PCFAN評(píng)測(cè)室

Radeon HD7970，28nm工藝下的新旗艦，AMD DirectX 11.1殺手锏，3GB神卡，性能之王……現(xiàn)在對(duì)它的溢美之詞已經(jīng)太多了。不過(guò)，面對(duì)AMD這款新一代頂級(jí)產(chǎn)品，我們?nèi)匀灰獞汛Ю硇?。希望通過(guò)本次評(píng)測(cè)讓大家全面認(rèn)識(shí)一個(gè)真實(shí)的Radeon HD7970。

28nm工藝是基礎(chǔ)

晶體管數(shù)量直接決定了性能，因?yàn)楦嗟木w管意味著更多流處理器、更多光線/紋理單元、更強(qiáng)的顯存控制器……但在空間有限的半導(dǎo)體芯片上，唯有提升制造工藝才能實(shí)現(xiàn)晶體管數(shù)量提升。所謂的28nm、32nm、40nm代表的都是GPU芯片中相鄰邏輯電路間距，工藝提升直接使晶體管密度增加。HD6970到HD7970，制造工藝從40nm提升至28nm（Tahiti顯示核心采用了28nm高介電金屬柵極工藝），而晶體管數(shù)量則從26.4億提升到43.1億，提升幅度達(dá)到了63.25%。這才有了2048個(gè)流處理器、128個(gè)紋理單元以及384bit內(nèi)存控制器，而且核心表面積還再度被縮小。比肩CPU的制造工藝讓AMD新款顯示核心擁有了有利的基礎(chǔ)。

GNC架構(gòu)改良 大刀闊斧

GNC架構(gòu)最大的改進(jìn)來(lái)自ALU集群部分。與傳統(tǒng)AMD架構(gòu)的VLIW結(jié)構(gòu)ALU團(tuán)簇不同，全新架構(gòu)的ALU集群撤消了來(lái)自超長(zhǎng)字節(jié)指令的限定，所有ALU全部以SIMD的形式來(lái)完成吞吐，不再需要打包和解包的過(guò)程，大幅度提升了指令運(yùn)行效率。以Tahiti為例，它擁有兩個(gè)幾何引擎(ACE)，各自又下轄16個(gè)“GNC QUAD SIMD”，又稱為“計(jì)算單元”(Compute Unit)，當(dāng)然也可以簡(jiǎn)單地理解為16個(gè)SIMD陣列。每個(gè)陣列中有64個(gè)流處理器，即擁有2048個(gè)流處理器，又稱ALU。Tahiti的每個(gè)計(jì)算單元還單獨(dú)配有Scalar Unit（純量計(jì)算單元），用于處理整數(shù)指令以及特殊函數(shù)。這實(shí)際上已經(jīng)非常像是NVIDIA Fermi的設(shè)計(jì)，獨(dú)立配置的矢量計(jì)算單元將大幅提升核心的通用計(jì)算能力，讓物理加速等應(yīng)用變得更加高效。

新版核心共有8個(gè)渲染后端，每周期能完成32個(gè)色彩操作、128個(gè)Z-Stencil操作。同時(shí)，AMD也再度提升了計(jì)算單元緩存，為每四個(gè)計(jì)算單元分配有16KB一級(jí)指令緩存、32KB一級(jí)數(shù)據(jù)緩存；可讀寫的二級(jí)緩存總?cè)萘扛哌_(dá)768KB，計(jì)算效率得到進(jìn)一步提升。AMD PowerTune技術(shù)和ZeroCore技術(shù)配上數(shù)字供電解決方案和獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)、配置文件，讓電腦進(jìn)入閑置模式后，GPU核心完全斷電并進(jìn)入0瓦狀態(tài)。當(dāng)然產(chǎn)品本身28nm的制造工藝，也讓最高端的HD7970顯卡熱設(shè)計(jì)功耗不過(guò)250W。

新一代的Eyefinity（寬域）2.0實(shí)現(xiàn)單GPU多屏、多音軌流的定向輸出，同時(shí)還支持非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)寬比的游戲協(xié)同工作。而在視頻編解碼功能上，雖仍然保留UVD3.0，但新加入的“VCE”硬件多視頻流編碼器，能夠?qū)崿F(xiàn)1080P/60fps以上的硬件H.264視頻編碼，并支持全硬件固定功能編碼和GPU Shader輔助混合編碼模式。同時(shí)，第二代穩(wěn)定視頻技術(shù)Steady Video 2.0，可以利用前面提到的QSAD實(shí)現(xiàn)硬件加速，并支持隔行模式視頻、提供左右對(duì)比模式等。最新的Tahiti顯示核心的另一亮點(diǎn)在于它完全支持DirectX 11.1（本期技術(shù)沙龍欄目對(duì)DirectX 11.1有較為詳細(xì)的介紹），它也將以更高的通用計(jì)算效率和更高的硬件曲面細(xì)分執(zhí)行效率助推新款產(chǎn)品。

HD7970公版解讀

接著我們來(lái)看看新款產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)用料。藍(lán)寶HD7970 3G DDR5是一款完全基于AMD公版的產(chǎn)品，雖然較為嚴(yán)謹(jǐn)，但整體用料規(guī)格并不算太高。5+1相供電電路對(duì)于一款高端產(chǎn)品而言顯得中規(guī)中矩，沒(méi)有我們常常提到的類似去耦電容、驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管等更高檔次的元件。不過(guò)銅制外殼的場(chǎng)效應(yīng)管看上去倒是比較給力的，另外產(chǎn)品配備了CHiL8228G PWM數(shù)字供電控制芯片，再配上獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)和配置文件，能夠更加高效的地對(duì)供電狀態(tài)進(jìn)行調(diào)配，并且大幅減少產(chǎn)品在待機(jī)或低負(fù)載狀態(tài)下的功耗。額外的外接供電自然是不可少的，產(chǎn)品配備了8Pin+6Pin雙輔助供電接口。

為了讓Tahiti顯示核心得到更好的保護(hù)，AMD專門在它四角套上了金屬殼。芯片四周是12顆海力士?jī)?nèi)存顆粒，共同組成3072MB/384bit的顯存架構(gòu)。為了避免輸出信號(hào)受到板身大量電路的干擾，AMD仍然保留了各輸出接口上的金屬保護(hù)罩，公版HD7970提供有一個(gè)DVI接口和一個(gè)HDMI接口以及兩個(gè)迷你DisplayPort接口。至于散熱，公版HD7970仍然采用了純銅底座配合風(fēng)道式散熱器的設(shè)計(jì)，風(fēng)量較大的渦輪式風(fēng)扇散熱效率相當(dāng)高。

頂級(jí)顯卡搭配頂級(jí)平臺(tái)

本次測(cè)試，我們不僅擁有目前最頂級(jí)的顯卡。同時(shí)，處理器也選用了目前性能最出色的Core i7 3960X Extreme Edition。為了能夠進(jìn)一步展示Radeon HD7970顯卡的實(shí)力，我們還將Radeon HD6970和GeForece GTX580作為對(duì)比測(cè)試參照物。3DMark 11、Havean Benchmark 2.5兩款軟件用作理論性能測(cè)試，同時(shí)我們也選用了《使命召喚8》、《地鐵2033》、《戰(zhàn)地3》、《失落星球2》、《孤島危機(jī)2》五款游戲?qū)Ξa(chǎn)品的實(shí)際3D游戲效能進(jìn)行測(cè)試。而產(chǎn)品的超頻性能和功耗同樣是大家關(guān)注的重點(diǎn)，因此我們還安排了單獨(dú)的超頻測(cè)試，以及待機(jī)和滿載功耗測(cè)試。

綜合性能優(yōu)勢(shì)明顯

理論性能方面，HD7970相對(duì)于HD6970和GTX580兩款上一代頂級(jí)顯卡都有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。理論性能基本上在HD6970的基礎(chǔ)上增加了50%以上。同時(shí)相對(duì)于GTX580，HD7970仍然有20%以上的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，尤其在3DMark 11 Extreme模式下，HD7970的測(cè)試成績(jī)已經(jīng)超越了GTX580達(dá)到31.2%。而在Havean Benchmark 2.5中，A卡以往在Tessellation硬件曲面細(xì)分效果上的劣勢(shì)也被新款旗艦掃清，同等特效狀態(tài)開(kāi)啟最高硬件曲面細(xì)分效果時(shí)，HD7970相對(duì)于GTX580有較大的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

而在游戲測(cè)試中，HD7970的優(yōu)勢(shì)卻并沒(méi)有理論性能測(cè)試中明顯，這應(yīng)該是因?yàn)槌跗隍?qū)動(dòng)程序不完善造成的。雖然在《失落星球2》的測(cè)試中出現(xiàn)了意外落后的表現(xiàn)，但HD7970的游戲性能總體上還是以15%左右的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于GTX580。而類似《地鐵2033》這樣的超級(jí)顯卡殺手也被HD7970輕松征服，在最高特效和1920×1080分辨率下運(yùn)行得非常流暢。

功耗合理 超頻給力

功耗方面，我們直接使用Furmark來(lái)模擬顯卡的100%負(fù)載工作狀態(tài)，通過(guò)功耗儀器測(cè)數(shù)查看HD7970的實(shí)際功耗情況。待機(jī)狀態(tài)下由于新一代產(chǎn)品在功耗方面使用了眾多新技術(shù)，此時(shí)即便平臺(tái)上還搭載有Core i7 3960X Extreme Edition，但待機(jī)功耗也僅為68.33W。不過(guò)進(jìn)入100%顯卡負(fù)載狀態(tài)時(shí)，平臺(tái)的整體功耗則提升到了395.59W，但對(duì)于一款頂級(jí)顯卡來(lái)說(shuō)，不到400W的滿載功耗，已經(jīng)算是比較溫和了。而公版HD7970的整體散熱狀態(tài)也還比較不錯(cuò)，加上28nm工藝對(duì)功耗和發(fā)熱的有效控制，讓產(chǎn)品的待機(jī)溫度僅為25.5℃，即便進(jìn)入滿載狀態(tài)，最高溫度也僅為81℃。出色的功耗/發(fā)熱表現(xiàn)也給產(chǎn)品的超頻帶來(lái)了便利，默認(rèn)電壓下，藍(lán)寶HD7970 3G DDR5和核心/顯存頻率能夠輕松超頻至1100M/5900MHz。同時(shí)亦可輕松完成3DMark 11測(cè)試，進(jìn)一步證明了產(chǎn)品出色的電氣性能。

測(cè)試總結(jié)

沒(méi)錯(cuò)，目前看來(lái)AMD在GCN架構(gòu)上的改進(jìn)的確取得了非常大的成功，Radeon HD7970的表現(xiàn)的確很好，而且隨著驅(qū)動(dòng)的升級(jí)和加強(qiáng)型設(shè)計(jì)的非公版產(chǎn)品的問(wèn)世，還會(huì)更好。它強(qiáng)大的性能已經(jīng)足以在最高特效狀態(tài)下征服所有的3D游戲，目前已知的對(duì)顯卡性能要求極高的游戲?qū)τ赗adeon HD7970而言都不在話下。同時(shí)產(chǎn)品的功耗、溫度也控制得比較好，28nm制造工藝和AMD全新的節(jié)能技術(shù)功不可沒(méi)，目前看來(lái)Radeon HD7970已經(jīng)是比較完美了，絕對(duì)是頂級(jí)游戲玩家的不二選擇。不過(guò)，廣大玩家對(duì)于AMD、對(duì)于Radeon HD7970仍有一些疑問(wèn)。

為何沒(méi)有512bit

此前大家一直期待的512bit GDDR5顯存位寬并未在這代顯卡上實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟壳翱磥?lái)還沒(méi)有哪個(gè)游戲需要超過(guò)300GB/s的超大帶寬。對(duì)于AMD而言，相比之下提升顯存位寬的必要性顯然不如改良新一代核心架構(gòu)。新工藝讓AMD的“小核心”裝進(jìn)了43.1億個(gè)晶體管，如果再升級(jí)512bit的顯存控制器，那么核心表面積肯定會(huì)變得更大，隨之提升的PCB、供電用料的成本也會(huì)更高，因此512bit顯存恐怕只能等到下一代顯卡了。

HD7970有些摳門

從公版看來(lái)，HD7970的用料顯得非常一般。其實(shí)這并不是AMD摳門，而是使用28nm工藝后，Tahiti顯示核心不僅本身電氣性能出色，同時(shí)對(duì)供電環(huán)境要求也有所下降。同時(shí)AMD管用的招數(shù)是新品先行，等到對(duì)手同檔次新品跟進(jìn)時(shí)再度先發(fā)制人，調(diào)低價(jià)格。所以這也注定了AMD更偏向于“小核心”和價(jià)格較低的PCB設(shè)計(jì)方案。當(dāng)然AMD也將改良升級(jí)的工作交給了廠商們，目前已經(jīng)有類似華碩、迪蘭恒進(jìn)、訊景等非公版產(chǎn)品面市，PCB設(shè)計(jì)規(guī)格也在公版基礎(chǔ)上大幅提高。

關(guān)于對(duì)手

AMD的對(duì)手仍然是非?？膳碌?。設(shè)想一下，28nm工藝如果也讓NVIDIA的新款旗艦級(jí)顯卡在GTX580性能的基礎(chǔ)上提升50%，那HD7970不是又會(huì)落得完敗的局面么？不過(guò)目前看來(lái)，要想超越HD7970并非易事。而NVIDIA最新的GK104顯示核心會(huì)拖到今年第二季度，同時(shí)它看來(lái)也并非是款頂級(jí)產(chǎn)品。也就是說(shuō)NVIDIA要想搶回性能王座，不僅需要再做出高效的架構(gòu)升級(jí)，同時(shí)也至少會(huì)等到今年下半年才有機(jī)會(huì)。