Тестирование видеокарты AMD Radeon RX 480. Восхождение полярной звезды

Противостояние в сегменте топовых видеокарт всегда привлекает внимание пользователей. Но кроме информационного ажиотажа есть и реальный спрос. Далеко не каждый игрок готов выложить те крупные суммы, которые нынче требуют за флагманские продукты. И если NVIDIA продолжает успешно штурмовать графический Олимп, то компания AMD в этот раз пошла иным путем, открывая новое поколение Radeon моделью среднего уровня, которая при этом должна обойти всех конкурентов в своей ценовой категории.

Согласно статистике, на которую ссылается AMD, до 84% игроков используют дискретную графику стоимостью $100–300, а 95% игроков используют разрешение 1920x1080. На эту масштабную аудиторию и нацелен видеоадаптер Radeon RX 480, который предложит оптимальное сочетание производительности и стоимости благодаря новой архитектуре, новому техпроцессу, повышенным частотам и большому объему памяти.

Архитектура AMD Polaris

Новое поколение Radeon базируется на архитектуре Polaris, которая является развитием GCN-архитектуры. Это четвертое поколение в этой линейке. Рассматриваемая новинка носит кодовое имя Polaris 10. Графический процессор насчитывает 36 вычислительных модулей Compute Unit (CU), которые организованы в четыре массива Shader Engine со своим блоком обработки геометрии и блоками растеризации. Каждый CU оперирует 64 потоковыми процессорами и четырьмя текстурными модулями, подобно юнитам в старых GPU. В итоге получается 2304 потоковых процессора, 144 текстурных блока и 32 блока растеризации.

Общая структура GPU напоминает другие процессоры AMD, а точнее, нечто среднее между Grenada (Hawaii) и Antigua, т.е. это промежуточный вариант между Radeon R9 390X и Radeon R9 380X. При этом повышена эффективность выполнения шейдеров, увеличен объем кеша L2 до 2 МБ и улучшена работа с ним, обновлен контроллер памяти, улучшены блоки обработки геометрии и поддержка асинхронных вычислений Async Compute, добавлена поддержка инструкций FP16 и Int 16. В итоге повышена эффективность, а высокие частоты обеспечивают дополнительное ускорение.

Согласно данным AMD эффективность одного CU выросла на 15% в сравнении с Radeon R9 290. При обработке тесселяции совместно с тяжелыми режимами AA рост эффективности может быть двукратным или даже трехкратным. Поддерживается сжатие данных, что улучшает пропускную способность памяти. В частности, поддерживается алгоритм Delta Color Compression, который позволяет кодировать разницу цвета. Об этой методике мы рассказывали в описании архитектуры NVIDIA Pascal. У AMD такое сжатие поддерживается в том числе и на Radeon Fury X, но эффективность алгоритмов у Polaris 10 выше. При таком росте эффективности в передачи данных чип довольствуется шиной разрядностью 256 бит. В Radeon RX 480 используются микросхемы памяти GDDR5 с эффективной частотой обмена данными 8 ГГц.

Асинхронные шейдеры позволяют оптимизировать выполнение комбинированной нагрузки, которая сочетает графические и неграфические вычисления. Эффективное распределение нагрузки реализуется благодаря новым аппаратным планировщикам и привычным уже блокам Asynchronous Compute Engines (ACE).

Графический кристалл Polaris 10 выполнен по 14-нм техпроцессу FinFET, в то время как чипы NVIDIA Pascal производятся по нормам 16-нм. Это серьезный прорыв для индустрии, где несколько лет вся графика производилась по 28-нм техпроцессу. Такой тонкий техпроцесс позволяет серьезно снизить энергопотребление. И данная задача изначально была одной из ключевых при разработке нового поколения. Инженеры ориентировались на особенности новых 3D-транзисторов, оптимизировав структуру нового кристалла и реализовав улучшенные механизмы контроля напряжений. Среди прочего, кристаллы на базе нового техпроцесса меньше отличаются по своим характеристикам. Если снова отталкиваться от карты Radeon R9 290, с которой AMD сравнивает новинку, то рост показателя производительности на ватт почти двукратный.

Для Radeon RX 480 заявлен TDP в 150 Вт, что близко к показателям GeForce GTX 970. При этом новинка должна быть производительнее. А если говорить о температурно-шумовых характеристиках, то согласно измерениям AMD у референсной версии Radeon RX 480 акустический шум немного ниже.

Новый техпроцесс позволил повысить частоту GPU до 1266 МГц, что является максимальным значением Boost. В случае превышения лимита по мощности или температуре частота может поэтапно снижаться. Гарантированным базовым значением является 1120 МГц. Сравнить характеристики с предшественниками можно по таблице.

Среди особенностей Radeon RX 480 нужно отметить наличие двух версий с разным объемом памяти. Основная модель оснащается 8 ГБ, а более дешевая модификация получит 4 ГБ.

Видеокарты получат поддержку технологию AFR frame pacing для DirectX 12. Это методика сглаживает неравномерность при выводе кадров в CrossFire.

Наряду с поддержкой DirectX 12 видеокарта совместима и с новым API Vulkan. И кроме простого гейминга Radeon RX 480 вполне может справиться с виртуальной реальностью VR. Оптимальную производительность обеспечит поддержка возможностей AMD LiquidVR, что подразумевает наилучшее распределение вычислительных ресурсов для смешанных задач, поддержка технологии Asynchronous Time Warp на Oculus Rift для корректного и быстрого обновления картинки при движениях. Сюда же входит технология AMD TrueAudio Next для корректного просчета распространения звуковых волн при помощи технологии трассировки лучей. Причем данные расчеты тоже входят в сферу применения Async Compute. Подобную инициативу развивает и NVIDIA. Но вариант от AMD предусматривает открытый инструментарий для разработчиков в рамках программы GPUOpen.

Технология Variable Rate Shading позволяет регулировать качество изображения отдельных сегментов изображения при VR-рендеринге, поддерживая максимальное разрешение для центральной зоны и уменьшая его на периферии. Это экономит ресурсы и ускоряет производительность в VR.

Видеоадаптер Radeon RX 480 поддерживает интерфейс DisplayPort 1.3 HBR и готов к работе по DisplayPort 1.4 с поддержкой нового стандарта HDR. То есть в будущем вы сможете подключить новые дисплеи HDR и просматривать соответствующий контент. При подключении через DisplayPort поддерживается вывод изображения вплоть до 5К с частотой 60 Гц, а также 4K при 120 Гц или 4K при 96 Гц в HDR-режиме.

Также Polaris получил новый блок кодирования/декодирования видеоконтета H.264 и HEVC с поддержкой разрешений вплоть до 4K. Теперь вы сможете записывать видео из игр  в высоком качестве или сразу стримить его. Хороший бонус для геймеров, ведь ранее даже на топовых Radeon через клиент AMD Gaming Evolved можно было захватывать лишь видео формата Full HD.

Radeon RX 480 работает с новым программным центром AMD Radeon Settings, который предоставляет широкую функциональность для настройки параметров цветовой гаммы или рабочих параметров видеокарты. На данный момент нет сторонних утилит для разгона Polaris, но все эти функции доступны в новом приложении AMD WattMan. Для доступа к программе в AMD Radeon Settings нужно перейти на вкладку «Игры», а потом в «Глобальные настройки». Здесь можно тонко настраивать Boost или разгонять карту путем простого увеличения шкалы частот. Доступно управление алгоритмом вентилятора, изменение ограничений по мощности и температурам.

После краткого обзора архитектурных особенностей взглянем на реальный экземпляр видеокарты Polaris 10.

AMD Radeon RX 480

Перед нами референсная видеокарта. Она выполнена в узнаваемом уже стиле. Дизайн без изысков, кулер «турбинного» типа, внешне напоминает кирпичик.

Длина Radeon RX 480 достигает 24 сантиметров. На корпусе и вентиляторе есть крупные логотипы Radeon.

Плата оказывается очень короткой. Вентилятор нависает над текстолитом сбоку, в этом месте специально сделаны отверстия для притока воздуха.

Radeon RX 480 уже не оснащается разъемами DVI, зато на задней панели есть три DisplayPort и один HDMI.

Крышка корпуса легко откручивается без полного разбора устройства. Это позволяет оценить систему охлаждения в сборе. Мы видим крупное основание и отдельный алюминиевый радиатор на GPU.

Металлическая пластина основания имеет оребрение для увеличения площади рассеивания тепла, в том числе в районе узла питания. Так что радиатор силовых элементов и микросхем памяти сделан весьма добротно.

С другой стороны на основание монтируется радиальный вентилятор, который прогоняет воздух сквозь ребра основного радиатора.

Охладитель графического чипа простоват. Никаких медных трубок, только медная вставка в зоне контакта. Да и габариты у радиатора, откровенно говоря, маловаты. Впрочем, речь идет о чипе с небольшим TDP, так что такая конструкция может быть вполне оправданной.

Печатная плата меньше 18 сантиметров. Монтаж элементов очень плотный. Система питания насчитывает шесть фаз. В углу находится один разъем питания на шесть контактов.

Процессор Polaris не имеет маркировки на поверхности, все обозначения расположены на подложке.

Восемь гигабайт памяти набрано микросхемами Samsung K4G80325FB-HC25.

Утилита GPU-Z верно определяет все характеристики. Частоты, как видно по нижнему скриншоту, отвечают рекомендованным. GPU работает на Boost 1266 МГц, память на 2000 МГц (эффективное значение 8000 МГц).

Тестирование проходило на открытом стенде при 27 °C внутри помещения. В таких условиях температура карты легко переваливала за 80 °C во всех игровых тестах. В The Division при максимальном качестве графики пиковые значения доходили до 84 °C. На скриншоте внизу отражены максимальные параметры и значение частоты ядра в отдельный момент времени (по наведению на точку графика).

Бенчмарк Metro: Last Light легко прогревал ядро до 85 °C. В обоих тестах частота варьировалась, были понижения до 1180 МГц и менее. Впрочем, значение 1200 МГц можно принять как среднее в тяжелых тестах.

Шум умеренный, вентилятор раскручивался до 2200 об/мин.

Как разогнать Radeon RX 480? Идем в AMD Settings, «Глобальные настройки».

В настройках придется сразу задать высокую скорость для вентилятора, ведь особого запаса для охлаждения в разгоне у стандартного кулера нет. Потом экспериментируем с частотами. Также полезным будет увеличение целевой температуры, после которой начинается поэтапное снижение частоты. Но с этим нужно быть аккуратным и не допустить перегрева. При максимальных оборотах вентилятора мы подняли этот лимит на 4 °C, что помогло повысить средний Boost в условиях высоких рабочих температур.

Итоговый разгон составил лишь +4,5% к начальной частоте ядре. Но с учетом повышения планки температурного лимита реальная разница по Boost может оказаться чуть выше. Память стабильно работала на 8720 МГц. При конфигурации частот 1235/8720 МГц удалось пройти все тесты, более высокие частоты могли приводить к сбоям.

Прирост небольшой, зато шум возрастает серьезно. Охлаждение работает на пределе возможностей и в пиковые моменты подвывает на все 5000 об/мин. В ряде тестов частота стремилась к максимуму в 1325 МГц, но в Metro: Last Light бывали просадки ниже 1300 МГц. Такой момент отражен на нижнем скриншоте.

В качестве дополнения приведем скриншот программы майнинга на Radeon RX 480 при номинальных частотах.

Характеристики тестируемых видеокарт

Рассмотренная видеокарта будет сравниваться с основным конкурентом в лице GeForce GTX 970. Обычную версию соперника заменит MSI GTX 970 Gaming 4G. Мощное охлаждение дает карте MSI преимуществе в виде постоянного максимального Boost. Чтобы приблизить производительность к уровню референсной карты GeForce GTX 970 с плавающим Boost, частоты MSI откалиброваны так, чтобы максимальный Boost не превышал 1200 МГц в игровых тестах и 1220 МГц в тестах 3DMark.

В некоторых приложениях будут дополнительные режимы, где проведено сравнение с топовыми моделями AMD и NVIDIA. Поэтому приведем характеристики всех участников в таблице.

Тестовый стенд

Конфигурация тестового стенда следующая:

• процессор: Intel Core i7-6950X (3,0@4,1 ГГц);
• кулер: Noctua NH-D15 (два вентилятора NF-A15 PWM, 140 мм, 1300 об/мин);
• материнская плата: Gigabyte GA-X99P-SLI;
• память: G.Skill F4-3200C14Q-32GTZ (4x8 ГБ, DDR4-3200, CL14-14-14-35);
• системный диск: Intel SSD 520 Series 240GB (240 ГБ, SATA 6Gb/s);
• дополнительный диск: Hitachi HDS721010CLA332 (1 ТБ, SATA 3Gb/s, 7200 об/мин);
• блок питания: Seasonic SS-750KM (750 Вт);
• монитор: ASUS PB278Q (2560х1440, 27″);

• операционная система: Windows 10 Pro x64;
• драйвер Radeon RX 480: AMD Crimson 16.6.2.
• драйвер Radeon R9 Fury: AMD Crimson 16.5.3.
• драйвер GeForce GTX 1070: NVIDIA GeForce 368.39;
• драйвер GeForce GTX 1080: NVIDIA GeForce 368.25;
• драйвер GeForce GTX 980 Ti: NVIDIA GeForce 368.22.

За основу взята тестовая методика, описанная в одной из прошлых статей. Но поскольку там использовалась конфигурация тестов для топовых видеокарт, в данном сравнении задействованы не все режимы и приложения. В некоторых случаях при вынужденном понижении качества графики сравниваются только Radeon RX 480 и GeForce GTX 970. В других случаях, где правки в настройки тестовых приложений не вносились, их результаты дополнены результатами флагманских видеокарт.

Результаты тестирования

Batman: Arkham Knight

Radeon RX 480 одерживает вверх над GeForce GTX 970 в Arkham Knight. Новичок AMD в номинале демонстрирует уровень производительности разогнанного конкурента. Повышение частот позволяет выиграть еще несколько процентов.

Battlefield 4

Иная ситуация в Battlefield 4. Тут уже преимущество за GeForce GTX 970, и уже Radeon RX 480 надо разгонять, чтобы он приблизился к сопернику.

DiRT Rally

Можно говорить о паритете между новичком AMD и GeForce GTX 970 при начальных частотах. В разгоне преимущество получает второй. Оба значительно отстают от топовых решений.

DOOM

В новом DOOM разница между старшими и младшими видеокартами не столь критична, но нагнать их все равно не удастся. Странный результат GeForce GTX 1070 можно писать не проблемы с оптимизацией. Что-то до Radeon RX 480, то он обгоняет GeForce GTX 970 только в случае повышения своих частот.

Fallout 4

В Fallout 4 мы заново провели тесты в обычном Ultra-режиме, поэтому старшие видеокарты из прошлых обзоров в сравнение не попали. При начальных частотах до 5% выигрывает Radeon у соперника, но после разгона баланс меняется в пользу GeForce.

Far Cry Primal

Более 11% выигрывает герой обзора у GeForce GTX 970 в Far Cry Primal при сравнении в номинальных режимах. В разгоне соперники равны. Сам разгон придает ускорение около 9%.

Gears of War: Ultimate Edition

Первый сюрприз от новичка. При максимальном качестве текстур Radeon RX 480 демонстрирует небольшое отставание от Radeon R9 Fury. С такими текстурами игре нужно более 4 ГБ, что и ограничивает потенциал флагмана AMD. По этой же причине в конце рейтинга GeForce GTX 970 со своей комбинированной памятью, где эффективно используются только 3,5 ГБ. Логично предположить, что в случае понижения качества текстур до обычного уровня разница между соперниками уменьшится.

Grand Theft Auto 5

Небольшой перевес над соперником у Radeon в GTA 5 при начальных частотах. После разгона ситуация противоположная, но разница не кардинальная.

Just Cause 3

Radeon RX 480 быстрее соперника на 5–11% в Just Cause 3, и даже после разгона сохраняется крошечное преимущество. Примечательно, что ускоренный Radeon RX 480 отстает от Radeon R9 Fury X лишь на 10% — хороший результат!

Metro: Last Light

В Last Light мы провели два тестирования. При более простых настройках сравнили наших конкурентов в том режиме, что им по силам. Дополнительно сравнили их с топами при SSAA.

Небольшое отставание от соперника в номинале и более веское после разгона. При этом все равно приятно, что можно комфортно играть даже в 2K.

О конкуренции с топами речи не идет. Отставание Radeon RX 480 от Radeon R9 Fury X достигает 51%. Прирост от разгона 9%.

Quantum Break

Со времени первых тестов улучшились результаты GeForce GTX 970 в Quantum Break. Но даже после разгона этот соперник слабее Radeon RX 480 в номинале. Отставание нашего героя от Fury X на уровне 25%. Заслуга этого как в обновленной архитектуре, так и в большом объеме памяти (игра к этому требовательна).

Rise of the Tomb Raider

Вначале сравним основных соперников в Full HD при профиле очень высокого качества.

Игра Rise of the Tomb Raider известна серьезными требованиями к объему памяти. Поэтому небольшое отставание GeForce GTX 970 от Radeon RX 480 можно считать удивительным. В разгоне соперник даже вырывается вперед.

Если свести бойцов со старшими видеоадаптерами в более тяжелом режиме, то никто не справится с задачей, кроме флагманских GeForce. Обратите внимание на мизерную разницу между Polaris 10 и Fury X. С учетом того, что игра в таком режиме использует более 7 ГБ, такая разница не столь уж и удивительна. Тут, скорее, показатели GeForce GTX 970 вызывают вопрос — от ускорителя мы ожидали худших результатов.

The Witcher 3: Wild Hunt

Играть в The Witcher 3 при разрешении 2K будет тяжеловато, но планка в 30 fps новым Radeon легко преодолевается. А это тоже впечатляющий результат для представителя среднего класса. Преимущество над младшим GeForce на уровне 4–9%, в разгоне соперник немного отыгрывается.

Tom Clancy's The Division

Игра The Division тоже не по силам Radeon RX 480 в режиме 2K, зато мы можем сравнить соперников в экстремальных условиях. И снова наш герой лучше, хотя в разгоне GeForce снова дышит в спину. Разница между Radeon RX 480 и Radeon R9 Fury X до 38% по средней частоте кадров.

Total War: Warhammer

Новый тест в новой игре. Использовался специальный бенчмарк с поддержкой DirectX 12.

Результаты явно говорят в пользу Radeon RX 480. Соперник и после повышения своих частот по-прежнему слабее. Масштабируемость производительности при разгоне слаба у обоих участников, что, возможно, связано с особенностями бенчмарка.

XCOM 2

Последнее игровое тестирование в XCOM 2. Игра может и старшие видеокарты поставить на колени при тяжелом сглаживании. Мы же ограничимся профилем Ultra с простым сглаживанием FXAA.

Изначально Radeon RX 480 ближе к уровню форсированного соперника. Но лучший частотный потенциал второго позволяет ему уравнять шансы после разгона.

3DMark 11

Radeon RX 480 в этом тесте уступает 5% конкуренту, обгоняя его только после повышения частот.

3DMark Fire Strike

А вот тут иная ситуация, и Radeon RX 480 сразу впереди с отрывом более 6%. Когда доходит до разгона, соперник опять выходит вперед.

Энергопотребление

Замеры производились согласно описанной ранее методике, но без учета данных старших видеокарт в Total War: Attila.

Практически идентичные показатели у Radeon RX 480, GeForce GTX 970 и GeForce GTX 1070. Вроде бы и не очень весомое достижение для Radeon, но на фоне прожорливых Radeon R9 290/390 это серьезный результат. Резкое повышение потребляемой мощности при разгоне не радует. Похоже, каждый дополнительный процент к частоте ядра будет даваться с трудом.

Выводы

По итогам тестирования можно отметить близкие результаты у видеокарт Radeon RX 480 и GeForce GTX 970. Де-факто в номинале преимущество чаще на стороне новинки AMD, но соперник отыгрывается при разгоне. В DirectX 12 ситуация более однозначная и она явно в пользу Radeon RX 480. На стороне Radeon большой объем памяти, который уже могут задействовать некоторые игры. По причине такого объема можно даже наблюдать забавную ситуацию в Rise of the Tomb Raider, где удается нагнать Radeon R9 Fury X. Но в целом равнять Radeon RX 480 и Radeon R9 Fury X не стоит, это решения разного уровня. Приятно отметить, что потенциал видеокарты позволяет играть не только в Full HD, многие игры она вытягивает даже в режиме 2K. В своей ценовой категории Radeon RX 480 выглядит отлично — быстрее главного конкурента, перспективнее в DirectX 12 и при этом дешевле.

Новый 14-нм техпроцесс обеспечивает невысокий уровень энергопотребления, но видеокарту холодной не назвать. Ради того, чтобы сделать Radeon RX 480 максимально доступным предложением на рынке, производитель немного сэкономил на охлаждении. Родной кулер справляется с номинальным режимом, но запаса для разгона у него нет. Также в разгоне резко возрастает потребляемая мощность. Похоже, начальные частоты близки к максимуму, и далее много не выжать. Но эксперименты с хорошим охлаждением имеют смысл, свою пользу от этого вы получите. Только придется подождать нереферерсные версии Radeon RX 480 или потратиться на СВО.

Среди преимуществ Radeon RX 480 стоит упомянуть улучшенную поддержку VR, возможность работы с HDR и аппаратное кодирование/декодирование видео сверхвысоких разрешений. И если с точки зрения производительности это не самое мощное предложение от AMD, то точно самое прогрессивное на данный момент.