AMD Radeon HD 7970: per la prima volta a 28 nanometri

Da tempo sia AMD che NVIDIA operano nella direzione di contenere al massimo il livello di consumo delle proprie schede video. Se a pieno carico, quindi utilizzando un gioco 3D particolarmente intenso, c'è poco da fare in quanto la potenza di calcolo deve essere la più elevata disponibile, discorso differente riguarda tutte quelle condizioni d'uso che vedono la GPU utilizzata nella sola sua componente 2D. Abbiamo visto come con le precedenti generazioni di schede video la potenza richiesta in idle, quindi con il solo desktop di windows attivo, sia diminuita rispetto al passato, mentre i picchi verso l'alto continuino a restare rilevanti. In un sistema di fascia alta è di fatto la scheda video il componente dal consumo maggiore, ben più del processore.

Nella tabella seguente riportiamo i consumi della scheda Radeon HD 7970 a confronto con quelli delle altre GPU in prova; i valori, in watt, sono quelli rilevati per l'intero sistema a monte dell'alimentatore, utilizzando i componenti di sistema che sono stati elencati nella pagina della configurazione di test.

La scheda Radeon HD 7970, grazie principalmente alla tecnologia produttiva a 28 nanometri adottata per la costruzione della GPU, evidenzia i livelli di consumo più bassi tra le schede in prova quando posta in idle; a pieno carico, durante l'esecuzione del gioco Far Cry 2, evidenziamo un consumo leggermente più elevato di quello della scheda Radeon HD 6970 ma in ogni caso inferiore a quello delle due proposte NVIDIA GeForce GTX 570 e GeForce GTX 580. Ben più distanziate le soluzioni dual GPU sia AMD sia NVIDIA: in questo caso i consumi raggiungono valori di picco ben superiori, cosa del resto più che scontata considerandone la maggiore complessità.

AMD segnala l'implementazione nelle schede Southern Island della tecnologia Zero Core Power: nel momento in cui lo schermo collegato alla scheda video viene mandato in standby, la scheda video viene messa in una modalità di risparmio energetico più spinta rispetto a quella precedente. La risultante è un consumo che passa dai 24 Watt della precedente generazione di GPU sino a meno di 3 Watt.

Questa tecnologia opera in modo simile anche quando nel sistema sono presenti più schede video, collegate tra di loro attraverso tecnologia CrossFire. La scheda principale, quando si utilizzano applicazioni 2D, rimane attiva inviando l'immagine allo schermo e quindi generando un consumo medio che AMD quantifica in 22 Watt; le altre schede presenti, sino ad un massimo complessivo di 4, vengono messe in modalità Zero Core Power, contribuendo ciascuna per un consumo complessivo pari a 3 Watt. AMD segnala come un approccio simile basato su GPU NVIDIA non permetta di ottenere lo stesso risultato: le schede concorrenti, infatti, rimangono tutte in idle contribuendo ciascuna con il livello di consumo minimo come se avessero schermo in 2D collegato.

Nella tabella abbiamo riportato alcune misurazioni del consumo in idle di un sistema socket 2011 LGA, basato su processore Intel Core i7-3960X, abbinato a schede Radeon HD 7970, Radeon HD 6970 e GeForce GTX 580, così da valutare l'impatto della tecnologia Zero Core Power: il funzionamento è chiaramente evidente nel momento in cui lo schermo viene spento dal sistema operativo. Segnaliamo come la ventola di raffreddamento venga completamente fermata in questa modalità, contribuendo alla riduzione del rumore complessivo del sistema.

Molto interessante anche la tecnologia PowerTune, il cui funzionamento è basato sul bilanciamento tra consumo massimo certificato per la scheda video e frequenze di clock della GPU. La scheda Radeon HD 7970 può ricevere un massimo di 300 Watt (150 dal connettore a 8 pin, 75 da quello a 6 pin e 75 dallo slot PCI Express 16x) ma AMD dichiara un consumo massimo tipico per la scheda pari a 250 Watt.

Molte applicazioni 3D non raggiungono quale picco un livello di consumo pari al TDP della scheda video, quando questa opera con frequenze di clock di default. In questi contesti di utilizzo interviene la tecnologia PowerTune incrementando la frequenza di clock, operando per analogia in modo molto simile a quella Turbo Boost delle CPU Intel, così da fornire maggiori prestazioni velocistiche sino a raggiungere il livello di TDP di picco.

Vi sono tuttavia alcune tipologie di applicazioni, i cosiddetti power virus, che di fatto altro non fanno che spingere verso i valori massimi il consumo della scheda, anche oltre il TDP. In questi casi PowerTune interviene diminuendo la frequenza di clock della GPU, così che il consumo complessivo diminuisca sino a mantenersi al livello del TDP massimo.

Affinché la variazione nella frequenza di clock sia repentina, e con questa le variazioni del consumo istantaneo della scheda, AMD ha implementato nelle GPU della famiglia Southern Island una logica di monitoraggio completamente digitale del comportamento della scheda, indipendente dai driver e dal profilo utilizzato. Questo permette di variare la frequenza di clock della GPU, e quindi il suo contributo alle prestazioni velocistiche complessive, con un livello di intervento a passi molto più ridotti rispetto a quanto a disposizione con le GPU di precedente generazione, giungendo a meglio sfruttare tutta la potenza di elaborazione che ad un determinato livello di TDP la scheda video mette a disposizione.