AMD FirePro W8000 и W9000: обзор и тест профессиональных видеокарт – THG.RU

AMD FirePro W8000 и W9000 | Новые видеокарты для рабочих станций

GPU на базе архитектуры AMD Graphics Core Next (GCN) появились в продаже в конце прошлого года. Несмотря на очевидное преимущество в вычислительной мощности по сравнению с настольными видеокартами Nvidia на архитектуре Kepler, AMD довольно долго переводила современную архитектуру в область рабочих станций. Профессиональные видеокарты требуют более качественных драйверов и более стабильного “железа”, чем пользовательские модели. Следовательно, они обычно запаздывают с выходом.

В данный момент AMD предлагает следующую линейку профессиональных видеокарт GCN: W9000 – ultra high-end предложение, W8000 – high-end, W7000 – чуть ниже уровня high-end и W5000 позиционируется как “крепкий середнячок”. Оставшиеся позиции в семействе FirePro представляют модели на архитектуре предыдущего поколения. Естественно, AMD понемногу выводит устаревшую продукцию, и для ввода дополнительных карт на базе GCN места достаточно. Сегодня в нашей лаборатории есть две модели high-end класса: FirePro W9000 и W8000, плюс несколько предыдущих карт FirePro и четыре видеокарты Quadro от Nvidia (6000, 5000, 4000 и 2000).

В дополнение к нашим обычным тестам профессиональных видеокарт мы также добавили геймерские видеокарты и соответствующие тесты. Не то чтобы мы рекомендуем использовать профессиональные видеокарты для игр, просто это сделает тестирование более интересным.

Для всех бенчмарков мы используем свежесобранную систему с двумя процессорами Opteron 4284, установленную на ярко красный тестовый стенд Lian Li. Теперь самое время посмотреть, как архитектура GCN, известная своей высокой вычислительной мощностью, выстоит против лучших карт Nvidia Quadro!

AMD FirePro W8000 и W9000 | Использование потенциала архитектуры GCN

От серии V до W: новая лига

Новое семейство FirePro W разработано на архитектуре AMD Graphics Core Next (GCN), которая также используется в новых настольных видеокартах компании серии Radeon HD 7xxx. FirePro W является приемником серии V, которая базируется на архитектуре Very Long Instruction Word (VLIW). VLIW обеспечивает неплохую 3D-производительность, но с тяжёлыми вычислительными задачами дела обстоят хуже. GCN была разработана чтобы исправить этот недостаток, и мы уже видели, как новые карты AMD в этом отношении просто творят чудеся в пользовательском сегменте.

Вычислительный блок Compute Unit (CU) в деталях

Compute Unit (CU) архитектуры GCN заменяет движок Single Instruction Multiple Data (SIMD), который AMD использует со времён видеокарт Radeon HD 2000. CU состоит из четырёх векторных блоков (VU), которые, в свою очередь, состоят из 16 ALU и регистра. Каждый блок VU может работать независимо и выполнять одну четверть массива инструкций (wavefront) за тактовый цикл. CU с четырьмя VU может выполнять четыре массива wavefront каждый четвёртый тактовый цикл (или один массив за тактовый цикл).

В дополнение, CU имеют скалярный модуль, отвечающий за операции управления потоком. Каждый CU также имеет четыре блока текстурирования соединённых с кэшем на 16 Кбайт для чтения/записи. L1 не только в два раза больше, чем в архитектуре VLIW4, но и работает с операциями записи в дополнение к чтению.

FirePro W9000 достигает 1 TFLOP вычислений с двойной точностью

GPU Tahiti в флагманской FirePro W9000 использует 32 CU. В вычислительном блоке установлено 64 ALU, всего 2048 ALU. Частота GPU составляет 975 МГц, что даёт нам 4 TFLOP 32-битных вычислений и 1 TFLOP вычислений с двойной точностью с плавающей запятой. Естественно для маркетинга эти цифры очень хороши, и справедливо предположить, что AMD решила использовать частоту GPU 975 МГц в FirePro W9000 именно поэтому. Вторая по скорости FirePro W8000 использует уже чуть более скромный графический процессор с частотой 900 МГц.

С такой нагрузкой кэш L1 обеспечивает пропускную способность в 2 Тбайт/с. К тому же GPU оснащён кэшем второго уровня на 768 Кбайт.

Улучшения тесселяция и Order-Independent Transparency (OIT)

Как и настольные карты на базе Tahiti, обе модели FirePro оснащены GPU, который использует два геометрических движка с улучшенной по сравнению с предшественниками тесселяцией. Девятое поколение движков тесселяции могут обрабатывать до 2 миллионов треугольников в секунду. Тем не менее, AMD обещает прирост производительности в 1,7x – 4x раза, в зависимости от количества блоков тесселяции.

Аппаратно ускоренный режим OIT должен улучшить качество вывода, уменьшить количество артефактов и ошибок прозрачности рендеринга. Однако чтобы воспользоваться данными преимуществом, приложения должны быть специально разработаны для этого.

PowerTune и ZeroCore

Впервые мы углублялись в технологию PowerTune в обзоре “Radeon HD 6970 And 6950 Review: Is Cayman A Gator Or A Crock?”(англ.). Функция отслеживает энергопотребление и понижает частоту GPU, если необходимо удержать его в пределах теплового пакета (TDP).

GPU AMD Tahiti имеет дополнительную функцию экономии энергии под названием ZeroCore, она состоит из нескольких компонентов. Режим глубокого сна и режим пропусков в DRAM теперь служат для дополнительной экономии энергии. Между тем, содержание кадрового буфера теперь можно сжимать.

ZeroCore включается, когда карта простаивает или система переходит в режим сна. При отображении рабочего стола Windows эта мощная видеокарта потребляет всего 15 Вт. Когда Windows простаивает достаточно долго и отключает сигнал на монитор, энергопотребление падает ещё ниже. Карта практически выключается, выделяя так мало тепла, что вентилятор может даже перестать вращаться.

Пользователям CrossFire технология ZeroCore будет особенно интересна, поскольку она может выключать вторую, третью и четвёртую видеокарту, если она не нужна, понижая тем самым энергопотребление и тепловыделение. Хотя конфигурации из нескольких карт на рабочей станции – редкость.

AMD FirePro W8000 и W9000 | Встречайте FirePro серии W

Как уже упоминалось, серия AMD FirePro W сейчас представлена четырьмя моделями видеокарт, однако мы слышали, что к выходу почти готова модель W600 начального уровня. Нам прислали образцы двух самых дорогих карт линейки: FirePro W9000 и FirePro W8000.

Технические характеристики, охватывающие всё семейство, найти по-прежнему тяжело, а AMD решила не присылать нам все доступные карты. Тем не менее, используя дополнительные источники, нам удалось получить большую часть недостающей информации.

AMD FirePro W9000

AMD FirePro W8000

Дизайн и внешний вид похож на пользовательские карты Tahiti за исключением разъёмов питания, которые находятся сзади. Подключение дополнительного питания делает длинную карту ещё длиннее, сборщикам стоит принять это во внимание. Также панель ввода/вывода отражает направленность на рабочие станции, поскольку здесь представлены только разъёмы DisplayPort.

AMD FirePro W8000 и W9000 | Тестирование

Аппаратное и программное обеспечение уровня рабочих станций

В качестве рабочей станции мы используем двухпроцессорную систему, ту же, что и в чартах Workstation Graphics 2012.

Причина перехода на новую тестовую систему проста: нас интересуют не только игры, но и профессиональные задачи. Мы остановились на этой системе потому, что её материнская плата KCMA-D8 с двумя сокетами и процессоры AMD Opteron 4284 позволяют создать достаточно мощную, но при этом не очень дорогую рабочую станцию.

Для тестов мы используем открытый тестовый стенд от Lian Li, который, как и карты FirePro, выполнен в ярко красном цвете. Будем надеется, что профессиональные карты на базе Kepler для будущих обзоров тоже разместятся тут без проблем.

SPECviewperf 11: Catia

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Этот тест не учитывает сильные стороны видеокарт серии FirePro W и, похоже, тут следует произвести некоторые оптимизации драйверов.

Любопытно, что даже старая FirePro V5900 не отстаёт от остальных участников в данном тесте. Поскольку разница в производительности некоторых моделей очень мала, мы провели тесты несколько раз, чтобы убедиться в повторяемости и стабильности результатов.

SPECviewperf 11: Ensight

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Этот тест, как известно, хорошо работает даже на игровых видеокартах. Однако на них качество картинки получается ниже.

С увеличением уровня сглаживания даже Nvidia Quadro 6000 не может выстоять против двух моделей FirePro W.

SPECviewperf 11: LightWave

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Две новые видеокарты FirePro W оставляют конкурентов далеко позади, как со сглаживанием, так и без. Если сравнить более старые карты, то их результаты очень близки.

SPECviewperf 11: Maya

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Видеокарты FirePro W значительно быстрее старых моделей AMD, однако здесь их обходят конкуренты от Nvidia. Как мы уже видели в тесте Catia, необходима оптимизация драйверов.

SPECviewperf 11: Pro/ENGINEER

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Этот тест предрасположен к видеокартам Nvidia Quadro. AMD FirePro W просто не могут с ними сравниться. Начиная с четырёхкратного сглаживания W8000 работает хуже, чем мы ожидали. По всей видимости, проблема тут в драйверах.

SPECviewperf 11: SolidWorks

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Как и в бенчмарке LightWave, карты FirePro W здесь явно лидируют по производительности. Тем не менее, на пресс-конференции по FirePro AMD специально упоминала о проблеме оптимизации карт для бенчмарков вместо реальных приложений. Вероятно, в прошлом необходимо было закладывать больше ресурсов, чтобы получить более высокую производительность в SPECviewperf.

SPECviewperf 11: Siemens TcVis

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Новые видеокарты FirePro W смогли обойти своих предшественников, но не конкурентов Nvidia Quadro.

SPECviewperf 11: Siemens NX

Без сглаживания

Двукратное сглаживание

Четырёхкратное сглаживание

Восьмикратное сглаживание

Итог

Картам Nvidia Quadro удалось победить в бенчмарке без сглаживания. Но с повышением уровня сглаживания они начали сдавать позиции. Когда мы включили восьмикратное сглаживание, карты AMD FirePro W вырывались вперёд. Это единственный тест из всего нашего набора, который демонстрирует, какое огромное влияние оказывает сглаживание на производительность видеокарт Nvidia.

AutoCAD 2013: производительность 2D

Производительность 2D: близкие результаты

Для тестов в 2D-режимах мы использовали AutoCAD 2013 и Cadalyst Systems Benchmark 2012. Главные вывод заключается в том, что все видеокарты, даже старые карты и модели начального уровня, обрабатывают двухмерные задачи практически одинаково. Модель FirePro V3900 за $115 умудрилась выиграть три из пяти тестов Cadalyst Systems Benchmark.

AutoCAD 2013: производительность 3D

AMD FirePro W и общий индекс производительности

Cadalyst Systems Benchmark 2012 отображает как показатели отдельных задач, так и индекс общей производительности. Индекс производительности основывается на различных задачах пытаясь приблизиться к реальным нагрузкам.

Две новые карты FirePro W проигрывают в отдельных задачах, но ведут по индексу производительности 3D, обогнав решения от Nvidia и старые карты AMD. Похоже, компания преуспела в оптимизации драйверов под эти задачи.

Maya 2013: производительность 3D

Мы использовали Maya 2013 с модифицированным скриптовым файлом “MayaTest.mel” (SPECapc 2009). Nvidia Quadro 6000 использовалась в качестве референсной карты, а её результат мы приняли за 100% и привели производительность остальных карт в виде процентов от её результата. Показатели ниже 100% говорят о более высокой, чем Nvidia Quadro 6000 производительности, следовательно, показатели ниже 100% о более низкой.

Этот бенчмарк даёт достаточно точную картину реальной производительности. FirePro W справляются хорошо, обгоняя старые модели этой же компании (как и должно быть, учитывая дополнительную вычислительную мощность) и неплохо выглядят на фоне видеокарт Nvidia. Опять же, победителя определяет конкретное приложение.

Basemark CL: основные бенчмарки

Тесты-симуляторы

Тесты-симуляторы очередной раз демонстрируют необходимость дополнительной оптимизации драйверов в некоторых приложениях.

Видеокарты FirePro W обходят своих предшественников, но не могут догнать Nvidia Quadro. Даже несмотря на то, что они неплохо показали себя в тесте Julia Rendering, в Mandelbulb Rendering результаты значительно хуже, в тестах Fluid Operations и Wave Simulation они оказались полностью разгромлены.

Манипуляции с жидкостью

Имитация волн

Julia Rendering

Mandelbulb Rendering

Basemark CL: обработка изображения

Видеокарты FirePro W доминируют в тестах обработки изображения.

Просто взглянув на результаты теста Color Correction становиться понятно, почему AMD использует эти показатели в маркетинговых материалах FirePro W. У нас этот тест даже не запустился на картах Nvidia Quadro. Мы связались с Rightware чтобы узнать, есть ли возможность пропатчить тест и добавить результаты позже. В этом свете мы даже не совсем понимаем, как тестеры AMD получили результаты карт Quadro.

В остальных бенчмарках мы получили показатели всех карт, и они представлены ниже.

Basemark CL: работа с видео

В тестах обработки видео лидеры меняются от случая к случаю, но в целом доминируют карты Nvidia Quadro.

Результаты, которые AMD демонстрировала в своих презентациях, в наших тестах мы не увидели. Компания часто не включала в диаграммы Nvidia Quadro 6000, а когда эта карта появлялась, её производительность была ниже, чем у нас. Нам не известно, какую версию бенчмарка Basemark CL использовала AMD, но мы тестировали с самой последней.

Тесты DirectX

Наши читатели просили нас сравнить дорогие видеокарты для рабочих станций с гораздо более дешёвыми пользовательскими моделями в игровых тестах на базе DirectX. Поэтому мы протестировали архитектуры GCN и Fermi (карты для рабочих станций на базе Kepler ещё не появились).

В тесте 3DMark11 лидируют профессиональные видеокарты на архитектуре GCN. Это совсем не удивительно, поскольку их частота немного выше. Пользовательские карты от AMD и Nvidia обогнали видеокарты Quadro, в чём, скорее всего, виновато как аппаратное, так и программное обеспечение.

Видеокарты FirePro W также доминируют в тесте Unigine Heaven. Любопытно, что показатели, полученные в тестах DirectX 11 и OpenGL, очень близки: в DirectX 11 более высокая средняя частота кадров, а в OpenGL более высокая минимальная частота кадров.

Во время теста Unigine видеокарта Quadro 5000 выключилась, как нам кажется, из-за перегрева. Даже после того, как карта остыла, снова она уже не включилась, а блок питания тестовой системы выключался сразу после попытки очередного включения стенда. Следовательно, в оставшихся тестах Quadro 5000 не участвует, хотя это не большая проблема, поскольку на этом этапе мы почти закончили тестирование. Но это нехороший знак, что такая дорогая видеокарта как Quadro 5000 продемонстрировала такой существенный дефект всего после десяти часов работы в открытом корпусе.

Бенчмарк Aliens vs. Predator похож на предыдущие, поэтому мы решили перейти сразу к Crysis 2. FirePro W отлично справились с этим тестом. Во втором тесте пользовательские карты смогли немного обогнать профессиональные, но качество изображения на FirePro W нам понравилось больше. Используя в играх карту за $4000 чувствуешь себя декадентом, в то же время это весьма забавно.

Тесты OpenCL

Эти бенчмарки аналогичны тестам под DirectX, т.к. мы тестируем пользовательские и профессиональные модели (кроме “погибшей” Quadro 5000). Результаты говорят сами за себя.

Пользовательские и профессиональные видеокарты AMD очень хорошо себя показали в тесте bitmining, продемонстрировав преимущества архитектуры GCN.

Мы использовали Luxmark 2.0, поскольку в нём используется более простая сцена. В сложных задачах рендеринга производительность более медленных карт едва отходила от нуля. Добавляя сложности, карты FirePro W ещё больше вырываются вперёд.

PostFX использует как OpenGL, так и OpenCL в работе своего сложного бенчмарка. Обычно здесь лидировали карты Nvidia, но появление архитектуры AMD GCN изменило эту тенденцию.

С задачей NQueens карты FirePro W справились хуже. Разница невелика, но Fermi всё же выигрывает.

Энергопотребление и температура

Энергопотребление

Мы протестировали FirePro W8000 и W9000 в трёх различных сценариях энергопотребления: приложение GPGPU с нагрузкой 99-100% (с помощью PowerTune), рендеринг и вывод видео с нагрузкой 75-80% и AutoCAD с нормальной рабочей нагрузкой.

FirePro W8000 работает гораздо эффективнее, чем большая FirePro W9000. С такой же ситуацией мы сталкивались, тестируя Radeon HD 7950 и 7970. При полной нагрузке FirePro W8000 потребляет 184 Вт, а FirePro W9000 более 275 Вт. FirePro W8000 очень впечатляет, причём она уже разогнана по сравнению с Radeon HD 7950.

Температура

Мы добавили Nvidia Quadro 6000 к тестам температуры, чтобы акустические тесты на следующей странице были более полными. И AMD и Nvidia используют профили вентиляторов, которые минимизируют уровень шума при средних нагрузках. Профиль вентилятора карты Quadro 6000 даже более высокий чем у AMD, это необходимо, чтобы вернуть температуру на уровень ниже 900 С, что, кстати, видно на графике.

Сравнение шума (видео)

Как и в предыдущих обзорах видеокарт, мы измеряли уровень шума на расстоянии 50-ти сантиметров от открытого корпуса. Материал был снят с помощью Sony NEX5, а звук наложен позже. Если вам кажется, что на фоне кто-то сморкается, то это из-за автора, он в это время был простывшим.

Полня нагрузка: GPGPU

Если посмотреть на уровень температуры на предыдущей странице, можно себе представить, какой будет уровень шума. FirePro W8000 выходит вперёд с результатом 50,4 дБA, за ней идёт FirePro W9000 с 53,2 дБA.

FirePro W9000: полная нагрузка

FirePro W8000: полная нагрузка

Nvidia Quadro 6000 здесь явно проигрывает, её результат составляет 58,8 дБA. Если честно, при почти 60 дБA возникает ощущение, как будто начинается тайфун.

Quadro 6000: полная нагрузка

По сравнению с пользовательскими картами AMD, модели для рабочих станций обеспечивают немного лучшее охлаждение при более низком уровне шума. Хотя, учитывая цену, от профессиональных решений этого следовало ожидать.

По правде говоря, мы решили сделать ещё один прогон с AutoCAD 2013 и Cadalyst 2D, который больше соответствуют стандартным моделям использования данных видеокарт.

Умеренная нагрузка: AutoCAD 2013

Все карты издают меньше шума при умеренной нагрузке, так что пользователи рабочих станций могут вздохнуть с облегчением. Результаты участников очень близки: Quadro 6000 лидирует с показателем 31,2 дБA, далее FirePro W8000 с 31,8 дБA и W9000 с 31,9 дБA. Разница между двумя моделями FirePro практически неразличима, послушайте сами:

FirePro W9000: AutCAD

FirePro W8000: AutCAD

У профиля вентилятора Nvidia Quadro 6000 есть один недостаток, за пониженный уровень шума приходится расплачиваться повышенной температурой. При умеренной нагрузке температура достигала 500 С. FirePro W удерживали её на уровне 38-400 С.

Quadro 6000: AutCAD

AMD FirePro W8000 и W9000 | AMD FirePro W8000: выгодная покупка за $1600?

Мы ждали видеокарты AMD FirePro серии W достаточно долго, ведь первая настольная видеокарта на архитектуре GCN появилась в конце ноября прошлого года.

Задержке поспособствовали два фактора. Во-первых, у AMD определённо было ограниченное количество 28-нанометровых кристаллов. Однако с течением времени производственный процесс отработался, и компания теперь может предложить более высокие частоты при этом не жертвуя долговечностью. Во-вторых, для широкого разнообразия приложений и окружений необходима оптимизация драйверов. Это занимает некоторые время, особенно на абсолютно новой архитектуре.

Снова повторимся, мы считаем, что в некоторых протестированных нами сценариях драйверы AMD могли быть оптимизированы не достаточно хорошо. Поэтому перед покупкой мы рекомендуем подумать и определиться, что преимущественно вы будете делать с видеокартой. Если FirePro W подойдут под ваши нужды, вы получите высокую производительность 2D, сравнимую со старыми моделями компании, а также улучшенную производительность 3D и GPGPU (OpenCL).

Сравнить напрямую FirePro W и Nvidia Quadro тяжело. В то время как одни просто блистают, другие сталкиваются с серьёзными проблемами. Задачи, для которых предназначены эти карты разнообразны и сложны, поэтому мы рассматриваем отдельные бенчмарки и стараемся не обобщать производительность.

Техпроцесс 28 нм от TSMC, архитектура AMD GCN и функции аппаратного ускорения, ещё не используемые независимыми разработчиками ПО, – все это звучит многообещающе. Тем не менее, драйвера AMD ещё пока не до конца созрели, чтобы можно было оценить, что станет с этими картами через несколько недель или месяцев. Но потенциал есть, и когда команда разработчиков ПО компании AMD закроет пробелы, которые мы видели в сегодняшних тестах, новые видеокарты FirePro могут стать достойными конкурентами для уже устоявшейся линейки видеокарт Nvidia Quadro. К тому же мы ждём более дешёвые предложения в линейке FirePro W и постараемся рассмотреть их, как только они появятся.

Рекомендации к покупке

Что касается рекомендаций, пока мы ограничимся картами семейства FirePro W. На этом этапе противопоставлять AMD и Nvidia очень сложно. Однако сегодня мы выяснили, что самые быстрые карты на базе GCN значительно опережают самые быстрые модели на архитектуре Fermi. И мы надеемся, что после полной оптимизации high-end карты FirePro W будут удерживать это лидерство.

Лучше всего по соотношению цена/производительность выступает модель FirePro W8000. Она стоит значительно дешевле, работает более эффективно (и тише), а производительность практически на одном уровне с FirePro W9000. Конечно, странно называть видеокарту за $1600 выгодной покупкой зная, что большинству пользователей такая дорогая модель не нужна. Тем не менее, для профессиональных пользователей, которые не могут экономить на таких факторах как производительность или поддержка, цена $1600 быстро окупится за счёт увеличенной производительности.

Если вам не нужна дополнительная производительность FirePro W9000, то FirePro W8000 надолго закрепиться в вашей рабочей станции. Компания уже сделала шаги в сторону увеличения конкурентоспособности, и мы ждём, что она продолжит двигаться в этом направлении. Остаётся только ждать, когда появиться семейство Nvidia Quadro на архитектуре Kepler, и мы обязательно сравним их с существующими моделями.