Огляд і тестування відеокарти MSI Radeon HD 5970

Пройшов майже цілий рік, як був офіційно представлений компанією AMD (Advanced Micro Devices) графічний прискорювач ATI Radeon HD 5970, але і досі він залишається самим продуктивним. Компанія NVIDIA, випустивши свого ненажерливого монстра на чіпі GeForce GTX 480, так і не змогла надати ринку його довгоочікувану двочіпову версію. Головною проблемою тут стала споживана потужність такого рішення і його непомірне тепловиділення. Такі ж складності були і у компанії AMD при випуску двочіпової відеокарти ATI Radeon HD 5970, але розробники змогли обійти їх зниженням всіх робочих частот відеокарти і добором чіпів з меншою робочою напругою. ATI Radeon HD 5970 має найвищу для одного відеоприскорювача теоретичну продуктивність в 4,64 трильйона операцій над числами із плаваючою комою в секунду. Це дозволило двочіповому графічному адаптеру ATI Radeon HD 5970 (під кодовою назвою Hemlock) досі бути самим затребуваним серед найбільш вимогливих геймерів і комп'ютерних ентузіастів.

Таблиця порівняння основних характеристик серії Radeon HD 58** і прискорювача Radeon HD 5970, надана компанією AMD (ATI), наочно демонструє всі зміни, яким довелося зробити з чіпами Cypress для їх використання у прискорювачі Radeon HD 5970.

	Radeon HD 5970	Radeon HD 5870	Radeon HD 5850
Сумарна кількість транзисторів, млрд	4,3	2,15	2,15
Кількість потокових процесорів	2 x 1600	1600	1600
Тактова частота GPU, МГц	725	850	725
Тактова частота пам'яті, МГц	1000	1200	1000
Пропускна здатність пам'яті, Гбайт/с	2 x 128	153,6	128
Кількість текстурних блоків	2 x 80	80	72
Текстурна швидкість заповнення, Гтексель/с	116	68	52,2
Кількість блоків растрових операцій (ROP)	2 x 32	32	32
Піксельна швидкість заповнення, Гпіксель/с	46,4	27,2	23,2
Обчислювальна продуктивність, TFLOPs	4,64	2,72	2,09
Максимальне енергоспоживання плати, Вт	294	188	170
Енергоспоживання плати в режимі бездіяльності, Вт	42	27	27

Зниження тактових частот до рівня Radeon HD 5850 дозволило зменшити робочу напругу як на самих GPU, так і на чіпах пам'яті, що в свою чергу зменшило сумарне енергоспоживання прискорювача. Таке штучне заниження продуктивності було необхідне для втримання максимального енергоспоживання відеокарти в межах електромеханічної специфікації 300 Вт PCI-SIG. Підйом частот до рівня Radeon HD 5870 (850 МГц ядро/1200 МГц пам'ять) привів би до максимального енергоспоживання плати ближче до 375, а то і 400 Вт.

Еталонний прискорювач ATI Radeon HD 5970, як втім, і його аналог, що потрапив до нас на тестування MSI R5970-P2D2G, використовує в наповненні текстоліту високоякісну елементну базу, а також інноваційну двослотову систему активного повітряного охолодження. Конструкція кулера передбачає наявність достатньо великої по площі випарної камери, яка покликана ефективно відводити зайве тепло від основних «гарячих пунктів» виробу до масивного алюмінієвого радіатора. Стандартна по розмірам турбіна обдуває алюмінієві пластини вентилятором з функцією керування швидкістю обертання методом широтно-імпульсної модуляції.

Використання навмисно відібраних графічних процесорів, з низькими струмами витоку, дозволило стати відеокарті ще холодніше. Одночасно з встановленою спеціальною системою охолодження це дає надію на розсіювання потужності аж до 400 Вт. Зниження частот і використання чіпів підвищеної стабільності повинно порадувати ентузіастів розгону, адже вони із задоволенням змусять графічний прискорювач працювати на більш високих частотах.

Ми трохи поглибилися в теоретичні подробиці, заявлені компанією AMD для еталонного прискорювача ATI Radeon HD 5970, але реальні тести та детальний розгляд кінцевого продукту куди більше розкажуть нам про практичну сторону використання цього рішення.

Відеократа MSI R5970-P2D2G

Розглянемо повну копію еталонної відеокарти ATI Radeon HD 5970 надану нам на тестування компанією MSI.

Таблиця специфікацій:

Модель	MSI R5970-P2D2G (ATI Radeon HD 5970)
Графічне ядро	2х (AMD) ATI Radeon HD 5870 (RV870 «Cypress»)
Конвеєра	2 x 1600 уніфікованих потокових
Підтримувані API	DirectХ 11 (Shader Model 5.0)  OpenGL 3.2
Частота ядра, МГц	725
Об'єм (тип) пам'яті, МБ	2x1024 (GDDR5)
Частота пам'яті (ефективна), МГц	1000 (4000)
Шина пам'яті, біт	512 (2 х 256 )
Стандарт шини	PCI Express X16 2.1
Виходи	2 x DVI-I (HDMI і VGA через перехідники)  1x miniDisplayPort (DisplayPort через перехідник)
Підтримка HDCP	Є  Декодування MPEG-2, MPEG-4, DivХ, WMV9, VC-1 і H.264/AVC
Драйвери	Свіжі драйвери можна скачати з:  - сайта виробника GPU - сайта підтримки
Сайт виробника	http://ua.msi.com/

Використання двох чіпів AMD RV870 «Cypress» обумовило ряд помітних змін у специфікації відеокарти стосовно еталонного одночіпового рішення ATI Radeon HD 5870. Подвоєння торкнулося кількості потокових конвеєрів, об'єму встановленої пам'яті і пропускної здатності шини пам'яті. Робочі частоти були знижені до 725 МГц для GPU і до ефективних 4000 МГц для чіпів пам'яті. Різноманітність виведених на задню панель роз’ємів зменшилося до трьох, тут є два DVI-I і один miniDisplayPort. Через перехідники, що є у комплекті поставки, користувач може підключити дисплей по інтерфейсу DisplayPort, HDMI і VGA. Такі масштабні зміни ні як не дозволяють навіть спрогнозувати отриману продуктивність, але ми зможемо її перевірити в процесі тестування.

Відеоприскорювач поставляється в щільній великій коробці, зі зручною для перенесення пластиковою ручкою. На верхній частині упаковки зображений реактивний літак, напевно, як символ високої продуктивності відеокарти. Вгорі бачемо логотип компанії і іконки підтримуваних фірмових технологій ATI CrossFireX і ATI Eyefinity. Унизу підкреслена модель прискорювача ATI Radeon HD 5970, наявність 2 ГБ GDDR5 відеопам'яті, підтримка DirectХ 11 і наявність виходу miniDisplayPort. На коробці також зазначена присутність у комплекті поставки фірмової утиліти MSI Afterburner для розгону даного прискорювача.

На звороті коробки можна виділити докладний опис можливостей утиліти MSI Afterburner з скриншотами деяких її вікон. Також тут розписані переваги компонентів Military-класу, використаних у даній моделі прискорювача:

• Hi-c CAP (Highly-Conductive Capacitor) - танталові конденсатори з високою провідністю забезпечують більш стабільне живлення графічного ядра.
• SSC (Solid State Chock) - закриті дроселі запобігають вібрації катушки і поліпшують відведення тепла від неї, що підвищує провідність для кращої стабільності при розгоні.
• Solid Cap (Solid Capacitor) – твердотільні конденсатори гарантують 10 років безвідмовної роботи.

Комплект поставки MSI R5970-P2D2G цілком вдалий:

• Один перехідник з двох периферійних роз’ємів живлення на 6-контактний роз’єм живлення відеокарти;
• Один перехідник з одного 6-контактного роз’єму живлення відеокарти на 8-контактний роз’єм живлення відеокарти;
• Місток CrossFire;
• Диск з драйверами і утилітами;
• Коротка інструкція з встановлення відеокарти;
• Перехідник з DVI на HDMI;
• Перехідник з DVI на VGA;
• Перехідник з miniDisplayPort на DisplayPort;

Дизайн відеокарти точно такий же, як і у інших «топових» рішень 5-ї серії прискорювачів від AMD. Всьому провиною використання у всіх еталонних відеокартах стандартного виду турбіни і одноманітного кожуха для неї. Даний прискорювач виділяється серед його побратимів ATI Radeon HD 5970 лише написом MSI R5970 на верхній частині кожуха і кругла наклейка MSI на самому вентиляторі охолоджувальної турбіни.

Відеокарта ATI Radeon HD 5970 стала ще крупніше, на дюйм (2,54 см), у порівнянні з і так не маленькою ATI Radeon HD 5870. Розмір MSI R5970-P2D2G становить 12,5 дюймів (31,75 см). Такі габарити можуть створити деякі проблеми при її встановленні у більшість звичайних корпусів, але купуючи такий прискорювач, справжній ентузіаст просто зобов'язан подбати і про гідний корпус.

На звороті прискорювач, крім вирізаних отворів під систему кріплення кулера, повністю прихований під металевою пластиною. Вона забезпечує збільшення жорсткості всієї конструкції і сприяє більш надійному кріпленню системи охолодження.

Враховуючи наявність у даної відеокарти двох чіпів вже з'єднаних у режимі CrossFireX, прискорювач MSI R5970-P2D2G можна встановлювати в режимі CrossFireX тільки в парі з однією аналогічною моделлю. Це можливо завдяки одному роз’єму для містка CrossFire, який знаходиться у верхній частині прискорювача.

Два чіпи і контролер, що їх поєднює, потребують встановлення двох роз’ємів додаткового живлення. В наслідок чого прогнозоване живлення відеоприскорювача забезпечується через слот PCI Express (75 Вт), один 6-контактний додатковий роз’єм живлення (ще 75 Вт) і один восьмиконтактний роз’єм додаткового живлення (150 Вт). Нагадаємо, що еталонна версія прискорювача на Radeon HD 5870 вимагала підключення двох шестиконтактних роз’ємів.

Завдяки двослотовому дизайну системи охолодження на задній панелі прискорювача помістилися три роз’єми підключення дисплея (два DVI-I і miniDisplayPort). Тут же є велика сітка відведення гарячого повітря з корпуса.

На лицьовій стороні друкованої плати привертає увагу тандем з двох GPU і чіпа-комутатора, що забезпечує спільну їх роботу.

В основі відеоприскорювача лежить пара графічних процесорів Cypress.

Частота роботи графічних процесорів становить 725 МГц. Самі чіпи RV870 виконані по 40 нм техпроцесу, що обумовлює їх відносно невелике енергоспоживання. Кількість уніфікованих шейдерних процесорів у кожного рівно 1600, текстурних блоків 80, а кількість ROP 32.

При відсутності навантаження частота роботи чіпів знижується до 157 МГц, а відеопам'ять уповільнюється до 300 МГц (ефективна частота 1200 МГц). При цьому зменшується напруга живлення і знижується частота обертання турбіни, що забезпечує помітне зниження енергоспоживання та гучності.

Розташований між чіпами GPU чіп-комутатор AMD8647-8850BC забезпечує повідомлення процесорів по 16 лініях PCI Express 2.0. Комутатор маркований як власний виріб ATI, але дуже нагадує PLX PEX 8647, модель яка застосовувалася ще на Radeon HD 4870x2 і була розроблена фахівцями PLX Technology.

Відеопам'ять загальним об'ємом 2 ГБ (по 1 ГБ на кожен відеочіп) набрано 16 мікросхемами Hynix з маркуванням H5GQ1H24AFR-T2C стандарту GDDR5 з часом відгуку 0,4 нс, що дозволяє їм працювати на ефективній частоті до 5000 МГц. Оскільки результуюча частота роботи чіпів пам'яті на відеокарті трохи нижче і становить 4000 МГц, то залишається гарний частотний коридор про запас, який можна буде спробувати задіяти при розгоні.

Розміщення двох чіпів відеокарти всього на одній друкованій платі змусило розробників досить сильно ускладнити систему живлення. Кожен GPU обслуговується через три фази живлення окремим перетворювачем, а самі схеми перетворювачів ідентичні.

На кожну фазу доводиться по одному ключу VT1157SF і 8 керамічних конденсаторів. ATI застосовує в даному перетворювачі строєну індукційну схему CPLA-3-50 (виконує функцію звичних одиночних дроселів-«кубиків» для всіх трьох фаз).

Кожен з двох контролерів Volterra VT1165MF забезпечує керування перетворювачем відповідного йому графічного чіпа. Цей тип контролера має можливість регулювання напруги програмними засобами.

Третій Volterra VT1165MF керує перетворювачем, що живить контролер пам'яті (VDDCI). Цей перетворювач нараховує дві фази, що використовують здвоєну індукторну схему CPL-2-50. Пам'ять має живлення через пару найпростіших однофазних перетворювачів (по одному на кожен «комплект» мікросхем), керованих контролерами VT232WF, що не дає можливості керування напругою живлення пам'яті програмними засобами.

Згідно фото вище, одна з фаз кожного перетворювача живлення відеопроцесора залишена не розпаяною. Також розпаяний тут шестиконтактний роз’єм додаткового живлення легко можна замінити на восьмиконтактний, місце і отвори під ніжки вже передбачені.

Все наповнення плати, як і слід було сподіватися для «топового» рішення лінійки, набране високоякісними компонентами. Багато конденсаторів замінені твердотільними, а ті, що залишилися, теж виконані за технологією, що забезпечує підвищену надійність і високу ефективність роботи.

На звороті плати можна відзначити половину чіпів пам'яті та дрібні елементи.

Сама система охолодження складається з декількох частин. Металевий каркас, складений з двох пластин, через термоінтерфейс стикається з усіма гарячими елементами плати - чіпами відеопам'яті і елементами підсистеми живлення. Для охолодження GPU використовується окрема конструкція – масивний алюмінієвий радіатор з товстою мідною основою (випарник), яка безпосередньо стикається з кристалами GPU і чіпом-комутатором.

Для оцінки ефективності системи охолодження ми використали утиліту FurMark, а детальний моніторинг здійснювався за допомогою GPU-Z і MSI Afterburner .

Працюючи на штатних частотах і керуючи швидкістю обертання турбіни автоматично, графічний процесор прогрівся до 84°С, хоча один з додаткових термодатчиків показав температуру в 87°С. При цьому швидкість обертання турбіни була 2874 RPM, що приблизно становить 60% від максимальної, і весь кулер працював з невеликим шумом. Такі результати говорять про прийнятну ефективність системи охолодження з досить невисоким шумом в автоматичному режимі, але при розгоні ця картина явно зміниться не в кращу сторону.