AMD Radeon HD 7970 GHz Edition: ritorno in vetta

A dicembre dello scorso anno AMD ha svelato la Radeon HD 7970, presentando contemporaneamente la prima scheda video basata sulla nuova architettura GCN (Graphics Core Next) e la prima GPU costruita con tecnologia a 28nm.

Il cambio generazionale imposto si è fatto sentire su due fronti: quello delle performance, dove la Radeon HD 7970 è risultata mediamente più veloce del 50% rispetto alla HD 6970 e del 30% rispetto alla GTX 580, e quello del GPU-computing, aprendo una nuova "ERA" per la casa di Sunnyvale.

A marzo NVIDIA ha risposto con la GeForce GTX 680, concentrandosi esclusivamente sul lato gaming e dimostrando di poter battere (anche se di poco) la rivale con una GPU più piccola ed efficiente (GK104) grazie alla nuova architettura Kepler.

Le versioni custom di Radeon HD 7970 lanciate dai partner AMD hanno subito evidenziato il potenziale del chip Tahiti XT di poter riconquistare il trono tra le schede video a singola GPU più veloci con un semplice overclock. La spiegazione era abbastanza evidente: AMD aveva settato le frequenze della Radeon HD 7970 in maniera conservativa per massimizzare la resa produttiva mentre NVIDIA aveva tarato il clock della GTX 680 proprio per battere la HD 7970. Così a distanza di sei mesi dal debutto della Radeon HD 7970 AMD ha deciso di presentare un modello aggiornato con frequenze di clock più elevate e con una nuova feature implementata a supporto della tecnologia Powertune.

La scheda si chiama Radeon HD 7970 GHz Edition ed è l'oggetto della nostra recensione.

Ufficialmente la Radeon HD 7970 GHz Edition è basata sulla GPU nome in codice Tahiti XT2, ma in realtà si tratta sempre del chip Tahiti XT ottenuto con un processo produttivo ottimizzato di TSMC.

       

Esteticamente è identica alla versione tradizionale: troviamo il sistema di raffreddamento dual-slot con ventola a turbina, il PCB reference con 5+1 fasi di alimentazione digital-PWM supportato da due connettori PCIe esterni (6+8 pin) e le quattro uscite video (DVI, HDMI e 2 mini-DisplayPort).

Queste le caratteristiche tecniche confrontate con la HD 7970: 

	HD 7970	HD 7970 GHz Edition
Sigla GPU	Tahiti XT	Tahiti XT2
Processo produttivo	28 nm	28 nm
Transistor	4,31 miliardi	4,31 miliardi
Dimensioni del die	365 mm2	365 mm2
Frequenza Core (default)	925 MHz	1000 MHz
Frequenza Core (boost)	-	1050 MHz
Frequenza Memoria	5500 MHz	6000 MHz
ALU/shader	2048 (1D)	2048 (1D)
TMUs	128	128
ROPs	32	32
Interfaccia memorie	384-bit	384-bit
Quantitativo VRAM	3 GB	3 GB
Bandwidth memoria	264 GB/s	288 GB/s
TDP	~250W	~250W
Powertune with Boost	No	Si

 

Introduzione della tecnologia PowerTune with boost

La novità principale introdotta con la Radeon HD 7970 GHz Edition è la tecnologia PT Boost (PowerTune with Boost), la risposta di AMD al sistema GPU Boost utilizzato da nVidia sulle GTX 690/680/670/660Ti per far variare la frequenza di clock.

L'implementazione scelta da AMD è diversa perchè prevede solo due frequenze di funzionamento (1000MHz come base clock e 1050 MHz con boost clock) senza altri valori.

Alla base troviamo il sistema PowerTune che, con l'aggiunta/abilitazione della funzione DTE (Digital Temperature Estimation), è ora in grado di fare una stima più precisa del consumo previsto in relazione alle temperature raggiunte dalla GPU. Grazie a questa funzione AMD è riuscita ad aumentare il clock di un determinato valore (in questo caso 50MHz) in maniera del tutto controllata, agendo anche sulla tensione di alimentazione del chip grafico (vGPU). Sotto l'ASIC che identifica la 7970 GHz Edition la casa di Sunnyvale garantisce il funzionamento a 1050MHz fino al livello di soglia di TDP massimo, oltre la quale il PT Boost interviene al contrario e fa scendere la frequenza a 1000MHz.

Nei nostri test in-game non siamo mai riusciti ad oltrepassare tale soglia di TDP, neanche alla risoluzione 2048x1536 con tutti i filtri abilitati. In pratica la nostra GPU ha sempre funzionato a 1050MHz.

Per vedere il meccanismo in funzione abbiamo utilizzato un'applicazione di tipo power-virus come FurMark:

 

 

 

Riassumiamo nella tabella seguente le caratteristiche tecniche della nuova scheda di AMD, confrontate con quelle di altri modelli utilizzati nella nostra recensione.

Specifiche tecniche rilevate da GPU-Z:

 

Queste le frequenze di clock di GPU e memorie video ed i voltaggi di alimentazione GPU in modalità Desktop 2D e Load 3D.

Frequenze e tensioni (AMD HD 7970 GHz Edition)
	Freq. GPU (MHz)	Freq. Memorie (MHz)	Voltaggio GPU (V)
Desktop 2D	300	600	0,803
Load 3D	1000/1050	6000	1,060~1,115

 

Piattaforma e metodologia di test

I test sulle schede grafiche sono eseguiti applicando scrupolosamente sempre le stesse condizioni di prova al fine di garantire una perfetta comparabilità degli stessi e la ripetibilità, quale requisito essenziale di qualunque test. Nella pratica scegliamo le sequenze che meglio si adattano alle nostre condizioni di prova, preferendo i titoli che contengono al loro interno un sistema di benchmark grazie al quale è facile escludere eventuali errori umani nelle misurazioni.

I test sono ripetuti per tre volte e nel momento in cui la varianza fra un risultato e l'altro dovesse risultare troppo elevata, il test viene ulteriormente ripetuto fino a scartare le cause che hanno determinato il risultato non conforme. Il sistema utilizzato include solo i componenti strettamente necessari mentre il sistema operativo è installato di fresco ed i software sono limitati ai giochi utilizzati per le prove con i rispettivi tool di benchmark.

La configurazione di prova include i seguenti componenti:

Sistema di prova
Scheda madre	Intel DX79 LGA 2011
Processore	Intel Core i7-3960X @4.2GHz
Memorie	8GB DDR3 @1600MHz
Hard disk	Hitachi 500GB SATA2
Alimentatore	Enermax MaxRevo 1350W
Sistema operativo	Windows 7 Ultimate 64-bit

Il sistema installato e pronto per i test:

 

(AMD Radeon HD 7970 GHz Edition)

I driver utilizzati sono i Catalys 12.7 Beta.

I confronti sono stati effettuati alle risoluzioni di 2048x1536 e 1920x1080 pixels, con e senza filtro antialiasing, utilizzando la nostra suite di testi aggiornata con 3 nuovi titoli 3D.

Alien vs. Predator

Alien vs. Predator: la versione originale progettata per console Atari subisce una profonda rivisitazione per essere adattata a sistemi DirectX 11, API delle quali sfrutta in particolare effetti SSAO (Screen Space Ambient Occlusion), di ombre dinamiche e di smooting delle curve dell´alieno.

2048x1536

 

1920x1080

 

Battlefield 3

FPS bellico basato sull'engine Frostbite 2.0 di DICE. Il motore grafico è completamente compatibile con le DirectX 11 e gestisce in tempo reale: radiosity, rendering differito, sistema di collisioni Destruction 3.0 e animazioni ANT. Battlefield 3 mostra tutto quello che un sistema hardware moderno è in grado di fare grazie ad una qualità delle scene davvero impareggiabile. Per le nostre prove abbiamo utilizzato una sequenza fissa ed il tool di registrazione del framerate FRAPS.

2048x1536

1920x1080

 

 

Dirt Showdown

Episodio arcade della serie di giochi di guida DiRT di Codemasters. Showdown è basato sull'EGO Engine 2.0, lo stesso di DiRT 3, compatibile con DirectX 11 ed arricchito con i nuovi effetti di Advanced Lighting, Global Illumination, Contact Hardening Shadows e High Definition Ambient Occlusion.

2048x1536

1920x1080

 

 

 

Just Cause 2

Action in terza persona con elementi da gioco di guida di tipo free roaming sviluppato da Avalanche Studios e pubblicato da Eidos Interactive. Basata sull' Avalanche Engine 2.0 il gioco sfrutta il rendering DirectX 10.

2048x1536

1920x1080

 

 

Lost Planet 2

Avventura d´azione sci-fi di CAPCOM disponibile in versione DirectX 9 e DirectX 11 nella quale vengono pesantemente sfruttati effetti di tesselation.

2048x1536

1920x1080

 

 

Metro 2033

Sparatutto in prima persona con ambientazione post-apocalittica sviluppato da 4A Games e pubblicato da THQ. Il gioco supporta appieno tutte le feature DirectX 11, come tessellation e DirectCompute, e per questo richiede molte risorse hardware.

2048x1536

 

1920x1080

 

 

 

Passion Leads Army

Sparatutto multiplayer online attualmente in sviluppo da Giant Interactive. Il gioco è costruito intorno all'UE3 con supporto DX11 e fa un massiccio uso di Tesselation con aggiunta di HBAO (Horizon-Based Ambient Occlusion) e Bokeh-DOF. Volendo è possibile attivare gli effetti PhysX tramite GPU.

2048x1536

1920x1080

 

 

Shogun 2

Strategico in tempo reale sviluppato da The Creative Assembly e pubblicato da SEGA. Il motore grafico è stato aggiornato con la patch 2.0 alle DirectX 11 ed offre effetti avanzati di tesseletion, anti-aliasing ed ombre dinamiche.

2048x1536

1920x1080

 

 

Sniper Elite V2

Tactical shooter sviluppato da Rebellion Developments e basato sull'engine Asura con supporto DirectX 11. Il gioco implementa funzioni avanzate di Supersampling, DirectCompute Accelerated Antialiasing e DirectCompute Accelerated Post Processing.

2048x1536

1920x1080

 

 

The Witcher 2 Enhanced Edition

Gioco di ruolo di CD Projekt che sfrutta il motore proprietario Red Engine. Nonostante il supporto limitato alle DirectX 9 è uno dei titoli con la migliore grafica in circolazione, merito soprattutto dell'elevatissimo dettaglio poligonale e della massiccia presenza di effetti di post-processing.

2048x1536

1920x1080

 

 

 3DMark11

Benchmark sintetico sviluppato da Futuremark per testare le potenzialità di rendering 3D delle moderne GPU di AMD e nVidia compatibili con le DirectX11. Il test supporta l´illuminazione volumetrica, la tessellation, la profondità di campo e gli effetti di post processing, oltre alla simulazione della fisica.

Extreme Preset

Performance Preset

 Unigine Heaven 3.0

Ultima versione del benchmark 3D "Heaven" basato sull´omonimo motore grafico proprietario Unigine in grado di sfruttare le API DirectX 11. Nelle nostre prove abbiamo cercato di evidenziare le differenze prestazionali con i seguenti settaggi della Tessellation:  Normal ed Extreme.

Tessellation: Extreme

 

Tessellation: Normal

 

 

 

 Consumi

I consumi si riferiscono all'intero sistema.

In idle la scheda consuma pochissimo grazie al taglio di frequenza ed alla riduzione della tensione di alimentazione della GPU, ma in full-load l'aumento controllato imposto dal nuovo PT Boost fa schizzare il valore sopra la GTX 580. E' il prezzo che bisogna pagare per avere la schede a singola GPU più veloce in circolazione.

Temperature

Le temperature della GPU sono state rilevate tramite il tool GPU-Z cercando di far rimanere quelle ambientali costantemente sui 21°C.

Temperature alte e rumorosità eccessiva sono i due punti deboli della 7970 GHz Edition. La ventola a turbina diventa fastidiosa non appensa si esegue una qualsiasi applicazione 3D. Anche il sistema di raffreddamento, construito intorno al primo modelo di 7970, non ci sembra adeguato. Fortunatamente AMD ha dichiarato che le GHz Edition proposte dai vari purtner adotteranno dissipatori custom più efficienti.

L'overclock è stato effettuato direttamente dal pannello Overdrive dei Catalys, senza intervenire sulla tensione di alimentazione della GPU, ma aumentando del 20% il limite del Powertune ed impostando come frequenze di clock i valori di 1175 MHz per il core grafico e 6600MHz per le memorie video.

 Questo il risoltato ottenuto al 3DMark 2011

Considerando il valore di vGPU tenuto a default si tratta di un buon overclock. Ricordiamo che, contrariamente alle soluzioni di NVIDIA,  non appena s'imposta una frequenza di clock superiore ai 1051MHz per la GPU il PT boost si disabilita automaticamente.

Con la 7970 GHz Edition AMD riconquista la vetta tra le schede a singola GPU più veloci sul mercato desktop. Tuttavia non lo fa in maniera decisa perchè il divario con la GTX 680 risulta in media minimo e si allarga solo quando si utilizzano risoluzioni elevate e filtri sempre attivi.

Rispetto alla 7970 tradizionale l'incremento prestazionale generale è quantificabile in un 10%, ma il modello GHz Edition paga un consumo leggermente superiore, temperature più altre ed una rumorosità eccessiva durante l'esecuzione delle applicazioni 3D. Gli ultimi due "problemi" saranno sicuramente risolti con le versioni custom proposte dai partner della casa di Sunnyvale.

Dal punto di vista del gaming puro probabilmente la GTX 680 di NVIDIA continua ad avere una marcia in più come efficienza e feature, ma sulla versatilità (Gaming + GPGPU) le soluzioni HD 7970 e 7970 GHz Edition sono da preferire. A questo aggiungiamo che AMD ha rafforzato la collaborazione con gli sviluppatori di videogiochi ed i primi risultati si fanno sentire già con alcuni titoli utilizzati nella nostra review.

Ad esempio DiRT Showdown implementa una versione migliorata degli effetti HDAO (High Definition Ambient Occlusion) e Global Illumination che si appoggiano al rendering DirectCompute traendo grande beneficio dall'architettura GCN di AMD. Stesso discorso per l'effetto DOF (Depth Of Field) in Sniper Elite V2.

Interessante l'introduzione della tecnologia PT Boost che consente di aumentare la frequenza di clock in maniera controllata senza superare le specifiche di alimentazione massima. AMD riesce a garantire quasi sempre il funzionamento fisso nella modalità boost. Lo switching del clock e dei voltaggi è estremamente veloce perchè il monitoring di temperatura, carico e consumo non avviene in maniera "analogica" ma è una stima digitale interna basata sugli algoritmi implementati per il PowerTune. Inoltre questa soluzione non crea problemi agli appassionati di overclock perché si disabilita non appena s'incrementano le frequenze manualmente.

Chiudiamo con il prezzo: 499$, in linea con quello della rivale GTX 680. Cifra che va a favore della soluzione AMD perchè il PCB della 7970 e la GPU Tahiti XT sono sicuramente più costosi da produrre, senza contare i 3GB di GDDR5 con bus a 384-bit contro i 2GB @256-bit offerti da NVIDIA.