Radeon HD 5850 Toxic производства Sapphire и сравнение производительности с NVIDIA GeForce GTX 470

С момента анонса линейки ATI Radeon HD 5000 прошло уже полгода, и почти весь этот период видеокарты серии сохраняли статус-кво в плане поддержки нового набора API Microsoft DirectX 11. Одиннадцатая версия инструментария для создания игр была довольно активно воспринята разработчиками, ввиду чего принесенные с ним технологии были внедрены в ряд масштабных игровых проектов. В результате основным и фактически единственным конкурентом ATI – компанией NVIDIA — был упущен довольно большой промежуток драгоценного времени. Сейчас, выпустив видеокарты GeForce GTX 480 и GTX 470 с новой архитектурой Fermi, калифорнийцы пытаются наверстать упущенное, однако пока рыночные цены на карты не снизятся до рекомендованных, ускорители серии Radeon HD 5000, стоимость которых уже давно "выровнялась", являются куда более адекватным приобретением. Взять хотя бы ценовой диапазон от 300 до 400 долларов США. В то время как в него уже вполне укладывается карта на несколько урезанной версии старшего чипа RV870 (Cypress) – Radeon HD 5850, то из решений NVIDIA в него попадают только ускорители прошлого поколения, а за тот же GeForce GTX 470 продавцы просят в 1.5-2 раза больше. При этом привлекательность серии Radeon HD 5000 повышается еще и благодаря выходу различных модификаций с увеличенными частотами и улучшенными системами охлаждения, в то время как NVIDIA GeForce GTX 480 и GTX 470 в основном представлены эталонными вариантами с ребрендингом от различных производителей.

В данном материале мы рассмотрим как раз такую модифицированную версию Radeon HD 5850, производимую компанией Sapphire, оценим преимущества модификации по сравнению с эталонным вариантом, а также сравним ее производительность со старшей Radeon HD 5870 и ближайшими конкурентами NVIDIA – картами GeForce GTX 285 и GTX 470.

Технические характеристики

В основе видеокарты Sapphire Radeon HD 5850 Toxic лежит вполне стандартная модификация старшего графического процессора RV870, урезанного до соответствия спецификации HD 5850. Вспомним, что полная версия чипа устанавливается на ускорители Radeon HD 5870 и двухпроцессорный Radeon HD 5970. Подробный обзор архитектуры этого (и не только) GPU уже делался нами ранее, поэтому здесь мы не будем останавливаться на ее особенностях, а только взглянем на отличия характеристик Sapphire Radeon HD 5850 Toxic от эталонного варианта.

По основным показателям – тем, что напрямую влияют на производительность, карта отличается от эталона несколько увеличенными номинальными частотами функционирования графического процессора и видеопамяти. В остальном параметры ускорителей идентичны. Однако отличия тех или иных видеокарт могут заключаться не только в характеристиках GPU, VRAM и шине памяти. Значительное влияние на их эксплуатационные свойства может оказывать система охлаждения и цепи питания, от чего может значительно изменяться еще и оверклокерский потенциал. Видеокарта Sapphire Radeon HD 5850 – это как раз тот случай. Ускоритель оснащен проприетарной системой охлаждения Vapor-X на основе испарительной камеры, а заводской разгон намекает на усиленные цепи питания.

Упаковка и комплектация

Упаковывается карта в довольно большую коробку из обычного картона, заключаемого в глянцевую суперобложку.

Комплект поставки, учитывая класс продукта, весьма скуден. В него входят:

. два переходника питания с четырехконтактного MOLEX на восьмиконтактные штекеры для питания видеокарт;
. переходник с разъема DVI-I на D-Sub (VGA);
. гибкий мостик для включения карты в тандем Crossfire;
. диск с драйверами.

Система охлаждения

На первый, неискушенный взгляд, видеокарта Sapphire Radeon HD 5850 Toxic весьма похожа на эталонную версию HD 5850 компании ATI. Это все те же внушительные габариты и двухслотовая система охлаждения с кожухом, прикрывающим всю лицевую сторону платы. Однако стоит взглянуть на нее чуть повнимательнее, чтобы заметить, что система охлаждения у Toxic совершенно иная.

В эталонном ускорителе установлен вентилятор турбинного типа, основной особенностью которого является то, что нагнетаемый им воздух движется перпендикулярно оси вращения крыльчатки, то есть вдоль плоскости платы. Именно поэтому пластиковый кожух в референсном дизайне почти герметичен, а турбина стоит в хвостовой части, продувая всю систему и выбрасывая воздух за пределы системного блока через прорези в крепежном кронштейне.

На видеокарте Sapphire Radeon HD 5850 Toxic используется традиционный осевой вентилятор, нагнетающий воздух параллельно оси вращения, поэтому установлен он над самим GPU, то есть над самой разогретой точкой ускорителя. По меркам видеокарт, его крыльчатка просто огромна – ее диаметр составляет 85 мм. Количество лопастей также внушительно – здесь их 11 штук. Не менее внушителен и угол атаки – наклон лопастей практически максимален для имеющейся глубины. Кстати, глубина, опять же по меркам видеокарт, тоже весьма внушительна и составляет 20 мм.

При этом кожух системы охлаждения видеокарты Sapphire Radeon HD 5850 Toxic не столь "герметичен", как у эталонной, что вполне понятно. В отличие от турбины, вентилятор традиционной конструкции не способен нагнетать воздух перпендикулярно оси вращения, поэтому полноценно организовать его выброс за пределы корпуса через отверстия в кронштейне практически невозможно. Так что большую часть разогретого видеокартой воздуха система Toxic выбрасывает внутрь системного блока, и в этом заключается ее явный минус. Что ж, "копнем" глубже.

В референсной системе охлаждения тепло от графического процессора забирается и распределяется на рассеивающие его тонкие алюминиевые пластины с помощью медной плитки и двух тепловых трубок диаметром 8 мм. При этом чипы видеопамяти и силовые элементы стабилизаторов напряжений охлаждаются монолитной алюминиевой пластиной, лишенной каких-либо ребер.

Система охлаждения видеокарты Sapphire Radeon HD 5850 Toxic так же, как и модификация Sapphire Radeon HD 5850 Vapor-X, основана на испарительной камере. Устройство и принцип ее работы мы уже рассматривали ранее, поэтому не будем останавливаться на этом вновь и лишь отметим, что данный элемент распределяет и переносит тепло значительно лучше медной плитки. В рассматриваемой видеокарте применяется довольно внушительная по площади испарительная камера, комбинированная с тремя 6-миллиметровыми тепловыми трубками, алюминиевой плиткой и пакетом тонких алюминиевых пластин.

В этой системе тепло от графического процессора уносит непосредственно камера, после чего она сама, а также три тепловые трубки распределяют его на пакет рассеивающих пластин. При этом тепло от чипов видеопамяти забирает алюминиевая плита, контактирующая как с испарительной камерой, так и с пакетом пластин.

Таким образом, чипы памяти в данной системе должны охлаждаться значительно лучше, чем в референсной. В свою очередь охлаждение сборок силовых транзисторов реализовано за счет отдельного алюминиевого радиатора, косвенно обдуваемого воздухом от главного вентилятора.

Тепловой контакт камеры с графическим процессором улучшен за счет вязкой термопасты серого цвета. Чипы памяти контактируют с системой охлаждения через липкий пластичный термоинтерфейс.

Примечательно, что составляющие пакет пластины имеют U-образную форму, что позволило использовать для их обдува достаточно большой и высокий вентилятор, не выходя за рамки двухслотового дизайна.

Кроме того, часть воздуха, нагнетаемого осевым вентилятором, всегда движется не только параллельно оси, но и перпендикулярно. В тех же направлениях расходятся и потоки, отразившиеся от поверхности платы. Так что такая конструкция пакета пластин, помимо возможности размещения более габаритного вентилятора, позволяет еще и максимально использовать прокачиваемый им воздух.

Обороты крыльчатки могут регулироваться с помощью широтно-импульсной модуляции в диапазоне от 500 до 3900 об/мин как автоматически, так и вручную, с помощью соответствующих программных средств. В режиме 2D с пониженными частотами GPU и VRAM вентилятор работал со скоростью 900 об/мин и оставался условно бесшумным, а температура графического процессора при этом составляла 39°С. При максимальном разогреве карты утилитой FurMark (на оверклокерском жаргоне "бублик") графическое ядро прогревалось до 69°С.

Для того чтобы обеспечить такую температуру в условиях открытого стенда при комнатной температуре 25°С, крыльчатка вентилятора разгонялась до 1900 об/мин. Ее шум при этом становился уже заметным, но совершенно не вызывал дискомфорта.

Графический процессор эталонной карты при тех же условиях разогревался до 40 и 75°С соответственно, а вращающаяся со скоростью 2000 об/мин турбина шумела ощутимо больше. Не стоит забывать, что данные цифры получены при функционировании GPU ускорителя в номинальном режиме. Если же разогнать его до клокинга Toxic, то температура под нагрузкой увеличивается до 77°С. Естественно, что при этом и турбина шумит больше.

Дизайн

По расположению и разводке основных элементов видеокарты – графического процессора, памяти и видеовыходов, дизайн ускорителя Sapphire Radeon HD 5850 Toxic практически идентичен эталонному.

К слову, на его задней панели присутствует все тот же набор, состоящий из цифрового выхода DisplayPort, HDMI 1.3a и пары цифроаналоговых DVI-I.
А вот схемы питания элементов были переделаны полностью. В составе эталонного дизайна Radeon HD 5850 четырехфазный стабилизатор напряжения питания графического процессора строился на комплектующих Volterra, а именно на интегральных сборках VT1157SF, управляемых ШИМ-контроллером VT1165MF. Основной особенностью последнего является возможность программного изменения напряжения питания, что, естественно, было по достоинству оценено оверклокерами.

Четырехфазный стабилизатор напряжения питания GPU видеокарты Sapphire Radeon HD 5850 Toxic построен на четырех микросхемах Renesas R2J20602NP, управляемых ШИМ-контроллером uP6213AJ.

Если сборки Renesas в данном случае являются вполне достойной заменой, микросхемы состоят из двух ключевых транзисторов и их драйверов (небезызвестная технология DrMOS), то контроллер uP6213AJ – это явный даунгрэйд, так как с ним возможен только аппаратный вольтмод, что гораздо сложнее и рискованнее программного.

Комбинированная индукционная схема была заменена дросселями с ферритовыми сердечниками серии Black Diamond, что, в общем-то, не хуже, но опять же дешевле. При резком изменении энергопотребления дроссели "посвистывают", однако при использовании карты в закрытом корпусе и во время игры с мало-мальски включенным звуком это вряд ли кто-то заметит.

Упрощения заметны и в конвертере питания чипов памяти. Здесь вместо двух фаз на основе ключевых сборок Volterra VT240WF, применяемых в эталонном дизайне Radeon HD 5850, осталась только одна фаза, причем построенная на паре обычных полевых транзисторов.
Сэкономила Sapphire и на конденсаторах, установив вместо более дорогих керамических уже вполне обыкновенные полимерные (хорошо хоть не электролитические).

То же самое касается и конвертера питания контроллеров памяти (VDDCI). Если референсный дизайн предусматривал использование для этого сборки Volterra VT1157SF и керамических емкостей, то на Sapphire Radeon HD 5850 Toxic опять же присутствует пара обыкновенных полевых транзисторов и группа полимерных конденсаторов.

Питание элементы видеокарты получают через два восьмиконтактных разъема, задействовать которые необходимо в обязательном порядке.

1 GB локальной видеопамяти реализован с помощью чипов Hynix H5GQ1H24AFR-T2C со временем доступа, соответствующим частоте 1250 МГц.

При этом память карты в номинале функционирует с клокингом 1125 МГц. То, что, выпуская разогнанную версию ускорителя, Sapphire даже не полностью использовала номинальный частотный потенциал чипов, могло бы выглядеть весьма странно, если бы не одно "но".

Разгон

Дело в том, что AMD строго следит за тем, с какими частотами выпускаются видеокарты на ее чипах. В связи с этим все производители должны отправлять ей BIOS для своих продуктов на освидетельствование и скрепление цифровой подписью. При этом в их BIOS прописываются не только номинальные частоты функционирования элементов, но и то, насколько их можно будет повысить программными средствами. В норме даже сторонний софт для разгона не может обходить ограничения, заданные в BIOS и драйверах, хотя в перспективе проблема все же решаема. Таким образом, AMD жестко ограничила возможности разгона видеокарт, выпускаемых на графических процессорах, разработанных ее подразделением ATI для того, чтобы они не составляли конкуренции ускорителям на старших GPU. Например, доподлинно известно, что производительность той же Radeon HD 5850, работающей с частотами около 900 МГц для GPU и 1200 МГц для памяти, фактически равна производительности ощутимо более дорогой Radeon HD 5870, функционирующей в номинальном режиме.

Ограничения оверклокинга частот компонентов тестируемой карты Sapphire Radeon HD 5850 Toxic составляют 775 МГц для GPU и 1125 МГц для VRAM. То есть максимум, что можно здесь сделать, это ускорить графический процессор на 10 МГц. Ну а память, несмотря на то, что номинальная частота используемых чипов составляет 1250 МГц, разогнать не получится вообще.

Конечно, обойти запрет можно, для чего необходимо заменить BIOS карты на так называемую "разблокированную" версию. Сделать это несложно, однако данная операция сопряжена с риском получить неработоспособный ускоритель, поэтому на данный шаг пойдут лишь самые отчаянные оверклокеры.
При этом все же решившимся разгонять карту таким способом нужно быть поаккуратней. Дело в том, что "разблокированные" версии BIOS обычно основаны на системах для ускорителей с эталонным дизайном, а они ввиду значительных отличий Sapphire Radeon HD 5850 Toxic от эталона гарантированно сделают карту неработоспособной. Нет, не "мертвой", но реанимировать ее уже если и получится, то только с помощью какого-нибудь раритетного адаптера с шиной PCI (не Express). Однако один выход в данном случае все же есть. При внимательном изучении оказывается, что старшая модель Sapphire Radeon HD 5870 Toxic работает под управлением той же версии BIOS, что и HD 5850. Следовательно, понизив прописанные в ней частоты (875 для GPU и 1250 для VRAM) до уровня Sapphire Radeon HD 5850 Toxic, можно рискнуть попробовать прошить ее.

Что ж, в нашем случае риск оказался оправданным. С отредактированной базовой системой ввода-вывода от Sapphire Radeon HD 5870 Toxic тестируемая карта запустилась и прекрасно работала. Конечно, заблокированные пиксельные процессоры и текстурные блоки при этом не разблокировались, хотя этого и не ожидалось. В то же время перед прошивкой полагалось, что в BIOS HD 5870 будет прописано более высокое напряжение питания GPU, что могло бы пригодиться для дальнейшего разгона Sapphire Radeon HD 5850 Toxic. Однако, судя по неизменной температуре GPU при прогреве карты с помощью "бублика", можно понять, что напряжение его питания осталось неизменным. Впрочем, стоит вспомнить, что ШИМ-контроллер uP6213AJ, управляющий конвертером питания GPU, не поддерживает программной подстройки задаваемого напряжения, как все становится на свои места.

Зато предел повышения частот для разгона в Catalist Control Center вырос очень даже ощутимо. Графический процессор после перепрошивки стало возможным ускорять до 900 МГц, а видеопамять – до 1300 (5200) МГц. Данные частоты карта "взяла" легко и непринужденно. При этом "бублик" смог разогреть GPU всего лишь на 3 градуса выше того, что мы фиксировали до прошивки другой BIOS и разгона, то есть до 72°С. Немаловажно, что при всем при этом технологии энергосбережения остались полностью работоспособными.

В принципе, убедившись, что видеокарта прекрасно справляется с частотами Sapphire Radeon HD 5870 Toxic, можно "залить" в HD 5850 Toxic и нередактированную версию BIOS от старшей модификации, после чего младшая карта не будет дотягивать до старшей лишь только несколько меньшим количеством пиксельных процессоров и текстурных блоков.

Напоследок, чтобы наглядно увидеть, что нам дали все манипуляции с разгоном, посмотрим несколько диаграмм.

Взглянув на них, можно с уверенностью сказать, что после столь значительного разгона производительность карты Sapphire Radeon HD 5850 Toxic практически идентична, а в некоторых случаях даже выше, чем у эталонной Radeon HD 5870.

Конфигурация тестового стенда и видеокарты

Тестирование производительности видеокарт осуществлялось со следующим комплектом оборудования:

. процессор: Intel Core i7 920 (2667@3700 МГц), LGA 1366;
. кулер: CoolerMaster Hyper N520, 2x92 mm fan, 1800 rpm;
. материнская плата: DFI LANPARTY DK X58-T3eH6, Intel X58 Express;
. оперативная память 3х2 GB, Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX, 1850 МГц, 8-8-8-20 CR1;
. винчестер: Samsung 160 GB, 7200 rpm, 16 MB;
. блок питания: FLOSTON 560 Вт (LXPW560W);
. шасси: Cooler Master Test Bench V 1.0.

Используемый в составе стенда процессор Intel Core i7 920 для Socket LGA 1366 был разогнан со штатной частоты 2667 до 3700 МГц, что является максимально возможным стабильным пределом для используемого экземпляра. При этом трехканальный комплект оперативной памяти Kingston HyperX KHX2000C9D3T1K3/6GX функционировал на частоте 1850 МГц при таймингах 8-8-8-25 CR1.

Тестирование проводилось в среде операционной системы Windows 7 Ultimate 64 bit с видеодрайверами ATI Catalyst 10.3 и NVIDIA 197.43.
Приведем список участвовавших в тестировании видеокарт и их основных характеристик:

. Club 3D Radeon HD 5850 (725/1000 МГц) 1024 MB GDDR5 (эталонный дизайн ATI);
. XFX Radeon HD 5870 (850/1200 МГц) 1024 MB GDDR5;
. Palit GeForce GTX 470 (608 (1215)/837 МГц) 1024 MB GDDR5;
. Zotac GeForce GTX 285 (648 (1476)/1242 МГц) 1024 MB GDDR3.

Примечание: последняя карта не имеет аппаратной поддержки DirectX 11, поэтому во всех играх, построенных на основе нового набора API, Zotac GeForce GTX285 тестировалась с рендером DX 10. Таким образом, сравнивая производительность данной карты с остальными участниками
тестирования, необходимо помнить, что в соответствующих играх GTX285 "рисует" несколько более простую картинку и не использует такие технологии, как тесселляция и улучшенная глубина резкости.

Тестирование проводилось в среде операционной системы Windows Vista 64 Ultimate SP1 при экранных разрешениях 1280x1024, 1680x1050 и 1920x1080 (FullHD). Полученные результаты сведены в таблицу.

Тестирование производительности

3DMark Vantage

Первый же синтетический тест уже дает понять, какого роста уровня производительности можно ожидать от Sapphire Radeon HD 5850 Toxic. По скорости карта находится где-то посредине между эталонными Radeon HD 5850 и Radeon HD 5870.

Unigine Heaven Benchmark 2.0

Расстановка сил в данном тесте вполне очевидна, за исключением нюанса с видеокартой GeForce GTX 285. Ускоритель не поддерживает эффекты, построенные с помощью DirectX 11, в частности тесселляцию, что дает ему ощутимый перевес над остальными участниками. Однако перевес этот обеспечен за счет прорисовки более простой картинки и только.

Мetro 2033: The Last Refuge

В данной игре повторяется ситуация, которую мы видели в Unigine Heaven Benchmark 2.0. При включенной тесселляции и улучшенной глубине резкости GTX 285 переигрывает другие ускорители, однако стоит отключить обсчет этих эффектов, то есть поставить всех участников на равные позиции, как карта оказывается на последнем месте.

При этом новинка NVIDIA – GeForce GTX 470 демонстрирует в игре довольно высокий уровень производительности, сравниваясь или даже превосходя Radeon HD 5870. Однако у данной карты есть известные проблемы с использованием адаптивного сглаживания, в результате чего GTX 470 "замыливает" картинку. Поэтому более высокая производительность ускорителя здесь также дается весьма спорной ценой.

Colin McRae: DiRT 2

Очередная игра с поддержкой DirectX 11 и повторение ситуации с "читингом" GTX 285, не использующей тесселляцию.

Batman: Arkham Asylum

В этой игре широко применяются возможности движка для обсчета физического взаимодействия объектов NVIDIA PhysX. Как известно, в системах с видеокартами NVIDIA его обслуживанием в норме занимается графический процессор. В системах с видеокартами ATI задача ложится на процессор универсальной архитектуры – CPU. Естественно, GPU, специально оптимизированный под PhysX, справляется с данной задачей не в пример лучше, ввиду чего в системах с видеокартами ATI производительность ограничивается возможностями CPU. Следствие этого отлично видно на диаграммах – при использовании видеокарт ATI уровень FPS в Batman: Arkham Asylum был одинаково низок независимо от разрешений экрана и используемых режимов. В свою очередь с ускорителями на чипах NVIDIA количество кадров, просчитываемых в секунду, возрастало просто реактивно.

Far Cry 2

С новинкой компании NVIDIA – ускорителем GeForce GTX 470 игра Far Cry 2 работает гораздо быстрее, чем даже с Radeon HD 5870.

Crysis Warhead

С данной игрой все по-прежнему печально, ибо на максимальных настройках даже ультрасовременные карты обеспечивают весьма невысокий фреймрэйт.
Подводя итоги тестирования, нельзя сказать, что заводской разгон Sapphire Radeon HD 5850 Toxic дает ей неоспоримые преимущества в скорости перед эталонной картой. Да, прирост производительности очевиден и заметен везде, как в синтетических тестах, так и в играх, однако его величина в большинстве случаев вряд ли сыграет заметную роль на комфортности процесса игры. Ведь заметить на глаз прирост в несколько кадров в секунду практически невозможно.

Что касается новинки NVIDIA – карты GeForce GTX 470, то она Radeon HD 5850 не конкурент. Особенно если учесть, насколько далеки пока реальные цены на GTX 470 от рекомендованных.

Итоги

В целом видеокарта Sapphire Radeon HD 5850 Toxic является достаточно интересной альтернативой перепродаваемым эталонным картам ATI. В первую очередь внимания заслуживает система охлаждения Sapphire Vapor-X, основанная на испарительной камере и используемая в составе данного продукта. Благодаря ей карта ведет себя несколько тише референсных версий, а ее компоненты работают при более низких температурах. Довольно значительный заводской разгон карты, возможно, будет оценен неподготовленными пользователями, однако все остальные легко и с тем же успехом могут разогнать и референсный ускоритель, причем прибегнув лишь к встроенным в панель управления драйверов средствам. Другое дело, что после разблокировки пределов повышения частот карта продемонстрировала весьма недурственный разгонный потенциал, причем безо всяких вольтмодов.

К недостаткам продукта можно смело отнести определенные упрощения схем питания относительно референсных. Пусть это и не отразилось на оверклокерском потенциале карты без вольтмодов, однако заметно сказалось на возможностях мониторинга и сделало невозможным повышение напряжения питания GPU программным методом.

Александр Гуриненко