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AMD Radeon R9 295X2显卡深度测试

2014-06-17《微型计算机》测评室《微型计算机》2014年5月下

在GPU的顶级追逐赛上,AMD从未停止过角逐。从早期的Radeon HD 3870X2、Radeon HD 4870X2、Radeon HD 5970、Radeon HD 6990以及比较近Radeon HD 7990等显卡上,都能看到AMD在为实现同时代为强大的GPU性能而努力,AMD用这样的“双芯”产品带来了显卡发展的一个又一个性能巅峰。不过,在Radeon HD 7990后,随着GPU工艺的发展渐渐放缓,功耗控制日渐变难,双芯显卡在功耗控制上的难题也浮现了出来。在Radeon HD6990上,AMD尚可使用重新调整位置的侧吹式散热器保证GPU的温度不会“超标”,但是随之而来的噪音问题也让玩家伤透了脑筋。在上一代Radeon HD 7990上,AMD果断放弃了侧吹式散热设计,改用非公版显卡常见的三风扇直吹式设计。虽然它在噪音和温度表现上都比较出色,但不得不说,这已经是AMD后的妥协了,下一代显卡如果功耗继续增高,应该怎么办呢?上液冷!这是AMD做出的选择。在绝对的性能面前,AMD选择了全新的水冷散热,它就是本文的主角—AMD Radeon R9 295X2,这款售价高达12999元的顶级双核心产品。

AMD Radeon R9 295X2显卡深度测试

令人惊讶的Hawaii×2

从本质来看, R9 295X2就是内部通过两颗R9 290X核心互联(CrossFireX)组成的一款双芯显卡。但从其外观来看,它仍然是一款单显卡,只是内部具备了显卡互联系统。从规格上来看,Radeon R9 295X 2基本上就是Radeon R9 290X的翻倍,只是在频率上做出了一些调整。比如R9 295X 2的流处理器数量从之前的R9 290X的2816个直接翻倍到5632个,于此同时翻倍的还有显存容量,从之前的4GB翻倍到了8GB。不过受制于CrossFireX的工作原理,两颗GPU中的数据应该是完全一样的,所以实际上总的可使用显存容量依旧是4GB。此外,显存位宽也变成了两个512bit,纹理单元数量增加到了176×2个,ROP数量也达到了史无前例的64×2个。当然,除了部分规格翻倍外,也还有不变的部分,比如显存频率依旧维持了5GHz不变,制程依旧是TSMC的28nm工艺。

规格上的翻倍带来了性能的大跃进,R9 295X2的的理论单精度计算能力高达11.5TFLOPS,这也是史上首次单显卡的单精度计算能力突破了10TFOPS。AMD并未公布该显卡的双精度性能,但两颗芯片本身应该具有超过5TFLOPS的双精度计算能力。从这一点来说,目前R9 295X2的理论计算能力应该是市售显卡中为强悍的。

说完了性能,接下来就是功耗了。由于R9 295X2基本上就是R9 290X的翻倍,因此功耗也将翻倍,从之前的250W飙升至500W,也创下了目前民用单PCB显卡的功耗高纪录。为了解决如此高功耗的散热和供电问题,AMD不但使用了超级豪华的14层PCB,还首次在公版显卡上使用了水冷散热,并且还设计了非通用电器标准的双8Pin供电接口满足显卡供电要求。有关这部分内容,接下来的部分会为大家详细解读AMD的新卡皇在显卡设计、散热和供电方面的有趣信息。

14层PCB和特别的双8Pin接口

对R9 295X2这种顶级显卡而言,用料奢侈已经不是什么稀罕事了。在R9 295X2上,AMD使用了高达14层PCB来应付复杂的双核心GPU、512bit×2显存位宽、高达8GB的显存、多达48条PCI- E 3.0通道以及复杂的供电系统等部件的需求。

在PCB设计方面,R9 295X2的设计方案基本上和之前的HD 7990、HD6990这样的双芯显卡相同,都是供电部分放在中央,两颗发热量巨大的GPU芯片放在两侧。不过R9 295X2的供电设计用料有所改变,其电感方案从之前的连排电感改为分离式电感,原因很可能是原来的设计比较难以满足目前两颗Hawaii核心更为苛刻的供电需求。

在R9 295X2的供电部分设计上,AMD为每个核心设计了4+1+1相供电,每个核心都有一颗安森美的NCP81022PWM芯片。从PCB布局上来看,R9295X2的设计并没有绝对对称,其左侧核心对应的供电有4+1+1相,右侧只有4+1相——实际上右侧GPU的供电模块为了给PWM芯片让路,另外1相供电被设计在了显卡的右下角。在这些供电当中,每个GPU核心为4相供电,显存为1相,剩余1相供电给其他模块使用。此外,AMD还为PLX的桥接芯片单独设计了一相供电。在MOSFET的用料方面,AMD采用了IR公司的IR6811与IR6894,这两颗芯片都采用了DirectFET封装形式,每相供电上桥和下桥各配备一颗,内阻低分别是2.8和0.9毫欧,电气性能极为卓越。

对双芯显卡而言,一般都是采用PLX公司的PCI-E转接芯片来将来自主板的16路PCI-E总线转接为两个16路PCI-E总线,然后分别提供给每个GPU使用。在R9 295X2上,AMD使用的依旧是之前在HD 7990上曾经用过的PEX8747芯片,可以支持PCI-E 3.0,这样做可以尽可能减少由于带宽带来的性能瓶颈问题。

说完了PCB设计上的问题,再来看看供电方面。按照PCI-SGI的规定,8Pin外接供电大只能提供150W的功耗。以12V供电电压来看,8Pin供电的电流值大可达到12.5A(150W)。不过如果按照8pin供电规范来设计的话,R9 295 X2就至少需要3个8Pin供电接口。3个8pin供电接口需要占据大量的PCB面积不说,很多电源都没有提供如此多的8Pin接口。

因此,AMD干脆只提供了2个8Pin外接电源接口,将每个8Pin接口支持的大功耗都提升到220W左右(外观和普通8Pin接口一样)。这样一来,只需要2个8Pin接口就能满足需求了。不过问题是这样并不符合PCI-SGI的标准,这也需要AMD提供相关的产品列表尤其是电源列表,在AMD允许列表中的产品才会和R9295X2有好的兼容性。

对玩家来说,在使用R9 295X2并选择电源的时候,至少需要800W以上的电源,+12V总电流至少需要60A甚至更高(考虑到CPU和其他设备而言)。对R9295X2 CrossFireX的用户而言,至少需要1500W的电源才能满足需求。在接口方面,虽然PCI-SGI的规定在前,但是目前高端电源的8Pin接口满足高电流输出问题一般都不算大,这一方面暂时不需要担心。

R9 295X2规格一览

新版的GPU-Z也无法完全识别R9295X2的信息
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华硕ROG玩家国度ARES Ⅱ这款双芯显卡之前采用的也是一体式水冷散热设计
华硕ROG玩家国度ARES Ⅱ这款双芯显卡之前采用的也是一体式水冷散热设计

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