Видеоускоритель AMD Radeon R9 380X

Antigua отправляет семейство Tahiti в отставку


Содержание


Представляем базовый детальный материал с исследованием AMD Radeon R9 380X.

Объект исследования: Ускоритель трехмерной графики (видеокарта) XFX Radeon R9 380X 4096 МБ 256-битной GDDR5 PCI-E

Сведения о разработчике: Компания ATI Technologies (торговая марка ATI) основана в 1985 году в Канаде как Array Technology Inc. В том же году была переименована в ATI Technologies. Штаб-квартира в г. Маркхам (Торонто). C 1987 года компания сконцентрировалась на выпуске графических решений для ПК. Начиная с 2000 года основным брендом графических решений ATI становится Radeon, под которым выпускаются GPU как для настольных ПК, так и для ноутбуков. В 2006 году компанию ATI Technologies покупает компания AMD, в которой образуется подразделение AMD Graphics Products Group (AMD GPG). C 2010 года AMD отказывается от бренда ATI, оставив лишь Radeon. Штаб-квартира AMD в Саннивейл (Калифорния), а у AMD GPG остается главным офисом бывший офис AMD в Маркхаме (Канада). Своего производства нет. Общая численность сотрудников AMD GPG (включая региональные офисы) около 2000 человек.

Часть 1: Теория и архитектура

Компания AMD анонсировала свою линейку видеокарт серии Radeon 300 в начале лета, и большую часть моделей видеокарт, вошедших в нее, мы знаем еще по прошлым семействам. Например, видеокарты моделей Radeon R9 390(X) основаны на графическом процессоре Grenada, который является перевыпущенным Hawaii, а в Radeon R9 380 используется Antigua — обновленный видеочип Tonga, уже известный нам по модели Radeon R9 285, которая была выпущена больше года назад.

В свою очередь, этот графический процессор по своим характеристикам очень близок к урезанному чипу Tahiti, но он стал первым графическим процессором улучшенной архитектуры Graphics Core Next 1.2, и в нем появились некоторые архитектурные улучшения: поддержка технологии AMD TrueAudio, улучшенные блоки UVD и VCE, последняя версия технологии PowerTune. А еще важнее то, что этот GPU имеет меньшую себестоимость, а также потребляет меньше энергии.

До прошлой недели компания AMD не выпускала на рынок видеокарт, основанных на полной версии чипа Tonga, ведь в версии Radeon R9 285 этот чип имел лишь 28 активных исполнительных блоков GCN из 32 физически присутствующих в GPU. Ровно как и в последовавшем позднее Radeon R9 380, не имеющем суффикса «X». Полноценный чип Tonga мы видели разве что в мобильной версии Radeon R9 M295X, используемой в Apple iMac конца прошлого года.

И вот, более чем через год после своего первого появления, полноценный чип Tonga под обновленным названием Antigua наконец-то был выпущен и на ПК — в виде видеокарты Radeon R9 380X. Поэтому, по сути, в видеокартах на чипе Tahiti не осталось смысла, ведь полноценный Antigua дешевле в производстве, функциональнее и не уступает ему по производительности, так как имеет то же количество исполнительных блоков, а 256-битная шина дополнена улучшенным методом сжатия информации в кадровом буфере, и по эффективности это решение не уступает 384-битной шине Tahiti.

Анонс новой модели состоялся прямо перед началом сезона праздничных продаж, и цена решения в $229 позволяет обойтись без прямой конкуренции со стороны видеокарт компании Nvidia, ведь GeForce GTX 970 стоит дороже, а GTX 960 — дешевле. Вообще, ценовой диапазон порядка $200-250 является одним из самых выгодных для пользователей, исходя из соотношения цены и производительности, поэтому и продажи новинки должны быть неплохими.

По мнению компании AMD, видеокарта модели Radeon R9 380X отлично подойдет для всех современных игр при условии разрешения монитора не только 1920×1080 пикселей, а даже выше — до 2560×1440. Настройки качества при этом могут быть высокими или даже максимальными, в зависимости от игрового приложения. В целом, на данный момент вся линейка видеокарт компании и их позиционирование выглядят так:

Если топовые видеокарты семейства Fury, созданные на основе графического процессора Fiji, предназначены для самых высоких разрешений рендеринга, в том числе 4K, а также для шлемов виртуальной реальности, набирающих популярность, как и подсемейство Radeon R9 390(X), то новая модель Radeon R9 380X предлагается для приобретения при условии наличия монитора с разрешением 2560×1440 пикселей, а уж для FullHD предназначены два самых слабых решения из семейства Radeon R7.

Как обычно происходит в таких случаях, компания AMD уверяет, что их новинка является отличным выбором для тех, кто хочет модернизировать видеоподсистему своего домашнего ПК, заменив устаревшие решения из ценового диапазона $200-$250 вроде GeForce GTX 660 и GTX 760 на Radeon R9 380X. При этом заявлен прирост производительности вплоть до двукратного:

Тут нужно понимать, что этот прирост относится к внутренним тестам компании AMD, да и тестовое приложение в данном случае было лишь одно — бенчмарк 3DMark Fire Strike Extreme, который отлично подходит для Radeon, а вот реальный прирост скорости рендеринга в игровых приложениях явно будет не таким существенным. Но Radeon R9 380X все же сможет обеспечить приемлемый комфорт в таких современных играх, как Battlefield Hardline, Civilization: Beyond Earth, Dragon Age: Inquisition, GTA V, Mad Max, Metal Gear Solid V и Project CARS.

По тестам компании AMD, в этих играх при высоких (High) настройках качества обеспечивается более чем 70 средних кадров в секунду для разрешения 1920×1080 и более чем 50 FPS при разрешении 2560×1440 пикселей. А в самых последних игровых проектах, вроде многопользовательского шутера Star Wars Battlefront, новинка обеспечивает явное превосходство над устаревшими решениями AMD и над своим главным конкурентом — разогнанной версией GeForce GTX 960.

И все это — в разрешении 2560×1440 и высоких внутриигровых настройках качества. Если GeForce GTX 960 обеспечила лишь 49 FPS в среднем, GTX 660 — 31 FPS, Radeon HD 7850 — 35 FPS, то анонсированная на днях модель Radeon R9 380X в тех же условиях дает уже 58 FPS. Правда, тестирование проводилось еще в бета-версии, а драйверы Nvidia еще не были оптимизированы для этой игры. В любом случае, новинка обеспечивает отличную производительность, которой хватит большинству игроков.

Так как рассматриваемая сегодня модель видеоплаты Radeon R9 380X на базе графического процессора Antigua/Tonga схожа с ранее выпущенными видеокартами Radeon R9 380, Radeon R9 285 и другими, основанными на архитектурно близких графических процессорах, то перед прочтением материала будет полезно ознакомиться с подробной информацией и о решениях компании AMD разных поколений:

Графический ускоритель Radeon R9 380X
Кодовое имя«Antigua XT»
Технология производства28 нм
Количество транзисторов5,0 млрд.
АрхитектураУнифицированная, с массивом общих процессоров для потоковой обработки многочисленных видов данных: вершин, пикселей и др.
Аппаратная поддержка DirectXУровень возможностей Feature Level 12_0 и шейдерная модель Shader Model 5.0
Шина памяти256-битная: четыре контроллера шириной по 64 бита с поддержкой памяти GDDR5
Частота графического процессора, МГцот 970
Вычислительные блоки32 вычислительных блока GCN, включающих 128 SIMD-ядер, состоящих в целом из 2048 ALU для расчетов с плавающей запятой (поддерживаются целочисленные и плавающие форматы, с точностью FP32 и FP64)
Блоки текстурирования128 текстурных блоков, с поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов
Блоки растеризации (ROP)32 блока ROP с поддержкой режимов сглаживания с возможностью программируемой выборки более чем 16 сэмплов на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Пиковая производительность до 32 отсчетов за такт, а в режиме без цвета (Z only) — 128 отсчетов за такт
Поддержка мониторовИнтегрированная поддержка до шести мониторов, подключенных по интерфейсам DVI, HDMI и DisplayPort




Спецификации видеокарты Radeon R9 380X
Частота ядра, МГцвыше 970
Количество универсальных процессоров2048
Количество текстурных блоков128
Количество блоков блендинга32
Эффективная частота памяти, МГц5700 (4×1425)
Тип памятиGDDR5
Объем памяти, ГБ4
Пропускная способность памяти, ГБ/с182,4
Вычислительная производительность, Терафлопс3,97
Теоретическая максимальная скорость закраски, Гигапикселей/с31,0
Теоретическая скорость выборки текстур, Гигатекселей/с124,3
ШинаPCI Express 3.0
Разъемыдва DVI Dual Link, HDMI 1.4, DisplayPort 1.2
Энергопотребление, Втдо 190
Дополнительное питаниеДва 6-контактных разъема
Число слотов, занимаемых в системном корпусе2
Рекомендуемая ценадля рынка США — $229-239 (для России — 18535-19260 руб)

Имя свежего решения компании AMD вполне соответствует их текущей системе наименований. Номера без суффиксов уже заняты, поэтому видеокарту назвали Radeon R9 380X, добавив суффикс «X», что вполне логично, ведь обе модификации R9 380(X) основаны на чипе Antigua/Tonga. Понятно, что в линейке компании новинка расположилась между видеокартами Radeon R9 380 и R9 390, да и по скорости она также находится где-то между ними.

Референсные варианты Radeon R9 380X предлагаются по рекомендованной цене 18535 руб. ($229), фабрично разогнанные платы имеют рекомендованную цену в 19260 руб. ($239), а самые продвинутые варианты будут даже еще дороже. Интересно, что эти цены находятся как раз примерно между ценами GeForce GTX 960 и GTX 970, так что единственного прямого ценового конкурента у новинки нет.

В отличие от Radeon R9 380, новинка имеет локальную GDDR5-память объемом уже не два гигабайта, а четыре. Шина памяти здесь 256-битная, и на нее можно поставить 1, 2 или 4 ГБ. Одного гигабайта уже давно слишком мало, а в последних играх при максимальных настройках качества даже в самом распространенном разрешении Full HD не хватает уже и двух гигабайт. Поэтому было принято совершенно логичное и оправданное решение по установке 4 ГБ видеопамяти на Radeon R9 380X — сейчас это значение можно считать «золотой серединой».

Для дополнительного питания платой используется два 6-контактных разъема, как и в младшей модели. Да и с точки зрения типичного энергопотребления никакой разницы между младшей моделью на графическом процессоре Antigua/Tonga и вышедшей на прошлой неделе Radeon R9 380X нет — обе они потребляют порядка 190 Вт, хотя в реальности небольшая разница все же может быть — в варианте R9 380X и памяти больше и GPU применяется полностью разблокированный.

Так как конструктивно Radeon R9 380X во многом схожа с соответствующим решением на основе видеочипа Tonga из предыдущей линейки Radeon 200, а также Radeon R9 380, то все производители видеокарт (см. иллюстрацию ниже), являющиеся партнерами компании AMD, сразу же предложили модели собственного дизайна, что относится и к печатной плате и к системе охлаждения. Большинство производителей видеокарт использует дизайн аналогичных карт младшей модели Radeon R9 380, так как они очень похожи.

Можно ожидать большого количества фабрично разогнанных модификаций, так как графический процессор Antigua/Tonga неплохо разгоняется. Сразу же после анонса вышли и видеокарты модели Radeon R9 380X, имеющие заводской разгон — большинство партнеров AMD не упустило возможности выпустить такие варианты. Они также отличаются оригинальным дизайном плат и кулеров, но обеспечивают еще и большую производительность — типичным разгоном для подобных моделей является выросшая примерно до 1030 МГц частота графического процессора.

Архитектурные особенности

Графический процессор Antigua/Tonga можно назвать одним из самых богатых по функциональности среди решений компании AMD, ведь он относится к третьему поколению архитектуры Graphics Core Next (GCN 1.2), самому совершенному на данный момент. Хотя архитектурно этот GPU вовсе не радикально отличается от чипов первого поколения, но многие полезные улучшения в нем были сделаны. Так, в новой архитектуре появились инструкции для гетерогенной архитектуры (Heterogeneous System Architecture — HSA), поддержка большего количества одновременно исполняемых потоков команд, в DirectX 12 появилась поддержка уровня возможностей Feature Level 12_0, также была внедрена и новая версия технологии AMD PowerTune, о которой мы уже рассказывали.

Как мы уже многократно и максимально подробно описывали и архитектуру Graphics Core Next на примере чипов Tahiti, Hawaii и многих других. Применяемый в Radeon R9 380X графический процессор Antigua/Tonga основан на последней версии этой архитектуры, он получил все улучшения от чипов Bonaire и Hawaii, и по своим основам не отличается от них. Напомним, что базовым блоком архитектуры является вычислительный блок Compute Unit (CU), из которых собраны все графические процессоры AMD.

Вычислительный блок CU имеет выделенное локальное хранилище данных для обмена данными или расширения локального регистрового стека, а также кэш-память первого уровня с возможностью чтения и записи и полноценный текстурный конвейер с блоками выборки и фильтрации, он разделен на подразделы, каждый из которых работает над своим потоком команд. Каждый из таких блоков занимается планированием и распределением работы самостоятельно. Посмотрим, как полноценный вариант Antigua/Tonga выглядит схематично:

Чип в полной версии имеет 32 вычислительных устройства CU, дающих в сумме 2048 потоковых вычислительных ядра (у Radeon R9 380 их 28 и 1792, соответственно). Количество текстурных блоков в этой версии GPU равно 128 блокам, так как каждый блок CU имеет в своем составе по четыре текстурных блока. По количеству блоков ROP никаких изменений не произошло, в этом варианте активны все 32 исполнительных устройства. 64-битных контроллеров памяти в графическом процессоре Antigua/Tonga четыре штуки, что в сумме дает 256-битную шину памяти (но не забываем о куда более эффективном ее использовании, по сравнению с предыдущими GPU).

Рабочие частоты у видеокарты новой модели такие же, что и у Radeon R9 380 — новое решение на графическом процессоре Antigua/Tonga получило максимальную частоту в 970 МГц, но в реальности она может отличаться из-за применения технологии AMD PowerTune, которая появилась еще в Bonaire и Hawaii. Графическим процессором Antigua/Tonga поддерживается последняя версия PowerTune, обеспечивающая максимально возможную 3D-производительность в рамках определенного потребления энергии. В приложениях с высоким потреблением энергии, GPU может сбросить частоту ниже номинальной, упираясь в предел энергопотребления, а в игровых приложениях обеспечивает более высокую рабочую частоту — максимально возможную в текущих условиях.

Все архитектурные модификации графического процессора Antigua/Tonga мы подробно рассмотрели в обзоре видеокарты Radeon R9 285: изменения в геометрическом конвейере, появление новых инструкций, улучшенное управление работой вычислительных блоков и распределение задач, применение более эффективного метода сжатия буфера кадра без потерь, компенсирующее 256-битную шину памяти по сравнению с 384-битной у Tahiti, полную поддержку технологии аппаратной обработки звука AMD TrueAudio, новые версии блоков по обработке видеоданных и многое другое. А еще более ранние технологии компании AMD, поддержка которых также есть в Radeon R9 380X, были описаны в соответствующих обзорных статьях: Radeon HD 7970 и Radeon R9 290X.

Краткая оценка производительности, позиционирование и выводы

С точки зрения производительности, в показателях Radeon R9 380X не может быть ничего нового и необычного, ведь мы уже видели в деле несколько моделей видеокарт на полном чипе Tahiti и на урезанном Antigua/Tonga, так что можно предположить, что R9 380X будет побыстрее R9 380 и чуть быстрее самого старшего представителя GCN — модели Radeon HD 7970, которой уже много лет. Давайте рассмотрим отличия между характеристиками моделей видеокарт текущего семейства Radeon 300:

Модель видеокарты Radeon R9 380 Radeon R9 380X Radeon R9 390
Цена $199 $229 $329
Модель GPU Antigua Antigua Grenada
Кол-во ALU 1792 2048 2560
Кол-во TMU 112 128 160
Кол-во ROP 32 32 64
Частота GPU, МГц 970 970 1000
Частота памяти, МГц 5500 5700 6000
Шина памяти, бит 256 256 512
Объем памяти, ГБ 2 4 8
Энергопотребление, Вт 190 190 275

Понятно, что Radeon R9 390 выгодно отличается от плат на основе Antigua/Tonga из-за объема видеопамяти и заметно большей ПСП, а также количества функциональных блоков. Если сравнивать модель Radeon R9 380X с младшим вариантом R9 380, то их отличия понятны — так как количество блоков CU в младшем урезано с 32 до 28, а количество блоков ROP и шина памяти остались нетронутыми, да и частоты GPU одинаковы, то разница между ними только в математической и текстурной производительности. Некоторая разница есть и по пропускной способности локальной памяти, она повышена с 5500 МГц эффективной частоты до 5700 МГц, но разница невелика.

Но есть и еще кое-что — разница в объеме видеопамяти, которая начинает играть все большую роль в последнее время, когда выходит большое количество мультиплатформенных игр, изначально планируемых к выходу на консолях текущего поколения, имеющих по 8 ГБ общей памяти. Последним игровым проектам 2 ГБ явно недостаточно, поэтому на вышедшей Radeon R9 380X решили увеличить объем видеопамяти с 2 ГБ до 4 ГБ, и это — совершенно логичное и правильное решение. И хотя производители предлагают варианты модели R9 380 с 2 и 4 ГБ памяти, но первые встречаются куда чаще.

В среднем, Radeon R9 380X должна быть примерно на 10% быстрее, чем R9 380, при равном объеме видеопамяти. Если брать двухгигабайтный вариант младшей модели, то разница в высоких разрешениях и настройках может значительно увеличиться. А вот старшей плате Radeon R9 390 новинка, исходя из теории, может проигрывать и более 30% из-за разницы в количестве исполнительных блоков (ALU, TMU и ROP) и пропускной способности памяти. Но конкурировать за кошельки покупателей с Radeon R9 390 новинке поможет заметно меньшая цена.

Позиционирование Radeon R9 380X в линейке графических решений компании AMD очень простое — новинка расположилась между моделями R9 380 и R9 390 и по производительности, и по цене. Что касается конкурента от Nvidia, то Radeon R9 380X не имеет прямого соперника по цене, а находится между двумя моделями GeForce: GTX 960 и GTX 970, но чуть ближе к первой. Сравнивать выгоднее с GTX 960, особенно в 3DMark Fire Strike, что AMD и делает:

На диаграмме видно, что по данным компании, в этом бенчмарке Radeon R9 380X серьезно опережает своего младшего ценового конкурента, имеющего чуть более низкую рекомендуемую цену. Примерно то же самое можно сказать и об устаревших видеокартах обоих производителей GPU, которые AMD считает хорошими кандидатами для апгрейда графической подсистемы до R9 380X:

Но давайте уже перейдем к играм, и для начала рассмотрим преимущество над решениями конкурента в игровых приложениях, использующих новую версию графического API DirectX 12:

Хорошо видно, что за счет преимущества в производительности и некоторых архитектурных решений (в том числе асинхронного выполнения шейдеров различных типов: пиксельных и вычислительных, к примеру), представленная на прошлой неделе видеокарта Radeon R9 380X опережает как старую уже GeForce GTX 760, так и вполне актуальную модель GTX 960, стоящую чуть меньше, правда.

Остается посмотреть, как новинка справляется с самыми современными игровыми проектами, такими как Fallout 4, Mad Max и Star Wars: Battlefront. Сравнивается новая видеокарта от компании AMD снова с младшим из актуальных конкурентов производства Nvidia — GeForce GTX 960.

Если не учитывать то, что тесты были произведены одной из заинтересованных сторон, можно сказать, что Radeon R9 380X во всех представленных играх обеспечивает несколько большую скорость рендеринга, по сравнению с одним из своих ценовых конкурентов. Было бы интересно сравнить новинку еще и со старшим решением в виде GeForce GTX 970, стоящим несколько дороже, но это мы оставим для следующих разделов нашего материала.

В текущей линейке видеокарт AMD модель Radeon R9 380X занимает место между R9 390 и R9 380, что логично. Но хотя сама AMD считает новинку достаточной для игры в разрешении 2560×1440 пикселей, самые свежие игры при максимальных настройках потребуют большего. Так, в самых современных играх есть установки качества «ультра», которые могут требовать даже более 4 ГБ видеопамяти и применения самых мощных GPU, вроде Grenada и даже Fiji.

Что касается конкуренции с решениями Nvidia, то новинка соперничает с GeForce GTX 970 и GTX 960, старшая из которых быстрее и дороже, а младшая — медленнее и чуть дешевле. Так что в целом Radeon R9 380X довольно точно соответствует привычной концепции компании AMD, предлагающей свои видеокарты сравнимой производительности немного дешевле соперника, или выпуская видеокарты с близкой ценой, но чуть более быстрые. Это касается исключительно соотношения цены и производительности, по энергоэффективности решения AMD все так же далеки от последних видеокарт Nvidia.

Причиной анонса видеокарты на основе полноценного чипа Antigua/Tonga стал тот факт, что у AMD оставался небольшой запас в виде заблокированных в R9 380 исполнительных устройств, и они решили слегка освежить свою линейку новой моделью — нужно же как-то напоминать о своем существовании во время, когда ничего действительно нового выпустить пока что нельзя, так как более совершенные техпроцессы еще слишком сырые. Компания AMD решила разбить пару конкурентов GeForce GTX 970 и GTX 960, выпустив что-то среднее между ними, как они нередко делали подобное ранее. И представленная модель Radeon R9 380X продолжает такой подход, став одним из выгодных предложений в своей ценовой нише.

Итак, после того, как мы познакомились с характеристиками и теоретическими возможностями видеокарты модели Radeon R9 380X, переходим к практике. Следующая часть нашей статьи посвящена исследованию скорости рендеринга новой видеокарты AMD в наборе синтетических тестов, по результатам в которых мы сравним производительность новинки с другими платами компаний AMD и Nvidia.



Средняя текущая цена (количество предложений) в московской рознице:
Рассматриваемые карты Конкуренты
R9 380X — $231 (на 05.09.16) R9 280X — $281 (на 01.08.16)
R9 380X — $231 (на 05.09.16) GTX 960 2GB — $202 (на 05.09.16)
R9 380X — $231 (на 05.09.16) GTX 970 — $318 (на 05.09.16)
XFX R9 380X — Н/Д(0) R9 380X — $231 (на 05.09.16)


Благодарим компанию AMD Russia
и лично Кирилла Погорелова
за предоставленную на тестирование видеокарту

Блок питания Thermaltake DPS G 1050W для тестового стенда предоставлены компанией Thermaltake

Корпус Corsair Obsidian 800D Full Tower для тестового стенда предоставлен компанией Corsair

Модули памяти G.Skill Ripjaws4 F4-2800C16Q-16GRK для тестового стенда предоставлены компанией G.Skill

Corsair Hydro SeriesT H100i CPU Cooler для тестового стенда предоставлен компанией Corsair

Монитор Dell UltraSharp U3011 для тестовых стендов предоставлен компанией Юлмарт

Системная плата ASRock Fatal1ty X99X Killer для тестового стенда предоставлена компанией ASRock

Жесткий диск Seagate Barracuda 7200.14 3 ТБ для тестового стенда предоставлен компанией Seagate

2 накопителя SSD Corsair Neutron SeriesT 120 ГБ для тестового стенда предоставлены компанией Corsair




Дополнительно

ВИКТОРИНА TT

Материнские платы какого форм-фактора можно устанавливать в корпус Thermaltake Versa C22 RGB Snow Edition?

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.