Обзор и тестирование Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700 в исполнении MSI

Лето 2019 года проходит под знаменем AMD. Компания представила новое поколение процессоров Ryzen на базе архитектуры Zen 2 и видеокарты семейства Navi. Появление новых Radeon является знаковым событием благодаря серьезным изменениям в графической архитектуре и многочисленным улучшениям. Это важный этап в развитии графических решений AMD, который также ознаменует появление массовых решений на базе передового техпроцесса 7 нм. В данном обзоре мы познакомимся с Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700, оценим их температурно-шумовые характеристики, проверим возможности разгона, сравним со старыми решениями AMD и некоторыми конкурентными моделями от NVIDIA.

Архитектура RDNA

Новые графические процессоры AMD используют архитектуру RDNA, которая наследует знакомую GCN, но с рядом улучшений. Архитектура подверглась изменениям на базовом уровне и многочисленным оптимизациям, которые должны улучшить ее эффективность и устранить слабые места GCN. Также RDNA разрабатывалась с оглядкой на возможность гибкого масштабирования, ведь эта архитектура будет использоваться в широком спектре устройств, включая следующее поколение игровых консолей, серверы Google Stadia и даже мобильные устройства Samsung с лицензированной графикой AMD.

Кроме новой архитектуры, Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 5700 имеют еще несколько важных улучшений. Это передовой технологический процесс производства GPU по нормам 7 нм. Первым игровым решением на базе 7-нм чипа стал ускоритель Radeon VII, теперь же мы получили два видеоадаптера для массового рынка. Впервые у AMD применяется память GDDR6. И впервые на рынке реализована поддержка шины PCI Express 4.0.

В основе представленных видеокарт процессор Navi 10. В его составе четыре кластера обработки данных по 5 Dual Compute Unit (DCU) в каждом. Само название намекает, что это сдвоенные блоки CU. В активе каждого CU 64 ALU (как и в архитектуре GCN), а у DCU уже 128 ALU. Всего же чип оперирует 2560 ALU. Также на блок-схеме видны четыре асинхронных движка и один процессор обработки геометрии, который состоит из четырех юнитов. Переработана структура кэша и увеличен его объем. Присутствует 64 блока растеризации, что роднит с топовыми GPU Vega, и в целом тут видна определенная преемственность именно со старшими чипами. Четыре 64-битных контроллера позволяют работать с памятью по 256-битной шине.

Разница в структуре нового и старого CU отражена на нижней иллюстрации. Удвоено количество планировщиков, скалярных блоков, есть дополнительный кэш инструкций и скалярных данных. И все это умножаем на два в рамках полного Dual Compute Unit. ALU организованы в два массива вместо четырех, поскольку изменился режим выполнения инструкций. В зависимости от типа нагрузки CU работает с Wave32 и Wave64 с блоками данных SIMD32. Wave32 на SIMD32 выполняется за один такт, а в GCN выполнение Wave32 на SIMD16 требовало четырех тактов.

Режим работы с Wave32 позволяет ускорить работу с графическими шейдерами и лучше распределить нагрузку по всем ALU. Сдвоенность CU позволяет одному DCU работать в качестве мощного блока обработки данных с большим объемом кэша.

Аппаратные изменения потребуют нового подхода в оптимизации кода в сравнении с решениями архитектуры GCN.

Еще одним важным изменениям стала обновленная структура кэш-памяти.

Удвоена пропускная способность блоков памяти уровня L0, изменена иерархия L1. уменьшены общие задержки, а объем кэша L2 достиг 4 МБ. Стоит отметить, что такой же объем L2 у конкурентных решений GeForce RTX на базе TU102. Снижены задержки доступа к внешней памяти.

Улучшены алгоритмы сжатия цветовых данных, и GPU может работать с ними на разных уровнях графического конвейера. Это тоже позитивно скажется на ускорении вычислений.

Заявлены улучшения для асинхронных блоков и блоков обработки геометрии. Улучшена энергоэффективность, и сам переход на 7-нм позволяет снизить показатели энергопотребления. По соотношению производительность на ватт новые Radeon Navi в полтора раза лучше Radeon Vega. И общая производительность новинок выше представителей семейств Vega, несмотря на меньшее количество вычислительных блоков. В этом мы воочию убедимся по результатам наших тестов.

Полная конфигурация Navi 10 активна в старшей видеокарте Radeon RX 5700 XT — это 2560 ALU и 160 текстурных блоков. У Radeon RX 5700 активно 2304 ALU и 144 текстурных блоков. Обе видеокарты оснащены 8 ГБ памяти GDDR6 с пропускной способностью 14 Гбит/с. Младшая карта Radeon RX 5700 по количеству вычислительных блоков сильно напоминает Radeon RX 590, но даже она успешно конкурирует с Radeon RX Vega 64. Обе новинки должны занять нишу между старыми Radeon RX Vega и новым флагманом Radeon VII, конкурируя с GeForce RTX 2060/2070.

Стоит еще отметить, что AMD активно использует разрешение 1440p в своих информационных материалах, позиционируя обе карты для этого режима. Поэтому в нашем тестировании мы сразу сконцентрируемся на разрешении 2560x1440.

Для сравнения сведем характеристики новых и старых видеокарт AMD в одну таблицу.

Отдельных пояснений требует система обозначения частот GPU. Boost работает по привычной схеме, регулируя частоты в зависимости от температур и энергопотребления. Базовое значение является минимально гарантированным уровнем при самой тяжелой нагрузке на GPU. Указываемая частота Boost является целевым значением частот в нагрузке, но Game Clock отражает среднее значение частот в игровом режиме. У Radeon RX 5700 XT при базовом значении 1605 МГц заявлен Boost 1905 МГц и Game Clock 1755 МГц, у Radeon RX 5700 сочетание частот 1465/1625/1725 МГц.

Референсные версии видеокарт предлагают классическое охлаждение турбинного типа. С ними подробнее ознакомимся на следующей странице. Дополнительно нужно отметить наличие юбилейной версии Radeon RX 5700 XT Anniversary Edition, выпущенной ограниченным тиражом. Эта видеокарта кроме особого статуса имеет повышенные частоты ядра и более высокий ценник.

Видеокарты Navi первые получили поддержку PCI Express 4.0. На данный момент такой интерфейс полноценно работает на чипсетах AMD X570 под новые процессоры Ryzen. То есть максимальную отдачу вы получите от конфигурации на базе AMD. Реальный прирост в играх от такого интерфейса сейчас вряд ли будет заметен. Возможно ускорение в профессиональных приложениях при определенных задачах.

Что касается новых графических возможностей, тут все на уровне прошлого поколения. Видеокарты Navi не имеют аппаратных улучшений для трассировки лучей и поддержки таких новых фукций DirectX 12, как Variable Rate Shading. Все это остается эксклюзивом GeForce RTX, но и игр с поддержкой новых «фич» все еще мало.

Зато есть новые программные возможности. AMD FidelityFX сочетает технологии Contrast-Adaptive Sharpening (CAS) и Luma Preserving Mapping (LPM) для улучшения резкости мелких деталей изображения. Это явный ответ на NVIDIA Freestyle. Но если у NVIDIA ограниченная совместимость с определенными играми, то FidelityFX будет открытой платформой, что упростит работу с технологией для сторонних разработчиков.

Развитием этого направления является технология Radeon Image Sharpening, которая улучшит изображение при снижении качества и разрешения. Реализована она благодаря особому интеллектуальному алгоритму коррекции четкости с адаптивной регулировкой контрастности. Потери производительности при Radeon Image Sharpening минимальны, на уровне 1-2%.

Данная технология станет отличным дополнением для игр в режиме адаптивного разрешения или при использовании меньшего разрешения. Примечательно, что у NVIDIA есть технология NVIDIA DLSS, которая ускоряет игры при интеллектуальном масштабировании. Но эти аналогии поверхностны. У AMD – постобработка, которая снизит потери в качестве при снижения разрешения в режиме масштабирования, у NVIDIA — аппаратный метод на базе глубокого обучения, который достраивает изображение и обеспечивает ускорение общей производительности. Оба варианта могут иметь свои преимущества в разных ситуациях. Плюс метода AMD в простой интеграции, что обеспечит широкий список совместимых игр.

Добавлена специальная программная функция Radeon Anti-Lag, которая обеспечивает снижение задержек. Это происходит за счет контроля CPU и GPU при формировании очереди кадров, отсекая лишние запросы на вывод кадра. Это улучшает отклик, что критично для быстрых игр, особенно в сфере киберспорта.

Видеокарта поддерживает интерфейсы HDMI 2.0b и DisplayPort 1.4 HDR. Возможен вывод изображения в 4K при 240 Гц или 4K HDR при 120 Гц, 8K HDR при 60 Гц. Есть совместимость со стандартом Display Stream Comperssion 1.2a, что, к примеру, позволяет подключать скоростные 4K мониторы по одному кабелю DisplayPort. Поддерживается FreeSync 2 HDR.

Улучшен встроенный медиапроцесс для декодирования/кодирования видео. Поддерживается аппаратное декодирование видео H.264 вплоть до 4K 150 FPS или 8K или 30 FPS, поддерживается кодирование в H.265 вплоть до 4K 90 FPS. Поддерживается кодирование/декодирование H.265 в формате 4K. Также работает аппаратное ускорение воспроизведения VP9 в 4K, что актуально для сервисов Youtube и Twitch.