Sapphire HD 7950 OC e Asus HD 7950 DCII TOP

Stesso chip e stesse prestazioni, ma sistemi di raffreddamento differenti. Sapphire si affida ad una soluzione dual-slot compatta ed efficiente mentre Asus punta sul mastodontico dissipatore DirectCu II a tre slot.

Circa un mese e mezzo fa AMD ha fatto debuttare ufficialmente la Radeon HD 7950: seconda scheda video della famiglia HD 7900, presentata come la sorella minore della Radeon HD 7970 e basata sulla versione PRO del chip Tahiti.

Costruita con il processo produttivo a 28 nanometri, la Radeon 7950 integra 1792 Stream Processor (architettura GCN, graphics core next) ed è equipaggiata con 3GB di memoria video GDDR5 abbinata ad un bus ampio 384-bit. Le frequenze di clock impostate sul modello reference sono di 800 MHz per la GPU e 5000MHz per le memorie. La casa di Sunnyvale ha scelto di posizionare questa scheda nella stessa fascia di prezzo dell'attuale top di gamma di nVidia, la GeForce GTX 580, offrendo rispetto alla rivale una dotazione di feature superiore e consumi sensibilmente inferiori.

Il lancio è stato accompagnato da numerose proposte custom sviluppate dai partner AIB, caratterizzate da sistemi di raffreddamento a doppia ventola e da frequenze di funzionamento superiori a quelle reference. Questo ha consentito di valorizzare subito le ottime doti prestazionali e di overclock del chip Tahiti PRO e ha messo AMD in una posizione di netto vantaggio rispetto alla GTX 580.

 

Per la nostra prova di oggi abbiamo scelto di utilizzare due di questi modelli custom, si tratta della Sapphire HD 7950 OC e dell'Asus HD 7950 DirectCu II Top. Entrambe le schede hanno la GPU overcloccata di fabbrica di 100MHz, ma prevedono una diversa interpretazione e personalizzazione del sistema di raffreddamento a doppia ventola. Sapphire si affida ad un dissipatore dual-slot e punta a raffreddare tutti i "componenti più caldi", mentre Asus si appoggia esclusivamente al mastodontico dissipatore DirectCu II da tre slot.

	AMD Radeon HD 7950	Sapphire HD 7950 OC	ASUS HD 7950 DCII TOP
Frequenza Core	800MHz	900MHz	900MHz
Frequenza Memoria	5000MHz	5000MHz	5000MHz
Slot occupati	2	2	3

 

Tahiti PRO è semplicemente una versione depotenziata di Tahiti XT (la GPU delle Radeon HD 7970). Escludendo il numero di Stream Processor ridotto e la frequenza di clock abbassata i due chip sono identici: tecnologia a 28 nanometri, 4.31 miliardi di transistor e nuova  architettura GCN con organizzazione 1D.

 
Diagramma a blocchi della GPU Tahiti PRO

AMD ha disabilitato 4 CU (Compute Unit) abbassando il numero a 28, per un totale di 1792 Stream Processors, con 112 TMUs, 8 Render Bach-ends (32 ROPs). Il memory controller di tipo GDDR5 è  composto sempre  da 6 unità 2CH da 64-bit ciascuna, con un'interfaccia complessiva ampia 384-bit.

GCN: motore geometrico

Nel front-end troviamo due distinti Geometry Engine inizializzati da un singolo Command Processor. All'interno dei due Geometry Engine è presente un nuovo Tesselator, definito di nona generazione. Tahiti, pur implementato un approccio ai calcoli geometrici simile a Cayman, risulta più performante grazie al maggior quantitativo di cache L2 ed a varie ottimizzazioni sull'off-chip buffering e sul Vertex Assembler. In particolare nelle operazioni di hard-tessellation il nuovo chip distacca sensibilmente quello della generazione precedente.

Il numero di ROPs è invariato rispetto a Cayman, con un'organizzazione a 8 gruppi da 4, ma ora queste possono lavorare in maniera più veloce ed essere sfruttate al meglio grazie alla maggiore banda passante verso le memorie, messa a disposizione dai due moduli 2CH aggiuntivi.

GCN: ROPs

Passando alla parte terminale notiamo che la cache L2, condivisa tra le CU, è stata complessivamente raddoppiata (768KB) rispetto a Cayman ed ora scala in maniera indipendente dalle ROPs e dal memory controller, con quest'ultimo che, come abbiamo già detto, ha un'ampiezza complessiva di 384-bit, ottenuti con 12 chip di VRAM GDDR5 a doppia densità.

Cache L2 e memory controller

La confezione della Sapphire HD 7950 propone il nuovo leitmotif (colorazione e design) che il produttore di Hong Kong ha scelto di utilizzare per distinguere la propria famiglia di schede HD 7000.

Il bundle è come al solito completo e prevede un adattatore da DVI a D-VGA, due connettori di alimentazione da Molex 4-pin a PCIe 6-pin, un cavo HDMI 1.4a lungo 1.8 metri, un bridge per il Crossfire, un CD con driver e utility ed una guida all'installazione rapida.

La scheda si presenta con un dissipatore a doppia ventola da 90mm con copertura in plastica ed ingombro "tradizionale" di due slot. Sapphire ha optato per un sistema di raffreddamento leggermente più lungo del PCB per avere un migliore sfogo dell'aria calda. La copertura in plastica oltre a convogliare l'aria contribuisce a mantenere il peso complessivo vicino a quello reference consentendo al produttore di non utilizzare staffe di sostegno/rinforzo e soprattutto rispettare la "taratura" prevista da AMD per le configurazioni multi-gpu.

Le connessioni video messe a disposizione sono le stesse previste da AMD: una DVI, una HDMI e due mini-DisplayPort. La scheda supporta nativamente le configurazioni Eyefinity a tre monitor con audio posizionale, ma è in grado di pilotare fino a 6 display (in quest'ultimo caso occorre acquistare un hub-DP separatamente).

Il layout del circuito stampato è quello reference AMD (parliamo del modello reference "V2" non di quello "Premium") ma al posto della colorazione nera il PCB presenta la classica colorazione blue di Sapphire. In alto a sinistra sono visibili i due connettori CF e lo switch per il dual-BIOS.

Rimuovendo il dissipatore notiamo la presenza di una placca metallica sul PCB che copre i 12 chip di memoria video e la sezione di alimentazione (VRM). Vedremo in seguito che questo dettaglio consente a Sapphire di avvantaggiarsi nell'overclock manuale rispetto alla soluzione di Asus.

La circuiteria di alimentazione è a 9 fasi digital-PWM 6+2+1 (GPU+Mem+I/O), con condensatori allo stato solido (Solid CAP) e Ferrite Chokes (FC), supportata esternamente da due connettori PCIe 6-pin.

Il dissipatore vero e proprio sfrutta 5 heatpipe in rame che trasportano il calore dalla GPU alle alette di raffreddamento in alluminio. Calore successivamente smaltito dalle due ventole da 90 mm di diametro con design di tipo low-profile.

 

Su una bilancia di precisione la Sapphire HD 7950 OC fa registrare un peso "netto" di 760 grammi.

 

Tipico package che caratterizza la serie DirectCu II, dalla HD6970 DC2 in poi, per la HD7950 DC2 TOP di Asus. All'interno la scheda è ben protetta da uno spesso strato di materiale espanso.

Minimale il bundle che comprende due adattatori da Molex 4-pin a PCIe 6-pin, un bridge CF, il manuale ed il pacchetto driver & software.

L'imponente sistema di raffreddamento occupa tre slot ed è stato letteralmente trapiantato dalla HD6970 DC2. Rispetto a quest'ultima la HD7950 DC2 TOP ha un ingombro in altezza leggermente superiore perchè il baricentro della GPU Tahiti è più alto di quello di Cayman: tra la GPU ed il pettine PCIe è presente uno dei 12 chip di memoria video. Al contrario del modello Sapphire, questa volta la copertura del radiatore è in metallo.

Anche in questo caso le uscite video sono quattro: una DVI, una HDMI e due mini-DisplayPort, tutte posizionate sulla parte bassa della staffa di montaggio per lasciare il posto ad una doppia griglia di sfogo per l'aria calda.

PCB reference "V2" anche per Asus, impreziosito però da un layout di tipo "2oz copper" che fa uso di una quantità doppia di rame per allungare la vita media dei componenti presenti on-board e favorire una più rapida dispersione del calore.

Passi per i chip di memoria video naked ma è singolare, e per certi versi incomprensibile, la scelta di Asus di lasciare completamente scoperti tutti i MOSfet della sezione di alimentazione (sulla HD6970 DC2 questi sono raffreddati da un heatsink dedicato). Probabilmente il produttore taiwanese ritiene sufficiente la sola aria mossa dalle generose ventole per raffreddare questi delicati componenti. Sulla parte superiore del PCB è presente una barra di supporto in metallo ancorata alla staffa PCIe che scarica una parte del peso dell'enorme dissipatore triple-slot. Ancora, un ponte in metallo evita che il radiatore si fletta e vada a toccare il PCB.

Sezione VRM sempre a 6+2+1 fasi digital-PWM, con le due fasi di alimentazioni per le memori posizionate sulla parte anteriore del PCB, tutte pilotate dal controller CHiL CHL8228G.

Il sistema di raffreddamento prevede due radiatori in alluminio attraversati rispettivamente da due e tre heatpipe che partono dalla base direttamente a contatto con la GPU (tecnologia H.D.T.). Ciascun radiatore è sormontato da una ventole da 90mm con dimensioni standard.

 

1020 grammi è il peso complessivo dell'Asus HD 7950 DCII TOP.

Nella tabella seguente abbiamo riportato le caratteristiche tecniche delle schede grafiche in esame a confronto con quelle di altri modelli concorrenti.

 Specifiche rilevate da GPU-Z:

Sapphire HD 7950 OC

Asus HD 7950 DCII TOP

Nella tabella seguente abbiamo indicato 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 (Sapphire HD 7950 OC)
	Freq. GPU (MHz)	Freq. Memorie (MHz)	Voltaggio GPU (V)
Desktop 2D	300	600	0,848
Load 3D	900	5000	1,061

 

Frequenze e tensioni (Asus HD 7950 DCII TOP)
	Freq. GPU (MHz)	Freq. Memorie (MHz)	Voltaggio GPU (V)
Desktop 2D	300	600	0,848
Load 3D	900	5000	0,959

Come possibile notare la Sapphire in full-load overvolta leggermente di più rispetto al modello Asus (+0.1v)

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:

(Sapphire HD 7950 OC) 

(Asus HD 7950 DCII TOP)

I driver utilizzati sono i Catalyst 12.2 Pre-Certified, rilevati dal sistema come Catalyst 12.3.

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. 

Performance Preset

Extreme Preset

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Unigine Heaven 2.5

Versione 2.5 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: Disabled, Normal ed Extreme.

Tessellation: Disabled

Tessellation: Normal

Tessellation: Extreme

 

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.

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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. 

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Dirt3

Gioco di guida arcade di tipo off-road e rally costruito intorno all'ultima versione del motore grafico EGO Engine di Codemasters arricchita con effetti DirectX 11.

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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. 

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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.

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Mafia 2

Sviluppato da 2K Czech utilizza il motore grafico The Illusion Engine. Le nostre prove sono baste sul sistema di benchmark integrato.

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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.

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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.

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The Witcher 2

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. 

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Con questo particolare gioco abbiamo deciso di effettuare una prova separata attivando l'uber sampling alla massima risoluzione. Si tratta di un'autentica opzione performance-killer in grado di mettere in ginocchio qualsiasi sistema.

2048x1536 (UberSampling: Attivato)

 

 

Temperature e consumi

Per la valutazione di temperature e consumi abbiamo deciso di confrontare le due schede esclusivamente con altre munite di sistema di raffreddamento custom, con una o più ventole di tipo assiale, tralasciando le soluzioni reference.

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

 

In full-load viene fuori la straordinaria efficienza del dissipatore Asus DirectCu II. Siamo di fronte alla più bassa temperature GPU fatta registrare nel nostro laboratorio.

Consumi
I consumi si riferiscono all'intero sistema.

Consumi addirittura più bassi della GTX 560 di MSI e vicini alla HD 6870 di Sapphire per le due HD 7950. In questo caso il rapporto prestazioni/consumi è in assoluto il migliore e sottolinea la bontà del processo produttivo a 28nm di TSMC.

Entrambe le schede supportano l'overvolt via software. Per il modello Sapphire HD 7950 OC ci siamo affidati al tool proprietario Trixx, scaricabile a questo indirizzo. Settando il valore di vGPU a fondoscala (1.3V) siamo riusciti a raggiungere la frequenza di 1270 MHz. Ottimo anche l'overclock delle memorie video, spinte fino a 6000MHz (effettivi).

Sapphire HD 7950 OC @1270/6000MHz

Per l'Asus HD 7950 DC2 TOP abbiamo utilizzato il tool proprietario GPU Tweak. 

Purtroppo GPU Tweak non permette di superare i 1130mV in overvolt, limitandono l'overclock. Per spingerci oltre abbiamo installato l'utility "universale" Afterburner.

Nonostante l'ottimo sistema di raffreddamento sulla GPU oltre gli 1.2v la scheda è instabile,  probabilmente a causa dell'eccessivo surriscaldamento della sezione VRM. Con un termometro a sonda abbiamo verificato che la temperatura su questa zona è di circa 15°C superiore rispetto al modello Sapphire (anche con le vantole al massimo). Anche le memorie non raggiungono le stesse frequenze della Sapphire, fermandosi a 5500 MHz (effettivi).

Asus HD 7950 DCII TOP @1200/5500MHz

Le due tabelle che seguono mostrano l'incremento prestazionale fatto registrare dalle due schede in overclock.

Nell'overclock manuale la Sapphire è la più veloce, ma il sospetto è che la scheda Asus paghi a caro prezzo la mancanza di un plate metallico che raffreddi direttamente le memorie e la sezione di alimentazione.

La versione PRO del chip Tahiti ha permesso ad AMD di monopolizzare in fretta l'attuale fascia alta del mercato delle schede video a singola GPU. Per l'appassionato di videogiochi che predilige alte risoluzioni e filtri sempre attivi la HD 7950 è un'alternativa più conveniente (economicamente parlando) rispetto alla HD 7970. Le prestazioni sono si inferiori al modello di punta AMD, come logico d'altronde, ma risultano comunque molto elevate con tutti i titoli di ultima generazione ed in più c'è il vantaggio dei consumi inferiori. Il confronto con la diretta rivale, la GeForce GTX 580, vede quest'ultima sconfitta su tutti i fronti. Già a default la HD 7950 reference supera la top di gamma nVidia ed offre in più il doppio del quantitativo di VRAM, consumi quasi dimezzati e temperature di funzionamento più basse.

Le due HD 7950 "OC Edition" della nostra prova si piazzano esattamente a metà strada tra la HD 7950 e la HD 7970 referecence. Entrambe sono vendute con un sovrapprezzo di circa 30 Euro rispetto ai modelli "base" ma oltre all'overclock di fabbrica hanno due sistemi di raffreddamento custom a doppia ventola molto efficienti.

La Sapphire HD 7950 OC occupa solo due slot e non crea nessun problema quando si realizzano configurazioni Crossfire anche su schede madri non proprio di ultima generazione. L'Asus HD 7950 DirectCuII Top invece richiede mainboard specifiche per il multi-GPU a tre slot, una volta installate due HD 7950 DCII Top non c'è più spazio per ulteriori schede d'espansione PCI/PCIe.

Se consideriamo il solo raffreddamento della GPU il sistema DirectCuII di Asus stravince sul Dual-Fan di Sapphire ma, come notato nella nostra prova di overclock, complessivamente è Sapphire ad avere la migliore e più equilibrata dissipazione di tutti i componenti. Ci sarebbe piaciuto vedere almeno un heatsink dedicato alla zora VRM sul modello Asus per valutare un confronto diretto a parità di overvolt.