Sapphire HD 7770 OC: l'overclock di fabbrica fa la differenza

La serie di schede video Radeon HD 7700, recentemente introdotta da AMD, è chiamata ad un difficile compito: bissare il successo della fortunata famiglia HD 5700. Presentata nell'ottobre del 2009 la serie HD 5700 è stata la prima a portare le API DirectX 11 e la tecnologia multi-monitor Eyefinity al grande pubblico, quello della fascia mainstream. Possiamo dire che la GPU Juniper, il core grafico alla base dei modelli HD 5750 e HD 5770, ha trainato il grosso delle vendite del produttore americano per quasi due generazioni, considerando anche il rebrand alla serie HD 6700.

Con il lancio della famiglia HD 7700, nome in codice Cape Verde, AMD ripropone nel segmento di fascia media tutte le importanti novità viste sulla serie high-end HD 7900 (processo produttivo a 28nm, nuova architettura GCN, tecnologia Eyefinity 2.0, compatibilità con le DirectX 11.1 e supporto al bus PCI-Express 3.0 ) e, grazie al modello HD 7770 (Cape Verde XT), conquista anche il simbolico traguardo della prima scheda video reference con frequenza di clock della GPU pari a 1GHz (non a caso la scheda è accompagnata dalla denominazione "GHz Edition"). I prezzi suggeriti da AMD, in dollari USA, sono di 99$ per la Radeon HD 7750 e 159 $ per la Radeon HD 7770.

E' importante sottolineare come il produttore americano abbia lasciato ampio spazio di personalizzazione ai propri partner, dando subito il via libera a soluzioni caratterizzate da sistemi di raffreddamento custom e a modelli particolari con frequenze di clock superiori alle specifiche consigliate.

La scheda che analizzeremo in questa recensione è la HD 7770 OC di Sapphire. Di solito siamo abituati a vedere modelli custom con un modesto overclock di fabbrica ma in questo caso dobbiamo dire che il suffisso "OC" inserito dal produttore di Hong Kong calza proprio a pennello.

	AMD HD 7770	Sapphire HD 7770 OC
Frequenza Core	1000MHz	1150MHz
Frequenza Memoria	4500MHz	5000MHz
Quantitativo Memoria	1GB GDDR5	1GB GDDR5

La frequenza della GPU è stata aumentata di ben 150MHz mentre quella della memoria video è salita di 500MHz (effettivi). Considerando che parliamo di una scheda che utilizza ancora un bus di comunicazione ampio solo 128-bit, l'incremento della velocità della VRAM - anche se minore in percentuale a quello della GPU - è sulla carta quello più significativo perchè porta la bandwidth della memoria a 80GB/s, contro i 72GB/s del modello reference. La scelta operata da Sapphire si discosta da quella della maggior parte dei partner AMD che con le loro versioni "overclocked" di HD 7770 si sono limitati a cambiare solo la frequenza della GPU (o al massimo hanno effettuando un timido overlclock, di solito non superiore ai 100MHz, anche sulle memorie).

Prima di passare alle caratteristiche costruttive che Sapphire ha deciso di adottare sulla propria soluzione facciamo un breve riassunto dell'architettura Cape Verde e delle sue peculiarità. 

Al contrario di Tahiti per sviluppare la GPU Cape Verde AMD sembra aver rispettato più le esigenze del mercato delle soluzioni discrete per notebook che quelle per desktop. Non ci stupiremmo se a breve dovessimo vedere questa GPU, con un nome in codice diverso, equipaggiare le nuove generazioni di notebook "powered by" AMD di fascia medio-alta (HD 7700M, HD 7800M?).

Con un die di appena 123 millimetri quadrati, Cape Verde è compatto, relativamente economico da costruire ed integra funzioni di risparmio energetico avanzato - come la tecnologia ZeroCore Power - molto utili al mondo mobile. Inoltre la presenza del sistema PowerTune potrebbe permettere ai vari vendor e OEM di configurare il TDP su valori predefiniti.

Die della GPU "Cape Verde"

L'architettura prevede una marcata semplificazione rispetto a Tahiti. Di base troviamo il nuovo design GCN (Graphics Core Next) ma il numero di CU (Compute Engine) scende drasticamente da 32 a 10 e la struttura Dual-Geometry Engine lascia il posto al Single Engine con uno solo tassellatore di nuova generazione. Da notare come questa volta l'organizzazione delle CU non è in gruppi fissi da 4 ma divisa in uno da 4 e due da 3 (segno dell'estrema flessibilità della nuova architettura implementata da AMD).

Nella versione completa (XT) Cape Verde integra 640 Stream Processor (64SPs x 10 CU) affiancati da 40 TMUs (Texture Units), da una cache L2 R/W da 512KB e da 16 ROPs (Raster Operation Units).

Dell'interfaccia memorie abbiamo già parlato: ha un'ampiezza complessiva di 128-bit ottenuta con due controller da 64-bit (4 chip GDDR5). Tornando al discorso mobile, un memory controller di questo tipo si adatta ancora bene a schede da notebook, ma per soluzioni desktop ci sembra abbastanza limitato: al di là dell'abbinamento a ROPs ottimizzate rispetto a quelle della passata generazione bisogna constatare che la rivale nVidia ha già portato in fascia mainstream un iMC a 192-bit con l'attuale serie GTX 550.

Diagramma a blocchi della GPU "Cape Verde XT"

Cape Verde conta 1,5 miliardi di transistor e grazie al processo produttivo a 28nm ed alle tecnologie Powertune e ZeroCore può vantare consumi ridotti in qualsiasi condizione di utilizzo rispetto alla precedebte generazione di schede basate su core Juniper.

La scatola riporta esternamente le caratteristiche principali di questo modello e propone come sfondo un disegno stilizzato di Ruby in versione "soldatessa".

Come da tradizione Sapphire la scheda è proposta in una confezione di cartone completamente riciclabile e protetta da una busta anti-statica imbottita per evitare ogni possibile danno derivante da urti durante il trasporto.

Il bundle comprende:

• un adattatore da DVI a D-VGA
• un cavo da mini-DP a DP
• un connettore 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 ed ulitity
• una guida all'installazione

 

Il supporto alle nuove tecnologie e le feature integrate da AMD sulla serie HD 7700 sono veramente tante. Alle già citate funzioni ZeroCore Power, PowerTune e Eyefinity 2.0 aggiungiamo la tecnologia stereoscopica HD3D, l'accelerazione via GPU AMD App e  la possibilità di gestire monitor con risoluzione fino a 4096x2160 pixels.

 

A differenza del modello reference di AMD, che utilizza un semplice heatsink con alette circolari ed una ventola da 80 millimetri di diametro, la proposta Sapphire nasconde sotto la copertura in plastica l'abbinamento di una ventola centrale da 92 millimetri ad un dissipatore di calore con heatpipe. Il potenziamento del sistema di raffreddamento è stato necessario perchè questa è una versione overcloccata e overvoltata di fabbrica e consente di mantenere sotto controllo le temperature durante le lunghe sessioni di carico 3D.

Come tutte le VGA mainstream con GPU AMD il connettore a pettine CF è uno solo in quanto è supportata unicamente la modalità multi-gpu Crossfire a due schede.

 

Le due generose heatpipe sono situate in basso e trasportano il calore dalla base di contatto con la GPU verso le alette di dissipazione del radiatore. L'ingombro della scheda, una volta montata sulla mainboard, è pari a due slot.

 

La staffa delle connessioni è sormontata da una griglia di sfogo dell'aria calda ed ospita quatto uscite video: una DVI, una HDMI e due mini-DisplayPort. Tutte le uscite possono essere utilizzate contemporaneamente per pilotare sistemi multi-monitor.

 

Il singolo connettore di alimentazione PCI Express a 6-pin si trova sulla parte posteriore in posizione orizzontale. Non è stato necessario saldarlo in verticale perchè l'ingombro in lunghezza della scheda all'interno del case è contenuto in 20,5 cm.

 

Il layout e la componentistica elettronica sono identici a quelli della reference board ma la colorazione del circuito stampato (PCB) è il classico blue di Sapphire.

L'alimentazione è distribuita su un design a 3+1 fasi. Le tre fasi a supporto della GPU utilizzano induttanze con nucleo in ferrite mentre quella che si occupa delle memorie ha il nucleo avvolto in acciaio.

Dimensioni estremamente contenute per la GPU Cape Verde che, con una superficie di appena 123 millimetri quadrati (mm2), è più piccola del core Juniper (166mm2) pur integrando quasi il 50% in più di transistor (1,5 miliardi vs. 1,04 miliardi).

 

Il controller che si occupa della tensione di alimentazione della GPU è l'ST L6788A. Si tratta di chip che supporta la regolazione via software ma con parecchie limitazioni sul range di controllo manuale. Sapphire è intervenuta con un bios personalizzato che alza direttamente il voltaggio quasi al valore limite.

 

I quattro chip di memoria video GDDR5 sono marchiati Hynix e siglati H5GQ2H24MFR-T2C. E' curioso notare come questi siano gli stessi utilizzati da AMD sulla Radeon HD 7950, ovviamente con un quantitativo 3 volte inferiore e densità dimezzata. Da specifica possono operare a 1250MHz (5 GHz effettivi), valore impostato di default da Sapphire.

 

Passiamo a visionare nel dettaglio il sistema di raffreddamento.

La base di contatto è un quadrato in rame incastrato in un supporto metallico.

 

Le due heatpipe hanno un diametro di 8mm e terminano in maniera perpendicolare tra le lamelle del radiatore.

 

Il corpo dissipante è composto da 38 sottili alette in alluminio.

 

La ventola, con attacco a 4-pin e regolazione PWM, ha un diametro di 92mm ed un assorbimento di corrente pari a 0,55A (Ampere)

 

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	0,832
Load 3D	1150	5000	1,264

La lettura del voltaggio è stata eseguira con un multimetro digitale direttamente su uno dei condensatori delle tre fasi di alimentazione della GPU.

 

(vGpu IDLE)

(vGpu LOAD) 

Salta subito all'occhio il pesante overvolt effettuato da Sapphire su questo modello considerando che le altre HD 7770 fanno registrare valori di vGpu compresi tra 1 e 1.1V

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:

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

Prima di passare ai risultati veri e propri vogliamo fare un breve cenno su come abbiamo deciso d'impostare la prova comparativa di questa scheda.

La Radeon HD 7770 è il "successore spirituale" della HD 5770 e visto il prezzo uguale al momento del lancio il paragone diretto per misurare l'incremento prestazionale secondo AMD va fatto con quest'ultimo modello e con la controparte mainstream di nVidia: la GeForce GTX 550 Ti.

Considerato che il modello Sapphire è una soluzione overcloccata di fabbrica abbiamo deciso di utilizzare come metro base di partenza le prestazioni della HD 7700 reference e confrontare la proposta del produttore di Hong Kong direttamente con la pluripremiata GeForce GTX 460 di nVidia, inserendo nella prova anche schede video dell'attuale fascia performance ben più costose.

I confronti sono stati effettuati alle risoluzioni di 1680x1050 e 1920x1080 pixels, con e senza filtro antialiasing.

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

Nella modalità Performace del 3DMark 11 - che ricordiamo prevede una risoluzione fissa di 1280x720, un livello di tessellation medio e la completa assenza del filtro MSAA - la Sapphire HD 7770 OC supera la GTX 460 e si avvicina alla GTX 560. Lo scenaro si ripete nella modalità Extreme - 1920x1080, fattore di tessellation massimo e MSAA 4x.

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

Con la tessellation disabilitata la scheda è leggermente più veloce della GTX 460, su "Normal" il divario aumenta e su "Extreme" supera anche la HD 6870. In quest'ultimo caso è l'ottimizzazione del tassellatore di nuova generazione a fare la differenza, visto che anche la HD 7770 reference risesce a surclassare la GTX 460.

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

Di solito in Alien vs. Predator le Radeon 5000 e 6000 vanno molto forte con l'AA a 4X, basta vedere come aumenta il divario tra la HD 6870 e la GTX 560 una volta attivato, questo perchè il codice ed i driver ormai sono ben ottimizzati per l'archiettura VLIW5/4. La speranza è quella di vedere lo stesso livello di ottimizzazione dei Catalyst  anche per il nuovo design GCN delle HD 7700.

1920x1080

 

A 1080p la Sapphire HD 7770 OC è sotto di 1 frame rispetto alla GTX 460,  attivando l'AA a 4x il divario si azzera quasi del tutto.

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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Grazie alle frequenze più alte la scheda riesce a superare la GTX 460 anche con l'MSAA a 4x, sappiamo come le Radeon HD soffrano particolarmente l'attivazione di questo filtro con il titolo di DICE.

1920x1080

 

 Anche in questo caso la Sapphire HD 7770 OC pone tra se ed il modello reference di AMD la GTX 460 di nVidia.

 

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.

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Dirt 3 è un gioco "AMD Game Evolved" che però gradisce molto bene l'architettura superscalare delle GPU Fermi della rivale nVidia. La Sapphire è più veloce della GTX 460 ma di poco.

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Come prevedibile a 1080p con AA a 4x la Sapphire cede il posto alla GTX 460. Salendo di risoluzione il limitato bandwidth delle memorie si fa sentire.

 

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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Just Cause 2 è un gioco fortemente ottimizzato da nVidia (la GTX 460 è addirittura più veloce della HD 6870!). In questo caso il confronto va fatto internamente tra le Radeon e si può notare come la Sapphire si piazzi esattamente a metà strada tra la HD7770 reference e la HD 6870.

1920x1080

 

Salendo di risoluzione le posizioni cambiano, cresce il divario con la HD6870 ma diminuisce quello con la GTX 460.

 

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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Il gioco non ci permette di settare la risoluzione di 1680x1050 e per questo abbiamo effettuato solo il test a 1080p. Per la prima volta la Sapphire è davanti addirittura alla ben più costosa Radeon HD 6870!

 

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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La scheda supera di 10 fps il modello reference e attivando l'AA ragginge la GTX 460.

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A 1080p con l'AA la Sapphire HD 7770 OC è davanti la GTX 460 anche se di poco.

 

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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Prestazioni in linea con la GTX 460. 

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 Senza l'AA (in realtà con il solo AAA di base attivo) aumenta il divario con la GTX 460.

 

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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Con i dettagli al massimo e l'MSAA a 4x Shogun 2 non parte con le schede equipaggiate con un quantitativo di memoria uguale o inferiore ad un gigabyte. Ecco perchè i test sono stati effettuati senza filtro MSAA. Complessivamente ottimi i valori restituiti dalla Sapphire HD 7770 OC che si piazza addirittura davanti alla GTX 560. Per la prima volta anche la  HD 7770 reference riesce a superare la GTX 460. 

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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Nell'eseguire i test con The Witcher 2 abbiamo constatato un principio di stuttering su entrambe le HD 7700 a tutte le risoluzioni, non tale da minacciare la giocabilità ma che comunque può risultare fatidioso agli occhi dei videogiocatori più sensibili. Probabilmente si tratta di un problema di driver. La sapphire si piazza tra la GTX 460 e la 560.

1920x1080

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)

 

Test puramente goliardico, a questa risoluzione e con questi settaggi è impossibil giocare, che però evidenzia le difficoltà della GTX 460 rispetto alle due HD 7700. 

Temperature e consumi

Per la valutazione di temperature e consumi 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.

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

Ottimo il sistema di dissipazione considerando che la scheda viaggia con 150 MHz in più rispettetto al modello reference, è overvoltata di fabbrica ed ha una sola ventola di raffreddamento (anche se abbinata a due generose heatpipe).

Consumi
I consumi si riferiscono all'intero sistema.

 

L'overvolt in full-load si fa sentire tutto, ci saremo aspettati un consumo totale del sistema leggermente inferiore ai 200W invece siamo sopra di 10W. Valore comunque accettabile per una soluzione mainstream.

Come detto la scheda è overcloccata e overvoltata quasi al limite da Sapphire stessa. Tirare fuori ulteriori MHz non è cosi semplice, soprattutto se si può intervenire solo via software.

Il tool di overclock Sapphire, Trixx, non è stato ancora aggiornato per le HD 7700-series, riconosce solo il voltaggio della HD 7770 OC ma non permette d'impostare le frequenza di clock.

Per farlo ci siamo affidati all'ultima versione dei Afterburner ed al pannello Overdrive dei Catalyst. In entrambi i casi la massima frequenza raggiunta è stata di 1200 MHz per il core e 1375 MHz (5500MHz effettivi) per le memorie.

Purtroppo l'incremento prestazionale sperato, soprattutto dai 5500MHz delle memorie, non si è concretizzato, probabilmente perchè i chip GDDR5 viaggiano troppo fuori specifica o perchè subentrano meccanismi di protezione in full-load.

A nostro avviso la Sapphire HD 7770 OC rappresenta la scheda di fascia mainstream che AMD avrebbe dovuto presentare come Radeon HD 7770 reference. In effetti il lancio della HD 7770 ha un po' deluso l'utente appassionato che si aspettava prestazioni in linea quantomeno con la GTX 460 o la HD 6850.

AMD ha preferito puntare sulle feature della nuova architetture GCN e sul contenimento del consumi, limitandosi sul piano velocistico ad un'evoluzione delle performance della HD 5770 (a.k.a HD 6770) a parità di prezzo di lancio. Tuttavia le dinamiche di mercato manovrate da AMD e nVidia lo scorso anno hanno portato ad un abbassamento dei prezzi delle schede di fascia performance ed il giorno del debutto la HD 7770 si è trovata affiancata da soluzioni che ad una cifra di poco superiore offrono un vantaggio prestazionale rilevante. E' logico ipotizzare nelle prossime settimane un riallineamento dei prezzi verso il basso, anche se AMD afferma che i benefici della nuova architettura saranno maggiormente evidenti nel corso delle prossime release di driver.

Con un prezzo simile è difficile consigliare una HD 7770 al posto una Radeon HD 6850/GTX 460. Bisogna però tenere in considerazione che AMD sta operando da quasi anno un'importante rivoluzione del team di sviluppo driver Catalyst per dare il maggior supporto possibile alla nuova architettura GCN.

Tornando al modello Sapphire dobbiamo dire che prestazionalmente non ci ha deluso, soprattutto considerando le limitazioni del bus memoria a 128-bit, e che il sistema di raffreddamento utilizzato è particolarmente silenzioso ed efficiente anche durante le sessioni più stressanti di lavoro. Consuma di più del modello reference ma questo perchè Sapphire ha avuto il coraggio di osare con l'overvolt. L'unico fattore negativo, che però accomuna gran parte delle schede overcloccate di fabbrica, è il limitato margine di aumento di frequenze lasciato all'utente appassionato di overclock.

Tra le tante HD 7770 ci sentiamo di consigliare questa particolare versione Sapphire, mentre se siete alla ricerca di una scheda AMD che sia in grado di presentare prestazioni superiori a quelle dell'attuale fascia performance vi consigliamo di aspettare il lancio della serie HD 7800, previsto per il prossimo mese.