2019-02-25

大道至簡 如7而至 AMD RADEON VII首測

自從今年的CES開完,我的心就一直被一件東西所系,那就是Lisa Su在AMD新品發布會上展示的那塊全世界第一塊7nm工藝的RADEON VII。雖然沒有看到Navi的身影,但是細水長流,AMD沒有讓我這種苦等7nm的科技宅盼望太久。相信看了CES直播的人肯定會對這塊卡有許多的疑問:性能怎么樣?有沒有和2080一戰的實力?具體參數以及功耗、溫度又是什么樣?

放心,既然大家趣味相投,我自然不會讓大家失望,今天我就為大家帶上這一道大餐,看看這塊卡有沒有到你心目中的水平吧~
AMD RADEON VII

我知道,你們肯定是沒有在CES上看清這塊卡的樣子,所以先將顯卡的外觀介紹一下。這塊卡一入我的手就有一種非常規整的感覺,正面來看,一大塊金屬裝甲中除了嵌入3個風扇和右上角的紅色R標志后再無其他,連之前風扇上面“R”的logo也全部抹掉,給人相當清爽的感覺。說真的,看了那么多正面形狀各異的顯卡,AMD深諳“less is more”的道理,第一印象相當不錯。

AMD RADEON VII

忘了說,這次AMD RADEON VII的包裝也非常有意思,里面自帶了裝有這次7nm工藝的芯片的底座(還有RGB你敢信),讓我一度懷疑我是不是要自己把它裝上去(并沒有),也讓我好奇里面的芯片到底是不是長這樣,別著急后面的拆解我會揭開他的神秘面紗。

AMD RADEON VII

來到顯卡上方,左側用紅色均光板裝飾的“RADEON”熠熠生輝,右側也有我們大家非常熟悉的“R”型紅色方塊,通電后呈現暗紅色。電源接口在其附近,為8+8pin。
在這塊背板后面是密密麻麻的螺絲
來到背面,標志性的“X”型散熱鰭片固定器映入眼簾,在這背后就是那顆7nm的芯片。在其周圍有著比較密集的鏤空裝飾,隱約可看到背板。AMD RADEON VII

視頻輸出接口方面,取消了DVI而使用3×DP接口+HDMI接口,依然是簡單的設置,但是幾乎能滿足目前所有設備的視頻輸出需求,一字排開的布局能夠讓散熱鰭片更加緊密的貼緊顯卡PCB,避免鏤空、縫隙的出現。

全新7nm制程登場

AMD RADEON VII使用了臺積電全新的7nm“Vega 20”工藝制程,雖然以目前手里的資料我們還無法判斷在架構方面是否有變化,不過從下面這兩張Die shot中我大致認為其使用的架構除工藝以外和Vega 10沒有太大區別。

Vega 10

Vega 20
 
不過僅僅是因為工藝上的提升,AMD就把原來為495平方毫米的核心面積縮小為331平方毫米。這也使得AMD能夠在上面再放兩個HBM2顯存,其能夠擁有恐怖的16GB顯存容量和1TB/S的帶寬。
 
參數方面,AND RAEDON VII擁有132億個晶體管,60個CU,著色器數量為3840,基礎頻率1400MHz,加速頻率1750MHz,SP性能提升至最高13.8 TFLOPs,顯存位寬隨著HBM2的提升而增加一倍,達到了4096bit,在這些提升的基礎上,功耗僅僅提高了5W。7nm著實恐怖。
Radeon VII與Vega 64/56參數對比

在7nm工藝上,我想多說兩句。為什么我們原來總說7nm工藝是整個半導體行業的極限?

其實,就是兩個字:漏電。10年之前,我們把工藝的極限定義到65nm,因為到了65nm節點二氧化硅絕緣層漏電已經不可容忍;5年前,我們把工藝掣肘定義到22nm,因為到了22nm溝道關斷漏電已經不可容忍;而就在不久前,我們嘴里還是說這7nm的工藝節點不可抗拒,原因是即使是finfet也不足以在保證性能的同時抑制漏電。

那么我們是怎么突破這一個又一個不可能完成的目標呢?材料的改進。面對65nm,我們使用HKMG(high-k絕緣層+金屬柵極工藝),用high-k介質取代了二氧化硅,傳統的多晶硅-二氧化硅-單晶硅結構變成了金屬-highK-單晶硅結構;而面對22nm,我們發明了finfet和FD-SOI,前者用立體結構取代平面器件來加強柵極的控制能力,后者用氧化埋層來減小漏電;而對于7nm,工業界發現可以用砷化銦鎵取代了單晶硅溝道來提高器件性能。

而至于工藝的制造商,去年AMD最主要的芯片制造商GlobalFoundries宣布暫緩7nm的開發,因此在三家制造商:Intel、臺積電和三星中,AMD選擇了臺積電。而又因為AMD與GlobalFoundries千絲萬縷的關系(GlobalFoundries是從AMD分出去的),AMD也面臨著因違反合作遭受巨額賠款的擔憂。

不過禁止發稿前,AMD已經和GlobalFoundries修正了協議,GlobalFoundries允許AMD向其以外的晶圓代工廠商購買晶圓。不過AMD必須支付一定額度現金給GlobalFoundries作為代價。(廠商間的博弈遠沒有我們想象的那么簡單)

好像有點扯遠了,那么接下來我們就讓大家來看一下,這張顯卡的內部究竟是個什么樣子。

顯卡拆解賞析
風扇模組和正面

背板

PCB裝甲

5銅管+全銅表面散熱

PCB全貌


PCB上使用的電器件均為美國IR(國際整流器)公司制造

最后來一張全家福
 
測試平臺介紹

為保證此次評測能夠發揮顯卡的最佳性能,本次測試平臺采用第八代Intel六核心十二線程的i7-8700K、浦科特M9PeG 512GB M.2 NVME SSD、超頻3 超神 3200MHz 8GB×2內存、顯示器為戴爾U2718Q、鑫谷昆侖750W電源、機箱為金河田 崢嶸 Z30。詳情請看上圖。

存儲介質我們使用了浦科特的M9PeG 512GB。這塊固態硬盤整體為黑色調,采用標準的M.2 2280設計,支持NVMe傳輸協議,最大限度提升產品的讀寫性能。正面采用厚重的魚鰭式金屬散熱片設計,這種散熱片相比其他的表面光滑的散熱片相比,金屬表面與空氣接觸的面積更大,散熱能力更好,進一步提升了SSD數據的可靠性。
超神Super God DDR4 8G 3200 RGB特別設計的照明電路,帶來令人驚嘆的RGB燈效,包含5個獨立燈效色區,色彩靈動,性能也同樣優秀。
金河田崢嶸Z30機箱主體部分采用了SPCC 0.6mm黑化合金處理,在整體框架上,更是采用大五金結構設計,使其結構更加穩定,避免機箱晃動帶來不必要的麻煩。前置式的電源設計,使其風道設計更加合理。最多支持9把12厘米風扇,支持安裝240毫米冷排,給你一個更加涼爽的運行環境。

理論性能測試

下面進入顯卡的理論測試環節,軟件還是我們的老朋友:3DMark,其能夠在DX11、DX12環境下反應顯卡的真實性能,由于Lisa Su在CES上面明確指出這塊顯卡對標產品為NVIDIA GeForce RTX 2080,因此我們使用RTX 2080和上一代Vega 64作對比,看看究竟AMD RADEON VII在性能提升和同代產品競爭上有和優/劣勢,取顯卡分數實測如下:
FS套餐(DX11環境)

TS套餐(DX12環境)
首先,在DX11環境中,AMD RADEON VII全面趕超了RTX 2080,增幅最高可達6%。
但事實究竟是這樣嗎?我們用游戲實測見真章!

游戲性能測試

那么這是否就反映了游戲中的實際表現呢?接下來我們進入實際游戲測試環節,分辨率選擇2K和4K,畫質均為默認最高,抗鋸齒選擇TAA,取平均幀數,結果如下:
《孤島驚魂5》

《古墓麗影:暗影》

《刺客信條:奧德賽》

《奇異小隊》

《戰地V》
從上面的幾款游戲我們可以得知,在DX11環境下(例如《孤島驚魂5》),AMD RADEON VII的表現是高于RTX 2080的,2K下領先對手3幀,4K下領先1幀,增幅在2%左右。

不過在DX12環境下(例如《古墓麗影:暗影》),AMD RADEON VII表現總體和3DMark跑分情況相當,整體都有一定程度的幀數下跌,程度因游戲而定。

但是在為AMD進行過特殊優化的游戲上(例如《奇異小隊》),幀數領先幅度還是蠻大的,看來Lisa Su在CES上面并沒有夸大其詞。而且我們要注意這僅僅是媒體從測試版的驅動獲得的跑分,不排除以后AMD在驅動程序上繼續優化使幀數表現更好。

溫度和功耗測試

由于處于首測階段,所以GPU-Z和FurMark的溫度傳感器均不能顯示,因此溫度測試我們使用FurMark進行拷機和Radeon軟件中自帶的Wattam記錄最高溫度。室溫20度,溫度表現如下:
AMD RADEON VII溫度表現

看到這個溫度表現,我著實還是有點吃驚,按理說工藝下降之后溫度表現應該更好才對,但是由于多加了2個HBM顯存,使得核心整體發熱量上升,達到了78度。不過我在拆解時發現導熱硅脂并沒有完全覆蓋,所以在拆解后重新涂抹上硅脂(7921)進行測試,溫度下來不少。

功耗方面,我們測試時使用的是整機功耗儀,數據如上圖,待機和滿載情況下,AMD RADEON VII的表現和上一代Vega 64風冷版大致相同,不過對比RTX 2080時還是高出一截。

?7nm頭前帶路!不能容你一家獨大

通過上面的評測,相信大家也從外觀到架構和性能表現全面的了解了這次Lisa Su在CES上船新發布的AMD RADEON VII的各項指標,心里也對它的表現有了自己的一個參照。

這次的AMD RADEON VII并沒有像Vega 64首發時一樣分為水冷板和風冷版,只有一種三風扇版本。

Lisa Su在CES上面提到,AMD RADEON VII的出世就是為了對標NVIDIA GeForce RTX 2080的。從我們的測試來看,優勢就是價格首先偏低,其次我們能夠獲得16GB大顯存,這對一些工程和內容創作者來說無疑是極好的,并且現在的游戲顯存占用越來越大,爆個8GB可以說輕松加愉快,16GB的顯存容量保證了游戲玩家的游玩過程(也就是幀生成時間)將更加流暢,平滑。
不得不說這種簡單的設計才是我們技術宅的最愛

話說回來,其實我們本來是想著較低端的7nm工藝Navi能夠在CES上出現的,完全沒想到對標RTX 2080的全新7nm工藝AMD RADEON VII能夠先一步來到我們面前,可以說是一個驚喜,7nm的首秀也著實讓我們驚艷。

迪蘭作為AMD首席合作伙伴,在首發同一時間推出自家RADEON VII顯卡,下面一起來看一下:
迪蘭 RADEON VII
 

 
 
 
 
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