Обзор и тестирование видеокарты MSI Radeon HD 5970

Прошел почти целый год, как был официально представлен компанией AMD (Advanced Micro Devices) графический ускоритель ATI Radeon HD 5970, но и по сей день он остается самым производительным. Компания NVIDIA, выпустив своего прожорливого монстра на чипе GeForce GTX 480, так и не смогла предоставить рынку его долгожданную двухчиповую версию. Главной проблемой здесь стала потребляемая мощность такого решения и его непомерное тепловыделение. Такие же сложности были и у компании AMD при выпуске двухчиповой видеокарты ATI Radeon HD 5970, но разработчики смогли обойти их понижением всех рабочих частот видеокарты и подбором чипов с меньшим рабочим напряжением. ATI Radeon HD 5970 обладает самой высокой для одного видеоускорителя теоретической производительностью в 4,64 триллиона операций над числами с плавающей запятой в секунду. Это позволило двухчиповому графическому адаптеру ATI Radeon HD 5970 (под кодовым названием Hemlock) до сих пор быть самым востребованным среди наиболее взыскательных геймеров и компьютерных энтузиастов.

Таблица сравнения основных характеристик серии Radeon HD 58** и ускорителя Radeon HD 5970, предоставленная компанией AMD (ATI), наглядно демонстрирует все изменения, которым пришлось подвергнуть чипы Cypress для их использования в ускорителе Radeon HD 5970.

	Radeon HD 5970	Radeon HD 5870	Radeon HD 5850
Суммарное количество транзисторов, млрд	4,3	2,15	2,15
Число потоковых процессоров	2 x 1600	1600	1600
Тактовая частота GPU, МГц	725	850	725
Тактовая частота памяти, МГц	1000	1200	1000
Пропускная способность памяти, Гбайт/с	2 x 128	153,6	128
Число текстурных блоков	2 x 80	80	72
Текстурная скорость заполнения, Гтексель/с	116	68	52,2
Число блоков растровых операций (ROP)	2 x 32	32	32
Пиксельная скорость заполнения, Гпиксель/с	46,4	27,2	23,2
Вычислительная производительность, TFLOPs	4,64	2,72	2,09
Максимальное энергопотребление платы, Вт	294	188	170
Энергопотребление платы в режиме бездействия, Вт	42	27	27

Снижение тактовых частот до уровня Radeon HD 5850 позволило уменьшить рабочее напряжение как на самих GPU, так и на чипах памяти, что в свою очередь понизило суммарное энергопотребление ускорителя. Такое искусственное занижение производительности было необходимо для удержания максимального энергопотребления видеокарты в приделах электромеханической спецификации 300 Вт PCI-SIG. Подъём частот до уровня Radeon HD 5870 (850 МГц ядро/1200 МГц память) привёл бы к максимальному энергопотреблению платы ближе к 375, а то и 400 Вт.

Эталонный ускоритель ATI Radeon HD 5970, как впрочем, и его аналог, попавший к нам на тестирование MSI R5970-P2D2G, использует в наполнении текстолита высококачественную элементную базу, а также инновационную двухслотовую систему активного воздушного охлаждения. Конструкция кулера предполагает наличие достаточно крупной по площади испарительной камеры, которая призвана эффективно отводить лишнее тепло от основных «горячих точек» изделия к массивному алюминиевому радиатору. Стандартная по размерам турбина обдувает алюминиевые пластины вентилятором с функцией управления скоростью вращения методом широтно-импульсной модуляции.

Использование специально отобранных графических процессоров, с низкими токами утечки, позволило стать видеокарте еще холоднее. Одновременно с установленной специальной системой охлаждения это дает надежду на рассеивание мощности вплоть до 400 Вт. Понижение частот и использование чипов повышенной стабильности должно порадовать энтузиастов разгона, ведь они с удовольствием заставят графический ускоритель работать на на более высоких частотах.

Мы немного углубились в теоретические подробности, заявленные компанией AMD для эталонного ускорителя ATI Radeon HD 5970, но реальные тесты и детальное рассмотрение конечного продукта куда больше расскажут нам о практической стороне использования этого решения.

Видеократа MSI R5970-P2D2G

Рассмотрим полную копию эталонной видеокарты ATI Radeon HD 5970 предоставленную нам на тестирование компанией MSI.

Таблица спецификаций:

Модель	MSI R5970-P2D2G (ATI Radeon HD 5970)
Графическое ядро	2х (AMD) ATI Radeon HD 5870 (RV870 «Cypress»)
Конвейера	2 x 1600 унифицированных потоковых
Поддерживаемые API	DirectX 11 (Shader Model 5.0) OpenGL 3.2
Частота ядра, МГц	725
Объем (тип) памяти, МБ	2x1024 (GDDR5)
Частота памяти (эффективная), МГц	1000 (4000)
Шина памяти, бит	512 (2 х 256 )
Стандарт шины	PCI Express X16 2.1
Выходы	2 x DVI-I (HDMI и VGA через переходники) 1x miniDisplayPort (DisplayPort через переходник)
Поддержка HDCP	Есть Декодирование MPEG-2, MPEG-4, DivX, WMV9, VC-1 и H.264/AVC
Драйверы	Свежие драйверы можно скачать с: - сайта производителя GPU - сайта поддержки
Сайт производителя	http://ua.msi.com/

Использование двух чипов AMD RV870 «Cypress» обусловило ряд заметных изменений в спецификации видеокарты по отношению к эталонному одночиповому решению ATI Radeon HD 5870. Удвоение коснулось количества потоковых конвейеров, объема установленной памяти и пропускной способности шины памяти. Рабочие частоты были снижены до 725 МГц для GPU и до эффективных 4000 МГц для чипов памяти. Разнообразие выведенных на заднюю панель разъемов уменьшилось до трех, здесь есть два DVI-I и один miniDisplayPort. Через переходники, идущие в комплекте поставки, пользователь может подключить дисплей по интерфейсам DisplayPort, HDMI и VGA. Такие масштабные перемены ни как не позволяют даже спрогнозировать полученную производительность, но мы сможем ее проверить в процессе тестировании.

Видеоускоритель поставляется в плотной большой коробке, с удобной для переноса пластиковой ручкой. На верхней части упаковки изображен реактивный самолет, наверное, как символ высокой производительности видеокарты. Вверху виден логотип компании и иконки поддерживаемых фирменных технологий ATI CrossFireX и ATI Eyefinity. Внизу подчеркнута модель ускорителя ATI Radeon HD 5970, наличие 2 ГБ GDDR5 видеопамяти, поддержка DirectX 11 и наличие выхода miniDisplayPort. На коробке также указано присутствие в комплекте поставки фирменной утилиты MSI Afterburner для разгона данного ускорителя.

С обратной стороны коробки можно выделить подробное описание возможностей утилиты MSI Afterburner со скриншотами некоторых ее окон. Также здесь расписаны преимущества компонентов Military-класса, использованных в данной модели ускорителя:

• Hi-c CAP (Highly-Conductive Capacitor) - танталовые конденсаторы с высокой проводимостью обеспечивают более стабильное питание графического ядра.
• SSC (Solid State Chock) - закрытые дроссели предотвращают вибрацию катушки и улучшают отвод тепла от нее, что повышает проводимость для лучшей стабильности при разгоне.
• Solid Cap (Solid Capacitor) – твердотельные конденсаторы гарантируют 10 лет безотказной работы.

Комплект поставки MSI R5970-P2D2G вполне достойный:

• Один переходник с двух периферийных разъемов питания на 6-контактный разъем питания видеокарты;
• Один переходник с одного 6-контактного разъема питания видеокарты на 8-контактный разъем питания видеокарты;
• Мостик CrossFire;
• Диск с драйверами и утилитами;
• Краткая инструкция по установке видеокарты;
• Переходник с DVI на HDMI;
• Переходник с DVI на VGA;
• Переходник с miniDisplayPort на DisplayPort;

Дизайн видеокарты точно такой же, как и у остальных «топовых» решений 5-й серии ускорителей от AMD. Всему виной использование во всех эталонных видеокартах стандартного вида турбины и однообразного кожуха для нее. Данный ускоритель среди его собратьев ATI Radeon HD 5970 выделяет лишь надпись MSI R5970 на верхней части кожуха и круглая наклейка MSI на самом вентиляторе охлаждающей турбины.

Видеокарта ATI Radeon HD 5970 стала ещё крупнее, на дюйм (2,54 см), в сравнении с и так не маленькой ATI Radeon HD 5870. Размер MSI R5970-P2D2G составляет 12,5 дюймов (31,75 см). Такие габариты могут создать некоторые проблемы при ее установке в большинство обычных корпусов, но приобретая такой ускоритель, настоящий энтузиаст просто обязан позаботиться и о подборе достойного корпуса.

Обратная сторона ускорителя, кроме вырезанных отверстий под систему крепления кулера, полностью скрыта под металлической пластиной. Она обеспечивает увеличение жесткости всей конструкции и способствует более надежному креплению системы охлаждения.

Учитывая наличие у данной видеокарты двух чипов уже соединенных в режиме CrossFireX, ускоритель MSI R5970-P2D2G можно устанавливать в режиме CrossFireX только в паре с одной аналогичной моделью. Это возможно благодаря одному разъему для мостика CrossFire, который находится в верхней части ускорителя.

Два чипа и связывающий их контроллер потребовали установки двух разъемов дополнительного питания. В результате чего прогнозируемое питание видеускорителя обеспечивается через слот PCI Express (75 Вт), один 6-контактный дополнительный разъём питания (ещё 75 Вт) и один восьмиконтактный разъём дополнительного питания (150 Вт). Напомним, что эталонная версия ускорителя на Radeon HD 5870 требовала подключение двух шестиконтактных разъемов.

Благодаря двухслотовому дизайну системы охлаждения на задней панели ускорителя поместились три разъема подключения дисплея (два DVI-I и miniDisplayPort). Здесь же есть большая решетка отвода горячего воздуха из корпуса.

На лицевой стороне печатной платы бросается в глаза тандем из двух GPU и чипа-коммутатора, обеспечивающего совместную их работу.

В основе видеоускорителя лежит пара графических процессоров Cypress.

Частота работы графических процессоров составляет 725 МГц. Сами чипы RV870 выполнены по 40 нм техпроцессу, что обуславливает их относительно небольшое энергопотребление. Количество унифицированных шейдерных процессоров у каждого равно 1600, текстурных блоков 80, а количество ROP 32.

При отсутствии нагрузки частота работы чипов снижается до 157 МГц, а видеопамять замедляется до 300 МГц (эффективная частота 1200 МГц). При этом уменьшается напряжение питания и снижается частота вращения турбины, что обеспечивает заметное снижение энергопотребления и шумности.

Расположенный между чипами GPU чип-коммутатор AMD8647-8850BC обеспечивает сообщение процессоров по 16 линиям PCI Express 2.0. Коммутатор маркирован как собственное изделие ATI, но очень напоминает PLX PEX 8647, модель которая применялась еще на Radeon HD 4870x2 и была разработана специалистами PLX Technology.

Видеопамять общим объемом 2 ГБ (по 1 ГБ на каждый видеочип) набрана 16 микросхемами Hynix с маркировкой H5GQ1H24AFR-T2C стандарта GDDR5 со временем доступа 0,4 нс, что позволяет им работать на эффективной частоте до 5000 МГц. Поскольку результирующая частота работы чипов памяти на видеокарте немного ниже и составляет 4000 МГц, то остается хороший частотный коридор про запас, который можно будет попробовать задействовать при разгоне.

Размещение двух чипов видеокарты всего на одной печатной плате заставило разработчиков достаточно сильно усложнить систему питания. Каждый GPU обслуживается через три фазы питания отдельным преобразователем, а сами схемы преобразователей идентичны.

На каждую фазу приходится по одному ключу VT1157SF и 8 керамических конденсаторов. ATI применяет в данном преобразователе строенную индукционную схему CPLA-3-50 (выполняет функцию привычных одиночных дросселей-«кубиков» для всех трех фаз).

Каждый из двух контроллеров Volterra VT1165MF обеспечивает управление преобразователем соответствующего ему графического чипа. Этот тип контроллера имеет возможность регулировки напряжения программными средствами.

Третий Volterra VT1165MF управляет преобразователем, питающим контроллер памяти (VDDCI). Этот преобразователь насчитывает две фазы, использующие сдвоенную индукторную схему CPL-2-50. Память запитана через пару простейших однофазных преобразователей (по одному на каждый «комплект» микросхем), управляемых контроллерами VT232WF, что не дает возможности управления напряжением питания памяти программными средствами.

Как видно на фотографий выше, одна из фаз каждого преобразователя питания видеопроцессора оставлена не распаянной. Также распаянный здесь шестиконтактный разъем дополнительного питания легко можно заменить на восьмиконтактный, место и отверстия под ножки уже предусмотрены.

Все наполнение платы, как и следовало ожидать для «топового» решения линейки, набрано высококачественными компонентами. Многие конденсаторы заменены твердотельными, а те, что остались, тоже выполнены по технологии обеспечивающей повышенную надежность и высокую эффективность работы.

На обратной стороне платы можно отметить лишь оставшуюся половину чипов памяти и мелкие согласующие элементы.

Сама система охлаждения состоит из нескольких частей. Металлический каркас, составленный из двух пластин, через термоинтерфейс соприкасается со всеми горячими элементами платы - чипами видеопамяти и элементами подсистемы питания. Для охлаждения GPU используется отдельная конструкция – массивный алюминиевый радиатор с толстой медной подложкой (испаритель), которая непосредственно соприкасается с кристаллами GPU и чипом-коммутатором.

Для оценки эффективности системы охлаждения мы использовали утилиту FurMark, а детальный мониторинг осуществлялся при помощи GPU-Z и MSI Afterburner .

Работая на штатных частотах и управляя скоростью вращения турбины автоматически, графический процессор прогрелся до 84°С, хотя один из дополнительных термодатчиков показал температуру в 87°С. При этом скорость вращения турбины была 2874 RPM, что приблизительно составляет 60% от максимальной, и весь кулер работал с небольшим шумом. Такие результаты говорят о приемлемой эффективности системы охлаждения с достаточно невысоким шумом в автоматическом режиме, но при разгоне эта картина явно изменится не в лучшую сторону.