CrossFireX на базе MSI R5770 Hawk
Многочисленные копии эталонных плат Radeon HD 5770, продаваемые под различными брендами, постепенно уступили место моделям с оригинальным дизайном печатных плат и систем охлаждения. Многие производители пошли по пути упрощения схемотехники и удешевления производства, но компания MSI разработала оригинальную модель, ориентированную на энтузиастов разгона — MSI R5770 Hawk.
Для построения и тестирования современного CrossFire мы использовали пару таких видеокарт. Дизайн и разгонный потенциал R5770 Hawk уже были изучены в одном из предыдущих материалов. Не будем повторяться, а лишь напомним основные отличительные особенности этого графического адаптера.
Печатная плата и система охлаждения MSI R5770 Hawk заметно отличаются по конструкции от оригинальных акселераторов Radeon HD 5770.
Видеокарта отличается усиленной подсистемой питания GPU, построенной по шестиканальной схеме, наличием контрольных точек для измерения напряжение V-Check и качественной элементной базой, соответствующей военному классу надежности. В системе охлаждения используется три тепловые трубки, припаянные к медному основанию и пронизывающие 50 алюминиевых пластин. Радиатор обдувается двумя 70-мм вентиляторами, скорость которых регулируется методом широтно-импульсной модуляции. Штатная частота, на которой функционирует видеоядро, повышена относительно рекомендованных AMD на 25 МГц и составляет 875 МГц. 1024 Мбайт видеопамяти стандарта GDDR5 работают, как и на эталонных видеокартах, на эффективной частоте 4800 МГц.
Интересно, что для обеспечения стабильности на повышенных частотах напряжение Vgpu поднято до 1,2 В, что на 0,075 В больше, чем у стандартных плат AMD. Эффективная система охлаждения без труда справляется с возросшим тепловыделением, даже при нагрузке в программе MSI Combustor температура не превысила 73 °C, а уровень шума оставался практически незаметным.
Благодаря изначально повышенному напряжению графические чипы большинства MSI R5770 Hawk легко разгоняются до 1000 МГц и выше. Мы не стали заострять внимание на разгонном потенциале одиночных видеоадаптеров, так как наша цель — построение и тестирование multiGPU конфигурации.
В былые времена для организации CrossFire требовалась специализированная ведущая видеокарта, которая формировала итоговое изображение, а для соединения ведомого и ведущего акселераторов использовался специальный Y-образный DVI-кабель. Из-за архитектурных особенностей такой системы количество видеоадаптеров ограничивалось двумя. Нынешняя реализация позволяет объединять до четырех видеоускорителей, а для обмена информацией используются гибкие мостики. В отдельных случаях можно и вовсе отказаться от мостиков, в таком случае обмен данными пойдет через шину PCI-Express, что может привести к некоторому падению производительности. Для организации CrossFireX кроме нескольких видеокарт одного семейства требуется системная плата как минимум с двумя слотами PCI-E x16. Такие платы в ассортименте выпускаются для всех актуальных процессоров AMD и Intel. В зависимости от используемого набора системной логики слоты для установки графических плат могут работать в режиме x16@4, x16@8 или на полной скорости. Для достижения максимальной производительности конфигурации СrossFire мы использовали системную плату MSI 890FXA-GD70. Эта флагманская модель, основанная на чипсете AMD 890FX, отлично зарекомендовала себя во время тестирования, показав достойный уровень производительности и разгона. Но главное то, что MSI 890FXA-GD70 оснащена пятью слотами PCI-E 2.0 x16, два из которых одновременно могут работать на полной скорости.
После установки второго акселератора MSI R5770 Hawk драйвер AMD Catalyst предлагает активировать режим CrossFireX на панели управления Catalyst Сontrol Center:
В режиме бездействия частоты обоих видеокарт снижаются до 157 МГц и 300 МГц для видеочипа и памяти соответственно. После добавления второго акселератора температура графических ядер не изменилась, а вот шум несколько усилился относительно одиночного адаптера.
Разгон проводился с использованием утилиты MSI Afterburner версии 2.1 Beta 6. Потенциал связки из двух видеоадаптеров оказался несколько ниже, чем у одиночных карт, так как даже после увеличения напряжения на GPU до 1,25 В нам не удалось добиться стабильности на частотах выше 950 МГц, в то время как видеопамять заработала на эффективной частоте 5200 МГц.
Увеличение частот и питающих напряжений усилили нагрузку на систему охлаждения, что привело увеличению температур обоих графических чипов до 77 °C, а вот уровень шума остался прежним, так как обороты вентиляторов практически не изменились.
Из опытов с разгоном CrossFire можно сделать вывод, что одиночные карты разгоняются лучше, чем multiGPU-конфигурации, впрочем, особых сомнений это и не вызывало. Уровень быстродействия и масштабируемость мы оценим несколько позже, а пока перейдем к рассмотрению остальных участников тестирования — Radeon HD 6950 и Radeon HD 6970.
Превращаем Radeon HD 6950 в Radeon HD 6970
Выбор конкурентов для тандема из двух MSI R5770 Hawk значительно облегчил тот факт, что практически все видеокарты Radeon HD 6950, которые имеют эталонный дизайн печатной платы, без малейших проблем модифицируются до старшей флагманской модели Radeon HD 6970 простым обновлением BIOS. Наша тестовая Powercolor AX6950 2GBD5-M2DH не стала исключением.
Печатная плата и система охлаждения этой видеокарты ничем не отличается от референсных образцов. Все характеристики строго соответствуют рекомендациям AMD.
Особенности новейшего семейства графических акселераторов AMD были подробным образом изучены в отдельном материале, так что мы не будем на этом останавливаться, а сразу перейдем к процессу превращения Radeon HD 6950 в полноценный Radeon HD 6970.
Сама процедура очень проста и не требует никаких специальных навыков. Для модификации понадобится программа ATI Winflash версии не ниже 2.0.1.13 и образ BIOS эталонного Radeon HD 6970. Для удобства мы разместили файлы на нашем сервере и вы сможете их скачать по вышеприведенным ссылкам.
Внимание, все описанные ниже действия могут привести к повреждению видеокарты, вплоть до потери гарантии, поэтому все модификации прошивки вы можете проделывать на свой страх и риск!
Первым делом следует убедиться, что переключатель режимов BIOS установлен в положение «1». Затем необходимо запустить ATI Winflash и сохранить резервную копию оригинального BIOS. После этого нужно разблокировать возможность программирования BIOS, для чего необходимо запустить команду atiwinflash -unlockrom 0. Теперь можно приступать к обновлению прошивки, для этого следует выбрать заранее приготовленный образ прошивки HD 6970 и запустить процесс записи во flash. По окончании процедуры записи потребуется перегрузить компьютер, после чего остается убедиться, что операция прошла успешно, количество функциональных блоков и частоты соответствуют таковым для Radeon HD 6970.
Следует помнить, что вместе с ростом частот увеличивается и напряжение на GPU, так что придется мириться с возросшим тепловыделением, повышенной температурой и шумом. Для тех, что захочет вернуться к номинальному режиму работы видеокарты достаточно перед загрузкой системы установить переключатель режимов BIOS в положение «2». Резервная копия прошивки может пригодиться и в том случае, если в процессе модификации произойдет сбой. Простота и безопасность процедуры заставляет лишний раз задуматься о целесообразности покупки флагманской видеокарты при наличии варианта с разблокировкой младшей модели. Впрочем, компания AMD всегда славилась выпуском продуктов со скрытыми недокументированными возможностями, за что и обрела огромное количество приверженцев и поклонников.
Участники тестирования
Нам еще предстоит убедиться, есть ли реальный прирост от перепрошивки Radeon HD 6950, а пока рассмотрим спецификации участников сегодняшнего обзора.
| Видеоадаптер | MSI R5770 Hawk | MSI R5770 Hawk CrossFireX | Radeon HD 6950 2048MB | Radeon HD 6970 2048MB |
| Ядро | RV850 (Juniper) | 2 x RV850 (Juniper) | Cayman Pro | Cayman XT |
| Количество транзисторов, млн. шт | 1040 | 2 x 1040 | 2640 | 2640 |
| Техпроцесс, нм | 40 | 40 | 40 | 40 |
| Площадь ядра, кв. мм | 170 | 2 x 170 | 389 | 389 |
| Количество потоковых процессоров | 800 | 2 x 800 | 1408 | 1536 |
| Количество текстурных блоков | 40 | 2 x 40 | 88 | 96 |
| Количество блоков рендеринга | 16 | 2 x16 | 32 | 32 |
| Частота ядра, МГц | 875 | 875 | 800 | 880 |
| Частота шейдерного домена, МГц | 875 | 875 | 800 | 880 |
| Шина памяти, бит | 128 | 2 x 128 | 256 | 256 |
| Тип памяти | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 | GDDR5 |
| Частота памяти, МГц | 4800 | 4800 | 5000 | 5500 |
| Объём памяти, МБ | 1024 | 2 x 1024 | 2048 | 2048 |
| Поддерживаемая версия DirectX | 11 | 11 | 11 | 11 |
| Интерфейс | PCI-E 2.1 | PCI-E 2.1 | PCI-E 2.1 | PCI-E 2.1 |
| Заявленная максимальная потребляемая мощность, нагрузка/простой, Вт | 108*/18* | 216*/36* | (200**) 140/20 | (250**) 190/20 |
* — указаны значения для эталонной видеокарты.
** — пиковая потребляемая мощность.
** — пиковая потребляемая мощность.
Глядя на характеристики тандема двух MSI R5770 Hawk можно с уверенностью сказать, что выглядят они более чем достойно. Суммарное количество потоковых процессоров равно 1600, что даже больше, чем у Radeon HD 6970. Блоков обработки текстур и рендернига 80 и 32 соответственно. Единственное, в чем конфигурация CrossFire заметно проигрывает — это в ширине шины памяти, всего по 128 бит на акселератор, да и частота её ниже, чем у конкурентов. Также напомним, что графическое ядро Juniper является носителем микроархитектуры VLIW5, в то время как GPU Cayman используют более прогрессивную VLIW4, что при определенной оптимизации драйверов и кода 3D-игр может дать неплохое преимущество в быстродействии.
Что касается потребляемой мощности, то мы не нашли её точные значения для MSI R5770 Hawk. В то же время энергопотребления двух видеокарт Radeon HD 5770 эталонного дизайна составляет 216 Вт, что даже больше, чем у HD 6970. Естественно, при разгоне с повышением напряжения этот показатель будет только расти, так что одиночная старшая модель должна быть чуть лучше в плане экономии электроэнергии. Но главный козырь конфигурации CrossFire — это удобство и стоимость апгрейда, ведь пользователь избавляется от необходимости продажи уже имеющегося Radeon HD 5770, так что при наличии соответствующей системной платы и качественного блока питания мощностью не менее 500 Вт, стоимость модернизации видеоподсистемы может составить порядка 130 долларов.
Тестовый стенд
Исследование производительности проводилось на тестовом стенде следующей конфигурации:
- процессор: AMD Phenom II X6 1055T (3,5 ГГц, 6 ядер, TC off);
- кулер: Xigmatek HDT1284S (1400 об/мин);
- системная плата: MSI 890FXA-GD70 (BIOS 1.4B4 от 05.05.2010);
- память: Take-Ms PC-10660 (DDR3-1333, 7-7-7-20-1T, 2x2 ГБ + 2x1 ГБ);
- жесткий диск: WD10FALS (1 ТБ, 7200 об/мин, 32 МБ);
- блок питания: Seasonic X-650 (650 Вт).
Для тестирования были выбраны 11 игровых и три синтетических приложения. Тестирование проводилось в разрешении 1920х1200, во всех играх (кроме Metro 2033) выбирались максимальные настройки качества. Анизотропная фильтрация AF16x форсировалась из драйверов, полноэкранное сглаживание АА4х устанавливалось из меню настроек приложений. Все тесты проводились не менее трех раз для получения среднего значения.
Результаты тестирования в приложениях под DirectX 10
3DMark Vantage
Результаты одиночного акселератора MSI R5770 Hawk не очень хороши, профиль настроек Extreme для него слишком тяжел. Тандем двух таких видеокарт почти подбирается, а с разгоном даже немного опережает Radeon HD 6950. Но разблокировка последнего позволяет достичь еще более впечатляющих результатов. Заметим, что CrossFire-конфигурация продемонстрировала приличный уровень масштабируемости в 85%.
Crysis Warhead
С настройками качества «Enthusiast» на уровне Ambush шутер от первого лица Crysis оказался непосильной задачей для одиночной видеокарты HD 5770, но добавление второго акселератора позволяет добиться комфортного уровня производительности, а в разгоне даже немного обойти HD 6950. Как и в предыдущем случае, прирост от использования CrossFire составляет 88%, что можно считать очень хорошим результатом.
FarCry2
Минимальный fps, который выдает MSI R5770 Hawk, немного ниже комфортного уровня, так что нормально поиграть в FarCry 2 с максимальными настройками качества уже не получится. Но стоит добавить вторую видеокарту и нижняя граница частоты обновления кадров увеличивается вдвое, а средний fps — почти на 75%. Но даже разгон не позволяет CrossFire догнать HD 6950, а уж HD 6970 — и подавно. Очевидно, сказываются улучшения обновленной микроархитектуры старших видеокарт.
JustCause 2
Для оценки использовался встроенный тест производительности «Рассвет в пустыне», фиксирующий средний fps. Похоже, что игровой движок Avalanche Engine 2.0, используемый в Just Cause 2, не очень любит акселераторы на графических чипах Cayman, зато отлично мастштабируется на CrossFire-конфигурациях. Во всяком случае, даже без разгона тандем двух MSI R5770 Hawk без труда обошел HD 6970.
Resident Evil 5
Тестирование проводилось с использованием официального бенчмарка и результаты поразительно напоминают таковые для Just Cause 2. Скорее всего, для данной игры драйверы Catalyst недостаточно оптимизированы под микроархитектуру VLIW4. Этим можно объяснить отставание Radeon HD 6950 от связки из двух MSI R5770 Hawk, которые после небольшого разгона обыгрывают Radeon HD 6970.
Результаты тестирования в приложениях под DirectX 11
3DMark 11
Новейший полусинтетический тестовый пакет от финской компании Futuremark в очередной раз поднимает уровень требований к производительности видеоподсистемы. Самый скромный результат, как и ожидалось, показывает одиночная видеокарта MSI R5770 Hawk. Но 3DMark 11 имеет отличную оптимизацию CrossFire, так как установка второго акселератора дает почти двукратный прирост производительности, после чего Radeon HD 6950 остается позади. Небольшой разгон пары HD 5770 позволяет на равных бороться с самой быстрой одночиповой видеокартой AMD.
Unigine Engine 2.1
Первое же приложение, активно использующее тесселяцию, расставляет все по своим местам. Преимущество акселераторов нового поколения очевидно, и разгон пары MSI R5770 Hawk позволяет едва приблизиться к результатам одиночного Radeon HD 6950. Зато эффект от построения CrossFire составляет ровно 100%, что не может не радовать.
Aliens vs. Predator
При использовании максимальных настроек качества изображения производительность одиночного ускорителя MSI R5770 Hawk явно не достаточна для обеспечения комфортного геймплея. Объединение ресурсов двух таких видеокарт позволяет получить приемлемый fps, но даже разгон не дает возможности соперничать с Radeon HD 6950. Ничего удивительного в этом нет, так как Radeon HD 5770 относится к первому поколению DX11-совместимых акселераторов AMD, в которых скорость обработки тесселяци не очень высока.
BattleForge
В этой стратегии реального времени одиночная видеокарта Radeon HD 5770 в режиме максимального качества изображения едва способна обеспечить требуемый уровень быстродействия. Зато CrossFire чувствует себя очень уверено, обгоняя HD 6950, а после небольшого повышения частот на равных борется с одночиповым флагманом. Игровой движок BattleForge демонстрирует отличную масштабируемость и прирост от добавления второго акселератора составляет 88%.
Colin McRae: DiRT 2
Вышедший осенью 2009 года раллийный автосимулятор Colin McRae: DiRT 2 был одной из первых игр с поддержкой DirectX11, которая должна был в полной мере продемонстрировать преимущества новейших графических адаптеров AMD. Отличная оптимизация игрового движка позволяет комфортно играть с максимальными настройками качества даже на MSI R5770 Hawk, ну а тандем двух таких видеокарт уверенно конкурирует с HD 6950, а после разгона CrossFire занимает почетное второе место, уступая лишь старшей модели.
Lost Planet 2
Пусть продолжение оригинальной Lost Planet не впечатляет захватывающим игровым процессом, зато графика чудо как хороша, но сама игра очень требовательна к производительности видеоподсистемы. Одиночный графический ускоритель HD 5770 не справляется с нагрузкой, и даже две таких видеокарты с трудом преодолевают рубеж в 24 кадра в секунду. Разгон CrossFire позволяет вплотную приблизиться к результатам Radeon HD 6950, но лишь HD 6970 может предложить по-настоящему комфортную частоту смены кадров.
Metro 2033
Постапокалипсический мир подземной Москвы создает неповторимую игровую атмосферу, но за отличную графику в игре приходится расплачиваться очень серьезными системными требованиями. Нам пришлось отключить PhysX, DOF (глубина резкости) и выставить уровень настроек качества «Very High», чтобы добиться приемлемой минимальной частоты смены кадров даже на старших графических акселераторах. Вновь одиночный Radeon HD 5770 не может похвастаться комфортным уровнем производительности, зато два таких видеоадаптера в CrossFire с легкостью соперничают со старшими одночиповыми видеокартами AMD.
S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat
Потрясающе интересные результаты получились при тестировании в популярнейшем шутере отечественной разработки, ведь ни в одном из предыдущих тестов конфигурация CrossFire не выглядела так слабо. Налицо отличная оптимизация драйверов для акселераторов на базе GPU Cayman. Производительность одиночной MSI R5770 Hawk недостаточна, но тандем двух таких видеокарта вполне способен выдать комфортный уровень fps. Впрочем, даже разгон не помогает угнаться за более мощными соперниками.
Tom Clancy's H.A.W.X. 2
Завершает наше сегодняшнее тестирование новейший авиационный симулятор Tom Clancy's H.A.W.X. 2. Эта игра примечательна интенсивным применением тесселяции для построения фотореалистичного изображения земной поверхности. Логика подсказывает, что явным аутсайдерам здесь должна быть конфигурация CrossFire из двух Radeon HD 5770, но результаты оказываются прямо противоположными. Даже без разгона пара MSI R5770 Hawk не оставляет никаких шансов для HD 6970, не говоря уже о младшей модели на GPU Cayman. Скорее всего, графический движок H.A.W.X. 2 пока не умеет использовать все преимущества новой архитектуры VLIW4, отдавая предпочтение грубой силе 1600 потоковых процессоров двух ядер Juniper. Отметим, что в этой игре эффективность CrossFire достигает 92%.
Выводы
Исследование производительности конфигурации CrossFireX в составе двух графических акселераторов Radeon HD 5770 показало, что на нынешнем этапе развития эта технология, определенно, достигла своей зрелости. Во всех без исключения приложениях был отмечен значительный прирост быстродействия, в среднем около 80%. Слабое место тандема двух Radeon HD 5770 — не самая высокая скорость обработки тесселяции, что может привести к падению скорости в отдельных играх. В большинстве приложений установка второго графического акселератора не только обеспечивала комфортный уровень fps, но и позволяла на равных бороться с новейшим Radeon HD 6950, а порой и с одночиповым флагманом — Radeon HD 6970. Но не стоит забывать, что видеокарты на базе Cayman могут получить значительный прирост быстродействия в процессе оптимизации драйверов и кода приложений под микроархитектуру VLIW4. В долгосрочной перспективе позиции пары Radeon HD 5770 могут быть не столь прочны.
Отдельно следует отметить видеокарты MSI R5770 Hawk, которые продемонстрировали неплохой разгонный потенциал даже при работе в тандеме. Мощная система охлаждений без труда справилась со своей задачей при повышении нагрузки, не создавая при этом лишнего шума.
Что же касается видеокарты Powercolor AX6950 2GBD5-M2DH, да и всех референсных Radeon HD 6950, то это настоящий подарок для любителей экспериментов. Эффект от модификации есть и весьма заметный, но за это приходится платить увеличением энергопотребления и повышенным уровнем шума. В то же время покупка оригинального Radeon HD 6970 кажется не самой удачной затеей, учитывая легкость и простоту процедуры перепрошивки BIOS.
Если же говорить о целесообразности построения CrossFireX из двух Radeon HD 5770, то мы можем рекомендовать её только в том случае, если у вас уже есть одна такая видеокарта, подходящая материнская плата и блок питания достаточной мощности. В этом случае, установка дополнительного графического ускорителя позволит подождать с модернизаций видеоподсистемы минимум до выхода следующего поколения видеочипов AMD. В случае подбора комплектующих для новой игровой системы одиночный Radeon HD 6950 будет выглядеть предпочтительнее.