今年的爆款显卡来了!AMD全新Radeon RX 5700/RX 5700XT显卡评测

  • 来源: 驱动中国 2019-07-11/17:50 访问量:
  • 回首当年AMD Radeon 7900系列旗舰显卡首发GCN架构的光辉与荣耀,已经过去了近八个年头,尽管GCN在彼时确实拥有极佳的先进性,但在缝缝补补的这些年里,也让玩家无不感到乏味。而随着近期刚刚发布的7nm RDNA架构的RX 5700系列显卡正式开售,暮年的GCN终于走下了历史舞台。

    RDNA架构到底是什么?RX 5700系列显卡性能又有几何?随着我们的评测,这些疑问接下来将一一揭晓。

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    RDNA新架构解读

    整体来说,RDNA架构并非GCN的补丁式升级,而是一个全方位重新设计的GPU架构,并且是架构和工艺的双升级,其属于AMD显卡史上的第五代重要新型架构。

    在计算单元组成方面,RDNA架构与GCN架构存在显著差异,在早先的GCN架构上,单个CU里含有4组16个流处理器,共计64个流处理器,并搭配相应的标量、向量单元、调度器与寄存器。而在RDNA架构中,这64个流处理器被分为了两组,每组32个,并配备两倍数量的标量单元,两倍数量的调度器与向量单元。

    这意味着,当显卡在运行基于Wave64指令的游戏时,早先的GCN架构需要将指令拆分为四份,整体运行完毕需要四个时钟周期,而RDNA架构凭借着新的流处理器分组形式可以将该指令拆分为两份,并进行同步处理,实现单条Wave64指令一个周期内执行完毕的高效运行,进而将运算单元的执行效率达到100%,无需等待下一个时钟周期,大幅提升了运行性能。

    此外,RDNA架构将每两个CU计算单元进行了捆绑,组成一个Work Group处理器,每个CU计算单元的标量解码和发射单元、矢量解码和发射单元、调度器的数量都增加了一倍,指令处理率因此也提升一倍,同时捆绑设计使得可用ALU单元、寄存器数量翻番,缓存带宽更是之前的四倍。RDNA架构还提升了图形流水线的效率,可以通过架构的改进来提升性能,并通过使用时钟门控技术来达成更高的能耗比,减少逻辑电平来达到更高的工作频率。最终在相同功耗、相同流处理器数量的环境下,RDNA架构能获得50%的性能提升。

    值得一提的是,RDNA架构对缓存也进行了大幅改进,包括加入128KB、16路L1缓存,将L0缓存与流处理器之间的载入带宽提升了2倍,大幅降低了缓存、显存的延迟。根据官方数据,RDNA架构L0缓存的延迟降低了21%,L1/L2缓存降低24%,内存延迟也降低7%。

    同时RDNA架构还内建了四个增强的ACE异步计算引擎,改进了DELTA COLOR COMPRESSION三色压缩技术的算法,着色器可以直接读取或写入压缩色彩数据,显示引擎可以直接读取压缩色彩数据。

    总体来看,RDNA架构的亮点集中在执行延迟更低,单线程性能更强,缓存效率更高方面,同时拥有更高带宽、更低功耗,其与GCN架构唯一的相同点是在光线追踪技术上依然通过着色器来实现,由于光线追踪技术目前尚未在游戏产品中大范围普及,所以AMD将于下一代RDNA架构产品上实现硬件加速来提高光线追踪的效能。

    根据官方数据,目前Navi核心集成了103亿个晶体管,相比基于GCN架构的Vega 64的125亿个晶体管少了大约18%,而核心面积只有251平方毫米,相比Vega 64的495平方毫米缩减了50%,因此单位面积性能提升了1.3倍,总体性能相比于Vega 64却提升了14%,同时功耗降低了23%,能效比提升达到50%。

    采用RDNA架构的Radeon RX 5700系列显卡的核心代号为NAVI,其特点是能够向下兼容GCN,其采用7nm工艺,拥有GDDR6显存,同时支持PCIE 4.0总线,并集成更高解码与编码码率的Radeon媒体引擎和实现3倍无损压缩的Radeon显示引擎,如此一来,凭借着外围规格的提升,RDNA架构可以实现的附加性能跃进。

    其中,新的Radeon媒体引擎带来了FreeSync 2 HDR、HDMI 2.0/DisplayPort 1.4 HDR等升级,并针对高分辨率HR显示器优化,可输出4K/240Hz、8K/60Hz,而且都只需一根数据线即可达成,同时还优化了VR头显显示。

    Radeon多媒体引擎则大大改进了视频编解码,增加了新的H.265 HDR/WCG编码器,全面支持H.264 1080p600、4K150、8K30解码和1080p360、4K90编码,H.265 1080p360、4K90、8K24解码和1080p360、4K60编码,VP9 4K90、8K24解码,整体编码速度加快40%。

    在具体有关Radeon RX 5700系列核心规格方面,Radeon RX 5700拥有36个计算单元、2304个流处理器、144个纹理单元,64个ROP单元,基准频率为1465MHz,游戏频率为1625MHz,极限加速频率可达1725MHz,同时配备256位宽的8GB GDDR6显存,整卡功耗为180W,提供8+6辅助供电。

    Radeon RX 5700 XT将计算单元提升到40个,同时流处理器达到2560个,同时拥有256个纹理单元,64个ROP单元,基准频率1605MHZ,游戏频率1755MHz,极限加速频率1905MHz,功耗为225W,同样提供8+6辅助供电。

    值得注意的是,Radeon RX 5700系列显卡对于极限加速频率会因为个体略有差异,这与OEM厂商所采用的散热方式以及芯片本身的体质状况有关,公版RX 5700系列显卡设定为7相数字供电,同时拥有GPU石墨烯导热材料,以及高风量和低噪音的涡轮风扇和真空均热板,同时接口为三个DP1.4以及一个HDMI 2.0b。

    除了显卡硬件的革新外,Radeon RX 5700系列还拥有Radeon Image Sharpening抗锯齿增强技术,以及Radeon Anti-Lag键鼠低延迟技术,同时全新的FidelityFX画质增强技术也一并亮相,该技术同样基于开源,将面向游戏厂商和开发者提供完整的开发包。

    RX 5700 XT/RX 5700规格对比

    接下来我们再具体来看参测的两款来自AMD公版的RX 5700和RT 5700XT规格细节和产品实物。

    两款产品的显存规格基本一致,都是采用了GDDR6显存,等效频率高达14000MHZ,通过拆掉散热器后,可以看到,这两款产品均采用了相同的八颗粒三星DRAM,容量8GB,显存位宽为256位。

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    两款产的核心代号均完全一致,并且核心面积和晶体管的数量也一样,所以基本上两者硬件基础也保持一致,不过RX 5700XT拥有2560个流处理器,而RX 5700则缩减到2304个,整体的缩减量并不大,同时纹理单元也略有差异。

    此外,两块显卡的核心基础频率分别为1605MHZ和1465MHZ,但是这仅仅是基频,最新的NAVI架构引入了BOOST机制,两款显卡的频率在游戏和加速状态下都能实现一定程度的频率跃升,其中RX 5700XT最大可升至近2000MHZ。

    当然,随之而来的TDP也使得RX 5700XT表现的更高,其TDP为225W,而RX 5700则为185W,两者也采用了6+8pin的外接供电,不过即便如此,在高负载的状态下,极限温度的差别应该不大。

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    值得一提的是,尽管从参数上看,RX 5700系列相比上一代RX VEGA产品有点“缩水”,但是单纯不考虑架构的先进性去比较数据的话是没有可比性的。其中最明显的就是流处理器的数量,RX 5700系列并没有一味的堆量,但即便如此,AMD官方给出的结论是,RX 5700已经在性能上完全超越了上一代的RX VEGA 56。

    其实从这里也不难看出,事实上,在更换了新的架构后,AMD似乎依然有所保留,如果不过分考虑功耗、噪音、发热等问题,AMD或将进一步增加流处理器的规格,并扩大显存,从而造就更高端的产品对抗英伟达的旗舰,然而就目前的市场格局来看,AMD下一步动作可以暂缓了。

    RX 5700公版外观

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    RX 5700 XT公版外观

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    在产品外观上,两款显卡的尺寸几乎完全一致,而外观差异最大的在与散热器的设计风格,相比起RX 5700的一本正经而言,RX 5700 XT要更为生猛,并且散热器顶部还增加了logo灯效,同时增加了前端进风通道,并且背面也有辅助PCB散热板。

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    接口方面,两款产品也完全一致,具有3个DP1.4接口,1个HDMI 2.0b接口,可以支持8K 60Hz HDR或者4K 144Hz HDR输出。

    拆下散热器后可见真身。

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    超大散热铜底+超长风道设计

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    台达涡轮风扇

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    NAVI核心

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    三星显存

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    低通

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    供电

    去掉散热器后,两款显卡的净板样貌几乎一样,但是仔细观察还是能够发现区别,最大的差别就在于频率更高的RX 5700XT相比标准版的RX5700要多了一相供电,其采用7+2,而RX 5700则为6+2。

    值得注意的是,目前已经开售的RX 5700系列显卡除了AMD自家的公版卡之外,AIB和通路产品也开始出货,不过由于目前上市时间较短,在售的版型均为公版卡,而且通路货的价格略低。不过随着时间推移,AIB自家设计的卡也会不断涌现,届时略有缩水和超规格产品也将涌入市场。

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    为了能够彻底的展现出RX 5700系列新卡的真本事,我们这次的测试平台选用AMD自家的3A标准,分别包含了第三代锐龙9 3900X,两不同版本的RX 5700系列显卡,以及华擎太极X570主板,同时为了让整体性能不留瓶颈,SSD也是最新影驰名人堂2TB的PCI-E Gen4规范的M.2 nvme固态盘,电源则是爱国者的电竞系列额定800W的80Plus金牌模组电源。

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    3DMark理论性能测试

    3DMark理论性能测试中,我们将符合这款显卡定位的五个场景均测试了一遍,而最终的测试结果可谓功德圆满。RX 5700和RX 5700XT在DX11和DX12的最终成绩上都表现的非常亮眼,而两款产品的自身差异也基本符合我们的预判。

    相比此前英伟达在3DMark各项成绩的既往表现来看,RX 5700系列似乎很精准的切入到了对手的软肋,在性能的把握程度上基本上留有一定的余地,而关键的是,AMD的杀手锏在于市场定价,如此一来,消费者似乎对于英伟达的阉割方式总会颇有微词。

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    VRMark测试

    VRMark则是当下虚拟现实开始渐渐成为游戏玩家主流的一款极具标志性的测试工具,在Orange Room、Blue Room和Cyan Room三个不同场景中两款显卡基本上展现出了其应有实力,其中Orange Room和Cyan Room的最终成绩非常惊喜,远超目标帧率,均在200帧以上,不过Blue Room由于采用了更复杂的渲染场景,并且分辨率直上4K,最终55帧的成绩表现稍微欠缺,距离目标帧率明显差了一截。

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    FurMark测试

    FurMark测试中,我们选用2K分辨率来运行不同抗锯齿模式下两款显卡的运行效率。FurMark一直被誉为显卡杀手,其不仅仅是因为像素量超乎寻常,更多的是长时间运行会对显卡造成极大的负担,这不仅仅是资源的消耗,同样也是物理上热量带来威胁。

    在FurMark中,两款显卡的差距并不非常明显,其中在不开启抗锯齿的条件下,RX 5700XT大约领先RX 5700大约16%,而随着抗锯齿特效的升高,两者差距在不断缩小,最终8X抗锯齿的条件下,平均帧数几乎一致,这意味着2K分辨率的8X AA的即时纹理生成和渲染对于RX5700已经逼近了极限。

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    功耗与温度测试

    而正式由于FurMark的特性其实也成为了显卡在满载温度和功耗测试的极佳工具。RX 5700系列的TDP其实非常抢眼,相比起早先AMD在显卡的功耗表现上有着明显的飞跃,而其中不仅仅是7nm工艺的功劳,全新的NAVI显然也促成了该系列显卡在功耗和发热上的大幅改进。

    我们使用FurMark对两款显卡在整个测试平台上空闲及满载运行的功耗和温度做一纪录,其中空闲功耗两者的差别非常小,并且其功耗值似乎显著领先竞品,而这要得益于AMD在NAVI架构上所采用的空闲超低功耗设计,在待机状态下,RX 5700系列显卡可以降频到6MHZ,这基本上相当于传统单片机的工作频率,已是几乎不产热的状态。

    不过,在满载状态下,频率和像素流水线更高的RX 5700XT则明显超过了RX 5700,整个平台上升到330W。但是有关注显卡同类测试的网友应该清楚,330W的最大功耗值在同档位平台中并不是耗电大户,相比起英伟达的RTX 2080依然有着良好表现。

    值得一提的是,FurMark更倾向于压榨显卡,对于CPU满载耗电并不倾向于实际,所以这个功耗取值与实际游戏相比要略低,在高分游戏大场景的运行中,整机的功耗要因为CPU全负荷的参与会有相应的提升。

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    FurMark的温度测试实际上与功耗又完全相反。在运行10分钟后,两款显卡的温度可飙升至89摄氏度,这个温度已经接近对显卡会有一定的物理损伤的温度阈值,但实际在运行游戏时,显卡的温度基本会控制在70摄氏度附近,明显要低得多,所以FurMark的最终温度仅仅作为极限满载状态下的参考,从中进而判断RX 5700系列显卡在拷机状态下的散热表现是否有充沛的应对余力。

    空闲温度表现还是非常不错的,在室温26摄氏度的环境中,空闲状态的RX 5700,其核心温度均保持在40摄氏度以下,而RX 5700更是低至35摄氏度,这个温度在67W的空闲功耗下显然表现的很是清爽。

    其实在实测中,我们也对两款显卡的风扇噪音进行了评估。由于两者采用相同的涡轮风扇,所以噪音表现并没有什么差别,风扇的最大转速在2000转左右,即便在FurMark拷机状态中,高温并没有让显卡处于啸叫状态,相反,CPU风扇的转速掩盖了显卡风扇的噪音,所以如果考虑在锐龙9上采用水冷,自然会让整机的静音水平大大降低,而RX 5700系列显卡也不会是显著的噪音源。

    实际游戏测试

    游戏实测部分我们选择了目前较具代表性的八款大型3D单机游戏,其中除了绝地求生是追求纯FPS类外,其他都偏向角色扮演,并且整体上市时间较短,仅有GTA5是所有测试游戏中年岁最长的游戏产品,而做以保留主要还是因为这款游戏依然是目前最热门的单机游戏。

    我们将测试分为1080P和2K两种分辨率环境,并有关特效和画质均改为最高值。

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    其实单从游戏的测试结果来看,《刺客信条:奥德赛》应该是两款显卡运行最为吃力的作品,不过即便如此,依然轻松保持在流畅程度以上,其中1080P分辨率下RX 5700XT保持在70帧左右,而RX 5700则接近60帧。而在2K分辨率下,两款显卡均有20帧左右的降幅,不过依然可以保持基本流畅。

    《全面战争:三国》是近段时间刚刚问世的作品,也是三国题材中最吃显卡的游戏。不过好在这款游戏属于策略类,让玩家不会对FPS过渡敏感,所以帧数仅仅是衡量显卡性能的手段。

    在这款游戏中1080P分辨率下RX 5700XT拿到了77帧,与RX 5700相差12帧左右,而到了2K分辨率,RX 5700有些力不从心,帧率降至42帧附近,逼近流畅极限。

    《杀手2》这款最新重制的大作因为光影部分过多会对显卡产生一定的负荷外,其他游戏显然对于RX 5700系列显然已经不再有太多威胁。

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    如果反观英伟达的RTX 2070和附带Super后缀的产品,显然AMD RX 5700的两款产品分别进行了对应,依照既往的测试成绩,两组选手也近乎打成平手,甚至 RX 5700 XT有点试探RTX 2080的意味,在个别游戏表现中进而造成挑战。

    对于玩家来说,硬件的性能是没有天花板的,尤其是对游戏终极性能表现的部分玩客对显卡超频也提出更多的要求。严格来说,AMD全新的RX 5700系列显卡会因为7nm工艺的存在具有更高的能效表现和更优异的超频体质,但是至于到底AMD会给消费者留有多大的超频余地,这应该是个问号。

    实际上,RX 5700系列显卡本身配备的BOOST机制已经展现了其超宽的动态性能伸缩范围,其中XT版本最高超过1905MHz的加速频率也并不需要玩家处心积虑的压榨显卡的极限性能,相反,在特定的散热条件下,对于硬件的损耗会得不偿失。

    小结:

    事实上,以全新7nm工艺和NAVI架构加身的RX 5700系列并不是去为自家和竞争对手旗舰产品拆台的顶级显卡,但RX 5700系列也并不是马甲穿了一年又一年的装饰品,NAVI架构的到来正是满足了那些在主流性能市场上,用户要求体验改头换面的希冀,并能让消费者切实感受到AMD在性价比上又一波福利。确实,AMD做到了。四年的新架构开发让AMD耗费了大量的研发精力,但极有可能换来的是未来几年整个新架构向高低两端市场的延伸,以及竞争对手的畏惧。因为从实测表现来看,RX 5700系列显卡不仅做到了在能效上的长足进步,并且在主流大型3D游戏中依然能够胜任高分+全效的流畅运行,这在2500-3000元价位上是难得的回馈,着实显现了AMD在对市场决心上所给予的又一次诚意,而RX 5700系列也将有望成为今年显卡市场上最亮眼的爆款。


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