Radeon HD 7990 в CrossFire | Изучаем поведение двух GPU Tahiti
Сегодняшняя небольшая статья основана на идее, что видеокарты с двумя GPU лучше всего подходят для четырёхчиповых решений. С другой стороны, зачем тратить $1000 на GeForce GTX 690, если можно купить две (в итоге более быстрых) GeForce GTX 770 за $800? Можно ли сказать то же самое о Radeon HD 7990 за $1000 и двух Radeon HD 7970 GHz Edition за $900?
При написании обзора “Radeon HD 7990: тесты флагманской видеокарты AMD” у нас была только одна видеокарта. Теперь их достаточно, что объединить вместе – а ведь именно таким образом они и должны использоваться. Объединяя две Radeon HD 7990, мы даже не преследовали цель добиться максимальной производительности. Как нам уже известно, решения с двумя GPU Tahiti имеют проблемы с пропущенными и короткими кадрами во множестве игр. AMD также известно об этом. Сейчас программисты компании разрабатывают драйвер, который должен улучшить регуляцию подачи кадров. Мы уже тестировали предварительную версию в обзоре Radeon HD 7990, и можно сказать, что она выглядела многообещающе. Однако на текущий момент улучшенный драйвер ещё не готов.
Сегодня мы с вами узнаем тепловые и шумовые показатели нескольких видеокарт 7990 модели в CrossFire. Учитывая три осевых вентилятора и вывод тепла внутрь корпуса, этот вопрос может встать особенно остро.
Благоприятный сценарий: зазор в два слота и хорошее охлаждение
Подготовка эксперимента
Для идеальной тестовой конфигурации в данном случае подойдёт корпус, где достаточное количество воздуха поступает сбоку, чтобы отводить тепло, исходящее из верхней части двух 375-ваттных карт. Также ему понадобится блок питания мощностью более 1000 Вт и достаточно гибкой материнской платой, обеспечивающей зазор между картами Radeon HD 7990 в один и два слота.
Представляя новые видеокарты, AMD рекомендовала два корпуса, отлично подходящих для Radeon HD 7990, одним из которых был Cooler Master HAF X. Cooler Master любезно согласилась прислать такой корпус для нашего эксперимента. В него мы установили системную плату X79S-UP5 от Gigabyte, процессор Core i7-3960X, блок питания Corsair AX1200i и радиатор Noctua NH-U12S. Уровень шума мы замеряли с помощью измерителя Extech 407768, а температуру – с помощью термометра TM200 dual-K. Карты были протестированы в следующей последовательности: отдельно образец для прессы, отдельно розничная версия карты, две розничных карты вместе и розничная карта с образцом для прессы, с целью проверки результатов.
В процессе тестирования мы узнали, что две видеокарты Radeon HD 7990 ведут себя не так, как одна, а увеличение пространства между ними лишь оттягивает момент, когда это становится заметно. Обычно GPU Tahiti не превышает отметку в 84 градуса, когда установлен в карту с одним чипом, например, Radeon HD 7970 GHz Edition, или с двумя чипами, например, Radeon HD 7990. Однако после трёх-четырёх минут в Unigine Heaven две Radeon HD 7990 в конфигурации CrossFire перескакивают защитный порог процессора в 102 градуса. Far Cry 3 отказывается работать, так как температура достигает 98 градусов, а при длительном простое в меню игры температура повышается до 102 градусов. 10 прогонов бенчмарка Metro: Last Light показали, что в этой игре GPU достигают максимальной температуры 97 градусов.
Radeon HD 7990 в CrossFire | Температура GPU и корпуса, уровень шума
Температура GPU: выше, чем должно быть
По данным AMD, температура Radeon HD 7990 не должна достигать уровня, который мы зафиксировали в ходе тестирований. Чтобы температура GPU не превышал а 102 градусов Цельсия (этого, кстати, достаточно, чтобы приготовить кусок свинины за семь часов), установлен тепловой ограничитель. Однако когда температура чипов достигает данного предела, они адаптируют своё поведение, чтобы предотвратить повреждения. Выглядит это примерно так:
Как правило, GPU Tahiti работают на частоте 1000 МГц, а память на 1500 МГц. Вентиляторы постепенно повышают скорость вращения при нагреве процессоров, и при 95 градусах Цельсия они достигают 100%-го рабочего цикла (приблизительно 4200 об/мин). Однако температура продолжает расти, и при 100 градусах частота снижается до 950 МГц. Нагрузка на GPU, которая ранее находилась в диапазоне 85 – 95%, начинает колебаться от 0 до 100%. Напряжение падает с 1,2 до 1,17 В. Если эти меры не помогают снизить температуру, Tahiti понижает частоту до 500 МГц, а напряжение до 0,95 В, но только до тех пор, пока температура не упадёт ниже 100 градусов. Переход не всегда плавный. Иногда мы видели как частота падала до 300 МГц, а напряжение до 0,85 В прямо во время выполнения задачи. При температуре 99 градусов, частота снова подскакивает до 950 МГц и колеблется между тремя состояниями: 1000 МГц в режиме boost, 950 МГц без ускорения и состоянием троттлинга, часто с внезапными нагрузками и понижением производительности.
В тесте Unigine Heaven это происходит за три минуты, если карты находятся в пределах одного слота друг от друга. При зазоре в два слота – за шесть минут. Образец для прессы при достижении температуры около 98 градусов Цельсия вместо перехода к троттлингу осуществляет сброс. Far Cry 3 даёт сбой, даже если между картами два свободных слота.
Все четыре GPU в CrossFire горячие, однако, стоит заметить, что запредельных уровней температуры достигает верхний левый чип, который находится ближе к интерфейсу ввода/вывода сверху карты. Чтобы узнать температуру выводимого из неё воздуха, мы установили температурный датчик примерно в двух с половиной сантиметрах от этой пластины. При использовании одной карты Radeon HD 7990 температура на этом датчике оказалась не намного выше, чем при измерении температуры при выключенной системе. Даже при использовании конфигурации из двух карт показатель не превышает 32 градусов Цельсия.
Однако под нагрузкой ситуация другая. Образец для прессы после десяти минут в бенчмарке Heaven показал 44 градуса, розничная карта – 53 градуса. Но с двумя розничными картами в связке тёплый воздух из верхней карты не прогревался выше 42 градусов. Какова бы ни была причина, мы знаем, что GPU очень сильно нагревается, в то время как выводимый вентилятором воздух холоднее, чем сама карта. Мы думали, что, возможно, объём теплого воздуха, выделяемого GPU, может иметь более низкую температуру за 2,5 см от кожуха. AMD предполагает, что на показатели конфигурации из двух карт может влиять корпус Cooler Master HAF X, подающий холодный воздух из боковой панели.
А как такие высокие температуры влияют на акустические показатели? AMD провела серьёзную работу над понижением уровня шума видеокарт 7990 модели по сравнению с предыдущими двухчиповыми решениями. Для этого пришлось сменить тип вентиляторов, что повлекло изменение воздушного потока. Хуже всего оверклокерам, поскольку больше всего проблем такое конструктивное решение вызывает в связке CrossFire, к тому же шум от вентиляторов 100%-м рабочем цикле является существенным недостатком.
Запечатав корпус Cooler Master HAF X и расположив измерительный прибор Extech в 30 см от передней панели корпуса под углом 45 градусов, мы получили значения от 34,1 – 38,4 дБ(А) в простое у образца для СМИ и до 55 дБ(A) у двух карт под нагрузкой. Стоит отметить, что образец для СМИ и розничная карта ведут себя по-разному, их разделяет чуть больше четырёх децибел.
Наша теория заключает в том, что осевой вентилятор верхней видеокарты создаёт вакуум, блокируя воздушный поток для первого GPU. Увеличение пространства между картами на один слот улучшает ситуацию, но не решает проблему. Следовательно, один процессор несоразмерно горячее других. Карта, зная о высокой температуре GPU Tahiti, раскручивает вентиляторы до максимальной скорости, отсюда и дополнительный шум. Они просто не могут справиться.
Radeon HD 7990 в CrossFire | Мнения AMD, сборщиков и Tom’s Hardware
AMD: так не должно быть
На текущий момент AMD подтвердила, что троттлинг действительно является защитным механизмом Tahiti в действии. Однако представители компании утверждают, что Radeon HD 7990 в CrossFire не должны себя так вести. Но именно так они себя и ведут. Данные, зафиксированные в журнале утилиты GPU-Z, это подтверждают.
Мы очень уважаем команду маркетологов AMD. Они всегда вежливы, благосклонны и готовы помочь. В данном случае они утверждают, что воспроизвести обнаруженный нами эффект в их лаборатории не получается. Также они говорят, что благодаря второй карте производительность повышается максимум в 1,8 раза, и это было бы просто потрясающе, особенно учитывая наш опыт масштабирования с двумя графическими процессорами. Но после тестирования конфигураций с большим и малым пространством между картами, после переключения вентиляторов корпуса на впуск и выпуск, максимизации скорости вращения этих вентиляторов, а также смены трёх разных карт (для уверенности) мы так и не смогли решить проблему.
Сборщики: это допустимо?
Конечно, мы не хотим отказываться от продукта, опираясь на тестирование всего трёх образцов, которые демонстрируют одинаковое поведение в позиции верхней карты в связке CrossFire. Поэтому мы решили провести опрос среди известных сборщиков систем, ведь они создают решения, которые используются многими нашими читателями. Мы связались с Falcon Northwest, Digital Storm, iBuyPower, Origin PC, Maingear и Puget Systems. Нас интересовали следующие вопросы: тестировали ли они две Radeon HD 7990 вместе, сталкивались ли они с похожими проблемами и готовы ли они продавать и давать гарантию на “железо”, работающее при такой высокой температуре.
Джон Бах из Puget Systems ответил первым. У его команды нет спроса на конфигурации с одной видеокартой Radeon HD 7990, поэтому о системе с двумя Radeon HD 7990 он пока сказать ничего не может. Однако он прислал температурные показатели системы с четырьмя Radeon HD 7970 в таком же корпусе Cooler Master HAF X. Подобрав карты с правильной конструкцией кожуха, ему удалось удержать температуру GPU ниже 80 градусов Цельсия. Это значительно ниже, чем у нашего решения из двух видеокарт 7990 модели. Если вам необходима система с четырьмя картами в CrossFire, решение Джона более привлекательно. Также он настаивал, что 102 градуса – это неприемлемая температура, вызывающая сомнения относительно надёжности и долговременности системы. Пределом допустимой температуры для команды Puget являются 80 градусов Цельсия.
Затем отозвались ребята из iBuyPower. Они сообщили, что конфигурация из двух Radeon HD 7990 сейчас не доступна из-за проблем с драйверами, возникших во время проверки. К тому же они пришли к тому же выводу, который мы сделали в обзоре Radeon HD 7990: эта модель просто не рассчитана на хорошее взаимодействие с другими компонентами системы в корпусе. Даже для одной Radeon HD 7990 требуется корпус с хорошим воздушным потоком.
Кель Ривз (Kelt Reeves) из Falcon Northwest прислал нам третье (и наиболее подробнее) сообщение. В нём говорилось, что Falcon не проверяла конфигурации с одной или двумя Radeon HD 7990, поскольку они не прошли проверку на тестовом стенде. Ниже приведена цитата из его ответа:
“С одной картой проблема состояла в том, что после нагрева карта немного деформировалась и вентиляторы тёрлись о кожух, создавая неприятный шум. Может быть, эта проблема присуща только нашим образцам, и возможно её можно было бы исправить, если бы AMD прислала удерживающую пластину, которую мы просили. Вопрос оказался спорным, поскольку наши клиенты, рассматривают Radeon HD 7990 только для связки CrossFire из четырёх GPU. Две видеокарты Radeon HD 7970 слегка быстрее и лучше выводят тепло из системы, поэтому более приемлемы для двухчиповых конфигураций”.
По словам Кельта, он и его команда наблюдали температурные показатели, похожие на наши (выше 104 градусов). Фотография с тепловизора (ниже) лучше всего иллюстрирует то, что мы пытались объяснить.
Кельт продолжает: “Это лишь измерения поверхности в открытом корпусе, но и здесь видно, что один GPU значительно горячее остальных. Именно этот GPU достигает температуры более 102 градусов Цельсия. Важно отметить, что горячая точка всегда остаётся на этом месте, даже если поменять карты местами. Поэтому проблема не в самой карте Radeon HD 7990, а в нескольких Radeon HD 7990 в CrossFire”.
На данный момент мы пока не получили ответа от Digital Storm и Origin PC, однако прямо перед публикацией материала с нами связался Крис Морли (Chris Morley) – технический директор и вице-президент компании Maingear. Крис прислал длинный график с данными, которые его команда получила в Unigine Valley. В этом тесте, по его словам, карты достигают более высоких температур (на 1-2 градуса), чем в Heaven. На графике видно, что основная карта в массиве CrossFire достигает максимум 85 градусов в течение 15-и минут – это меньше, чем результат, полученный нами при тестировании одной розничной Radeon HD 7990 в Heaven. Разница связана с решением, принятым Maingear, однако Крис отказался уточнить каким. Он подтвердил, что проблема в организации воздухообмена, что Maingear не очень рады конструктивному решению AMD с точки зрения интеграции, однако компания рада решать такие проблемы.
График температуры и скорости вращения вентилятора Maingear
Radeon HD 7990 в CrossFire | Одна карта или две? А может быть ноль?
У Radeon HD 7990 есть определённое количество недостатков. Некоторые можно исправить, некоторые – нет. Проблема с регуляцией кадров, о которой мы говорили в нашем обзоре, в будущем может легко решиться через обновление драйверов. Однако выброс лишнего тепла через кожух в самой дорогой видеокарте AMD не изменится. А это значит, что можно даже не пытаться втиснуть её в систему малого типоразмера. Но почему бы в большом корпусе ATX не установить две Radeon HD 7970? Обычные карты (950 МГц) обойдутся по $370 каждая, в свете чего трудно придумать ситуацию, когда одна HD 7990 будет более логичным решением.
Перейдём к теме конфигураций из двух видеокарт. Выявленная сегодня информация отбивает любое желание объединить две Radeon HD 7990 в одной системе: ситуация только ухудшится, а температура повысится до недопустимых значений – и это в лучшем корпусе, рекомендованном AMD. Кстати говоря, два сборщика систем независимо друг от друга сообщили, что с появлением GeForce GTX Titan продажи всех двухчиповых видеокарт (включая GeForce GTX 690) упали до критической отметки. Один из сборщиков добавил, что четырёхчиповые SLI-конфигурации из GeForce GTX 690 также испытывают трудности с теплоотводом в некоторых корпусах. Проблема решается использованием корпусов с впускным вентилятором на боковой панели.
Спрос на GeForce GTX Titan превысил возможности NVIDIA по производству этой модели. Таким образом, существует здоровый рынок видеокарт за $1000. Энтузиасты просто не желают тратить такие суммы на карты, которые могут вести себя нестабильно и неадекватно, и неважно, от AMD они или от NVIDIA.
Учитывая более выгодные решения из двух карт и технические проблемы при объединении двух Radeon HD 7990 в одной системе, самой быстрой двухслотовой видеокарте AMD трудно найти оправдание. И даже Bitcoin mining не является достойной причиной для покупки. Хотите узнать почему – ознакомьтесь со статьёй “All About Bitcoin Mining: Road To Riches Or Fool’s Gold?” (англ.).
После премьеры богатый набор из восьми игр сулил Radeon HD 7990 большие перспективы. Но проведя анализ акустических и температурных характеристик (не говоря уж о сбоях и скачках производительности в CrossFire, которые заслуживают отдельной статьи), мы бы не порекомендовали HRadeon HD 7990 другу. В конце концов, именно об этом и статья.
