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Recensione AMD Radeon RX 590, la GPU Polaris passa ai 12 nanometri

Pagina 1: Recensione AMD Radeon RX 590, la GPU Polaris passa ai 12 nanometri

La nuova Radeon RX 590 di AMD rappresenta per l’azienda una soluzione che ha più finalità. La prima è quella di ridurre l’ampio gap esistente tra la RX 580 e la RX Vega 56, mentre il secondo è quello di portare sul mercato qualcosa di nuovo in questo periodo natalizio, in cui molti si concedono o fanno un regalo. La RX 590 8GB è la prima scheda dell’azienda ad adottare una GPU a 12 nanometri in casa AMD, ma non aspettatevi grandi novità rispetto alla RX 480 o alla RX 580. L’architettura di base è la stessa Graphics Core Next (GCN) di quarta generazione delle altre due schede, e quindi i miglioramenti prestazionali che vedrete sono attribuibili al semplice aumento delle frequenze figlio del migliore processo produttivo.

L’aumento delle prestazioni ha però delle ripercussioni. Il TDP ufficiale della scheda è 225 watt, rispetto ai 185 watt della RX 580. Almeno sulla carta, l’aumento del consumo del 22% ha permesso un overclock del 15%, per quello che AMD dichiara un miglioramento delle prestazioni fino al 12%. Ci troviamo quindi probabilmente davanti al punto in cui le capacità di scalare di Polaris iniziano a prestare il fianco.

Questo però non fa ombra a quanto fatto, cioè alla capacità di AMD di spremere un paio di centinaia di megahertz da un processore grafico maturo. Quando la Radeon RX 480 arrivò sul mercato, il chip era accompagnato da una frequenza di boost di 1266 MHz. La PowerColor Red Devil RX 590 che testiamo in questo articolo può arrivare fino a 1576 MHz – un aumento del 25% da un chip che è essenzialmente lo stesso. L’unica differenza evidente è il passaggio dal processo produttivo a 14nm FinFET a quello a 12nm FinFET di Globalfoundries.

  Radeon RX Vega 56
Radeon RX 590
Radeon RX 580
GeForce GTX 1060 GB
GPU
Vega 10 (14nm) Polaris (12nm) Polaris (14nm) GP106 (16nm)
Dimensione die
486 mm2 232 mm2 232 mm2 200 mm2
Transistor
12,5 miliardi 5,7 miliardi 5,7 miliardi 4,4 miliardi
Shader
3584 2304 2304 1280
Freq. Base/Boost
1156/1471 MHz 1469/1545 MHz 1257/1340 MHz 1506/1709 MHz
Potenza di calcolo FP32 10.5 TFLOPS 7.1 TFLOPS 6.2 TFLOPS 4.4 TFLOPS
Texture Unit
224 144 144 80
Texture Fill Rate di picco
329.5 GT/s 222.5 GT/s 193 GT/s 136.7 GT/s
ROPs
64 32 32 48
Memoria
8GB HBM2 8GB GDDR5 8GB GDDR5 6GB GDDR5
Bandwidth
410 GB/s 256 GB/s 256 GB/s 192.1 GB/s
TDP
210W 225W 185W 120W

Nonostante il processo produttivo, la dimensione del die rimane la stessa, pari a 232 mm2. Secondo AMD così facendo è mantenuta la compatibilità con progetti e dissipatori di terze parti. La verità è che ottimizzare nuovamente il chip per un processo produttivo intermedio sarebbe stato troppo costoso, andando a intaccare i potenziali guadagni. Di conseguenza ci troviamo probabilmente davanti a un processo produttivo a 12 nanometri LP che usa la stessa libreria 9T dei 14 nanometri, anziché la nuova libreria 7.5T che secondo Globalfoundries riduce il consumo del 16% a una data frequenza.

Gli appassionati devono quindi essere soddisfatti di questo piccolo avanzamento produttivo che garantisce frequenze più alte, prestazioni generali migliori, ma un aumento del consumo. E con un TDP di 225 watt (superiore a quello di una GeForce RTX 2080 con frequenze di riferimento), le prestazioni per watt non sono il punto forte.

AMD rivolge la propria Radeon RX 590 a giocatori attenti al budget che non hanno acquistato una delle schede video precedenti a 14/16 nanometri, come la Radeon RX 480 e la GeForce GTX 1060. Si parla quindi di sistemi vecchi più di due anni, probabilmente collegati a monitor Full HD. L’azienda afferma che il prezzo di partenza è di 280 dollari esentasse (254 euro più IVA in Italia), un aumento rispetto ai 260 euro fissati per la RX 580 l’anno scorso. Per un presunto aumento prestazionale del 12%, il prezzo maggiore del 20% non è allettante. Ciononostante, il prezzo non rappresenta un grande problema se rapportato alle prestazioni fluide in Full HD e ai frame rate giocabili a 2560 x 1440.

Per rendere più appetibile l’offerta, AMD accompagna la scheda con un bundle formato da Devil May Cry 5, Tom Clancy’s The Division 2 e Resident Evil 2, uno dei migliori che abbiamo mai visto, anche se è curioso: i giochi non saranno disponibili prima del prossimo anno.

Le specifiche della “nuova” GPU Polaris

La PowerColor Red Devil RX 590 che recensiamo in questo articolo ha alcune specifiche molto familiari. La GPU Polaris offre 36 Compute Unit, con ogni CU dotato di 64 shader suddivisi tra quattro unità vettoriali, un’unità scalare e 16 unità texture fetch load/store. Ogni CU ha inoltre quattro texture unit, 16 KB di cache L1, 64 KB di cache dati locali condivisi e uno spazio di registro per unità vettoriali e scalari. Le ottimizzazioni fatte nel 2016 sono presenti anche in questa Radeon RX 590, e garantiscono fino al 15% di prestazioni in più per CU rispetto alla GPU Hawaii della R9 290X, che era basata sulla seconda generazione dell’architettura GCN. Questi miglioramenti includono l’aggiunta del supporto nativo FP16 (e Int16), un accesso alla cache ottimizzato e un miglior prefetching delle istruzioni.

Nove CU sono organizzati in uno Shader Engine (SE), e Polaris integra quattro di quei SE. La matematica – 64 shader * 9 CU * 4 SE – ci porta a un massimo di 2304 SP (stream processors) e 144 unità texture.

Ogni Shader Engine è associato a un Geometry Engine, che AMD ha migliorato con la RX 480 aggiungendo un primitive discard accelerator per rigettare primitive che non rasterizzano un pixel prima della scan conversion, aumentando così il throughput. Questa è una funzione automatica dello stadio di pre-rasterizzazione della pipeline grafica. C’è inoltre un index cache per le istanze geometriche, anche se non sappiamo quanto sia ampia o quale sia l’impatto quando si usa l’istanziazione.

Polaris è in grado di gestire fino a quattro primitive per ciclo di clock. E ovviamente, quest’ultima versione di Polaris ha un base clock di 1469 MHz e un boost di 1545 MHz. Le maggiori frequenze compensano la perdita di risorse on-die rispetto alle precedenti GPU AMD di fascia alta. Laddove una R9 290X offriva prestazioni FP32 di 5,6 TFLOPs e la RX 480 raggiungeva fino a 5,8 TFLOPS usando la frequenza di boost, la Radeon RX 590 arriva fino a 7,1 TFLOPs. La PowerColor Red Devil RX 590 ha una frequenza di boost di 1576 MHz, il che estende la prestazione di picco a singola precisione a 7,3 TFLOPs.

Approcciare quel limite teorico richiede frequenze sostenute aggressive. Su un banchetto di prova, la RX 590 mantiene la sua frequenza elevata grazie all’aria fresca dell’ambiente. Come vedremo, quando la scheda è dentro a un case perde gran parte del suo vantaggio rispetto alla Radeon RX 580.

La GPU Vega di AMD ha quattro render back-end per Shader Engine, capaci di 16 pixel per clock – 64 su tutta la GPU. Polaris riduce quel dato della metà. Due render backend per SE, ognuno con quattro ROPs, per un totale di 32 pixel per clock. Per complicare le cose, Polaris usa un bus di memoria a 256 bit (rispetto all’interfaccia HBM2 a 2048 bit di Vega). Il modello da 8 GB che stiamo testando usa memoria GDDR5 a 8 Gb/s, con un throughput fino a 256 GB/s. Un valore ben distante dai 410 GB/s della RX Vega 56.