AMD Radeon VII: la nuova top di gamma di AMD è a 7 nanometri

AMD Radeon VII: la prima GPU a 7 nanometri

AMD è la prima azienda che presenta sul mercato una GPU costruita con tecnologia produttiva a 7 nanometri: si tratta del chip Vega, già da tempo in vendita ma che per l'occasione è stato rivisto adottando il più sofisticato processo. Vega 20 è il nome in codice con il quale viene indicata questa nuova GPU che riprende le stesse caratteristiche tecniche del predecessore Vega 10: AMD l'ha annunciata per la prima volta lo scorso mese di novembre in un evento a San Francisco, indicando nella scheda Radeon Instinct MI60 il modello che l'avrebbe adottata.

Vega 20, quindi, è stata inizialmente proposta da AMD quale soluzione destinata ai datacenter per il calcolo parallelo e non rivolta al mondo dei videogiocatori. Con la scheda Radeon VII, da quest'oggi in vendita, AMD porta la propria GPU a 7 nanometri anche nel mondo consumer estendendone l'ambito di utilizzo e offrendo ai propri clienti una alternativa alle nuove schede NVIDIA GeForce RTX nel segmento delle schede video di fascia più alta. Possiamo per molti versi considerare Radeon VII come la trasposizione in chiave consumer della scheda Radeon Instinct MI60: la GPU è la stessa, per quanto nella declinazione consumer le compute unit diminuiscano da 64 a 60, mentre alcune modifiche architetturali legate a caratteristiche specifiche del mondo professionale hanno permesso di ottenere un prezzo di vendita che è di 699 dollari tasse escluse negli Usa, o 745€ IVA inclusa suggerito da AMD al mercato retail in Italia. Si tratta di listini che sono allineati a quelli delle schede con GPU GeForce RTX 2080.

Radeon VII viene proposta di fatto dai partner di AMD in un'unica declinazione, quella del reference design: saranno solo scatola esterna ed adesivi a differenziare le proposte degli AIB. La costruzione di questa scheda è molto interessante: una struttura in metallo circonda completamente il PCB, con 3 aperture per le ventole nella parte frontale che lasciano vedere un massiccio sistema di dissipazione termica a contatto con GPU, memoria video e componenti della circuiteria di alimentazione. Due connettori PCI Express 8x assicurano l'alimentazione della scheda, mentre i collegamenti per i display vedono 3 porte Display Port e una HDMI.

Spostandoci sulla GPU possiamo meglio evidenziare dove AMD sia intervenuta con Vega 20 rispetto al predecessore Vega 10, mettendo a frutto i benefici della tecnologia produttiva a 7 nanometri. Il primo è legato alle frequenze di clock, che aumentano di fatto a parità di consumi: Radeon VII raggiunge un boost clock di 1.750 MHz contro i 1.630 MHz della scheda Radeon RX Vega 64 dotata di raffreddamento ad aria, con un dato di 1.800 MHz quale valore massimo che in assoluto la GPU può raggiungere. Questi dati sono superiori, per quanto comunque sempre vicini, a quelli della scheda Radeon RX Vega 64 Liquid Cooled Edition, la versione di scheda Radeon RX Vega 64 dotata di sistema di raffreddamento a liquido integrato che è stata proposta da AMD ma che all'atto pratico ha ottenuto una diffusione di mercato molto ridotta.

Le frequenze di clock aumentano a parità di connettori di alimentazione, ma cambia il numero di stream processors: in Radeon VII troviamo infatti 60 compute unit attive, per un totale di 3.840 stream processors. La scheda Radeon RX Vega 64 utilizza tutte le 64 compute unit integrate nella GPU, per un totale di 4.096 stream processors, e lo stesso vale per la scheda Radeon Instinct MI60 a dispetto dell'indicazione numerica 60 che potrebbe far pensare a questo numero di compute unit. Diminuisce quindi, a parità di frequenza di clock, la potenza di elaborazione di questa scheda video ma l'inferiore numero di stream processors viene compensato dall'aumento nelle frequenze di clock.

sinistra: Vega 20: tecnologia produttiva a 7 nanometri, superficie 331 mm²; 4 moduli HBM2
destra: Vega 10: tecnologia produttiva a 14 nanometri, superficie 495 mm²; 2 moduli HBM2

Radeon VII è dotata di ben 16 Gbytes di memoria video, una prima assoluta per schede AMD della famiglia Radeon. Questa scelta ha ben precise motivazioni tecniche, legate all'utilizzo di memoria HBM2 propria di questa GPU. Accanto al chip Vega 20 troviamo 4 moduli HBM2, ciascuno da 4 Gbytes di capacità complessiva per un totale di 16 Gbytes in dotazione: ogni modulo, nell'architettura delle memorie HBM2, è collegato alla GPU attraverso un bus da 1.024bit di ampiezza e questo porta, con una struttura a 4 moduli, ad una bandwidth da record di 1TB al secondo. Se AMD avesse voluto implementare con questa scheda una dotazione di 8 Gbytes di memoria avrebbe dovuto utilizzare solo due moduli HBM2, ottenendo a parità di frequenza di clock una bandwidth dimezzata di fatto speculare a quella della scheda Radeon RX Vega 64. E' proprio da questa caratteristica che possiamo ricavare come la shceda Radeon VII sia stata ottenuta proprio partendo dal modello Radeon Instinct MI60, modificato per venir adattato alle necessità del mondo consumer: una strada che ha permesso ad AMD di rendere disponibile rapidamente la scheda Radeon VII in commercio, prodotto che almeno nelle indicazioni iniziali sembrava non fosse stato inserito nella roadmap dell'azienda.

Il quantitativo di memoria video è quindi l'elemento tecnico più interessante di Radeon VII non tanto per la sola quantità, ma piuttosto perché 16 Gbytes di memoria HBM2 implicano una bandwidth della memoria video che è sensibilmente superiore sia alle schede Radeon RX Vega 64, sia ai prodotti della concorrenza della famiglia GeForce RTX. La ricaduta positiva ai fini prestazionali è molto legata al tipo di gioco che viene utilizzato ma in chiave generale possiamo dire che tale bandwidth incide in misura maggiore all'aumentare della risoluzione video. AMD sottolinea inoltre come 16 Gbytes di memoria video siano utili in quegli scenari prosumer con i quali gli utenti non giocano ma sfruttano applicazioni per creare contenuti complessi: pensiamo ad esempio all'editing di video con flussi 6K e 8K, con i quali si incontra un collo di bottiglia proprio nel quantitativo di memoria presente sulla scheda video.

I consumi della scheda Radeon VII rilevati a monte del sistema sono complessivamente interessanti, leggermente inferiori a quelli della scheda Radeon RX Vega 64 quale picco massimo. Non arriviamo ai valori di efficienza delle schede NVIDIA GeForce della famiglia RTX, che al momento attuale permettono di registrare valori di picco che sono più contenuti, ma a fronte di un aumento delle prestazioni non c'è una ricaduta negativa in termini di consumo. In idle di fatto tutte le schede tendono ad equivalersi, con un contributo di pochi watt addizionali al consumo degli altri componenti del sistema.

Comportamento discreto per il sistema di raffreddamento, che deve gestire il calore generato dalla scheda Radeon VII nel complesso. In idle tutte le schede registrano un rumore molto contenuto, che aumenta per le schede più complesse e vede le proposte AMD con GPU Vega essere le più rumorose. Il profilo di rumore della scheda Radeon VII è però non particolarmente fastidioso: l'utilizzo di 3 ventole di ampio diametro porta alla generazione di un rumore più spostato verso le frequenze più basse dello spettro sonoro, percepite come meno fastidiose rispetto al sibilo di ventole più piccole che a parità di portata ruotano ad una velocità superiore.

Configurazione di test - metodologia di analisi

I test sono stati condotti alle risoluzioni video di 1920x1080 pixel, 2.560x1.440 pixel e 3.840x2.160 pixel, cercando sempre di utilizzare impostazioni qualitative molto spinte. Di seguito le schede video che sono state inserite all'interno di questo confronto:

• NVIDIA GeForce RTX 2080Ti (Founders Edition)
• NVIDIA GeForce RTX 2080 (Founders Edition)
• NVIDIA GeForce RTX 2070 (MSI Armor)
• NVIDIA GeForce RTX 2060 (Founders Edition)
• NVIDIA GeForce GTX 1080Ti (Founders Edition)
• NVIDIA GeForce GTX 1080 (Founders Edition)
• AMD Radeon VII (reference board)
• AMD Radeon RX Vega 64 (reference board)
• AMD Radeon RX Vega 56 (reference board)

Il sistema utilizzato nei test vede processore Intel Core i9-9900K, 16 Gbytes di memoria di sistema DDR4-3200 e scheda madre con chipset Intel Z370.

• Sistema operativo: Windows 10 Pro inglese
• SSD: Samsung 960 EVO 512GB
• Driver video NVIDIA GeForce 417.71 WHQL
• Driver video AMD Win10-64Bit-Radeon-Software-Adrenalin-2019-Edition-Press-Jan22
• Alimentatore: CoolerMaster Silent Pro Gold 1200 Watt
• Scheda madre: MSI Z370 Tomahawk
• Memoria: 2x8Gbytes DDR4-3600 (16-16-16-36 2T)

Di seguito i titoli inseriti nel confronto

• Hitman 2
  impostazioni Extra e Ultra; rilevazione test GPU; Dynamic Sharpening moderato; bench scene Miami; HDR off
• Deus Ex Mankind Divided
  impostazioni qualitative al massimo, DX12
• Middle Earth: Shadows of War
  qualità ultra
• Far Cry 5
  qualità Ultra
• Tom Clancy's The Division
  qualità ultra, DX12
• Ashes of the Singularity: Escalation
  qualità estrema, DX12
• F1 2018
  qualità altissima
• Crysis 3
  qualità massima, SMAA medio
• Battlefield 5
  qualità ultra, DX12
• Shadow of Tomb Raider
  qualità massima, DX12
• Forza Horizon 4
  qualità ultra, DX12

Veloce come una GeForce RTX 2080

Dai nostri test emerge come Radeon VII sia veloce come, e in certi casi più, GeForce RTX 2080, andando a colmare un gap prestazionale che si era ripetuto spesso tra le GPU di punta dei due produttori nelle ultime generazioni, creato principalmente dall'ottima efficienza energetica delle soluzioni NVIDIA. Si noti come la maggiore dotazione di memoria e la bandwidth superiore incidano sulle prestazioni soprattutto all'aumentare della risoluzione. In alcuni titoli, inoltre, il gap tra la più recente scheda video AMD e la 2080 è più consistente: per esempio, ciò risulta evidente in F1 2018, dove la nuova arrivata di Sunnyvale supera la rivale addirittura del 21%, mentre la forchetta è decisamente inferiore negli altri scenari d'uso. Per il resto Radeon VII è quasi sempre avanti, tranne che per qualche titolo vicino al mondo NVIDIA come Battlefield V e Shadow of the Tomb Raider. Lo stesso si può dire per i titoli di concezione non nuovissima, come Crysis 3 e La Terra di Mezzo: L'Ombra della Guerra, dove il vantaggio di Radeon VII non è così evidente. In DirectX 12, inoltre, ci saremmo aspettati qualche vantaggio in più per AMD, che ha storicamente anticipato NVIDIA nello sfruttamento in hardware delle peculiarità delle librerie grafiche di Microsoft. Segno che NVIDIA sta recuperando su questo versante, fino ad annullare il divario. Al di la di queste rare eccezioni, però, Radeon VII è sempre molto solida nel confronto con 2080, permettendoci di dire che in questo segmento del mercato non c'è più margine prestazionale tra i due produttori.

AMD ritorna in fascia alta anche nelle schede video per gaming

Convince questa nuova Radeon VII, scheda che riporta AMD nella fascia più alta del mercato dopo che con il debutto delle schede NVIDIA GeForce RTX aveva dovuto registrare un netto distacco. Le prestazioni, grazie al forte aumento della bandwidth della memoria video, sono ben più elevate della scheda Radeon RX Vega 64: il margine è superiore al crescere della risoluzione, in quanto tipicamente la bandwidth della memoria video tende a incidere maggiormente proprio all'aumentare della risoluzione.

Osserviamo come l'andamento medio della scheda Radeon VII nei nostri test, alle 3 risoluzioni di prova, sia di fatto speculare a quello della scheda Radeon RX 2080. Fa di meglio solo GeForce RTX 2080Ti, scheda che ha però un prezzo nettamente più elevato, con la nuova proposta AMD che è mediamente più lenta di poco meno del 13%. Corretto quindi il posizionamento di prezzo di Radeon VII rispetto alla concorrente diretta GeForce RTX 2080, quantomeno considerandone le sole prestazioni velocistiche medie.

Il reference design sviluppato da AMD convince per design e costruzione: le schede Radeon VII in commercio sono tutte basate su di esso, anche se sembra che in futuro i partner AIB di AMD possano presentare proprie schede dotate di design custom. Il funzionamento in idle è di fatto privo di rumore percettibile, mentre a pieno carico con giochi 3D in esecuzione le ventole si fanno sentire senza però diventare troppo fastidiose.

Con Radeon VII AMD ritorna nel settore delle schede video top di gamma, dal quale è stata lontana da lungo tempo e che ha visto con le proposte Radeon RX Vega 64 soluzioni competitive nel confronto con le schede NVIDIA GeForce GTX, non di certo abbastanza per le proposte GeForce RTX. Così non è per l'ultima arrivata, che come abbiamo visto ha prestazioni medie equivalenti a quelle di GeForce RTX 2080. Quest'ultima punta sulla carta del supporto hardware al Ray Tracing, mentre AMD può offrire i benefici di una dotazione di memoria onboard di 16 Gbytes: entrambe quindi guardano alla longevità futura puntando su due aspetti diversi ma altrettanto interessanti.

Non crediamo che almeno inizialmente saranno disponibili elevati volumi di queste schede: le indiscrezioni parlano di una prima allocazione molto contenuta, che verrà presumibilmente seguita da altre nel corso delle prossime settimane. Radeon VII è la prima scheda video per videogiocatori ad essere basata su una GPU a 7 nanometri, ma la caratteristica tecnologica che più colpisce di questo prodotto è la straordinaria bandwidth che 4 moduli HBM2 permettono di ottenere: 1 TB al secondo, come abbiamo visto, possono realmente fare la differenza.