KIẾN TRÚC ĐỒ HỌA

Trái tim của R9 Fury là chip xử lý đồ họa GPU được nhắc đến nhiều nhất trong năm nay có tên mã là Fiji. Đây là con chip được cấu tạo từ 3 phần quan trọng nhất là GPU die sản xuất theo tiến trình 28nm của TSMC, một lớp silicon đặc biệt làm nền kết nối GPU die với bộ nhớ xếp chồng HBM (High Bandwidth Memory) được gọi là bộ nối tiếp (interposer) và được sản xuất theo tiến trình 65nm của UMC, và 4 chip nhớ xếp chồng HBM 1GB được làm bởi SK Hynix với tiến trình 20nm. AMD đã có được nhiều sự hỗ trợ về mặt kỹ thuật từ các đội ngũ sáng giá trong ngành sản xuất bán dẫn bao gồm UMC, Amkor Technology, ASE Group và SK Hynix.

Hãy bắt đầu với GPU die trước. GPU này nó có hệ thống cấp bậc các thành phần linh kiện khá giống với thế hệ trước là Hawaii. Các stream processors của kiến trúc Graphics CoreNext giờ đã được nâng cấp lên Graphics CoreNext 1.2 vốn đã được ra mắt trên chip Tonga với hai sản phẩm là R9 380 và R9 285. Như chúng tôi có nói trước đó, AMD tạo ra R9 Fury bằng cách cắt giảm đi vài linh kiện từ chip Fiji nguyên bản. Các linh kiện bị cắt giảm được tô đỏ ở hình ảnh cấu tạo chip ở dưới.

​

GPU die có 4 shader engines như Hawaii ngày trước nhưng số đơn vị tính toán (compute unit - CU) trên một shader engine đã được tăng lên thành 14 so với 11 của Hawaii. Mỗi gói CU có 64 stream processors vì thế nó sẽ có tổng cộng 896 stream processors cho mỗi engine và tổng cộng 3584 stream processors trên chip đồ họa. Con chip này có 16 bộ render back-ends tương đương với Hawaii, qua đó số ROP cũng như nhau là 64. Số CU càng cao nghĩa là số TMU sẽ là 224 thay vì 176 trên Hawaii. Điểm khác biệt lớn nhất là băng tần bộ nhớ HBM 4096 bit với tổng cộng 4 chip nhớ xếp chồng HBM 8 Gigabit. AMD đã cắt giảm chip Fiji trên R9 Fury với số CU từ 64 xuống còn 56.

AMD vẫn giữ nguyên cơ chế CrossFire không cần cầu XDMA CrossFire, chip xử lý xuấtt hình hỗ trợ cổng Display Port 1.2a và HDMI 1.4a, giao tiếp PCIe Gen 3 x16 như Hawaii. Chỉ có một điểm thay đổi đáng chú ý là Fiji đã loại bỏ cổng DVI. Card đồ họa dùng chip Fiji sẽ có 1 cổng HDMI và 3 cổng DP 1.2a. Không còn cổng DVI, những chiếc card này sẽ có tính tương thích cao hơn với các bộ tản nước bên thứ ba.

Bộ nhớ xếp chồng băng thông lớn HBM (High Bandwidth Memory) và Interposer

Với hệ điều hành Windows 10 cùng tập lệnh đồ họa mới DirectX 12 sắp ra mắt cùng nhu cầu giải trí độ phân giải cao như 2K (2560x1440) hay 4K/UHD (3840x2160) ngày càng tăng và các màn hình hỗ trợ các độ phân giải 2K và 4K lần lượt có giá khởi điểm khá rẻ từ $250 và $400 trở lên, thì yêu cầu về dung lượng bộ nhớ card đồ họa đáp ứng ngày càng lớn. Bộ nhớ GDDR5 đã phục vụ rất tốt cho ngành công nghiệp sản xuất card đồ họa từ năm 2008 đến giờ. Đã trải qua đến năm thế hệ GPU kể từ khi đó, bộ nhớ GDDR5 đã gần như được khai thác đến giới hạn hiệu năng cuối cùng của nó dù xung nhịp của chúng ngày càng tăng lên.

​

Với bất kỳ kiến trúc bộ nhớ nào, kể cả HBM, xung nhớ/băng thông và điện năng tiêu thụ không tăng đồng đều (ví dụ điện năng tăng hai chưa chắc hiệu năng tăng hai). Do đó chúng cần nhiều năng lượng đễ có thể đạt được mức xung cao hơn. Điều này dẫn đến sự ra đời của một kiến trúc bộ nhớ mới hơn, HBM đã làm được điều này và đạt được hiệu quả sử dụng năng lượng tốt hơn GDDR5. HBM đánh đổi xung nhịp cho độ rộng bus nhớ (bus-width) và các chip DRAM phải xếp chồng theo chiều dọc. Kiến trúc HBM thế hệ này cho phép một chip HBM sẽ có 4 chip DRAM xếp chồng, với một chip DRAM ảo thứ năm làm điểm kết nối giữa lớp vật lý của các chip DRAM với những đường liên kết dữ liệu trong cùng một chồng.

​

Trong chip đồ họa Fiji có tổng cộng 4 chồng chip HBM 8Gb với mỗi chồng có băng tần bộ nhớ 1024 bit. Với băng tần bộ nhớ rộng như vậy trên 1 chồng chip nhớ thì nó có thể có số lượng chân cắm (pin) vô cùng lớn trên một bộ chip nhớ rời, AMD quyết định tích hợp nó vào trong một gói cùng chip đồ họa GPU bằng cách sử dụng một thứ được thiết kế đặc biệt để làm nền được gọi là bộ nối tiếp (interposer).

​

Interposer là một die silicon rất lớn đóng vai trò làm nền cho các die khác bên trong là mạng lưới dây liên kết siêu nhỏ giữa chồng chip HBM và die GPU. Bộ interposer được xử lý theo tiến trình 65nm và có vẻ như nó đã khá lỗi thời khi giờ đang là thời đại của tiến trình 20nm nhưng khi so với các mối dây liên kết PCB bằng sợi thủy tinh thông thường thì dây liên kết trong tiến trình 65nm nhỏ hơn rất nhiều nằm ở các điểm liên kết giữa 2 die hoặc giữa 1 die và bộ làm nền (substrate). AMD đã sáng tạo ra các điểm liên kết siêu nhỏ này dùng để liên kết giữa die GPU và bộ interposer vì sử dụng các mối dây liên kết giữa GPU và bộ nhớ thì hơi thiếu khôn ngoan.

​

Bộ interposer có các điểm liên kết siêu nhỏ nằm đối mặt với die GPU và các chồng chip HBM và cũng nằm đối mặt với bộ làm nền chính bằng sợi thủy tinh của gói GPU. Với việc chip nhớ giờ được dồn sang gói GPU, và quan trọng hơn, các điểm kết nối siêu nhạy cảm của card đồ họa (thường nằm giữa chip nhớ và GPU) được đưa qua gói GPU, bo mạch PCB sẽ không phải chịu tải nhiều như trước. Các chân cắm (pin) trên gói này đều dành cho bộ phận cấp nguồn, bus hệ thống và các cổng xuất nhập I/O giúp AMD có khả năng điều chỉnh cao hơn.

​

Một điểm lợi ích lớn khác nữa cho việc dịch chuyển chip nhớ về khu vực gói GPU là làm tiết kiệm không gian cho bo mạch. Gói GPU lúc này đã rất to so với Hawaii hay bất kỳ GPU nào đã được sản xuất trước đó nhưng giờ thì bo mạch PCB không còn chip nhớ bao bọc xung quanh nữa, giờ thì trên bo mạch PCB chỉ bao gồm gói GPU, bộ cấp nguồn VRM, và cổng xuất nhập I/O. Điều này cho phép AMD tạo ra được nhiều sản phẩm siêu nhỏ gọn. Không như mẫu tham chiếu R9 Fury X, ASUS R9 Fury Strix sử dụng bo mạch PCB có kích cỡ truyền thống.

KHUI THÙNG VÀ PHỤ KIỆN

​

Với R9 Fury Strix, bạn sẽ có những thứ sau:

VÀI HÌNH ẢNH VỀ CARD



ASUS thiết kế bộ tản nhiệt mới áp dụng cho R9 Fury Strix gọi là DirectCU III vốn đã xuất hiện ở hai mẫu card của hãng trước đó là R9 390X và GTX 980 Ti. Tất cả các thành phần đều làm bằng kim loại và được phủ sơn nhánh nhìn rất đẹp mắt. Phía sau có bộ backplate kim loại giúp chống cong và tản nhiệt cho card. Kích cỡ card là 30 cm x 15 cm.


Bạn sẽ mất 2 slot PCI nếu gắn con này vào hệ thống của mình.


Để biết được R9 Fury Strix nó to cỡ nào thì tôi có chụp hình so sánh nó với card đồ họa GTX Titan X bản tham chiếu vốn cũng là một chiếc card không phải là dạng nhỏ nhặt.


Khu vực cổng kết nối bao gồm 1 cổng DVI, 3 Display Port và 1 HDMI full size. Cổng HDMI trên bo mạch thuộc phiên bản 1.4a cho khả năng xuất âm thanh HD và hỗ trợ xem phim Blu-ray 3D.


Đầu cắm CrossFire vật lý đã bị lược bỏ và R9 Fury sử dụng chip đồ họa Fiji do đó nó thừa hưởng khả năng chạy đa card CrossFire không cần cầu (XDMA CrossFire) thông qua bus PCI Express.



2 hình trên là hình của card sau khi được tháo bộ tản nhiệt. Phiên bản độ phân giải cao sẽ được cung cấp theo 2 link sau: mặt trước, mặt sau.

NHÌN KỸ HƠN MỘT CHÚT



Bộ tản nhiệt DirectCU III được ASUS trang bị tới 5 ống đồng mạ nikel tiếp xúc trực tiếp với GPU để tăng cường khả năng dẫn nhiệt từ GPU lên các lá đồng mạ nikel.


R9 Fury Strix cần 2 đầu nguồn 8 pin để hoạt động qua đó độ tiêu thụ năng lượng của card có thể lên đến 375W.


ASUS có dành ra khu vực hàn dây đo điện trên card của mình, và chữ "OV" xuất hiện ở khu vực này cho thấy card này có thể được ASUS cho phép chích thêm điện ngoài vào để tăng cường khả năng ép xung.


ASUS dùng bộ điều khiển dòng kỹ thuật số tự sản xuất Digi+ VRM được gắn chết trên bo mạch PCB của card.


Chip nhớ HBM được làm bởi Hynix. Chúng có xung nhịp định danh chạy ở mức 500MHz. Hai chồng chip nhớ trên hình mỗi chip có tổng cộng 5 die silicon gồm 4 die DRAM và 1 chip điều khiển. Có tổng cộng 4 chip nhớ HBM trên R9 Fury Strix nằm trên bộ interposer (có màu đồng) cùng die GPU khá to.


Chip đồ họa AMD Fiji sử dụng kiến trúc GCN và được sản xuất theo tiến trình 28nm tại nhà máy TSMC, Đài Loan, với 8.9 tỉ transistor nằm trong GPU die có diện tích 596 mm2.

HỆ THỐNG TEST

Các điểm benchmark ở các bài đánh giá khác chỉ mang tính so sánh khi chúng có chung một cấu hình test.​

• Tất cả các kết quả thu được từ hệ thống này với tất cả các settings giống nhau.
• Tất cả các game test đều được ưu tiên chỉnh lên mức tối đa.
• Khử răng cưa (AA) và lọc bất đẳng hướng (AF) được chỉnh trong setting của game chứ không ở bảng control panel của card.

Tất cả game đều được test theo cấu hình và độ phân giải như sau:

• 1600 x 900. Độ phân giải thường dùng ở các màn hình phẳng và laptop thời nay (17'' - 19'').
• 1920 x 1080. Độ phân giải thường dùng ở các màn hình rộng (22" - 26").
• 2560 x 1600. Độ phân giải cao nhất và phổ biến nhất ở các màn hình hiện tại (27"-32").
• 3840 x 2160. Độ phân giải 4K/UHD và chỉ phổ biến ở các màn hình mới xuất hiện gần đây.
  
• Hiệu năng mẫu card R9 390X tham chiếu được test bằng cách chạy card MSI R9 390X Gaming với xung nhịp của mẫu tham chiếu (1050/1500).

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

Show Spoiler Hide Spoiler

CÔNG SUẤT TIÊU THỤ

Trong bài test này chúng tôi đo công suất tiêu thụ của card thông qua cáp nguồn PCI Express và cổng PCI Express. Thiết bị đo Keithley Integra 2700 được chúng tôi sử dụng trong hầu hết các trường hợp test. Và xin được nói thêm là giá trị công suất tiêu thụ mà chúng tôi đưa ra cho các bạn xem là của card đồ họa chứ không phải của toàn bộ hệ thống test.

Chúng tôi sử dụng game Metro Last Light để làm phép thử chuẩn vì trò này đạt được những tiêu chí như sau: chiếm công suất tiêu thụ cao, tính lặp lại cao, là game hiện nay hỗ trợ tất cả các card đồ hoạ; trình điều khiển driver được thử nghiệm và tối ưu hoá tối đa cho game này, hỗ trợ chế độ đa card đồ hoạ; thời gian test ngắn và dựng khung hình trên cảnh nền cố định với nhiều vật thể phức tạp.

Công suất tiêu thụ của các card đồ họa khác được đo dựa trên bản tham khảo của NVIDIA và AMD.

Các kết quả của chúng tôi thu được từ các bài test sau:

Độ tiêu thụ năng lượng trên card Fury được cải thiện rất nhiều so với các dòng card AMD trước đó nhờ vào khả năng tiết kiệm năng lượng của chip nhớ HBM. Ngoài ra GPU cũng có vài điểm cải thiện tốt về độ tiêu thụ năng lượng gần đạt được tới khả năng tiết kiệm điện tuyệt vời trên dòng card Maxwell của đối thủ NVIDIA.

Khi không chơi game, chúng tôi thấy độ tiêu thụ điện năng tốt hơn hẳn so với Fury X vì card Fury không được AMD tích hợp bộ tản nhiệt nước.

Độ tiêu thụ điện năng trên các thiết lập màn hình đơn hay đa màn hình giờ đã ngang ngửa với các card mới đến từ NVIDIA nhất là khi test trong thời gian dài trên hệ thống đa màn hình.

Khi xem phim Bluray, chúng tôi thấy Fury tiết kiệm được gần 10W so với Fury X. Và trong trường hợp này thì card NVIDIA làm tốt hơn rất nhiều.

Khi test bằng Furmark thì độ tiêu thụ điện năng tối đa chỉ đạt 270W. Điều này cho thấy ASUS không tăng mức power limit trong BIOS của card.

Kết quả (open) Kết quả (close)

ĐỘ ỒN

Trong bài test này chúng tôi sử dụng máy đo độ ồn Bruel & Kjaer ($4000) để đo độ ồn phát ra từ cánh quạt. Thiết bị này có khoảng cách đo đạc và độ chính xác phù hợp với yêu cầu của chúng tôi.

​

Card đồ họa thử nghiệm trong bài test này được đưa vào một hệ thống mà tất cả các thành phần đều được làm mát thụ động (passive cooling). Trong đó, nguồn, tản nhiệt CPU, bo mạch chủ và ổ cứng SSD đều được làm mát thụ động để độ ồn được giảm tới mức tối thiểu. Kết quả đo độ ồn ở các card đồ họa khác được đo trên bản tham khảo của NVIDIA và AMD.

Hệ thống test này cho phép chúng tôi loại bỏ tạp âm phát ra từ các thành phần khác và chỉ có độ ồn phát ra từ card. Để đạt chuẩn độ ồn DIN 45635, máy đo độ ồn được đặt cách xa hệ thống test khoảng 1m và cách mặt đất 1m6. Tạp âm phát ra trong phòng test đạt dưới 20 dBA. Hãy nhớ rằng là khoảng cách âm thanh đo bằng dBA nhiều khi cũng không hoàn toàn hợp lý lắm. Ví dụ như âm thanh đo ra là 40 dBA thì chưa chắc thông qua tai người nó sẽ ồn gấp đôi 20 dBA. Hay nói cách khác, con người khó có thể phân biệt được độ ồn 20 dBA và 40 dBA. Trong phần test này, chúng tôi thử nghiệm chơi game chứ không dùng trình stress card Furmark.

Trong trạng thái nghỉ, R9 Fury Strix không hề phát ra tiếng ồn do cơ chế quạt không quay khi chưa chạm ngưỡng nhiệt độ 60*C, khi vượt qua mức này thì quạt mới bắt đầu quay tuy nhiên quay rất nhẹ.

Khi chơi game nặng, độ ồn đạt đến 40dBA nghĩa là cũng khá ồn ào nhưng bên phía NVIDIA với mẫu GTX 980 Ti và Titan X cũng có mức độ ồn tương tự. Nhưng khi so với mẫu GTX 980 tham chiếu thì R9 Fury Strix khi chơi game ồn hơn khá nhiều vì chiếc card kia khi test trong tình huống tương tự gần như độ ồn là không đáng kể. ASUS sử dụng cánh quạt rất lớn vì thế chơi game nặng độ ồn khá to cũng không có gì lạ.

​

TỔNG KẾT HIỆU NĂNG

Biểu đồ dưới đây sẽ cho các bạn thấy hiệu năng thu được từ các phép thử trước với tất cả các độ phân giải màn hình. Mỗi biểu đồ đặt hiệu năng card test là 100%. Hiệu năng tổng kết của các card khác là card tham khảo từ NVIDIA và AMD.

Show Spoiler Hide Spoiler

​