AMD Radeon R9 Fury X 效能實測, FIJI力挽狂瀾 重返榮耀?

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潛水好一陣子的AMD,終於在今年下半一口氣推出了許多新品,新一代行動版A-Series處理器“Carrizo”,採用Excavator核心,在相同製成下更縮小了晶片整體體積,不僅支援最新HEVC解碼,也是依造HSA 1.0所打造的處理器;而桌上型處理器,則派出Godavari再戰一波;至於繪圖方面則有趣許多,推出新一代繪圖晶片“Fiji”力挽狂瀾,全新的繪圖卡名為Radeon R9 Fury系列,本次就讓筆者來測試AMD的怒火,究竟能否重返榮耀,就看Radeon R9 Fury X的表現了。

 

FIJI新芯 Radeon R9 Fury上陣

此次的新芯Fiji可以說是備受矚目,Fiji在製程方面同樣維持在28nm、 GCN架構、64組運算單元、4096個串流處理器,繪圖晶片面積為596平方毫米,可以說是目前AMD製造出最大的繪圖晶片;但Fiji的特點在於首顆將記憶體整合至一顆GPU晶片上,在中介層(interposer)1011平方毫米的面積中,總共塞進了22顆晶片,可以說是另一項嶄新的突破;而高頻寬記憶體(HBM)第一代最高容量為4GB、高達4096 bit記憶體介面、512 GB/s記憶體頻寬,採用垂直堆疊在記憶體晶片技術,有助於縮小繪圖卡電路板的整體面積。

率先登場的是Radeon R9 Fury X繪圖卡,採用一體式水冷的散熱方案,繪圖卡長寬僅194mm*102mm,比起R9 290X的長度更是縮小了30%,尺寸縮小有助於裝機更便利之外,其效能更是前所未見。除了水冷版本之外,還有另一款Radeon R9 Fury Nano繪圖卡,採用空冷散熱、一組8-pin供電、175W耗電,完全瞄準小主機的市場而來,但這張R9 Fury Nano相關規格與設定還未對外公布。

而另一個亮點AMD首台PC主機Project Quantum,採用雙Radeon R9 Fiji GPU,在這獨特的機殼設計之下,採用全水冷散熱,可見包括CPU與雙GPU都須透過一組水冷系統來解決廢熱的問題,在這麼小的體積中,Project Quantum有著能夠驅動VR體驗所需的效能,並且支援AMD LiquidVR技術,但目前這台僅為原型機,只能期待日後有機會見面了。

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↑ Fiji核心架構圖,擁有4組著色引擎、64組運算單元、4096個串流處理器,與四組HBM記憶體。

 

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↑ Radeon R9 Fury Nano,採用空冷的超短版繪圖卡,不知其效能與Fury X相差多遠。

 

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↑ Project Quantum別出心裁的機殼設計,採用一體式水冷的高效能小型主機。

 

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↑ 內部採用Intel Core i7處理器與華擎Z97E-ITX/ac主機板,以及雙Fiji GPU,但讓筆者比較有興趣的是其機殼與一體式水冷系統。

 

Die Stacking與HBM大工程

Fiji是首顆將記憶體整合至繪圖晶片旁的GPU,透過晶片堆疊(Die Stacking)的技術,將離散的晶片集成在一顆晶片之上,為了讓堆疊的晶片能垂直互聯,就會需要「矽穿孔(Through Silicon Vias)」技術,這概念就像是印刷電路板,在矽晶圓上以蝕刻或雷射方式鑽孔(Via),再以導電材質填滿,這技術有助於提高系統的整合度與效能,並且能有效的降低成本。

矽穿孔可以說是晶片堆疊的關鍵,Fiji採用的HBM(High-Bandwidth Memory)高頻寬記憶體,就是使用晶片堆疊的技術,將4層DRAM Die與一層邏輯Die堆疊,層與層之間透過矽穿孔與μBump連接。在Fiji的晶片之上,共有4顆HBM記憶體,組成4GB記憶體,由此推算4顆HBM記憶體,總共有20層Die,減去邏輯Die則剩下16層DRAM Die,可見一層DRAM Die約為256MB;此次發表會的媒體聯訪中,AMD資深設計工程院士Bryan Black表示:「下一代Fiji將推出8GB的容量,但目前Fiji的4GB容量,已足夠現今4K遊戲需求」。

HBM記憶體不僅提供更高的記憶體介面與頻寬之外,在耗電與面積上更是完勝GDDR5,僅只有記憶體時脈速度慢於GDDR5。也因此採用Fiji繪圖晶片的Radeon R9 Fury X,在電路板的設計上,可以節省將近3倍的面積,讓繪圖卡短小精悍、效能更勝。

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↑ HBM記憶體堆疊示意圖,層與層之間透過矽穿孔與μBump連接,而GPU與HBM的溝通,則透過中介層幫忙。

 

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↑ 雖然Fiji加上中介層的關係,讓整體晶片體積變大,但相對的節省更多的電路板空間,讓Fury可以短小精悍、效能出色。

 

Radeon R9 Fury X繪圖卡

R9 Fury X僅194mm*102mm的尺寸,搭配120mm風扇與水冷排,不僅能有效的抑制GPU溫度之外,在噪音方面更能壓在32 dBA以下,繪圖卡外觀採用金屬結構,黑鎳鋁的低調配上鏡面光澤的RADEON字樣,在正面與側面混搭軟觸感的表面,R9 Fury X可以說是短小精悍的代表。

R9 Fury X核心時脈為1050MHz、4096串流處理器、64運算單元、256紋理單元、64 ROPs,記憶體介面更是達到4096-bit,記憶體頻寬更是達到512 GB/s,記憶體總容量為4GB HBM。短小精悍的R9 Fury X,體積縮小不說、效能更是突飛猛進。

為了一探Fiji真身,只能將R9 Fury X的散熱模組給拆開,首先須將背板螺絲鬆開,即可看見電路板背面,再將側面與電路板背面上的螺絲都鬆開,就能取下外殼、散熱模組與水冷頭,水冷不僅護著Fiji之外,也順帶照顧了VRM供電模組。

R9 Fury X採用6項電源供電,雙8-pin PCIe電源輸入、功耗275W,在電路板上方提供雙BIOS的切換開關,讓超頻玩家能讓R9 Fury X發揮出潛在的效能。

R9 Fury X也配備了LED背光Radeon logo,在PCIe電源連接處共有9顆LED,其中8顆用來顯示目前GPU使用率,而獨立的一顆綠燈,則用來表示ZeroCore Power mode;在繪圖卡背面有顆2bit指撥開關,off / off則關閉GPU Tach功能、off / on為紅燈、on / off為藍燈、on / on則變成紫色燈。

若想使用R9 Fury X裝機的朋友,可能要先想好機殼內的整體風流,以及機殼能安裝的空間,若將R9 Fury X安裝在一般的機殼中,肯定會遇到水冷排要掛哪的問題,最理想的狀況肯定是也替CPU上一體式水冷的散熱系統,如此一來廢熱就不會留在系統內部,但若CPU只使用一般空冷,則需要好好的規劃機殼內部的風流,才能讓平台發揮出因有的效能。

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↑ Radeon R9 Fury X繪圖卡正面,有著黑鎳鋁的低調配上鏡面光澤的RADEON字樣。

 

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↑ 側面不僅有RADEON背光之外,也有雙BIOS的開關,與兩組PCIe 8-Pin電源接孔。

 

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↑  繪圖卡輸出介面,三組Display Port與一組HDMI。

 

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↑ 三卡疊疊樂,厚度一樣但長度卻縮減1/3。

 

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↑ 卸下背板的螺絲之後,才能將固定水冷頭與外殼的螺絲給鬆開。

 

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↑ 水冷頭完全罩住Fiji晶片,周邊的VRM也順便包覆了。

 

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↑ Fiji真面目,正中央為繪圖晶片,上下各兩顆HBM記憶體,整合在1011平方毫米的中介層。繪圖卡採用6項供電,但在全速運轉下,會遇到高頻音的小雜音。

 

效能實測 世紀對決

殘酷舞台效能實測,筆者使用Intel Core i7-5930K處理器與GIGABYTE X99-GAMING 5P主機板當作測試平台,搭配Kingston HyperX Predator DDR4 4*4GB記憶體、OCZ Vector 180 480G固態硬碟當作系統碟來使用,第一輪先以3DMark來測試,拿出NVIDIA GeForce GTX 980與GTX 980 Ti相比較,在Fire Strike的評分項目中,Radeon R9 Fury X獲得13707分,分數剛好夾在GTX 980與GTX 980 Ti之間,而相同測試的Extreme與Ultra解析度測試之下,R9 Fury X分別獲得7130與3906分,這兩個高解析度的Fire Strike測試之下,R9 Fury X的分數與GTX 980 Ti相距不遠,且在Ultra解析度下小勝GTX 980 Ti。

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測試軟體的分數可以用來衡量繪圖卡的整體效能,但繪圖卡實際還是要運行遊戲才會比較準,筆者一樣準備四款遊戲,從入門輕度需求的《英雄聯盟》、中度需求的《暗黑破壞神3》,以及現在兩款最新的高需求遊戲《俠盜獵車手5》與《巫師3》來測試Radeon R9 Fury X究竟能帶給玩家什麼等級的效能表現。

為了展現高階繪圖卡的效能,筆者就直接以2160p的解析度來測試,設定方面將英雄聯盟與暗黑破壞神3的畫質全部設定為「最高」,另外俠盜獵車手5則將材質選項都調為「非常高」,巫師3:狂獵則是使用快速設定調整為「高」,並且關閉NVIDIA NVHairWorks。

在4K解析度之下,兩款輕、中度遊戲LOL與D3,都獲得了相當好的成績,LOL有著平均275幀的表現,而D3也有90幀的輸出;接著兩款當紅的高需求遊戲GTA V與巫師,R9 Fury X與GTX 980 Ti相比,平均fps表現相當接近,GTA V有著平均44幀的表現,而巫師3則有37幀的輸出。

就效能來看,R9 Fury X絕對能夠單卡迎戰4K的遊戲,並且能與NVIDIA相互較勁,AMD將要重返榮耀絕對不是說說而已。

測試中遇到個滿有趣的問題,就是GTA V在設定圖形項目時,會顯示視訊記憶體,當目前的設定超出能使用的記憶體上限時,遊戲會無法設定,GTX 980就是最好的例子,在2160p、非常高的設定之中,因為超出了GTX 980 4GB記憶體的上限,因此遊戲無法在該設定下運行,但是相同是4GB記憶體的R9 Fury X,卻能夠執行獲得平均44 fps的驚人表現。

而且在俠盜獵車手5設定中,顯示R9 Fury X的視訊記憶體為「8384399 MB」,這是什麼天文數字?實在讓筆者百思不得其解。

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↑ 在GTA設定中,顯示8384399 MB的天文視訊記憶體容量。

 

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↑英雄聯盟在4K解析度下,三卡效能的確在伯仲之間,R9 Fury X小勝一些些,拿LOL來測試或許太小看這些頂級繪圖卡,但這款遊戲就是最熱門款。

 

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↑ 暗黑3在4K的結果,是Radeon R9 Fury X與GTX 980 Ti非常接近,而GTX 980就感覺有點力不從心。

 

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↑ GTA的測試中,因為GTX 980在這設定之下會超出記憶體容量所以只能PASS這測試,但Radeon R9 Fury X雖然同為4GB記憶體,但有著HBM的加持方能啟動遊戲,且與GTX 980 Ti的效能表現相當。

 

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↑在4K解析度之下,R9 Fury X與GTX 980 Ti的效能的確在伯仲之間、相互較勁。

 

溫度實測Round 2

溫度方面Radeon R9 Fury X憑藉著一體式水冷,讓待機溫度僅32度,就算使用FurMark進行3840*1080、4xMSAA、10分鐘燒機測試,Radeon R9 Fury X溫度僅來到56度就不再上升,而採用一般空冷的GTX 980 Ti在燒機時則飆升至81度,在溫度方面獲勝是顯而易見的,但若日後推出Radeon R9 Fury空冷版與Radeon R9 Fury Nano才有比較溫度的價值。

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↑ 三卡溫度測試,Radeon R9 Fury X有著一體式水冷加持,因此溫度能壓在56度之下。

 

電腦DIY測試平台
CPU Intel Core i7-5930K
主機板 GIGABYTE X99-GAMING 5P
記憶體 Kingston HyperX Predator DDR4 4*4GB
SSD OCZ Vector 180 480G
電源供應器 Antec High Current Gamer 620W
作業系統 Windows 7 Ultimate SP1 64 Bit

 

總結

此次Radeon R9 Fury X的測試中,筆者使用最新的驅動為「AMD Catalyst Display Driver version 15.15」進行測試,從這些數據來看,在3DMark的測試中,與GTX 980 Ti平起平坐。換成遊戲測試時在主流1080p的解析度之下測試,Radeon R9 Fury X的效能令人嘖嘖稱奇,可以說是力壓GTX 980、並與GTX 980 Ti相互叫陣。

從測試結果來推斷,Radeon R9 Fury X有著HBM記憶體,能在如此小體積的繪圖卡中,發揮出頂級繪圖卡的效能,憑藉著一體式水冷帶來的強勁降溫效果,不僅讓Radeon R9 Fury X不再噪音擾人、也不會有上一帶R9 290開渦輪一樣的效果;效能面更是青出於藍,若之後市場定價得宜,AMD重返遊戲榮耀指日可待。

此次新推出的繪圖卡,不僅支援即將到來的DirectX 12之外,Vulkan、Mantle API也全數支援;而AMD獨有的技術像是「Frame Rate Target Control」,可以設定繪圖卡目標fps,藉此降低整平台功耗;「Virtual Super Resolution」讓一般1080p的顯示器,也能開到2160p的高解析畫質,增進整體遊戲的細節表現,都能在Radeon R7/R9 300與Fury系列的繪圖卡中使用;此外AMD的無撕裂顯示技術「FreeSync」,讓玩家可以搭配協力廠商推出的FreeSync電競顯示器,感受無撕裂、最順暢的遊戲體驗。

P.S 補1080p測試,若對比4K與1080p測試,可想而知為何AMD也要瞄準4K了!重返榮耀(點圖放大)。
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