Subito dopo il lancio delle Radeon R9 290X e R9 290 reference da parte di AMD tutti hanno atteso con ansia la presentazioni delle soluzioni custom dei partner Add-in-Board. L'attesa è giustificata dal fatto che le versioni reference di queste schede soffrono di una marcata fluttuazione verso il basso delle frequenza di clock dovuta al nuovo PowerTune che prova a bilanciare i parametri di temperatura e consumi della GPU Hawaii coadiuvato da un sistema di raffreddamento ritenuto non all'altezza del nuovo chip grafico top di gamma di AMD.
Hawaii è una GPU potente ma soprattutto complessa, la più grande mai costruita dalla casa di Sunnyvale, e deve fare i conti con i consumi molto elevati dovuti ancora all'utilizzo del processo produttivo a 28nm. Si tratta di un chip da quasi 300W che AMD prova a dissipatore con un sistema di raffreddamento mutuato sostanzialmente dalla vecchia Radeon HD 7970 (cambia solo la copertura in plastica). Il compromesso scelto sulle Radeon R9 290-series riguarda la rumorosità e la temperatura: AMD è costretta a far girare la ventola radiale del dissipatore stock a velocità molto elevate e contemporaneamente ad innalzare la soglia di temperatura di funzionamento della GPU. Nonostante questo sacrificio, quando la ventola è spinta alla velocità massima (55% nel caso della 290X e 47% nel caso della 290 liscia) e la GPU tocca la temperatura massima prevista dal Powetune (95°C) la frequenza di clock di quest'ultima viene ridotta automaticamente causando un calo prestazionale più o meno marcato.
Qui entrano in gioco le soluzioni custom dei partner AIB che promettono di risolvere, o per lo meno di limitare, questo problema. Attualmente le versioni custom di R9 290-sereis si contano sulle dita della mano, in quanto non è semplice realizzare un sistema di raffreddamento ad aria per queste schede rispettando i parametri d'ingombro previsti dal PCI-SIG. La stessa Sapphire aveva un nuovo dissipatore praticamente già pronto per le GPU Hawaii ma è stata costretta a rivedere alcuni componenti (come ventole e faceplate) arrivando sul mercato con un leggero ritardo rispetto all'OK dato da AMD per la commercializzazione delle R9 290 non-reference.
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AMD Radeon R9 290 | Sapphire R9 290 Tri-X OC |
| GPU | Hawaii PRO | Hawaii PRO |
| Stream Processor / TMU / ROP | 2560 / 160 / 64 | 2560 / 160 / 64 |
| Base Clock | -* | -* |
| Boost Clock | 947 MHz | 1000 MHz |
| Quantitativo e tipo di memorie | 4GB GDDR5 | 4GB GDDR5 |
| Frequenza memorie | 5000 MHz | 5200 MHz |
| Interfaccia memorie | 512 bit |
512 bit |
| TBP** | ~300 W | 300 W |
| Alim. esterna | 6pin + 8pin | 6pin + 8pin |
| Sez. VRM | 5+1 fasi | 5+1 fasi |
| Raffreddamento |
singola ventola radiale + heatsink
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tre ventole assiali + heatsink + heatpipe |
| Prezzo | 399 Euro | 439 Euro |
*Valori non dichiarati da AMD e da Sapphire / **Typical Board Power
La tabella qui sopra riporta le specifiche tra la Radeon R9 290 basata sul reference design di AMD e quella custom di Sapphire. Ricordiamo che la R9 290 Tri-X oggetto della nostra review è la versione "OC" che prevede di fabbrica un leggero aumento della frequenza della GPU e delle memorie video.
Salta subito all'occhio la scelta del produttore di Hong-Kong di non aumentare il numero di fasi della sezione di alimentazione, vedremo nelle prossime pagine che la R9 290 Tri-X adotta lo stesso PCB reference sviluppato da AMD. Ribadiamo che la lacuna principale del reference design delle schede della famiglia R9 290 non è il circuito stampato ma il sistema di raffreddamento che non consente al chip grafico di mantenimento la frequenza di clock massima.
La scheda video
Cominciamo dalle dimensioni: la Sapphire R9 290 Tri-X è lunga 305mm, alta 113mm e profonda 38mm. L'ingombro è simile alla Sapphire R9 280X Toxic, che abbiamo recensito a questo indirizzo, ma la nuova scheda pesa di più (950g vs. 890g) pur non avendo il backplate della seconda.
La prima differenza estetica che salta subito all'occhio rispetto alla R9 280X Toxic è l'abbandono della struttura a tre ventole asimmetriche per il sistema di raffreddamento (due da 90mm ed una da 80m) in favore di tre ventole uguali da 85mm. Per realizzare il frame superiore Sapphire ha confessato di essersi ispirata alla Radeon HD 7990 reference di AMD.
Dall'immagine posteriore notiamo che il dissipatore si estenda oltre il PCB sia in lunghezza che in altezza. Manca il sostegno di metallo sulla parte terminale del PCB che sulla R9 280X Toxic impediva al radiatore di flettersi e vibrare, in quanto la R9 290 Tri-X utilizza una base di aggancio molto più solida e robusta (come vedremo nella pagina seguente).
Sul fianco spicca la scritta "SAPPHIRE" (questa volta non retroilluminata) e s'intravede il faceplate che copre la GPU, le memorie video e la sezione VRM, sormontato dal generoso radiatore in alluminio. A sinistra sono posizionati i due connettori di alimentazione esterna PCIe AUX in configurazione 6 + 8 pin , mentre a destra mancano i classici connettori MIO-CF (come noto le Radeon R9 290-series basate su GPU Hawaii non dispongono più del bridge esterno per il CrossFire ma si affidano direttamente al bus PCIe 3.0 mediante tecnologia XDMA). Sapphire ha utilizzato lo switch dei due BIOS per abilitare la modalità "Legacy" (default) o "UEFI".
Passiamo all'I/O: la Sapphire R9 290 Tri-X adotta la configurazione di uscite video referenze. Troviamo due porte Dual-Link DVI, una HDMI ed una DisplayPort. Rispetto alla precedente generazione sparisce completamente il supporto ai monitor con ingresso analogico, ma la presenza di due porte full Dual-Link DVI è sicuramente un surplus gradito per chi utilizza due display DL-DVI, così come gradito è il ritorno della DisplayPort full-size al posto delle mini-DP.
PCB e sistema di raffreddamento
La procedura corretta per rimuovere il dissipatore separandolo dal PCB è illustrata nel video che riportiamo in fondo a questa pagina.
A differenza delle altre schede video con dissipatore custom, in questo caso non è sufficiente solo togliere le quatto viti di aggancio intorno alla GPU e rimuovere quelle sulla staffa I/O, ma occorre svitare tutte le viti presenti sul retro perchè il faceplate della R9 290 Tri-X è saldato direttamente al radiatore.
Il circuito stampato è chiaramente quello reference di AMD, come si evince dal marchio della casa di Sunnyvale presente sopra il pettine PCIe 3.0 x16. Da questo punto di vista non troviamo nessuna personalizzazione fatta dal produttore di Hong Kong. Evidentemente Sapphire, così come altri partner di AMD, reputa tale PCB sufficiente per questa tipologia di R9 290. Possiamo quindi parlare di R9 290 Tri-X come scheda "semi-custom", basata cioè su un PCB reference abbinato ad un dissipatore personalizzato.
Il regolatore di tensione è l'IR 3567 con supporto completo alla modifica e al monitoraggio via software. I chip VRAM sono di Hynix, serie H5GQ2H24AFR-R0C. Si tratta di chip certificati per funzionare a 6GHz (effettivi), ma sulle R9 290-series viaggiano solo a 5000MHz (5200MHz nel caso della 290 Tri-X) a causa del particolare memory PHY di Hawaii.
La sezione di alimentazione è costituita da 5+1 fasi (GPU+Mem) con choke CEC-R15 e DirectFET.
La soluzione di raffreddamento è composta da due parti: il monoblocco heatsink/heatpipe/faceplate più il frame con le tre ventole incastonate.
Il radiatore vero e proprio è pitutosto importante. Si tratta di due heatsink in alluminio connessi alla base di contatto con la GPU mediante un sistema a 5 heatpipe in configurazione 3+2. Configurazione mutuata da quella delle Sapphire R9 280x/270x Toxic, ritroviamo l'heatpipe centrale da 10mm di diametro, le due laterali da 8mm e quelle esterne dal classico diametro di 6mm.
Il faceplate è ancorato direttamente al radiatore e raffredda i 16 chip VRAM, la fila di DirectFET della sezione VRM e la singola fase PLL, con l'ausilio di pad termici.
Il frame è in plastica rigida di colore giallo, sormontato da una placca in alluminio anodizzato, ed ospita tre ventole dal diametro di 85mm con struttura a 9 pale a basso profilo.
Le tre ventole sono collegate ad un mini-connettore a 4 pin: la prima in maniera diretta e le altre due tramite split. Ogni ventola ha un assorbimento di 0.35A.
Di seguito il video che mostra come rimuoverre il dissipatore dalla Sapphore R9 290 Tri-X:
Info, PowerTune e funzionamento a default
La Sapphire R9 290 Tri-X identificata dal pannello CCC:
La schede vista da GPU-Z:
Con le schede Radeon R9 290-series AMD ha introdotto un'evoluzione del sistema di DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) conosciuto come PowerTune, passando dal precedente meccanismo completamente deterministico ad un metodo indeterministico in stile GPU-Boost di Nvidia.
Il nuovo Powertune 2.0 impone la frequenza della GPU come funzione esclusiva dei parametri di temperatura e dei consumi letti in tempo reale direttamente sulla scheda con una precisione estrema e dati in pasto ad un nuovo algoritmo. Se da un lato questa soluzione massimizza le prestazione del chip grafico in qualunque situazione di funzionamento, dall'altro rende più difficile la comparativa persino di due schede video dallo stesso ASIC (a parità di piattaforma e di condizioni d'utilizzo).
Sulle R9 290x/290 reference AMD ha avuto l'idea non molto felice di utilizzare un sistema di raffreddamento poco efficiente. O meglio: ha utilizzato la componentistica interna del dissipatore mutuata dalla HD 7970, quindi non proprio adatta a raffreddare una GPU potente come Hawaii. Morale della favola: le R9 290x/290 reference scaldano un botto, fanno un sacco di rumore e soprattutto hanno prestazioni altalenanti dovute al fatto che quanto la temperatura raggiunge un determinato limite (95°C nel caso di Hawaii PRO) le frequenza di clock calano drasticamente.
Qui entrano in gioco le soluzioni con dissipatore custom come la R9 290 Tri-X di Sapphire. Grazie all'adozione di un generoso sistema di raffreddamento coadiuvato da tre ventole assiali Sapphire riesce a far lavorare al meglio la tecnologia PowerTune 2.0 senza la variabile delle temperature elevate.
Come evidenziato dal grafico che riportiamo di seguito la frequenza di clock della GPU della R9 290 Tri-X OC non si discosta praticamente mai dal valore di boost clock (1000MHz).
Nella tabella seguente abbiamo indicato le frequenze di clock di GPU e memorie video e le tensioni di alimentazione GPU in modalità Desktop 2D e Load 3D.
| Frequenze e tensioni (Sapphire R9 290 Tri-X OC) |
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| Freq. GPU (MHz) |
Freq. Memorie (MHz) |
Tensione GPU (V) |
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| Desktop 2D | 300 | 600 | 0,95 |
| Load 3D | 1000 | 5200 | 1,18 |
I chip VRAM visti dal tool MemoryInfo:
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 |
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| 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 8.1 Pro 64-bit |
La scheda montata e pronta per i test:
I driver utilizzati per testare la scheda sono i Catalyst 14.2 Beta. I test sono stati eseguiti alla risoluzione di 2560x1440 pixels con dettagli al massimo e filtro Anti-Aliasing a 4x.
Per quanto riguarda le schede video presenti nella comparativa: abbiamo utilizzato una Gigabyte R9 290 con design reference aggiornata con il performance vBIOS L41(che incrementa la velocità di rotazione della ventola per garantire maggiori prestazioni), una GTX 780 reference di Zotac (+5% di OC) ed una R9 280X reference di AMD.
Battlefield 4
FPS bellico basato sull'engine Frostbite 3.0 di DICE. Il motore grafico è compatibile con le DirectX 11.1 e gestisce in tempo reale: radiosity, rendering differito, sistema di collisioni Destruction 4.0 e animazioni ANT. Battlefield 4 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.
Bioshock Infinite
Sparatutto in prima persona sviluppato da Irrational Games e pubblicato da 2K Games. Il gioco sfrutta una versione modificata dell' Unreal Engine 3 con supporto alle DirectX 11 ed implementa effetti avanzati di post-processing, ombre dinamiche, raggi di luce ed occlusione ambientale.
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.
Far Cry 3
Terzo episodio della saga di sparatutto in prima persona targata Ubisoft. Il gioco è basato su motore grafico Dunia Engine 2 in DirectX 11 e supporta la fisica tramite Havok.
Hitman Absolution
Quinto episodio della saga di videogiochi action/stelth che hanno come protagonista l'agente 47.Hitman: Absolution sfrutta il nuovo motore grafico Glacier 2 che, nella versione PC, supporta le DirectX 11 di Microsoft con gli effetti grafici avanzati di Global illumination, Bokeh e Tesselation, insieme alle tecnologie multi-monitor Eyefinity e stereoscopiche HD3D di AMD (il gioco fa parte del piano "AMD Gaming Evolved").
Metro Last Light
Sparatutto in prima persona con ambientazione post-apocalittica sviluppato da 4A Games e pubblicato da Deep Silver. Al pari del precedete capitolo (Metro 2033) anche Metro Last Light supporta tutte le feature DirectX 11, come tessellation e DirectCompute, e per questo richiede molte risorse hardware.
ROME 2: Total War
Strategico in tempo reale sviluppato da The Creative Assembly e pubblicato da SEGA. Il motore grafico è compatibile con le DirectX 11 ed offre effetti avanzati di tesseletion, anti-aliasing ed ombre dinamiche.
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.
Tomb Raider
Reboot di una delle serie più famose della storia dei videogiochi. Il nuovo Tomb Raider è basato su una versione modificata del Crystal Engine e su PC supporta le DirectX 11, la Tessellation e la tecnologia TressFX. Querst'ultima consente di renderizzare dettagliatamente i capelli di Lara Croft e gestisce la simulazione dei loro movimenti in maniera realistica.
Benchmark sintetici DX11
3DMark - Fire Strike
Test in ambiente DirectX 11 dell'ultima versione del popolare benchmark 3DMark di Futuremark dedicata GPU di fascia alta. Fire Strike propone pesanti effetti di post processing, tessellation, simulazione del fumo in base alla fluidodinamica, profondità di campo ed illuminazione dinamica-volumetrica.
Unigine Valley (preset: Extreme HD)
Dai creatore di Heaven un nuovo benchmark 3D basato sul'ultima revisione del motore grafico proprietario Unigine, utile per l'analisi prestazionale delle schede video con API DirectX 11 in abbinamento alla tecnica di tessellation.
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
Temperature
Le temperature della GPU sono state rilevate tramite il tool GPU-Z cercando di far rimanere quelle ambientali costantemente sui 21°C.
Consumi
I consumi si riferiscono all'intero sistema.
Rumorosità:
Overclock
Per la prova di overclock abbiamo utilizzato l'ultima versione del tool TRIXX di Sapphire. Il core grafico è stato spinto a 1235 MHz (+23.5%), le memorie a 5500MHz (+10%), la tensione di alimentazione a 1.297v (+10%) ed il PowerLimit impostato al +50%.
Test gaming in OC:
Complessivamente l'incremento prestazionale nei giochi si attesta tra il 16 ed il 17%. Buono, ma visto le frequenze impostate ci saremmo aspettati qualcosa in più. Purtroppo in queste condizioni anche con il Power Limit al +50% la scheda raggiunge facilmente la barriera del Power Draw ed il Powetune interviene facendo scendere il clock della GPU dai 1235 MHz di boost ad un valore medio che si attesta intorno ai 1170 MHz.
Abbiamo provato a mettere in difficoltà la R9 290 Tri-X utilizzando nella comparativa una R9 290 reference aggiornata con il "Performance vBIOS" ed una GTX 780 con un leggero overclock di fabbrica, ma la soluzione di Sapphire è riuscita a trionfare lo stesso. Il dissipatore Tri-X a tre ventole assiali offre alla GPU Hawaii il supporto ideale per mantenere la frequenza di clock costante e sempre al massimo, supporto che invece è totalmente assente con il sistema di raffreddamento reference. Se includiamo nel ragionamento anche la silenziosità di funzionamento allora la Sapphire R9 290 Tri-X vince completamente a mani basse.
Nonostante il corposo taglio di prezzo praticato sulla GeForce GTX 780 la scheda di Nvidia continua a risultate sovrapprezzata nei confronti di tutte le R9 290 e se affiancata alla Sapphire R9 290 Tri-X perde anche la sfida della rumorosità. L'unico fattore che tiene ancora in gioco la GTX 780 è quello dei consumi, tallone d'Achille dell'architettura Hawaii, ma la sua rilevanza su schede video che hanno un prezzo superiore ai 400 Euro è inferiore rispetto a quella delle prestazioni pure.
Dal punto di vista delle feature software Nvidia si difende ancora bene (ad esempio a noi piace tantissimo la funzione Shadowplay per registrare le sessioni di gioco) ma alcune tecnologie di AMD molto promettenti, come le API Mante (che analizzeremo in un prossimo articolo) e la tecnologia TrueAudio, entrambe supportate appieno dalla Sapphire R9 290 Tri-X, stanno spostando l'ago della bilancia dei videogiocatori verso l'ecosistema Radeon di nuova generazione. AMD deve solo migliorare il comparto driver che sulla famiglia R9 290 paga alcuni problemi di gioventù, abbiamo riscontrato qualche fastidioso crash in applicazioni 3D sia con i Catalyst 14.1 che con i nuovissimi Catalyt 14.2.
Chiusa la breve parentesi software torniamo a parlare della scheda oggetto della nostra recensione. Ovviamente la Sapphire R9 290 Tri-X non è tutta rose e fiori e anche su questo modello ci sono alcune scelte a nostro avviso discutibili. Su tutte l'utilizzo del PCB reference ed il Powetune troppo invasivo quando si pratica l'overclock. Sapphire assicura che il reference design della sezione di alimentazione è più che sufficiente per supportare un ulteriore aumento manuale della frequenza di clock, anche in overvolt, e quest'affermazione l'abbiamo in parte verificata nella nostra prova. Il problema è che l'algoritmo del Powetune 2.0 è molto conservativo su alcuni parametri e spesso ci ha tagliato la frequenza in overclock (causa TDP) nonostante l'aumento del valore di vGPU e del PowerLimit abbinato a temperature di funzionamento sempre inferiori a 75°C. Se non s'interviene con una vMod hardware per ingannare l'integrato SMD che gestisce il power input è praticamente impossibile superare i 1250 Mhz di frequenza con questa scheda (problema comune alla maggior parte delle R9 290X/290 con PCB reference).
Detto questo dobbiamo comunque constatare che la Sapphire R9 290 Tri-X incarna la sintesi perfetta della Radeon R9 290 che AMD avrebbe voluto presentare qualche mese fa: una scheda velocissima, silenziosa e con temperature di esercizio basse. Chi è interessato all'acquisto di una R9 290 troverà nella proposta custom di Sapphire una delle migliori soluzioni a singola-GPU disponibili sul mercato.
M.