Обзор и тестирование Ultra High End видеокарты ASUS Radeon HD 6990

Не так давно был представлен мировой общественности новый флагман компании AMD – двухчиповая видеокарта Ultra High End сегмента рынка, графических ускорителей AMD Radeon HD 6990. Она представляет собой CrossFireX сборку двух видеоускорителей AMD Radeon HD 6970, которая размещена на одной плате. К отличиям от одночиповой модели можно отнести уменьшенную до 830 МГц частоту GPU для обычного режима и пониженную до 5000 МГц эффективную частоту памяти GDDR5. Отметим, что на графических ускорителях AMD Radeon HD 6970 графическое ядро работает на частоте 880 МГц, а память на частоте 5500 МГц. Однако даже с такими частотами два графических ядра дают суммарно очень высокую производительность.

«Референсный» образец AMD Radeon HD 6990 имеет в своем «арсенале» два BIOS. Переключение на второй обеспечивает увеличение напряжения ядра с 1,12 В до 1,175 и повышение частоты GPU до 880 МГц, что естественно увеличивает нагрев и шумность, а также производительность этой модели. Двухчиповые решения от AMD оснащаются большим объемом видеопамяти GDDR5, который составляет 4 ГБ. Это обеспечивает для каждого графического процессора по 2 ГБ кадрового буфера. Данные в двух банках памяти дублируются, как и в случае организации связок CrossFire из двух видеокарт, поэтому эффективный объем видеопамяти именно 2 ГБ .

Теперь хочется сравнить спецификации AMD Radeon HD 6990 с его предшественниками и младшими моделями по 6900-й серии.

	AMD Radeon HD 6990	AMD Radeon HD 6990 OC	AMD Radeon HD 6970	AMD Radeon HD 6950	ATI Radeon HD 5970
Кодовое имя	Antilles	Antilles	Cayman XT	Cayman	Hemloc
Число транзисторов, млрд.	2х 2,64	2х 2,64	2,64	2,64	4,3
Количество потоковых процессоров	3072	3072	1536	1408	2х 1600
Производительность, TFLOPs	5,1	5,4	2,7	2,25	4,64
Текстурных блоков	192	192	96	88	2x 80
Фильтрация текстур, GTexels/s	159,4	169	84,5	70,4	116
Цветовой ROPs	64	64	32	32	64
Фильтрация пикселей, GPixels/s	53,1	56,3	28,2	25,6	46,4
Z/Stencil ROPs	256	256	128	128
Частота ядра, МГц	830	880	880	800	725
Частота памяти GDDR5, МГц	1250	1250	1375	1250	1000
Количество памяти, ГБ	4	4	2	2	2
Разрядность шины памяти,  бит	2x 256	2x 256	256	256	2x 256
Пропускная способность памяти, ГБ/c	320	320	176	160	256
Техпроцесс, нм	TSMC 40	TSMC 40	TSMC 40	TSMC 40	TSMC 40
Максимальное / минимальное энергопотребление, Вт	375/37	450/37	250/20	200/20	294/42

Если провести сравнение производительности и энергопотребления AMD Radeon HD 6990 с двухчиповым решением прошлого поколения, видеоускорителем ATI Radeon HD 5970, можно отметить пропорциональное увеличение этих параметров. Новый флагман 6900-й линейки стал еще более быстрым, но и более «прожорливым».

В таблице сравнения спецификаций приведены данные сразу для двух режимов работы видеоускорителя Antilles: номинального и фабрично разогнанного, который активируется при переключении джампера на использование второго BIOS видеокарты. Но даже без применения функции разгона Radeon HD 6990 потребляет на 80 Вт больше, чем его предшественник ATI Radeon HD 5970.

Чуть меньше месяца назад мы уже проводили анализ предложенного компание AMD «референсного» решения AMD Radeon HD 6990 (Antilles). Именно в этом материале можно ознакомиться со всеми новшествами таких графических ускорителей. В данной статье будут описаны возможности и проведены реальные тесты производительности модели ASUS Radeon HD 6990. Эта видеокарта от компании ASUS предложена в «референсном» дизайне, как печатной платы, так и системы охлаждения. Непосредственно о самой архитектуре линейки видеокарт серии Radeon HD 6900 можно почитать в прошлом материале. В нем были рассмотрены все аспекты новых технологий, используемых в ускорителях этой серии, а также улучшения, которым подверглось графическое ядро Cayman XT.

Герой сегодняшнего обзора ASUS EAH6990/3DI4S/4GD5 имеет эталонную систему охлаждения, в которой используется такая же турбина, как и у решений на AMD Radeon HD 6970. Однако она расположена в центральной части, что позволяет ей обдувать радиаторы обоих чипов. Здесь также есть поддержка технологии ASUS Voltage Tweak, что может существенно повлиять на результаты ручного разгона видеокарты. Поможет ли такая модификация системы охлаждения и дополнительные особенности видеокарты обеспечить возможность качественного поднятия производительности графического ускорителя на двух GPU, мы проверим в дальнейшем.

Спецификация

Приведем спецификацию модели ASUS EAH6990/3DI4S/4GD5, опубликованную на сайте производителя. Она практически полностью повторяет все характеристики эталонного решения, но есть и небольшие изменения.

Модель	ASUS Radeon HD 6990 (EAH6990/3DI4S/4GD5)
Графическое ядро	2 х AMD Radeon HD 6990 (Cayman XT)
Конвейера	2х 1536 унифицированных потоковых
Поддерживаемые API	DirectX 11 (Shader Model 5.0) OpenGL 4.1
Частота ядра BIOS1/BIOS2, МГц	830/880
Объем (тип) памяти, МБ	2х 2048 МБ (GDDR5)
Частота памяти (эффективная), МГц	1250 (5000)
Шина памяти, бит	2x 256
Стандарт шины	PCI Express X16 2.1
Максимальное разрешение	До 2560x1600 Dual-link DVI или 1920x1200 Single-link DVI До 1920x1200 HDMI 1.4 (через переходник) До 2560x1600 mini DisplayPort До 6 дисплеев по 1920x1200 по два на каждый порт 4x mini DisplayPort
Выходы	1x DVI-I 4x mini DisplayPort (2x DVI-I, 1х HDMI через переходники)
Поддержка HDCP	Есть Декодирование MPEG-2, MPEG-4, DivX, WMV9, VC-1 и H.264/AVC, MVC, Adobe Flash
Драйверы	Свежие драйверы можно скачать с сайта производителя GPU или сайта поддержки.
Сайт производителя	http://www.asus.ua/

Из таблицы можно подчеркнуть несколько особенностей, которыми обладает карта на Radeon HD 6990. В ней используется 4 ГБ памяти, что позволяет закрепить за каждым ядром по 2 ГБ буфера текстур. Возможность увеличения частоты GPU с 830 до 880 МГц тоже достаточно уникальна. Мы еще не встречали такого функционала в «референсных» решениях. Такая возможность придётся по вкусу энтузиастам разгона. Также по этой таблице можно отметить наличие трех дополнительных переходников: два DVI-I и один HDMI, что еще больше расширит возможности использования данной видеокарты. От устаревшего интерфейса VGA в данном решении производитель решил отказаться. Это вполне логичный шаг. Кто будет покупать видеокарту с такими возможностями, и подключать к ней устройства вывода изображения через малопроизводительный аналоговый порт VGA?

На лицевой стороне коробки подчеркнута поддержка технологии ASUS Voltage Tweak, которая теоретически способна обеспечить прирост производительности до 50%. Здесь также есть упоминание о наличии 4 ГБ памяти и поддержке технологии AMD Eyefinity, которая позволяет подключить до шести мониторов одновременно. Присутствуют упоминания и о ряде других характерных для всей 6000-й серии преимуществ.

На обратной стороне коробки более детально описаны технологические возможности ASUS Radeon HD 6990 (технология AMD Eyefinity, ASUS Voltage Tweak) и указаны способы подключения устройств вывода изображения к разъемам задней панели графического ускорителя.

На одной из боковых сторон указаны минимальные требования для системы, в которую можно устанавливать эту «незаурядную» видеокарту. Из главных можно отметить необходимость минимум 700 Вт блока питания с возможностью подачи по линии +12В 42 А дополнительного питания для графического ускорителя ASUS Radeon HD 6990.

Комплектация, которой снабдили в компании ASUS модель EAH6990/3DI4S/4GD5, достаточно продумана и полноценна.

Дополнительных переходников должно хватить в 80% случаев использования данной модели:

• Один переходник с двух 6-контактный разъем питания видеокарты на один 8-контактный разъем питания видеокарты;
• Мостик CrossFire;
• 2x mini DisplayPort на DVI-I;
• 1x mini DisplayPort на HDMI;
• Диск с драйверами и утилитами;
• Диск с инструкцией на различных языках;
• Краткая инструкция по установке видеокарты.

Комплекта поставки вполне хватит для установки видеокарты ASUS EAH6990/3DI4S/4GD5 в любой современный корпус с блоком питания мощностью более 700 Вт, который уже имеет один 8-контактный разъем питания и два 6-контактных разъем питания видеокарты. Второй 8-контактный разъем можно получить, воспользовавшись переходником из комплекта поставки. Отсутствие переходника на VGA может остаться незамеченным многими пользователями, но если у вашего ПК монитор со старым разъемом VGA, то всегда можно докупить переходник в магазине. Однако с таким графическим ускорителем стоит задуматься и о хорошем мониторе с большим разрешением, а то и о нескольких. На видеокарте есть четыре порта mini DisplayPort, но при этом нет возможности подключения к ней полноценного разъем DisplayPort. В других решениях это компенсируется переходниками, но здесь такого нет в комплекте поставки. Покупая ASUS Radeon HD 6990, пользователю стоит задуматься, а подойдет ли он к остальным компонентам системы (корпусу, монитору, блоку питания) или нужно сразу же приобрести необходимы переходники и комплектующие.

Размеры двухчипового ускорителя на AMD Radeon HD 6990 с эталонным дизайном достаточно велики, его длинна составляет целых 32 см, что на 0,25 см больше чем у ATI Radeon HD 5970. Всю «внушительность» размеров новинки можно осознать, сравнив её с AMD Radeon HD 6970, AMD Radeon HD 6950 и, наверное, самой маленькой видеокартой с поддержкой DirectX 11 на графическом ядре AMD Radeon HD 5550.

Видеокарта ASUS EAH6990/3DI4S/4GD5 является полностью «референсной» модель ускорителя AMD Radeon HD 6990. На самом вентиляторе турбины даже осталась наклейка AMD Radeon. Однако компания ASUS пометила это решение своим логотипом на верхнем кожухе турбины. В остальном это полностью эталонная модель с характерным для всей 6900-й серии «квадратным» дизайном системы охлаждения.

Графический ускоритель ASUS Radeon HD 6990 имеет два 8-контактных разъема дополнительного питания, находящихся на верхнем торце видеокарты. Подключение дополнительного питания не должно вызвать неудобств, а сами провода не будут мешать установке видеокарты, увеличивая и так немаленькую ее длину за счет самих разъемов и отходящих от них проводов.

Эталонный образец, который полностью повторяет печатная плата тестируемой модели, имеет всего один разъем CrossFireX. Его наличие обеспечит возможность установки в систему еще одной такой же видеокарты, что теоретически удвоит общую производительность графической подсистемы, создав связку из 4-х графических чипов. Полученной производительности теоретически должно хватить для 12 одновременно работающих мониторов или полностью покрыть потребности пользователя при игре с настройками близкими к максимальным на пяти или шести 30-дюймовых дисплеях.

Здесь же есть стикер, который закрывает переключатель с первого на второй BIOS этой модели. В виду увеличения напряжения графического ядра и его частоты при переключении, инженеры компании ASUS рекомендуют перед использованием переключателя ознакомиться с инструкцией к данной видеокарте, которая выложена на сайте AMD.

В виду центрального расположения вентилятора турбины, нагнетаемый ею воздух выходит как наружу корпуса, так и через заднюю часть видеокарты. Для этого здесь есть пластиковая вентиляционная решетка.

Благодаря двухслотовому дизайну системы охлаждения, на задней панели ускорителя поместились пять разъемов подключения дисплеев: один DVI-I, 4х mini DisplayPort 1.2. Здесь же есть достаточно большая решетка отвода горячего воздуха из корпуса. Не самое большое разнообразие разъемов подключения компенсируется наличием трех переходников в комплекте поставки с mini DisplayPort 1.2 на 2x DVI-I и один HDMI. Этот набор должен обеспечить видеокарте совместимость в 80% случаев подключения к ней современных устройств вывода изображения.

Обратная сторона текстолита прикрыта алюминиевой пластиной, которая выполняет функции отвода тепла от микросхем памяти и предохраняет элементы платы от повреждений.

На лицевой стороне печатной платы можно выделить два графических процессора и чип-коммутатор PCI-Express AMD8647-BB5DBC, соединяющий их между собой. Вокруг каждого графического ядра находится по четыре микросхемы памяти. Еще по четыре расположены на обратной стороне текстолита. Здесь же находится большая часть элементов системы питания GPU и микросхем памяти ускорителя.

Рекомендованная частота работы GPU у ASUS Radeon HD 6990 равна 830 МГц. Сами чипы Cayman XT выполнен по 40 нм техпроцессу и содержат по 1536 универсальных шейдерных конвейеров и тридцать два блока растеризации, а обмен данными между графическими ядрами и памятью осуществляется через 256-битную шину.

В разогнанном режиме (переключатель в положении BIOS2) частоты работы графических ядер составляют 880 МГц

При отсутствии нагрузки частоты работы чипов как в разогнанном, так и в стандартном режимах снижаются до 250 МГц, а видеопамять замедлилась до 150 МГц (эффективная частота 300 МГц). При этом уменьшается и напряжение питания, что обеспечивает заметное снижение энергопотребления, температуры и шума.

Видеопамять общим объемом 2х 2048 МБ набрана шестнадцатью микросхемами стандарта GDDR5 производства Hynix H5GQ2H24MFR T2C со временем доступа 0,4 нс, что позволяет им работать на эффективной частоте до 5000 МГц. Результирующая частота работы чипов памяти составляет 5000 МГц, что не дает нам надежды на хороший ручной разгон памяти данного графического ускорителя. Однако максимально возможную частоту работы чипов памяти на видеокарте ASUS Radeon HD 6990 мы определим чуть ниже при тестировании разгонного потенциала.

Двухчиповая видеокарта получила 2 х 6+2-фазное питание, которое обеспечено двумя управляемыми ШИМ-контроллерами VT1556MF от компании Volterra. По шесть фаз на каждый GPU и по две фазы на каждый комплект из 8 микросхем памяти. Сами контроллеры расположены на обратной стороне текстолита платы.

Разводка печатной платы предполагает расположение всех наиболее горячих узлов на лицевой стороне, что обеспечивает возможность эффективного отвода тепла благодаря наличию производительного кулера.

Джампер возле CrossFire-разъема видеокарты AMD Radeon HD 6990 производит переключение между микросхемами BIOS1 и BIOS2. BIOS1 настроена на номинальный режим, а BIOS2 настроена на разгон графического чипа до 880 МГц с увеличением напряжения от 1,12 В до 1,175 В, то есть на 0,055 В. Видеопамять, которая и так работает в номинальном режиме, остается с эффективной частотой в 5000 МГц.

Система охлаждения построена по самому эффективному сегодня принципу испарительных камер. По одной испарительной камере установлено на каждом GPU, а между ними располагается вентилятор турбины. Поэтому нагретый воздух выбрасывается, как с передней, так и с задней части видеокарты. При этом вентилятор на видеокарте ASUS Radeon HD 6990 работает на 20% более эффективно, чем на AMD Radeon HD 5970, что в свою очередь говорит и о большей шумности новой системы охлаждения. Вся система охлаждения занимает всего два слота. С обратной стороны платы имеется алюминиевая пластина, которая одновременно предназначается для защиты платы и отвода тепла от чипов памяти.

В целом система охлаждения полностью повторяет принципы работы эталонных систем турбинного типа, устанавливаемых на видеокартах AMD Radeon HD 6970, которые также имеют высокое тепловыделение.

Для оценки эффективности системы охлаждения мы использовали утилиту FurMark, которая обеспечила одновременную нагрузку на два ядра. Детальный мониторинг осуществлялся при помощи GPU-Z и MSI Afterburner.

Вначале приведем графики для работы графического ускорителя в стандартном режиме (BIOS1).

Работая на штатных частотах и управляя скоростью вращения турбины автоматически, один графический процессор прогревался до 85°С, а второй до 91°С, скорость вращения турбины составила 50-63% от максимальной, что обусловило её средний уровень шума.

Приведем графики для работы графического ускорителя в разогнанном режиме (BIOS2).

Работая на штатных частотах и управляя скоростью вращения турбины автоматически, один графический процессор прогревался до 91°С, второй до 97°С, а скорость вращения турбины составила 63-93% от максимальной, что создавало существенный уровень шума. Таким образом, в данном режиме система охлаждения работала практически на максимуме своих возможностей.

После установки скорости вращения турбины на максимальные обороты, температуры двух GPU несколько снизились.

В штатном режиме (BIOS1)

Под нагрузкой FurMark температура первого графического ядра упала до 69°С, а второго до 73°С. Уровень шума издаваемый турбиной был очень значительным.

В разогнанном режиме (BIOS2)

Температура первого графического ядра упала до 83°С, а второго до 88°С.

Такие результаты дают надежду на небольшой запас эффективности системы охлаждения, которым мы воспользуемся при ручном разгоне. Однако стоит отметить очень шумную работу видеокарты при скорости турбины в 100%.