Radeon R9 Nano – test

Dotąd budowanie tego typu kart graficznych było, owszem, możliwe, ale też było bardzo utrudnione. Ostatni taki produkt to GeForce GTX 970 Nvidii w wersji ITX w architekturze Maxwell. Stosunkowo mały i energooszczędny rdzeń GM204 stał się podstawą miniaturowej konstrukcji, która jednak miała swoje ograniczenia: wokół rdzenia trzeba było zmieścić jeszcze co najmniej cztery kości pamięci GDDR5, sekcję zasilania oraz inne elementy niezbędne do budowy w pełni funkcjonalnej karty graficznej. Najlepiej poradził sobie z tym Asus, tworząc model GTX 970 DirectCU Mini, lecz sytuacja wciąż nie była idealna: samemu GTX-owi 970 sporo brakuje do osiągów czołowych kart. Dalsze zwiększanie gęstości elementów na laminacie stało się niezwykle trudne, ale AMD zdołało ominąć ten problem. Otóż producent ten od lat wraz z Hynixem tworzył nowy typ pamięci o nazwie HBM. Tego rodzaju pamięć po raz pierwszy pojawiła się na rynku za sprawą Radeona R9 Fury X, w którym wykorzystano jej zaletę polegającą na tym, że zajmuje mniej miejsca niż ułożone wokół rdzenia kości GDDR5. Radeon R9 Fury X ma 19 cm długości, ale ostatecznie i tak zajmuje sporo miejsca przez rozbudowany blok chłodzenia cieczą, co uniemożliwiło montowanie tej karty w małych obudowach.

Inżynierowie AMD zdawali sobie z tego sprawę, więc postanowili oprócz modeli Fury oraz Fury X stworzyć jeszcze jedną kartę graficzną opartą na rdzeniu Fiji i pamięci HBM, czyli Radeona R9 Nano. Początkowo karta ta uważana była za godnego następcę Radeona R9 290X/390X, lecz AMD miało wobec swojego nowego dziecka inne plany. Otóż chciało stworzyć nową kategorię bardzo wydajnych kart w formacie mini-ITX. Inżynierowie sięgnęli po wszystko, co mieli najlepszego, czyli pamięć HBM i... pełny rdzeń Fiji z odblokowanymi wszystkimi jednostkami cieniującymi (4096), ROP (64) oraz teksturującymi (256). Oczywiście, znalazło się też miejsce na 4 GB pamięci HBM. Poniżej przedstawiamy najważniejsze parametry produktu:

Wielu sądziło, że wykorzystanie pełnego rdzenia Fiji taktowanego z częstotliwością 1000 MHz jest prawie niemożliwe, biorąc pod uwagę to, w jak mały układ chłodzenia miał być wyposażony Radeon R9 Nano. Tajemnicą sukcesu okazały się dwa czynniki: selekcja rdzeni Fiji oraz zmniejszenie TDP. Najwyraźniej od początku produkcji firma AMD sprawdzała rdzenie Fiji pod kątem działania z jak najniższym napięciem zasilającym, a te, które okazywały się najbardziej podatne na jego zmniejszanie, zachowywała właśnie do miniaturowych Radeonów Nano. Sam Radeon Fury X chłodzony cieczą bez problemu mógł się zadowolić egzemplarzami działającymi z wyższym napięciem zasilającym, zatem producent nie miał dylematu, oceniając możliwości poszczególnych sztuk. Drugim niezbędnym krokiem okazało się dopasowanie BIOS-u Radeona R9 Nano tak, aby możliwe było obniżenie jego TDP do 175 W (z 275 W w Fury X, opartego na tym samym rdzeniu). AMD zapewniło Radeonowi R9 Nano możliwości korzystania z większej liczby stanów napięcia i jeszcze lepsze umiejętności szybkiego, dynamicznego dostosowywania parametrów rdzenia do warunków. Zgodnie z przewidywaniami układ chłodzenia Radeona R9 Nano jest zbyt słaby, aby odprowadzać większe ilości ciepła, więc na taktowanie rzędu 1000 MHz możemy liczyć przez maksymalnie kilkanaście sekund po włączeniu gry. Tę kwestię omawiamy obszerniej na stronie 3.

Tabela zamieszczona powyżej przedstawia parametry czterech produktów: R9 Nano, R9 Fury X, R9 Fury oraz GTX-a 980 Ti, a więc porównanie bezpośrednich rywali. Główną konkurencją dla Radeona R9 Nano będą jednak karty, które mają przynajmniej zbliżone rozmiary, a takich na rynku jest zaledwie kilka. Radeon R9 Nano faktycznie będzie walczył raczej z GTX-ami 970 w wersjach ITX. Porównanie obu tych konstrukcji przedstawiamy poniżej:

Na papierze GeForce GTX 970 wypada dość blado, lecz ostatecznie najważniejsza jest wydajność w grach.

Metodyka testów

Radeona R9 Nano postanowiliśmy przetestować w dwóch scenariuszach. Pierwszy to standardowy test kart graficznych w obudowie ATX, który pokazuje najlepsze możliwe warunki pracy dla Radeona R9 Nano oraz innych kart graficznych. W tym wariancie testu porównaliśmy Radeona R9 Nano do wszystkich konkurencyjnych konstrukcji dostępnych na rynku, łącznie z 27-centymetrowym rywalem spod znaku Nvidii, kosztującym podobnie GTX-em 980 Ti.

Drugi scenariusz to testy w małej obudowie ITX firmy SilverStone, Sugo SG13. Mieści ona płyty ITX, standardowy zasilacz ATX i ma kubaturę rzędu 11,5 l. W tej obudowie testowaliśmy wyłącznie dwie konstrukcje: Radeona R9 Nano oraz porównywalnie małego GTX-a 970 ITX firmy Asus.

Rzut okiem na R9 Nano

Radeon R9 Nano występuje, przynajmniej na razie, wyłącznie w wersjach referencyjnych. Jeśli chodzi o układ chłodzenia, AMD nie miało większego wyboru. Skoro Nano miał być mały, trzeba było popracować nad jak najefektywniejszym układem powietrznym. Ostatecznie firma zdecydowała się na aluminiowo-miedziany radiator z trzema rurkami cieplnymi do chłodzenia zarówno rdzenia Fiji, 4 GB pamięci HBM, jak i sekcji zasilania. W odprowadzaniu ciepła z radiatora pomaga pojedynczy wentylator.

Całość zamknięto w obudowie z tworzywa sztucznego o długości niecałych 16 cm, która zajmuje dwa sloty. Czerwony napis Radeon na górnej części obudowy, który po raz pierwszy pojawił się w modelu Fury X, tym razem nie jest podświetlany.

W modelu R9 Nano sekcja zasilania została zmniejszona względem pełnego Fury X: mamy tutaj cztery fazy zasilania zamiast sześciu. Po zmniejszeniu TDP Nano zwyczajnie nie potrzebuje aż tyle energii co nieograniczony w zasadzie niczym Fury X, to zaś przełożyło się również na wymagania względem zasilacza. A to jest w miniaturowych komputerach szczególnie ważne, w końcu małe obudowy zazwyczaj mieszczą tylko zasilacze SFX, w których trudno znaleźć dwa ośmiopinowe złącza zasilania, więc R9 Nano musi zadowolić się pojedynczym.

Na panelu ze złączami znalazły się, tak jak w Fury X oraz Fury, trzy wyjścia DisplayPort oraz pojedyncze HDMI – niestety, nie w standardzie 2.0. AMD zapewnia, że to nie problem, ponieważ na rynku pojawią się stosowne przejściówki, na razie jednak ich nie ma, a ponadto będą w naturalny sposób zwiększały cenę zestawu.

Radeon R9 Nano – taktowanie rdzenia w grach

Radeon R9 Nano został wyposażony w pełny rdzeń Fiji z odblokowanymi wszystkimi jednostkami cieniującymi (4096), lecz ze względu na zastosowany układ chłodzenia oraz docelowe zastosowanie na produkt nałożono kaganiec w postaci współczynnika TDP na poziomie 175 W. Oznacza to, że karta przez cały czas dynamicznie dostosowuje taktowanie rdzenia do warunków, takich jak temperatura, pobór energii, a nawet obciążenie jednostek cieniujących. Przykład na działanie systemu zarządzania energią względem TDP zapewni już rzut oka na kilka wyników z gier.

Radeon R9 Nano teoretycznie nie jest w stanie działać taktowany z częstotliwością rzędu 1000 MHz przez dłuższy okres, ale czasem się to udaje, głównie za sprawą dużego narzutu sterownika na procesor. W grach i rozdzielczościach (głównie Full HD), w których narzut ten powoduje zmniejszenie wydajności, Radeon R9 Nano może utrzymywać szybkie taktowanie rdzenia, które jednak nie przekłada się na wydajność. Na przykład w Grand Theft Auto V Nano w rozdzielczości Full HD praktycznie nigdy nie spowalnia poniżej 1000 MHz, a jednocześnie zapewnia wydajność sporo gorszą (o ponad 25%) od osiągów teoretycznie słabszego GeForce'a GTX-a 970.

Z kolei w sytuacji, w której rdzeń Fiji Radeona Nano jest obciążony maksymalnie, a wydajność nie jest ograniczana przez narzut sterownika (głównie w rozdzielczości 4K), taktowanie rdzenia spowalnia do około 855 MHz. Podczas kilkugodzinnych testów nie zanotowaliśmy mniej niż około 850 MHz, więc można założyć, że Nano jest w praktyce taktowany z częstotliwością 850–1000 MHz, i tak też oznaczymy miniaturową kartę graficzną AMD na wykresach.

Poniżej przedstawiamy tabelę z parametrami Nano we wszystkich grach, które wykorzystujemy w standardowym teście kart graficznych. Dla porównania zamieściliśmy obok częstotliwości taktowania, które karta osiąga w obudowie ITX (Silverstone Sugo SG13).

Platforma testowa

Wszystkie testy wydajności kart graficznych i procesorów zostały wykonane przy użyciu techniki FCAT.

Platforma do pomiarów wydajności kart graficznych składała się z następujących podzespołów:

System operacyjny:

• Windows 10 64-bitowy.

Sterowniki:

• AMD Catalyst 15.8,
• Nvidia GeForce 355.82 WHQL.

Platforma testowa ITX

Wszystkie testy wydajności kart graficznych i procesorów zostały wykonane przy użyciu techniki FCAT.

Platforma do pomiarów wydajności kart graficznych składała się z następujących podzespołów:

System operacyjny:

• Windows 10 64-bitowy.

Sterowniki:

• AMD Catalyst 15.8,
• Nvidia GeForce 355.82 WHQL.

Wydajność – Assassin's Creed: Unity

Wydajność – Battlefield 4

Wydajność – Crysis 3: Welcome to the Jungle

Wydajność – Crysis 3: The Root of All Evil

Wydajność – Dragon Age: Inquisition

Wydajność – Far Cry 4

Wydajność – Grand Theft Auto V: West Vinewood

Wydajność – Grand Theft Auto V: Paleto Blvd

Wydajność – Middle-earth: Shadow of Mordor

Wydajność – Project CARS (Clear)

Wydajność – Project CARS (Rain)

Wydajność – Watch Dogs

Wydajność – The Witcher 3: Wild Hunt (City)

Wydajność – The Witcher 3: Wild Hunt (Swamp)

Wydajność – The Witcher 3: Wild Hunt (Forest)

Wydajność – 3DMark

Wydajność – Unigine Heaven 4.0, Unigine Valley 1.0

Podkręcanie

Budujących i jednocześnie podkręcających komputery mini-ITX zapewne nie ma wielu, ale Radeona R9 Nano, który ma się w nich znaleźć, również można podkręcać. W trakcie testów przy użyciu najnowszych sterowników możliwość przetaktowania pamięci HBM była zablokowana, dlatego skupiliśmy się wyłącznie na przyspieszeniu rdzenia graficznego

W standardowych ustawieniach Radeon R9 Nano zaczyna bardzo szybko spowalniać taktowanie z nominalnej wartości 1000 MHz, przykładowo w grze Watch Dogs w rozdzielczości 2560 × 1440 gracz może liczyć na faktyczne taktowanie w granicach 940–950 MHz. Dlatego musieliśmy zwiększyć o 50% limit mocy. Dopiero wtedy R9 Nano pozwolił nam faktycznie osiągnąć zadane taktowanie. Ostatecznie jednak rdzeń graficzny udało się przyspieszyć zaledwie o 2,5%, ponieważ osiągnęliśmy stałą częstotliwość 1025 MHz pod obciążeniem. Choć przyspieszenie taktowania względem specyfikacji wyniosło tylko 2,5%, faktycznie osiągnęliśmy przeszło 8-procentowe (z około 945 MHz do 1025 MHz).

Wyniki po podkręceniu

Pobór energii

Test poboru energii wykonujemy z użyciem gry Watch Dogs w maksymalnych ustawieniach szczegółowości obrazu. Watch Dogs to pierwsza gra stworzona wyłącznie z myślą o komputerach PC i konsolach obecnej generacji (Xbox One oraz PlayStation 4), wyciskająca z kart graficznych ostatnie soki.

Temperatura

Temperaturę rdzenia graficznego mierzymy w Watch Dogs w maksymalnych ustawieniach szczegółowości obrazu. Watch Dogs to pierwsza gra stworzona wyłącznie z myślą o komputerach PC i konsolach obecnej generacji (Xbox One oraz PlayStation 4), wyciskająca z kart graficznych ostatnie soki. W przypadku gdy karta ma dwa rdzenie, zestawiamy oba wskazania i podajemy to wyższe.

Należy pamiętać, że nie można porównywać temperatury działania różnych układów! Ilość wydzielanej energii jest wprost proporcjonalna do ilości pobieranej (i niemal jej równa; wyniki pomiarów przedstawiamy na następnej stronie), a temperatura ma znaczenie jedynie w kontekście oceny jakości układu chłodzenia w porównaniach kart wykorzystujących ten sam układ graficzny.

Głośność (ciśnienie akustyczne)

Test głośności wykonujemy w wygłuszonym pomieszczeniu pod poziomem gruntu. W takich warunkach w środku nocy mierzyliśmy około 18,7 dBa. Ostrożny oddech testującego zwiększa głośność tła do niespełna 20,0 dBa. Identyczny poziom osiąga ona w dzień, gdyż mimo usytuowania pomieszczenia i wygłuszenia go część miejskiego gwaru dociera do sprzętu pomiarowego. My testujemy w środku nocy, co zapewnia najmniejszy możliwy wpływ zewnętrznych czynników.

Podsumowanie

Radeon R9 Nano to konstrukcja bardzo nietypowa, która zwraca uwagę na, mamy wrażenie, niezbyt interesującą dla producentów niszę podzespołów służących do budowy wydajnych komputerów ITX. AMD postanowiło wziąć sprawy w swoje ręce, a afektem jest właściwie powstanie nowego segmentu kart graficznych: wydajnych, a zarazem miniaturowych. Jeszcze do niedawna takich urządzeń brakowało, wystarczy prześledzić sytuację na rynku najwydajniejszych kart mini-ITX w ostatnim czasie. Od 2012 roku najszybszymi konstrukcjami tego typu były najpierw GTX-y 670, później GTX-y 760 w krótkich wersjach, a w ostatnim roku – GTX-y 970 ITX oraz Radeony R9 380 ITX. Trzeba powiedzieć wprost: nigdy nie był to najwydajniejszy sprzęt, choć różnica między GTX-em 760 ITX a GTX-em 970 ITX z pewnością robi wrażenie.

Całkiem duży przeskok dokonuje się właśnie za sprawą miniaturowego Radeona R9 Nano. Nie sposób pominąć tego, że pamięć HBM po raz pierwszy, odkąd ją zaprezentowano, faktycznie wpisała się w założenia projektowe AMD. Radeon R9 Fury X, czołowa konstrukcja firmy, pomimo zastosowania HBM i dość krótkiego laminatu wcale nie ma aż tak zwięzłej budowy, jak się zdaje, ponieważ użytkownik zawsze musi znaleźć miejsce na 120-milimetrowy radiator oraz dość sztywne, 40-centymetrowe węże, Sami się o tym boleśnie przekonaliśmy, próbując zapakować tę kartę do obudowy ITX w postaci modelu Silverstone Sugo SG13. Radeon Fury cierpi na ten sam problem: ze względu na zastosowanie pamięci HBM karty graficzne z tej serii mają krótki laminat, co jednak nie ma żadnego znaczenia w sytuacji, gdy karty te są sztucznie przedłużane nawet 30-centymetrowymi radiatorami. Dopiero Radeon R9 Nano faktycznie pozwala dostrzec korzyść, jaką zapewnia małe zapotrzebowanie HMB na miejsce wokół rdzenia: cała karta mierzy około 15 cm i zmieściło się na niej wszystko, od rdzenia graficznego i pamięci po sekcję zasilania i dwuslotowy układ chłodzenia.

Nie brakuje tutaj niczego, a przecież udało się na tak małym laminacie zmieścić w pełni odblokowany rdzeń Fiji, ten który znalazł się także w Radeonie R9 Fury X, taktowany według AMD z częstotliwością do 1000 MHz (zamiast 1050 MHz, jak w Fury X). Brzmi to świetnie, ale musimy w tym miejscu zaznaczyć, że mimo wszystko pozostaje wrażenie niedopowiedzenia ze strony AMD, ponieważ rdzeń Radeona R9 Nano faktycznie ma nałożony kaganiec w postaci ograniczeń poboru energii oraz temperatury. To zaś przekłada się na zdecydowanie wolniejsze taktowanie rdzenia graficznego pod obciążeniem. Podczas testów zanotowaliśmy wartości od 850 MHz do 1000 MHz, ale najuczciwiej byłoby podać średnie taktowanie rdzenia zmierzone przez program HWiNFo, które wynosi około 930 MHz w obudowie ATX i około 920 MHz w obudowie ITX. Oczywiście, wszystko zależy od tego, w jakim trybie gra jest uruchomiona, jaka jest charakterystyka obciążenia danej gry, a nawet od temperatury w samej obudowie. Ostatecznie jednak Radeon R9 Nano zapewnia około 20-procentowy wzrost wydajności względem modelu GeForce GTX 970 ITX. Biorąc pod uwagę, że mamy do czynienia z praktycznie najmniejszą wydajną kartą na rynku (najmniejszy GTX 970 ITX jest przynajmniej o 2 cm dłuższy), jest to zaskakująco dobry wynik, który oznacza, że R9 Nano to obecnie najwydajniejsza miniaturowa karta graficzna.

Projektantom R9 Nano przytrafiło się niedopatrzenie związane z poborem energii. Mimo że cały zestaw z R9 Nano pobiera średnio 300 W, zdarza się, że chwilowo zapotrzebowanie osiąga nawet 400 W, co można zaobserwować szczególnie często w menu gry, gdy w końcu zostanie wczytany jej zapis. Obraz pojawia się wtedy tylko na moment, bo cały komputer się wyłącza z powodu zbyt wysokiego chwilowego poboru energii na linii 12 V. Radeon R9 Nano w ten sposób włączył zabezpieczenia przeciwprzeciążeniowe w dwóch zasilaczach SFX firmy be quiet!, 300- oraz 400-watowym. Z tego powodu musieliśmy zmienić platformę testową i zastosować 550-watowy model firmy SilverStone. To wszystko oznacza, że do Radeona R9 Nano potrzebny jest znacznie mocniejszy zasilacz, o ponad 100 zł droższy od używanego przez nas 400-watowego be quiet!.

Cenę nowego Radeona R9 Nano producent ustalił na mniej więcej 3000 zł. Czy to dużo? Zdecydowanie tak, ale „czerwoni” wyszli z założenia, że skoro to najwydajniejsza dostępna karta ITX, chętni i tak się znajdą. Z jednej strony AMD może mieć rację, a z drugiej... za tę samą kwotę można przecież kupić znacznie szybsze pełnowymiarowe karty graficzne. Nie tylko Radeona Fury X, opartego na tym samym rdzeniu, ale wydajniejszym, bo o wyższej gwarantowanej częstotliwości taktowania, ale również fabrycznie podkręcone wersje modelu GeForce GTX 980 Ti, które są już nawet o jedną trzecią wydajniejsze. Czy decyzja o wycenie wpłynęła na popularność modelu R9 Nano? Z naszych oraz ogólnie dostępnych informacji wynika, że zwolenników mocnych komputerów ITX nie ma zbyt wielu, przez co Radeon R9 Nano pomimo swoich niezaprzeczalnych zalet raczej zalega na półkach sklepowych. Nowemu modelowi AMD nawet w oczach miłośników komputerów ITX niezaprzeczalnie szkodzi znacznie tańszy (kosztujący tylko 1400 zł) GeForce GTX 970 ITX, choć przypominamy, że R9 Nano jest szybszy od niego o mniej więcej 20%.

W tym miejscu możemy tylko ubolewać, że Radeon R9 Nano nie pozostał... po prostu następcą Radeona R9 290X, czyli Radeonem R9 390X. Skonfigurowany pod 175-watowy wskaźnik TDP rdzeń Fiji w karcie za mniej więcej 2000 zł mógłby zrobić furorę, podobnie jak GTX 970, ale cena na poziomie 3000 zł skutecznie mu to uniemożliwiła. Radeon R9 Nano co prawda robi wrażenie i w zasadzie tworzy nowy segment produktów, ale jednocześnie nie przyczyni się w żaden sposób do zmiany układu sił na rynku, a więc nie zwiększy konkurencji.

Do testów dostarczył: AMD

Cena: ok. 3025 zł