080 pixels et 2560 x 1440 pixels. Les résultats des tests sont indiqués pour deux résolutions séparées par une fraction (1920 x 1080/2560 x 1440).

conclusions

Les cartes vidéo testées ont un niveau de performances suffisamment élevé qui leur permet de rivaliser sur un pied d'égalité avec les cartes vidéo GTX 780 et GTX TITAN. Les principaux inconvénients des cartes vidéo Radeon R9 290X et Radeon R9 290 sont une consommation d'énergie élevée et des systèmes de refroidissement plus bruyants que ceux des cartes vidéo Nvidia. Si vous limitez le niveau de bruit en définissant une vitesse de ventilateur inférieure, les performances des cartes vidéo diminueront également en raison de la surchauffe. Au moment de leur sortie, les cartes graphiques AMD étaient nettement moins chères que les cartes graphiques Nvidia. Cela a incité Nvidia à réduire le coût de la carte graphique GTX 780 et à se préparer à la sortie d'un autre modèle plus puissant - la GTX 780 Ti. Ainsi, la lutte dans le segment des cartes vidéo hautes performances prend un nouvel élan.