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      AMD在9月、10月先后发布了核心代号为"Cypress"及"Juniper"的Radeon HD 5800/5700系列显卡,正式敲开了DirectX 11的大门,凭借着对新技术、新标准的支持以及强劲的性能,一扫AMD过往在高端GPU市场的阴霾,而在随后的11月18日更是向最高端消费级市场推出了Radeon HD 5970双核心显卡

      在Radeon HD 5870/5850的评测中我们已经见识过了Radeon HD 5800系列产品的实力,Radeon HD 5870在性能上抛开了竞争对手的最强单核显卡GeForce GTX285,并足以媲美当时的双核王者GeForce GTX295,而AMD新一代的双核旗舰Radeon HD 5970则继续向对手最强的双核显卡GeForce GTX295发起挑战。

      对于Radeon HD 5800系列显卡的出色表现,其竞争对手公司NVIDIA则表现得并不着急,纸面宣扬Fermi架构的GF100显卡,不过可惜到目前为止仍未能一览其真面目,亦暂时无缘与AMD最强双核旗舰的对决了。

      那么Radeon HD 5970与竞争对手同样是最强的GeForce GTX295显卡之间相差几何?对比自家Radeon HD 5870 CF又能达到多少的效率呢?新一代旗舰在功耗、温度、超频等各方面又有何改进呢?这些都在本文中为大家一一揭晓。

    Radeon HD 5970显卡基本规格

      Radeon HD 5970延续过往在双核显卡方面的设计,同样采用了单PCB双核心的设计,即在一片PCB上整合两颗Cypress核心,在规格方面则基本为Radeon HD 5870的两倍,拥有史无前例的3200个流处理单元、160个纹理单元、64个后端处理单元、单精度浮点运算能力达到惊人的4.64TFLOPs。不过该显卡在频率方面则较Radeon HD 5870下降了不少,核心/显存频率为725/1000MHz,仅与Radeon HD 5850一致。

      Radeon HD 5970的频率并没有达到HD 5870水平,可能是受功耗困扰,它搭配8pin+6pin的外部供电接口,理论上最大只能提供300W的电能(包括PCI-E插槽提供的75W),如果频率过高的话,整卡功耗会高出这个最大值。即便是将频率设置成与HD 5850一样,官方标称的最大TDP也达到294W,离300W也只有咫尺之遥。对于热爱超频的一些玩家来说,Radeon HD 5970可能会遭遇“功耗瓶颈”,关于这点,在后面我们会更详细讨论。

      Radeon HD 5970显卡的官方建议零售价为599美元,在国内的报价则为4599元人民币,相比使用两张Radeon HD 5870组建CF的成本低不少,而比起GTX295的售价则高出600元左右。

    GPU-Z 0.3.7已可侦测出Radeon HD 5970的信息

    蓝宝石Radeon HD 5970显卡

    蓝宝石Radeon HD 5970显卡解析

    蓝宝石Radeon HD 5970显卡外包装盒,标注了显存容量类型以及可支持的各种技术信息

    蓝宝石Radeon HD 5970是标准公版设计,除了贴纸不一样外

     Radeon HD 5970显卡背部覆盖着超长的背板

      Radeon HD 5970作为时下规格最强的双核显卡,其身段同样是目前众显卡之最,通过实际测量,整卡长度31.3cm(PCB长度29.4cm),这是有史以来最长的消费级显卡,以前的顶级卡像GeForce GTX295等也只有26.7cm,但它们在Radeon HD 5970面前真是小巫见大巫。我们也专门针对这个问题对超过50款市售机箱能否安装上HD 5970作了调查,详细情况请参见《Radeon HD 5970之痛:天下之大却难有容身处》。

    显卡搭配了与Radeon HD 5800系列风格一致的全覆盖式涡轮散热器

    Radeon HD 5970显卡采用双DVI + Mini-DisplayPort输出接口

      Radeon HD 5970在接口方面与Radeon HD 5800/5700系列有所不同,鉴于发热量巨大而使用了1个挡板位置作为出风口。输出接口全部设置在另外1个挡板上,配备两个DVI接口,中间则搭配一个Mini-DisplayPort接口,可利用转接头转换成标准尺寸的DisplayPort接口,可支持ATI Eyefinity技术,实现多屏输出功能。

    显卡采用8pin+6pin的外部电源接口

    蓝宝石Radeon HD 5970显卡具备的所有附件

      蓝宝石Radeon HD 5970的附件包括了一本说明书、驱动光盘、6pin转接线、8pin转接线、CrossFire桥接器、mini-DisplayPort转接头、D-Sub转DVI转接头、DVI转HDMI转接头以及一个蓝宝石标签贴纸。

    Radeon HD 5970内部拆解

    Radeon HD 5970 PCB正面

    Radeon HD 5970 PCB背部

      Radeon HD 5970的PCB长度达到29.4cm,在布局上延续了AMD过往在双核显卡方面的设计,采用单PCB双核心方案,并通过PCI-E Switch芯片来连接两颗GPU核心。

    两颗GPU核心之间的PCI-E Switch芯片

      这次所采用的PCI-E Switch芯片编号为"AMD8647-BB50BC F",支持三端口、48通道。实际上它就是PLX公司的“PEX8647-BB50BC F”,在之前的HD 5970样卡上均是使用PEX编号,正式上市产品全部remark成了AMD编号。在上一版的双GPU显卡Radeon HD 4870X2中使用的Switch芯片为“PEX8647-AB50BC F”,与现在看到的这个芯片只有一字之隔。AMD称新的Switch芯片支持PCI-E 2.1标准,不过我们从PLX上查到的资料显示PEX8647系列只支持PCI-E 2.0。

    Radeon HD4870 X2中两颗GPU核心通过SidePort扩充带宽

      在Radeon HD 4870X2显卡中,除了使用PCI-E Switch芯片桥接两颗GPU核心外,还隐含有CrossFire SidePort技术,该技术能提升两颗GPU之间的内部带宽,双向可提供10GB/s的带宽,把GPU互连总带宽提升至21.8GB/s。SidePort功能在零售产品中并没有开启,但有高手在成功启用后发现,SidePort技术对性能的影响微乎其微,相反,它增加的功耗却不容小视。

      鉴于CrossFire SidePort弊大于利,AMD在新一代的Radeon HD 5970显卡中毅然去掉该技术,优化后的Switch芯片能确保GPU互连的带宽需求。不久前AMD发言人Devon Nekechuk亦证实了这一点,再加上CrossFireX驱动程序对互连性能的改进,CrossFire SidePort技术自然而然被遗弃。或许在未来的产品中,我们还能看到成熟的SidePort技术得到应用。

    Radeon HD 5970显卡其中一颗核心特写

      Radeon HD 5970显卡板载两颗Radeon HD 5870中的"Cypress"核心,每颗均基于TSMC 40nm工艺制造,集成了21.5亿个晶体管,拥有1600个流处理单元、80个纹理单元、32个后端处理单元。

    Radeon HD 5970的三个输出接口均作了屏蔽处理,可减少EMI辐射和杂波干扰

    搭配Hynix GDDR5显存,编号"H5GQ1H24AFR T2C",点击查看官方信息

      在Radeon HD 5970中板载了8+8颗粒Hynix GDDR5显存颗粒,各构成了256bit/1GB的规格。

      显存颗粒的编号为"H5GQ1H24AFR T2C",查阅Hynix公布的官方信息可知,该显存标准工作电压为1.5V,最高时钟频率可以达到2.25GHz的水平,数据传输频率为4.5GHz,而Radeon HD 5970默认显存频率设定为4GHz,仍然留有一定的超频空间。

    Radeon HD 5970供电解析

    Radeon HD 5970的供电设计

      Radeon HD 5970延续了AMD在高端显卡中惯用的风格,依然采用了价值不菲的Volterra数字供电解决方案。

      Radeon HD 5970的供电设计组合方式基本与之前为大家介绍过的Radeon HD 5870风格很像:每个核心的供电部分采用“CPLA-3-50”三相并联贴片电感、VT1157SF电源芯片、VT1165MF PWM控制芯片的组合,而显存部分依然使用了整合度更高的VT237WF电源芯片等等。

      显卡PCB上不顾成本的供电方案、用料和做工都反映出AMD在高端产品上的扎实风格。

    PCB右侧的GPU核心3相供电

    左侧GPU核心同样为三相供电设计,同样留了下了一相空焊位置

    PCB左侧显存供电设计,采用高集成度的VT237WF芯片

    VT1157SF电源芯片

    Radeon HD 5970散热器解析

    Radeon HD 5970散热器拆解

    Radeon HD 5970散热器底部

      为了应对高发热量,Radeon HD 5970显卡配备了相当庞大的散热器,在外形设计上与Radeon HD 5800属于同一风格,全覆盖式的涡轮散热器,尾部同样留有两个方孔,运作时会有极微量气流从散热器末端贴近PCB的缝隙进入,而涡轮风扇正面的开口则是主要的进风途径。

    Radeon HD 5970散热器

      Radeon HD 5970散热器铝制鳍片增长了不少,散热器面积增大,长长的鳍片通道需要较高的风压才能吹透,可以想象风扇在高负载时的转速较高。与Radeon HD 5800系列不同的是,该散热器并没有采用常见的热管设计,而是使用了均热板(Vapor Chamber)设计。

      均热板是一个内壁具微结构的真空腔体,内部充满了工质,当热量由热源传递到蒸发区域时腔体内的工质处于低真空度环境下会产生液相气化,能够吸收热量并速度膨胀;而吸收了热量气化的工质接触到较冷的区域后则会凝结释放热量,重新回归液相,并通过微结构的毛细现象回到蒸发区,而且不受重力影响。均热板的热传递过程就是上述流程的不断重复。在设计以及制作上均热板均比普通的热管难度更高,故成本也会高出不少,而在整体散热性能上亦会更胜一筹。

    底座采用均热板设计

    均热板底座的收尾部分

    散热器框架上还设置了大量圆柱突起,可增大散热面积

    密密麻麻的铝制鳍片

      均热板和热管的热传导方式有所不同,热管是采用一维的传导方式,热量由热管一端向另一端传递,而均热板的热量传导则是二维的,是整个面的热传导方式。实际测试得到的数据显示,在满载时两个GPU的温度会有4-5℃左右的差异,看来均热板也不是完完全全的“均热”。

    一体式的散热器罩子

    散热器的基本组合架构与AMD过往的公版散热器无异

    搭配富士康制造的1A 涡轮扇,满载时噪音惊人

    离心扇罩子

    测试平台及说明

      我们选用了Core i7-920平台,并把频率提升至4GHz的高度,避免CPU性能成为瓶颈。测试采用了Radeon HD 5970、Radeon HD 5870 CF以及GeForce GTX295,对比这几款显卡的性能差异,共10个图形测试项目,设置均为确保在30帧前提下的最高设置,3DMarkVantage的测试关闭PPU物理加速选项。

      Radeon HD 5970采用官方推荐的8.663.1_Beta5_Hemlock驱动,而HD5870 CF则采用最新的Catalyst 9.11 WHQL驱动,GeForce显卡方面使用通过验证的Forceware 191.07WHQL驱动。另外,显卡的温度测试在裸机环境下进行。

    功耗测试:比想象中好

    频率与核心电压变化情况

      按照AMD公布的官方数据,Radeon HD 5970的空闲及最大TDP分别为42W和294W。GPU核心电压与整卡功耗有着直接的关联。

      通过Radeon BIOS Editor可看出该显卡核心电压的几种调节情况:频率为725/1000MHz的负载情况下GPU核心电压为1.05V;待机时频率下降到157/300MHz,GPU核心电压亦下降至0.95V;在其余不同的负载情况下还会有550/1000MHz(1.038V)、400/900MHz以及400/1000MHz几种不同的调节档位。

    待机、满载功耗测试情况

      利用Seasonic PowerAngle功耗测试仪记录显卡的实际功耗值。由于常用的Furmark软件在测试中对多GPU核心显卡支持不佳,表现为功耗数值波动大,故我们采用了3DMark Vatage来使GPU负载,测试满载功耗情况。

      请注意这个成绩指的是整机功耗,而不是独立的显卡功耗,由于平台一致,所以数据是具有实际价值的。

      从测试结果可以看到,待机时Radeon HD 5970整机功耗为209W,比GeForce GTX295的230W低了21W;而在利用3DMark Vantage负载时,整机功耗上升至于387W,比GTX295的416W还低了29W,而Radeon HD 5870 CF的整机功耗则高达440W。

      虽然Radeon HD 5970标称最大功耗294W,是目前功耗最高的显卡,但实际表现比想象中要好,无论是待机还是满载都比GeForce GTX295要好,这更主要是得益于它40nm的制程。

    Radeon HD 5970温度测试:绝对高温

      由于Rivatuner长时间未更新,不支持Radeon HD 5970,故我们采用了CCC控制中心的ATI Overdrive以及MSI的AfterBurner作为温度、超频方面的监控工具。

      由于手头上没有合适的机箱,故此次温度的测试在裸机情况下进行,测试时室温维持在23℃

    Radeon HD 5970待机GPU核心温度情况(点击看大图)室温23℃

      在待机情况下,Radeon HD 5970两颗GPU核心温度分别为51℃和50℃,AfterBurner V1.4.1并不能正确侦测出风扇转速,而通过ATI Overdrive(可点击跳转至大图查看具体情况)可侦测出风扇转速为25%,并没有明显的噪音产生。

    Radeon HD 5970满载GPU核心温度情况(点击看大图)室温23℃

      通过Furmark V1.7拷机10分钟以上,显卡两颗GPU核心温度分别上升至90℃和86℃;ATI Overdrive显示风扇转速为45%左右,噪音明显增大。90℃左右的温度是相当之高了。我们也简单测试了在实际游戏时GPU的温度,比如在运行《Left 4 Dead 2》游戏时,两个GPU温度也达到了85℃和82℃,这样的高温让人心有所悸。

    Radeon HD 5970超频测试:上升空间不大

      AMD对Radeon HD 5970的超频限制非常宽松,在ATI Overdrive中完全开放了频率限制。

    ATI Overdrive中为HD5970所开放的频率上限非常宽松,为1000/1500MHz

    使用ATI OverVolt Tool对HD5970的GPU核心及显存电压进行调节

      电压是影响超频的一个非常重要的因素,此次AMD还针对为Radeon HD 5970推出了ATI OverVolt Tool,用户可把GPU核心电压和显存电压由默认分别提升至1.1625V和1.15V,以达到更高的超频幅度。

    Radeon HD 5970超频情况(点击看大图)

      通过调试,我们手头的这款蓝宝石Radeon HD 5970显卡在GPU核心电压1.1625V、显存电压1.15V下,核心/显存频率可稳定提升至885/1200MHz,通过3DMark Vantage测试的得分为P25098,比默认情况下(P22441)性能提升了11.8%左右。

      我们也测试了默认电压下的超频情况,核心频率可以提升到800MHz左右。总的来说,对于顶级性能的Radeon HD 5970,其超频空间并不大,最主要的是,它还面临一个功耗问题。

    对Radeon HD 5970保护机制的探讨

    Radeon HD 5970的保护机制使GPU核心电压及频率下降 (点击看大图)

      我们发现,Radeon HD 5970在加电压超频后,通过Furmark拷机会存在频率下降的问题。而AMD产品经理Dave Baumann的解释是,“这属于Radeon HD 5970的保护机制,当热量或功耗水平超过最大允许值时,这一功能将发挥作用,避免显卡或主板等部件烧毁。而事实上,实际的应用或游戏不可能会长时间地让系统处于极限状态,FurMark的平均功耗比标准应用所需的功耗要高出20%—40%”。

      通过测试,这种降频现象在默认电压、默认频率下长时间拷机并未出现。另外在提升GPU核心电压(1.162V),默认频率的情况下却出现这种现象,GPU 2的核心频率在550~725MHz之间跳动,而其核心电压亦相应地在1.037~1.162V之间同步调动。

      那么什么才是导致“保护机制”生效的元凶呢?下面我们在加电压的情况下把核心频率降低到600MHz的水平,通过长时间Furmark拷机看看会不会引发保护机制。

    在高电压、低频率设置下,“保护机制”并未起作用

      在高电压、低频率的设置下长时间拷机,两颗GPU核心温度上升至97℃和92℃的高温,不过“保护机制”并没起作用,核心频率一直维持在600MHz的水平,电压也不见有所下降。

      由此我们认为,“保护机制”的引发是通过功耗来判断的,当GPU功耗超出了预定值时就会自动降低核心电压及频率来使功耗下降。而增加电压、提高频率是最直接增加GPU功耗的手段。

      从另一个方面我们可以想到,HD5970显卡上配备了8pin+6pin的电源接口,再加上供电PCI-E部分,总共可提供300W的供电,而显卡标称最大功耗已经达到294W,在全负载情况下是非常紧张的,通过功耗来让“保持机制”起效,能确保显卡稳定工作,一旦显卡出现供电不足,意料外的事就随时会发生。

      那么这个“保护机制”在实际游戏中会否生效呢?下面我们在加压超频状态下(1.162V 850/1200MHz)通过长时间地运行Crysis Warhead这款游戏来验证一下:

    在加压超频状态下,连续长时间运行Crysis Warhead并不会出现降频保护现象

      通过运行Crysis Warhead以及其它几款热门游戏来验证,在加压、超频情况下运行游戏并不会出现像Furmark那样的降频现象。

      可见这种降频现象如Dave Baumann所说的基本一致,仅在像Furmark等一类极端工具进行拷机的情况下才会出现,而一般的应用程序、游戏负载等均不足以引发保护机制。

    Radeon HD 5970 VS. GTX295

      在与GTX295的较量中,Radeon HD 5970胜出是在情理之中的事情,在所有测试项目中大获全胜,特别在OpenGL游戏ETQW中更是领先GTX295 85.30%的幅度。

      Radeon HD 5970平均性能领先GeForce GTX295约34.20%左右。

    Radeon HD 5970 VS. HD5870 CF

      由于频率以及内部带宽等诸多因素影响,HD5970性能不及HD5870 CF,在测试的所有项目中仅《战争黎明II》略占优势,最多领先了6.34%的幅度,除此之外在其余测试项目中均处于下风。

      HD5970的平均性能约落后HD5870 CF 11.65%左右的幅度。

    Radeon HD 5970交火效率测试

      本项目测试意在比较Radeon HD 5970内部两颗GPU核心的CF效率与两张单卡CF效率的差异,故仅选取部分图形项目进行对比。

      为了公平比较,我们把Radeon HD 5970进行超频,使其核心/显存频率与Radeon HD 5870保持一致,为850/1200MHz。这样就能很好比较单PCB双GPU和双PCB双GPU两种状况下的CF效率。

      过往的Radeon双核显卡,其内部两颗GPU的CF效率一般都比两张单卡的外部CF效率要低,而本站此前关于Radeon HD 4870X2评测中也有验证过。而通过这次的测试可以看到,在同频率下,Radeon HD 5970内部两颗GPU的CF效率依然不及使用两张Radeon HD 5870 CF的效率高,不过效率已经非常接近,仅仅相差2.26%左右的幅度。

    Radeon HD 5970:皇冠上的那颗明珠

      经过近一年的等待,我们终于迎来了AMD新一代双核旗舰,Radeon HD 5970整合了两颗TSMC 40nm核心工艺的Cypress核心,达到史无前例的3200个流处理单元、在各方面均有巨幅的增长,在性能上毋庸置疑是时下最强的双核心显卡,领先GTX295约34%左右的幅度,AMD重新夺回了失去已久的性能皇冠,它也成为皇冠上那颗璀璨明珠。

      作为Radeon HD 5870的双核心版本,由于频率有所下降,以及Crossfire效率等方面的影响,Radeon HD 5970与Radeon HD 5870 CF存在着11%左右的差距。不过从成本方面计算,两张HD5870将付出6600元的高成本代价,而单张Radeon HD 5970仅需要4599元,可节省约2000元左右,内部GPU核心的CF效率上与Radeon HD 5870 CF亦是旗鼓相当,在功耗方面更为出色,个中的利弊权衡相信都心中有数。

      Radeon HD 5970的超频空间并不大,虽然官方提供加电压工具,并极大放宽ATI Overdrive中的的超频极限,但由于受功耗与温度的影响,以及保护机制等原因,使得超频并不能随心所欲,基本上只能小超怡情~~~

      另外,由于“身段”过长,Radeon HD 5970这款双核旗舰也不是大多数机箱能够伺候得起的,选购该显卡的用户极可能需要再行添置尺寸更大的机箱,增加额外的成本,这可能会让原本想购买HD 5970的消费者最终选择放弃。

      AMD抢先完成了在中、高端市场的DX11产品布局,而在即将到来的2010年还将会在低端及入门级市场带来DX11支持,可以说在新标准的支持方面走在了前面。不过NVIDIA基于Fermi架构的GF100显卡亦很快会投放到高端市场,届时又将上演一出激烈的龙争虎斗。

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    • 游客  2009-12-11 23:48

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    • 游客  2009-12-09 16:11

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    • 超能网友一代宗师 2009-12-08 09:11    |  加入黑名单

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    • 游客  2009-12-08 08:50

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    • 游客  2009-12-03 12:26

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    • 超能网友终极杀人王 2009-12-03 11:20    |  加入黑名单

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    • 游客  2009-12-03 09:11

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    • 游客  2009-12-02 21:03

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    • 游客  2009-12-02 18:59

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    • 超能网友教授 2009-12-02 18:35    |  加入黑名单

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    • 游客  2009-12-02 17:57

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