Sapphire Radeon R9 390 Nitro

Con l’introduzione della famiglia 300 dei prodotti Radeon, tutti i principali partner di Amd hanno aggiornato la propria offerta di schede grafiche con i nuovi modelli. Sapphire, partner storico dell’azienda, ha presentato sul mercato due modelli nella fascia alta del mercato: la Radeon R9 380 Nitro e la Radeon R9 390 Nitro. In questa anteprima abbiamo provato il modello R9 390 Nitro. Come potete leggere anche nell’articolo – in uscita sul numero di agosto di PC Professionale – dedicato alla nuova linea di schede grafiche Amd, i modelli della serie 300 – fatta eccezione per la Radeon R9 Fury X – sono un aggiornamento della precedente serie 200.

La Radeon R9 390 rimpiazza quindi il modello R9 290 apportando minime modifiche. L’architettura del processore grafico è quella Hawaii che ha debuttato alla fine del 2013.

Gpu Hawaii

Il silicio di classe Hawaii è molto più complesso ed esteso di quello Tahiti, rispettivamente 6,2 miliardi di transistor racchiusi in 438 millimetri quadrati contro 4,3 miliardi di transistor e 352 millimetri quadrati; il numero dei transistor è cresciuto del 44% e il pixel fill rate è cresciuto di circa il 90%, a fronte di un incremento di circa il 24% per quanto riguarda la superficie del die. Come abbiamo avuto modo di raccontare più volte nel corso dell’ultimo anno e mezzo, il processore grafico Hawaii ha cambiato il modo in cui Amd organizza a livello logico la struttura della Gpu. L’elemento fondamentale rimane il modulo Gcn Compute Unit (Gcn CU), che a livello logico è molto simile a quello originale introdotto quasi quattro anni fa. Ciascun modulo Gcn CU incorpora 64 stream processor, come già  avveniva per i moduli impiegati nell’architettura Southern Islands di Tahiti. Ogni Compute Unit è organizzata al suo interno con un singolo scheduler programmabile e condiviso che gestisce 4 unità  vettoriali Simd (Single Instruction Multiple Data) e un’unità  di calcolo scalare. Ogni unità  Simd contiene 16 stream processor e dispone di un registro vettoriale dedicato da 64 Kbyte, mentre l’unità  di calcolo scalare dispone di registri scalari per un totale di 4 Kbyte; all’interno del modulo Gcn CU sono presenti 64 Kbyte di memoria per lo scambio di dati (Local Data Share) e una cache di primo livello (L1) da 16 Kbyte. A completare la struttura del modulo Gcn Compute Unit sono presenti 4 unità  di texture, ognuna delle quali è affiancata da 4 unità  per il fetch delle texture. Con questa generazione dell’architettura Graphics Core Next sono state introdotte funzionalità  come il supporto alle istruzioni Mqsad (Masked Quad Sum of Absolute Differences) e a funzioni vettoriali FP64 come Floor, Ceiling e Truncation.

Hawaii

I moduli Gcn Compute Unit sono organizzati in blocchi logici e funzionali denominati Shader Engine (SE), in modo simile ai blocchi Smx dell’architettura Nvidia; a monte di ciascuno di questi ultimi sono presenti un motore geometrico dedicato e un’unità  di rasterizzazione; anche le unità  Rop, da una a quattro in base alle differenti versioni dell’architettura, risultano associate ai blocchi Shader Engine. Nel caso del chip Hawaii, utilizzato prima sulle schede grafiche Radeon R9 290 e ora su quelle R9 390, sono presenti 44 moduli Gcn CU suddivisi a gruppi di 11 all’interno di 4 blocchi SE; nel complesso l’architettura dispone di 2.816 stream processor.

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I blocchi SE sono controllati dal Command Processor che gestisce e instrada il carico di lavoro ai motori geometrici. A fianco del Command Processor sono presenti le unità  Ace (Asynchronous Compute Engine) che servono a gestire le code di elaborazione per calcoli generici. Hawaii dispone di un massimo di 8 e ciascuna di queste può gestire 8 code simultanee; l’architettura Southern Island impiegata per Tahiti permetteva la gestione di due sole code di elaborazione. Lo scambio delle informazioni tra i diversi blocchi SE è assicurato dalla memoria di tipo condiviso Global Data Share, alla quale si aggiunge la cache di secondo livello (L2) con capacità  complessiva di 1 Mbyte (33% in più rispetto alla precedente generazione).

A fianco del motore di elaborazione di Hawaii sono presenti il controller di memoria e il blocco relativo alle funzioni multimediali e di gestione delle uscite video. Per garantire un flusso di informazioni sufficiente a non costituire un collo di bottiglia per l’architettura, il controller di memoria ha un’ampiezza di 512 bit – otto canali da 64 bit – verso gli 8 Gbyte di memoria Gddr5.

 

Sapphire Radeon R9 390 Nitro

Se dal punto di vista delle caratteristiche base la scheda Nitro di Sapphire è simile agli altri modelli R9 390, è nelle frequenze operative e nel sistema di raffreddamento che si distingue dagli altri prodotti sul mercato.

Nitro1

Sul lato posteriore della scheda sono presenti tre uscite Displayport, una uscita Hdmi e una di tipo Dvi, oltre alla griglia per permette di scaricare una parte dell’aria spinta dalle ventole attraverso il radiatore.

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La scheda occupa due slot di espansione e la maggior parte dell’ingombro è dovuto al radiatore per la dissipazione del calore a al sistema di pompe di calore che trasferiscono l’energia termica dalla camera di vapore a contatto con la Gpu alla superficie lamellare di raffreddamento. Nella visuale frontale si notano le tre grandi ventole che però sono di spessore limitato.

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Il sistema di raffreddamento utilizza un grande radiatore composto da una camera a vapore che trasferisce il calore da smaltire verso un grande radiatore lamellare attraverso tubi a pompa di calore. A sua volta il radiatore è sormontato da tre grosse ventole che permettono di generare un elevato flusso d’aria anche a basso regime di rotazione per limitare la rumorosità  mentre la scheda opera al massimo delle frequenze operative. Queste sono maggiori di quelle di specifica previste per il processore grafico Hawaii nella versione utilizzata sui modelli Radeon R9 290. Sulla Sapphire Radeon R9 390 Nitro, la Gpu opera alla frequenza di 1.010 MHz mentre la memoria lavora alla frequenza equivalente di 6 GHz (1.500 MHz reali per la Gddr5). Con questa frequenza operativa e un controller di memoria a 512 bit la banda di trasferimento dati massima teorica è pari a 384 Gbyte/s.

Queste caratteristiche pongono la Radeon R9 390 Nitro di Sapphire in una posizione non troppo lontana dalla nuova ammiraglia Radeon R9 Fury X che vanta una banda di trasferimento dati di 512 Gbyte/s grazie all’impiego della tecnologia High Bandwith Memory e di soluzioni tecniche che potete approfondire nell’articolo dedicato a questa scheda grafica.

Di seguito riportiamo un estratto dei risultati della prova e il confronto con due dei modelli di fascia più alta della linea di schede grafiche prodotte da Nvidia e basate sull’architettura Maxwell.

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