Sapphire Radeon HD 7770 Vapor-X: il dissipatore fa la differenza!

La Radeon HD 7770 reference lanciata da AMD a febbraio, pur portando una serie di novità interessanti, non è stata in grado di creare quel netto divario prestazionale che ci si attendeva nei confronti della precedente generazione di fascia mainstream. Fortunatamente i partner della casa di Sunnyvale hanno rettificato questa situazione proponendo versioni custom overcloccate di fabbrica in grado di valorizzare l'impiego della GPU Cape Verde in ambito desktop. La stessa AMD ha ultimamente rivisto verso l'alto le specifiche di clock senza annunciare variazioni di prezzo.

Essendo uno dei partner principali di AMD, Sapphire riveste un ruolo importante nel supporto e nella diffusione dei prodotti basati su GPU Radeon-series. Ha il compito di sviluppare soluzioni personalizzate, arricchite di funzionalità aggiuntive per catturare l'interesse delle diverse tipologie di utenti.

L'ultima nata in casa Sapphire si chiama HD 7770 Vapor-X ed è una scheda destinata agli appassionati che intendono sfruttare al massimo le potenzialità del chip grafico Cape Verde potendo contare su uno dei sistema di raffreddamento più efficienti in circolazione.

Per rendere più interessante la propria nuova interpretazione della Radeon HD 7770, il produttore di Hong Kong ha introdotto un sistema di raffreddamento a doppia ventola basato su tecnologia Vapor Chamber, ha aumentato le frequenze di clock di GPU e memorie, migliorato l'efficienza della sezione di alimentazione interna e modificato il pannello delle connessioni per le uscite video.

	AMD HD 7770	Sapphire HD 7770 Vapor-X
Frequenza Core	1000MHz	1100MHz
Frequenza Memoria	4500MHz	5200MHz
Quantitativo Memoria	1GB GDDR5	1GB GDDR5
Uscite video	DVI, HDMI, Mini-DisplayPort	2 x DVI, HDMI, DisplayPort
Slot occupati	2	2
Raffreddamento	Fan + Heatsink	Dual-Fan + Heatsink + Heatpipe + Vapor Chamber

 

Cape Verde è per AMD una GPU "speciale" perchè racchiude la parte migliore dell'architettura GCN (Graphic Core Next), risultando duttile ad ogni modifica ed estremamente flessibile nei vari ambiti d'utilizzo. Questo chip non solo equipaggia le schede video desktop HD 7770 e HD 7750 ma è presente anche sulle declinazioni mobile HD 7800M e HD 7700M, con i nomi in codice Heathrow e Chelsea, e molto probabilmente sarà "revisionato" per funzionare da componente iGPU nell''APU "Kaveri" in uscita il prossimo anno.

La flessibilità la si evince subito guardando l'organizzazione della CU (Compute Unit). In Cape Verde non ci sono i classici gruppi fissi a 4 CU presenti in Tahiti e Pitcairn, ma è utilizzata una divisione a 3 e a 4 blocchi. Le interconnessioni sono semplificate, così come il motore geometrico ed il controller delle memorie, per venire incontro alle esigenze di spazio e consumi delle soluzioni mobile.

Diagramma a blocchi della GPU "Cape Verde XT"

Grazie all'utilizzo del processo produttivo a 28nm di TSMC, AMD è riuscita ad integrare 1,5 miliardi di transistor in un die di appena 123 millimetri quadrati.

La Sapphire HD 7770 Vapor-X in prova sfrutta la versione "full" o "XT" del chip grafico Cape Verde con tutti i  640 Stream Processor (64SPs x 10 CU) abilitati, affiancati da 40 TMUs (Texture Units), da una cache L2 R/W da 512KB e da 16 ROPs (Raster Operation Units). L'iMC ha un'ampiezza totale di 128-bit ottenuta affiancando due controller da 64-bit ai 4 chip di VRAM GDDR5.

Colorazione bianco artico e blue Sapphire per la confezione della Radeon HD 7770 Vapor-X che propone sul frontale l'immagine di una Ruby soldatessa in abbigliamento da neve. Spicca il logo Vapor-X che identifica il sistema di raffreddamento utilizzato, insieme alla scritta "Overclock Edition" per indicare che questa è una versione overcloccata di fabbrica. Il retro della confezione riporta le caratteristiche tecniche e le feature del prodotto.

 

Il bundle comprende:

• un adattatore da DVI a D-VGA
• un connettore di alimentazione da Molex 4-pin a PCIe 6-pin
• un cavo HDMI 1.4a lungo 1.8 metri
• un CD con driver ed ulitity
• una guida all'installazione

Stranamente manca il connettore esterno per il crossfire, di solito presente con  tutte le Radeon HD compatibili con la tecnologia multi-GPU di AMD e dotate di pettine "MIO" sul PCB.

La caratteristica principale della Sapphire HD 7770 Vapor-X è ovviamente la tecnologia di raffreddamento Vapor Chamber che dà il nome alla scheda stessa. Si tratta di una tecnologia che il produttore di Hong Kong ha sviluppato in collaborazione con la taiwanese Microloop e che serve a velocizzare la trasmissione del calore tra GPU e dissipatore.

Di seguito la descrizione ed il suo funzionamento illustrato dalla stessa Sapphire :

"La tecnologia a camera di vapore si basa sugli stessi principi della tecnologia dell'heatpipe. Un refrigerante liquido evapora a contatto con una superficie calda, formando così vapore che si condensa successivamente a contatto con una superficie fredda e viene convogliato, nuovamente liquido, sulla superficie calda. Il processo di ricircolo avviene all'interno di una camera a vuoto ed è controllato da un complesso sistema in materiale poroso. Nei sistemi SAPPHIRE Vapor-X, la camera è molto sottile ed è montata a contatto con la superficie del chip grafico. Attualmente il liquido refrigerante è acqua, ma poichè la camera di vapore è tenuta sotto vuoto ad una pressione molto bassa, il processo di vaporizzazione avviene ad una temperatura molto inferiore al punto di ebollizione Il complesso sistema sigillato all’interno del modulo controlla il flusso d’acqua e di vapore così da consentire l’utilizzo del sistema in qualsiasi posizione."

La HD 7770 Vapor-X supporta correttamente le DirectX 11.1 per i giochi futuri in ambiente Windows 8, la funzione ZeroCore Power per il risparmio energetico in IDLE prolungato, PowerTune per la gestione dinamica del TDP ed Eyefinity 2.0 per il multi-monitor. In aggiunta è compatibile con la tecnologia stereoscopica HD3D e con l'accelerazione via GPU AMD App.

 

La scheda si presenta con un'estetica diversa da quella referece. Al posto della singola ventola centrale ne troviamo due da 80mm montate sotto una copertura in plastica lucida dal design ricercato che abbina le colorazioni bianco e nero.

 

Dal retro notiamo che il layout del PCB è quello standard di AMD ma, come vedremo in seguito, Sapphire ha apportanto delle modifiche alla componentistica VRM  anteriore.

La disposizione sul pannello dei connettori di uscita video ricorda quella della serie HD 6000: con due porte DVI sovrapposte, una HDMI 1.4a ed una Display Port 1.2 di tipo standard, al posto della configurazione DVI + HDMI + mini DP della nuova serie HD 7000.

Viste le dimensioni compatte, solo 22 centimentri in lunghezza, il singolo connettore PCIe a 6pin per l'alimentazione supplementare è in  posizione orizzontale e non verticale. 

Sul lato troviamo stampata la scritta Sapphire sopra un'estensione in plastica trasparente che dà un tocco di eleganza una volta montata la scheda all'interno di case muniti di finestra laterale aperta.

Sulla parte opposta s'intravedono le due generose heapipe in rame che compongono il sistema di raffreddamento.

La circuiteria di alimentazione interna a  3 + 1 fasi (GPU + Mem) è stata migliorata con l'utilizzo di condensatori in alluminio a polimeri di alta qualità e di bobine Black Diamond che aumentano l'affidabilità, abbassano le temperature e consentono di operare a frequenze di default superiori a quelle suggerite da AMD con la prima serie di Radeon HD 7770.

L'erogazione della tensione alla GPU è affidata al controller ST L6788A. Parliamo di un chip già visto sulle HD 5770 e HD 6770 che supporta la regolazione via software ma che ha parecchie limitazioni sul range di  controllo manuale.

Nonostante la Sapphire HD 7770 Vapor-X sia una scheda mainstream il sistema di raffreddamento utilizzato è da soluzione di fascia superiore.

Non sono le due ventole a fare la differenza, ma è tutto il monoblocco vapor chamber + heatpipe + radiatore che risulta decisamente sovradimensionato se consideriamo che AMD si affida ad un singolo heatsink circolare, privo di heatpipe, per raffreddare la Radeon HD 7770 reference.

 

Sulla base di contatto tra la GPU e le heatpipe è ricavata una "camera chiusa" che contiene del liquido refrigerante, acqua in questo caso, che si riscalda con il calore, evapora verso la zona superiore dove viene "raffreddato",  condensa e torna allo stato liquido. Si crea così un ciclo che massimizza la dissipazione del calore.

Il calore è trasferito al corpo dissipante superiore mediante due heatpipe, ciascuna dal diametro di 8mm, e successivamente smaltito dalle due ventole che operano sempre a regimi di ritazione molto bassi (anche con la GPU in full-load).

 

Seguono le specifiche tecniche della VGA a confronto con quelle di altre soluzioni concorrenti:

Le specifiche rilevate da GPU-Z:

 

Nella tabella seguente abbiamo indicato le frequenze di clock di GPU/SPs/Mem ed i voltaggi di alimentazione GPU in modalità Desktop 2D e Load 3D.

Frequenze e tensioni
	Freq. GPU (MHz)	Freq. Memorie (MHz)	Voltaggio GPU (V)
Desktop 2D	300	600	0,825
Load 3D	1100	5200	1,275

 

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:

 

I driver utilizzati sono i Catalyst 12.6 Beta.

I confronti sono stati effettuati alle risoluzioni di 1680x1050 e 1920x1080 pixels, con e senza filtro antialiasing, utilizzando come base le prestazioni delle HD 7750 e HD 7700 reference ed  aggiungendo la GeForce GTX 460 1GB di nVidia insieme a due soluzioni di fascia "performance" leggermente più costose.

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

 

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.

1680x1050

 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. 

1680x1050

1920x1080

Dirt3

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

1680x1050

 

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. 

1680x1050

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.

1280x720

1920x1080

 

Mafia 2

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

1680x1050

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.

1680x1050

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.

1680x1050

1920x1080

 

 

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. 

1680x1050

1920x1080

Consumi e temperature

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

I consumi si riferiscono all'intero sistema

In relazione della HD 6870 e GTX 560 i consumi sono interessanti e rispecchiano il divario prestazionale, ma perdono il confronto proporzionale se paragonati a quelle delle le velocissime HD 7950. Ricordiamo anche che, rispetto al modello reference, la HD 7770 Vapor-X ha un valore di vGPU più altro che fa salire  leggermente i consumi in full-load.

Temperature

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

 

Il dissipatore Vapor-X si dimostra uno dei migliori sistemi di raffreddamento custom per schede video, secondo solo all'ingombrante soluzione triple-slot/dual-fan utilizzata da Asus sulla 7950 DirectCU TOP.

In aggiunta durante le varie sessioni di lavoro, anche quelle più stressanti,  la rumorosità si è attestata sempre a livelli molto bassi andando a confermare le impressioni positive che il sistema adottato da Sapphire ha dato sin dall'inizio.

Per l'overclock ci siamo affidati al tool proprietario Sapphire, Trixx, scaricabile a questo indirizzo. Senza particolari difficoltà  siamo riusciti a raggiungere la frequenza di 1250 MHz per la GPU e 5600MHz (effettivi) per le memorie.

 

(Sapphire HD 7770 Vapor-X @1250/5600)

Le due tabelle che seguono mostrano gli incremento prestazionale fatti registrare:

Con un mercato letteralmente invaso da HD 7770 custom l'unico modo per differenziarsi è quello di assemblare una scheda con la migliore componentistica senza far lievitare troppo il prezzo. Questo è quello che ha fatto Sapphire con la HD 7770 Vapor-X. Invece di puntare su chip Cape Verde XT super-selezionato, il produttore di Hong Kong ha overcloccato e overvoltato una GPU normale via BIOS, affiancandola ad un PCB "rinforzato" con componenti elettronici di alta qualità e ad un sistema di raffreddamento molto efficiente.

Il dissipatore con tecnologia vapor chamber è la novità più interessante di questo prodotto. Grazie alle due ventole che operano a bassi regini la rumorosità è sempre contenuta, così come le temperature di esercizio. L'overclock di fabbrica lascia ancora un po' di spazio a quello manuale praticato dall'utente appassionato. Tuttavia il margine d'incremento è maggiore per la GPU, visto che le memorie sono già tirate al limite dal produttore stesso (basti pensare che Sapphire fa lavorare a 5200MHz dei chip GDDR5 nati per operare stabilmente "solo" a 5000MHz).

La Sapphire HD 7770 Vapor-X assolve al compito di superare una scheda di fascia performance di due generazioni fa (GeForce GTX 460), obiettivo mancato dalla HD 7770 reference di prima serie, ma non riesce a scalfire la GTX 560 e la HD 6870 della passata stagione. Anche considerando il prezzo leggermente superiore, a nostro avviso queste due soluzioni sono ancora da preferire.

Della HD 7770 non ci piace il bus delle memoria a 128-bit perchè limita troppo le prestazioni. Questa scelta va bene in ambito mobile ma su una soluzione desktop di fascia mainstream del 2012 ci saremmo aspettati qualcosa di più, visto che la rivale ha già portato in questo segmento l'iMC a 192-bit grazie alla GTX 550 Ti.