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Dopo il lancio delle schede video Radeon Fury, basate sui nuovi e potenti chip grafici Fiji, l'attenzione da parte della stampa specializzata nei confronti delle soluzioni della famiglia R9 390 (che comprende i modelli R9 390X e R9 390) è improvvisamente calata.

Queste schede sono state bollate come dei semplici rebrand della precedente serie R9 290, basate su un'architettura (GCN1.1) ritenuta per qualche misterioso motivo "già vecchia", e per questo accantonate nel dimenticatoio.

In realtà con la serie R9 390 AMD ha fatto un lavoro di affinamento e di ottimizzazione molto preciso, atto a migliorare la resa e contenere i costi di produzione di una GPU che - è bene ricordarlo - è ancora il secondo chip grafico più grande mai realizzato dalla casa di Sunnyvale. A questo vanno aggiunti gli adeguamenti al PHY per non avere problemi con le memorie a 6Gbps (la serie precedente montava memorie a 5Gbps) ed il raddoppio del quantitativo totale della VRAM (grazie alla diffusione dei chip GDDR5 quad-density si è passati da 4GB a 8GB).

E' vero l'architettura interna non è cambiata (è Hawaii ma con nome in codice diverso: Grenada) quindi non possiamo parlare di vere e proprie "Nuove" schede video ma è importante ribadire che con la serie R9 390 è stato chiesto ai partner AIB di modificare il PCB e migliorare ulteriormente il sistema di raffreddamento rispetto alla generazione precedente. Questo perchè Hawaii ha un grande difetto: scalda tanto. E scalda tanto, addirittura più di Fiji, non solo perchè ha in più tutta la logistica del GPGPU-computing ma perchè è inserito in una sezione 'ASIC + Memory' talmente grande e densa da creare un'anomala diffusione del calore su tutto il PCB della scheda.

Ed è proprio qui che ci colleghiamo con la VGA oggetto della nostra recensione odierna: la Sapphire R9 390 NITRO con Backplate. A quanto pare lo scorso anno il produttore di Hong Kong è stato l'unico ad accorgersi del problema del surriscaldamento atipico sul PCB sulle schede R9 290/290X, ma lo ha sistemato con una soluzione estremamente complessa e costosa (qui la nostra recensione della Sapphire R9 290 Vapor-X). Con l'arrivo della prima Radeon R9 390 NITRO sono stati portati tanti piccoli accorgimenti per migliorare la silenziosità ed il raffreddamento sulle GPU Hawaii PRO (o Grenada PRO che dir si voglia) ma è solo con le nuove R9 390 NITRO w/ Backplate che Sapphire punta ad eguagliare l'efficienza di dissipazione della serie Vapor-X senza chiedere ai propri clienti un eccessivo esborso di denaro.

Cosa ha fatto Sapphire nel concreto? Ha preso il già ottimo dissipatore Tri-X/Nitro ed ha ingrandito una delle 5 heatpipe (passando dalla configurazione 2x6mm + 2x8mm + 1x10mm alla nuova disposizione 1x6mm + 3x8mm + 1x10mm), poi ha ritarato la sequenza di attivazione delle tre ventole ed infine ha montato sul retro un backplate che ha il compito di assorbire parte del calore del PCB grazie ad un enorme pad-termico.

Sapphire due 

La combinazione di tutti questi dettagli ha permesso allo storico partner di AMD di overcloccare di default la GPU senza aumentare la temperatura rispetto alla Nitro "normale" e contemporaneamente ha abbassato la rumorosità di funzionamento.

Di seguito le specifiche tecniche complete: 

 

SAPPHIRE R9 390 NITRO con Backplate
GPU   Hawaii PRO (a.k.a Grenada PRO)
Processo produttivo   28nm 
Architettura   GCN 1.1 (gIP 7)
N. Transistor   6.2 mld
Die Size   438mm^2
SPs / TMUs / ROPs   2560 / 160  / 64
GPU Clock   1040 MHz
Quantitativo e tipo di VRAM   8 GB GDDR5
Frequenza memorie   6000 MHz
Interfaccia memorie   512 bit
TDP   ~300 W
Alim. esterna   2 x 8pin
Sez. VRM   6+1+1 fasi 
Raffreddamento 

 tre ventole assiali da 90mm

 + 2 heatsink in alluminio

 + 5 heatpipe in rame (1x6mm, 3x8mm,1x10mm)

 TRIX +  IFC2 technology

Uscite video 

 3 x DP
 1 x HDMI
 1 x DVI-D

API   DX12,Vulkan,Mantle
FreeSync   Si
TrueAudio   No
LiquidVR  Si
Prezzo   339 Euro

 

 

 


Scheda video e teardown

La Sapphire R9 390 Nitro w/ backplate ha dimensioni di 308 x 127 x 42.3mm per un peso di 1150g. Si tratta di misure importanti, l'ingombro una volta montata sulla scheda madre è di quasi due slot e mezzo, ma questa non è assolutamente una scheda da case SFF o da piattaforme ITX. Il produttore di Hong Kong ha utilizzato il nuovo color-design introdotto con la R9 380 NITRO : copertura in plastica scura con effetto metallizzato/spazzolato e varie pellicole che imitano la fibra di carbonio. Una scelta tutto sommato sobria e che a noi piace di più rispetto alle sgargianti colorazioni della serie precedente (giallo, blu o viola).

Spiccano subito le tre ventole da 90mm del sistema di raffreddamento Tri-X ed il generoso radiatore che si intravede sia sul lato superiore che su quello inferiore.

 

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Dietro appare il nuovo backplate disegnato appositamente per questa soluzione e che ha un duplice compito: 1) conferire maggiore solidità alla struttura di sostegno del dissipatore anteriore 2) contribuire in maniera diretta allo smaltimento del calore del PCB. Da notare che il radiatore si estende ben oltre il circuito stampato, questa volta la parte esterna non è stata chiusa perchè Sapphire ha preferito lasciare un ulteriore sfogo per l'aria calda.

L'alimentazione supplementare è fornita da due connettori PEG (PCI Express Graphics) a 8-pin. Ricordiamo che sulle schede video basate su GPU Hawaii, Tonga e Fiji non sono più presenti i classici connettori MIO-CF, visto che la gestione del CrossFire è affidata alla tecnologia XDMA sfruttando direttamente il bus PCIe 3.0. Anche su questo modello targato Sapphire non manca il pulsante per lo switch del BIOS che abilita la modalità "Legacy" e "UEFI".

 

dietro

L'I/O si compone di tre DisplayPort, più una HDMI 1.4 ed una DVI-D. La scheda può pilotare contemporaneamente fino a quattro monitor (sei se si utilizza un hub-DP) e supporta tutte le funzioni della tecnologia Eyefinity 2.0

 

390 nitro io

Di seguito il nostro video-teardown che mostra come rimuovere il backplate, smontare il dissipatore e togliere le ventole dal frame principale: 

 

 


PCB e Cooler nel dettaglio

IL PCB è una soluzione personalizzata da Sapphire. Senza rispolverare la versione ultra-custom delle 290 Vapor-X, ma partendo dal pianale reference delle R9 290X, il produttore di Hong Kong è andato ad agire sui punti nevralgici della scheda per migliorare la qualità costruttiva generale, la stabilità in OC ed eliminare il coil-whine.

Via la combo di Choke CEC-R15 abbinati a DirectFET scelti da AMD sulle schede di riferimento e spazio all'accoppiata Choke "Black Diamond" con driver/MOSFET IR3644. Cresce anche il numero delle fasi di alimentazione dedicate alla GPU (6 al posto di 5), mentre tutti i condensatori presenti on-board sono stati sostituiti con dei modelli a lunga durata (16K Hours Capacitor).

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La GPU è la versione "PRO" di Hawaii/Grenada con 2560 Stream Processor attivi (40 CU organizzate in 10 x 4 cluster). Il die ha una superficie di 438mm2 ed ospita 6.2 Miliardi di transistor. Da notare che l'identificazione con la settimana di produzione del chip non è stampata sul die ma sulla cornice esterna, dalle GPU Hawaii in poi AMD ha adottato questa soluzione per avere a disposizione una superficie di contatto quanto più liscia possibile.

 

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Di seguito il pulsante (switch) per BIOS "UEFI" e "Legacy" e l'immagine dei due connettori PEG a 8-pin in grado di far passare fino a 300W da specifica PCI-SEG.

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Le memorie sono dello Hynix H5GC4H24AJR-T2C. Si tratta di chip nati per operare a 5GHz (sigla "T2") ma su questa scheda funzionano a 6GHz con una tensione di 1.35v. Il regolatore di tensione è l'IR 3567 con supporto completo alla modifica e al monitoring via software. 

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 Nel dettaglio la fila di Choke "Black Diamond" e la parte del circuito di power-input.

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La sistema di raffreddamento è composta da tre parti: il monoblocco heatsink/heatpipe/faceplate, il frame con le tre ventole incastonate ed il backplate.

 

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Il radiatore è una versione aggiornata del modello Tri-X che abbiamo visto sulle 280/290 Tri-X e sulle prime 390 NITRO. Troviamo sempre i due corpi dissipanti in alluminio connessi alla base di contatto con la GPU mediante un sistema a 5 pompe di calore, ma questa volta la configurazione è leggermente diversa. Non più due super-pipe (8mm), due heat-pipe (6mm) ed una ultra-pipe (10mm), ma tre super-pipe, una heat-pipe ed una ultra-pipe. Il faceplate è saldato direttamente al radiatore principale e raffredda i 16 chip VRAM, la fila di mosFET della sezione VRM e la fase PLL, coadiuvato da dei pad termici per migliorare il contatto.

 

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Le tre ventole sono a basso profilo ed hanno un diametro di 90mm. Sono gestite dal sistema Intelligent Fan Control di seconda generazione (IFC2) che fa partire la rotazione delle pale quando la temperatura delle GPU supera i 46°C e la ferma quando scende sotto i 42°C. Una curiosità: giocando con la regolazione PWM e la relativa tensione di alimentazione Sapphire riesce a mettere in moto le ventole in maniera separata.

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Info, monitoring e funzionamento a default

La scheda vista dal pannello driver Catalyst

 

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GPU-Z: 

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Nella tabella seguente abbiamo indicato le frequenze di clock di GPU e memorie video e le tensioni di alimentazione GPU in modalità Desktop 2D e Load 3D. 

Frequenze e tensioni (SAPPHIRE R9 390 NITRO w/Backplate)
Freq. GPU
(MHz)
Freq. Memorie
(MHz)
Tensione GPU
(V)
Desktop 2D 300 600 0,897
Load 3D 1040 6000 1,258

   

Monitor dei principali parametri di funzionamento effettuato con GPU-Z: 

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Architettura Hawaii PRO

La Sapphire R9 390 NITRO w/ backplate utilizza la declinazione "PRO" della GPU Hawaii. Questo significa che dei 2816 Stream Processors presenti fisicamente nel die solo 2560 sono attivi e funzionanti. L'organizzazione ormai la conosciamo bene, 4 Shader Engine per 10 Compute Units, così come l'architettura di base (definita ormai comunemente come GCN 1.1). Il back-end ha tutte le 64 ROPs operative ed è abbinato agli 8 memory controller GDDR5 che portano il bus d'indirizzo dati ad un'ampiezza complessiva di 512-bit.

Come su tutte le architettura GCN, anche su Hawaii i singoli Geometry Engine processano 1 triangolo per clock. L'efficienza dei motori geometrici è superiore a quella di Tahiti ma non può essere paragonata a quella di Tonga e Fiji. Queste ultime due GPU dispongono, infatti, di un front-end di nuova generazione e di specifiche ottimizzazioni per l'hard-tesselation.

Ricordiamo che Hawaii è realizzato con il processo produttivo a 28nm di TSMC ed ha un die di 438mm^2 con all'interno ben 6.2 miliardi di transistor.

architettura hawaii pro

L'erogazione della potenza del chip grafico è gestita dal sistema PowerTune 2.0, che impone la frequenza di clock come funzione esclusiva dei parametri di temperatura e di consumo letti in tempo reale direttamente sulla scheda e dati in pasto ad un apposito algoritmo. Si tratta di un nuovo meccanismo di DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling) che abbandona il precedente modello deterministico (PowerTune 1.0) in favore di un modello indeterministico simile al GPU-Boost utilizzato da Nvidia. Se da un lato questa soluzione massimizza le prestazione del chip grafico in qualunque situazione di funzionamento, dall'altro rende più difficile la comparativa persino di due schede video dallo stesso ASIC (a parità di piattaforma e di condizioni d'utilizzo).

Fortunatamente sulla Sapphire R9 390 NITRO w/ backplate la tecnologia PowerTune 2.0 riesce a far lavorare il chip sempre ai massimi valori, vista l'efficienza del sistema di raffreddamento e la maggiore tolleranza data al limite del Power-Target.


Piattaforma e metodologia di test

I test sulle schede grafiche sono eseguiti applicando scrupolosamente sempre le stesse condizioni di prova al fine di garantire una perfetta comparabilità degli stessi e la ripetibilità, quale requisito essenziale di qualunque test. Nella pratica scegliamo le sequenze che meglio si adattano alle nostre condizioni di prova, preferendo i titoli che contengono al loro interno un sistema di benchmark grazie al quale è facile escludere eventuali errori umani nelle misurazioni.

I test sono ripetuti per tre volte e nel momento in cui la varianza fra un risultato e l'altro dovesse risultare troppo elevata, il test viene ulteriormente ripetuto fino a scartare le cause che hanno determinato il risultato non conforme. Il sistema utilizzato include solo i componenti strettamente necessari mentre il sistema operativo è installato di fresco ed i software sono limitati ai giochi utilizzati per le prove con i rispettivi tool di benchmark.

La configurazione di prova include i seguenti componenti: 

Sistema di prova
Scheda madre EVGA X79 Dark LGA 2011
Processore Intel Core i7-3960X @4.2GHz
Memorie 16GB DDR3 @1866MHz
Hard disk OCZ Vector 256GB SATA2
Alimentatore Enermax MaxRevo 1350W
Sistema operativo Windows 8.1 64-bit

 

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I driver utilizzati per testare la scheda sono i Catalyst 15.11.1 Beta. I test sono stati eseguiti alla risoluzione di 2560x1440 pixels con filtri Anti-Aliasing e dettagli al massimo. 

  


 

Battlefield 4

FPS bellico basato sull'engine Frostbite 3.0 di DICE. Il motore grafico è compatibile con le DirectX 11.1 e gestisce in tempo reale radiosity e rendering differito, oltre al sistema di collisioni Destruction 4.0. Battlefield 4 mostra tutto quello che un sistema hardware moderno è in grado di fare grazie ad una qualità delle scene davvero impareggiabile. Per le nostre prove abbiamo utilizzato una sequenza fissa ed il tool di registrazione del framerate FRAPS. 

  battlefield

 Bioshock Infinite

Sparatutto in prima persona sviluppato da Irrational Games e pubblicato da 2K Games. Il gioco sfrutta una versione modificata dell' Unreal Engine 3 con supporto alle DirectX 11 ed implementa effetti avanzati di post-processing, ombre dinamiche, raggi di luce ed occlusione ambientale. 

 bioshock

 

 


 

Crysis 3

Terzo episodio dell'apprezzata serie di shooter in prima persona targata Crytek. Il gioco sfrutta il potente motore grafico CryEngine 3 con supporto alle API DX11 e alle tecnologie multi-monitor e 3D stereoscopiche.

 crysis

Dragon Age: Inquisition


Nuovo capitolo della nota saga di giochi di ruolo party-based di Bioware. Dragon Age Inquisition è mosso dal Frostbite 3 engine. Il motore grafico di DICE ancora una volta mostra la sua esttrema flessibità, passando dagli scenari FPS-bellici di Battlefield 4 a quelli open-world fantasy di Dragon Age senza perdita di qualità.

 dragon

 


 

 Shadow of Mordor

Middle Earth: Shadow of Mordor  è l'ultima fatica del team Monolith. Il gioco sfrutta il motore grafico LithTech con texture ad altissima risoluzione ed effetti di ultima generazione..   

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  Metro Last Light

Sparatutto in prima persona con ambientazione post-apocalittica sviluppato da 4A Games e pubblicato da Deep Silver. Al pari del precedete capitolo (Metro 2033) anche Metro Last Light  supporta  tutte le feature DirectX 11, come tessellation e DirectCompute, e per questo richiede molte risorse hardware. 

 

metro 

 

 


 Sleeping Dogs

Gioco d'azione free roaming in terza persona sviluppato da  United Front Games e pubblicato da Square Enix. La versione PC supporta le DirectX 11 ed è stata aggiornata con le texture in alta definizione mediante apposito DLC.  

 

 sleeping

Tomb Raider

Reboot di una delle serie più famose della storia dei videogiochi. Il nuovo Tomb Raider è basato su una versione modificata del Crystal Engine e su PC supporta le DirectX 11, la Tessellation e la tecnologia TressFX. Querst'ultima  consente di renderizzare dettagliatamente i capelli di Lara Croft e gestisce la simulazione dei loro movimenti in maniera realistica. 

 

tomb 

 


 

 

Thief

Reboot della nota saga stealth/action con protagonista l'astuto ladro Garrett. Il gioco è basato su una versione modificata dell'Unreal Engine 3 e sfrutta la tesselletion insieme ad effetti avanzati come POM (Parallax occlusion mapping), screenspace reflection, Contact Harfering Shadows, Image-based refrection e filtro FXAA.

thief 


Alien Isolation

Titolo di The Creative Assembly ispirato alla serie cinematografica Alien che segna il passaggio della saga dal genere sparatutto ad un più impegnativo survival horror in prima persona con elementi stealth. ll gioco utilizza un motore grafico inedito costruito appositamente dal team britannico. L'engine "in-home" è di tipo cross platform con rendering in D3D11 ed è ottimizzato per la programmazione multi-core delle CPU X86 presenti sui PC e sulle console di nuova generazione.

alien 

 

 


Temperature

Le temperature della GPU sono state rilevate tramite il tool GPU-Z cercando di far rimanere quelle ambientali costantemente sui 21°C.

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t stress 

  

 

Consumi

I consumi si riferiscono all'intero sistema.

 

c idle

c stress 

 

 

Rumorosità

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 Overclock 

Per la prova in overclock abbiamo utilizzato la nuova versione del tool Sapphire Trixx rilasciata da poco per le schede R300 e Fury. Aumentando il power-limit al massimo e selezionado un overvolt di poco superiore ai 100mV abbiamo raggiunto una frequenza stabile di 1201 MHz per la GPU, mentre le memorie si sono fermate a 6624 Mhz. Da notare che abbiamo lasciato a default il sistema di controllo delle ventole.

OC 390 nitro

 Questi gli incrementi misurati in-game (quantificabili in un +14/15%)

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Conclusioni

A noi di B&C piace analizzare le schede video a 360°. Non riportiamo solo le performance su strada ma analizziamo anche la qualità costruttiva del prodotto in ogni sua parte, con una particolare attenzione al design del PCB e all'efficienza del sistema di raffreddamento. Ed è proprio sotto queste ultime due voci che Sapphire ha nuovamente colpito nel segno con la R9 390 NITRO w/ Backplate.

La scheda raggiunge un nuovo obiettivo tra le evoluzioni basate su GPU Hawaii: è un elegante anello di congiunzione tra la prima generazione di soluzioni Tri-X e le imponenti versioni custom Vapor-X. Finalmente troviamo un sistema di raffreddamento semi-passivo (TUTTE le ventole sono completamente ferme in idle) ed un nuovo meccanismo di regolazione della velocità delle ventole mutuato direttamente dalla 380 NITRO.

La modifica alla configurazione delle heatpipe del dissipatore Tri-X, il potenziamento della sezione di alimentazione sul PCB e l'aggiunta del backplate hanno permesso a Sapphire di presentarsi con una "R9 390: done right!", praticamente priva di qualsiasi difetto. A queste aggiungiamo il contemporaneo rilascio di una nuova versione del tool Sapphire Trixx, ottimizzata per la serie R300 e Fury, che rende estremamente user-friendly l'overclock della R9 390 NITRO w/ Backplate.

Passando alle performance: alla resa dei conti abbiamo una scheda che tiene il passo con le versioni custom/OC delle GeForce GTX 970 e che si dimostra competitiva anche come rapporto prezzo-prestazioni (in più ha un frame-buffer doppio rispetto alla concorrenza, questo è un punto a favore di AMD quando si utilizzano configurazioni multi-GPU, nDA). Resta il problema del consumo elevato in full-load, ma qui entriamo nel campo delle diverse scelte architetturali fatte da AMD e NVidia (Hawaii è un chip che nasce anche per il computing, mentre il GM204 è specifico per l'ambito gaming). Comunque quello dei consumi è, a nostro avviso, un fattore non preponderante sulle schede video che costano dai 300 Euro in su.

 dietro