3bdfde559f02b8542039ce42b1ca7be3 透過 TSMC 先進製程,Radeon VII 搶下娛樂消費型顯示卡 7nm 的首發,並利用微縮製程所帶來的耗電量下降,晶片面積下降優勢,再次提升頻率和增加 HBM2 記憶體封裝數量。散熱器也改採開放式結構,相對於先前官方版本的鼓風扇,爭取到更多散熱片和空氣擾動面積。

AMD CEO Lisa Su 於今年 CES 展期,正式宣布繼企業級 EPYC 處理器和 Radeon Instinct 加速卡之後,自家消費級市場處理器和顯示卡也將進入 7nm 製程里程碑。首先推出並於近期問世的產品為 Radeon VII 娛樂用顯示卡,繼承 AMD 多代以來的 GCN 架構,並透過 7nm 製程優勢加強效能。

電腦王編輯部於近日取得媒體版送測卡,盒裝內容物包含 Radeon VII 顯示卡本體以外,尚有 1 個透明壓克力底座,底座正面另外嵌上 1 個 Vega 20 工程版樣品,安裝 3 個 AAA 電池更可開啟 RGB LED 燈光循環效果。讀者看到這篇文章的同時,正是開箱解禁的日子,就讓我們來好好品嘗這個 7nm 顯示卡。

Radeon VII 媒體送測版使用禮盒包裝,上方標示 AMD Radeon VII 字樣,專屬標誌則以部分上光方式印製
▲Radeon VII 媒體版使用禮盒包裝,上方標示 AMD Radeon VII 字樣,專屬標誌則以部分上光方式印製。

禮盒內部包含 Radeon VII 顯示卡本體、壓克力展示架、3 個 AAA 電池
▲禮盒內部包含 Radeon VII 顯示卡本體、壓克力展示架、3 個 AAA 電池。

底座一隅嵌入工程版 Vega 20 XT 封裝晶片
▲底座一隅嵌入工程版 Vega 20 封裝晶片。

Radeon VII 放置在於壓克力底座展示
▲Radeon VII 放置在於壓克力底座展示。


▲Radeon VII 底座 RGB 燈光示意影片。

AMD Radeon VII 規格

  • 顯示晶片:AMD Radeon VII
  • 運作時脈:1400/1800MHz
  • 記憶體:HBM2 2Gb/s、4096bit、16GB
  • 插槽介面:PCIe 3.0 x16
  • 視訊輸出:HDMI 2.0 x 1、DisplayPort 1.4 x 3
  • 輔助電源:PCIe 8pin x 2
  • 尺寸:39 x 120 x 268(mm)、雙槽位

7nm 製程微縮

要說 Radeon VII 是款新產品,事實上是利用 TSMC 的 7nm FinFET 製程微縮上一代 Vega 10 晶片為基礎,再往外延伸附加特色,因此內部繪圖結構依舊是第五代 GCN(Graphics Core Next),承襲 HBCC(High Bandwidth Cache Controller)與 Primitive Shader 特色,前者能夠保留一部分的系統記憶體作為繪圖記憶體使用,並能夠依據當前需求,將資料分別移往系統記憶體或是繪圖專用記憶體,而後者用以取代頂點與幾何著色器,並提供更靈活的幾何處理。

AMD Radeon VII 與其它顯示卡的規格比較圖
▲AMD Radeon VII 與其它顯示卡的規格比較圖。

透過製程微縮,不包含 HBM2 封裝的 Vega 20 晶粒面積為 331mm^2,AMD 所公布的電晶體數量為 132.3 億,前一代 Radeon RX Vega 64 則為 495mm^2,Vega 20 縮小了 33%,電晶體數量則微幅成長 7.3 億個。Radeon VII 於製程微縮的同時,把紅利全部用在提升時脈,在 TDP 300W 的情況下,最高自動超頻時脈可達 1800MHz,成長約 16.4%。

另一方面,由於晶粒面積縮小,AMD 決定在 Vega 20 多封裝 2 個 HBM2 記憶體,以取得更寬的 4096bit 匯流排寬度,且未縮減每個 HBM2 封裝堆疊容量,依舊維持 32Gb 不變,讓娛樂用顯示卡視訊專用記憶體達 16GB 之譜。不過 Radeon VII 的 Stream Processor 僅有 3840 個,對比 Radeon RX Vega 64 少了 256 個,未來會不會有完整版本,AMD 沒有意外給了 no comment 不予置評的回答。

容量再戰未來性

根據遊戲開發的趨勢,現今已推出的 3A 級遊戲大作,於 4K 解析度開啟最高貼圖品質時,多數均需要大於 8GB 的視訊專用記憶體,才能夠避免存取頻寬較小、距離較遠延遲較高的系統記憶體。以近日發售的 Resident Evil 2「惡靈古堡 2 重製版」為例,貼圖材質與快取甚至能夠吃掉接近 14GB 的容量。

貼圖材質精細度越好、畫面解析度越高,越需要更大的視訊專用記憶體容量
▲貼圖材質精細度越好、畫面解析度越高,越需要更大的視訊專用記憶體容量。(點圖放大)

筆者舉個親身的例子,當年挑選電腦零組件時,不少遊戲僅會使用比 1GB 再多一些的專用視訊記憶體,而在口袋名單的 NVIDIA GeForce GTX 770 標準容量為 2GB;但筆者預計遊戲很快就會突破 2GB,因此捏了一下直上 4GB 版本。果不其然,接下來所推出的遊戲需要 2GB~3GB 視訊專用記憶體,GeForce GTX 770 2GB 版本受限於記憶體容量,貼圖解析度開太高容易造成效能急遽下滑,但 4GB 版本並未受到太大的效能衝擊,陪筆者撐住好一段時日。

不僅是遊戲,4K 解析度以上視訊編輯作業也能夠受惠於大容量視訊專用記憶體
▲不僅是遊戲,4K 解析度以上視訊編輯作業也能夠受惠於大容量視訊專用記憶體。

透過 4096bit 匯流排寬度和 2Gbps 單 pin 腳傳輸速度,Radeon VII 最高提供 TB/s 等級的視訊記憶體頻寬,針對超寬螢幕、HDR 遊戲有著不少的助益。16GB 記憶體容量也能夠為內容創意生產者,提供不錯的效能後盾,Adobe Premiere 4K 和 8K 視訊專案編碼時約需 11GB 左右的視訊記憶體容量,3D 場景渲染作業如 Blender 也會因減少資料置換作業而更為快速。

PCIe 3.0?PCIe 4.0?

今年 CEO 展期期間,Radeon VII 是最大的主角,但也別忘了接下來代號 Matisse,同樣使用 7nm 製程的 Ryzen 3000 系列桌上型處理器,將會導入 PCIe 4.0 連線規格,單條通道單向頻寬從 PCIe 3.0 的 984.6MB/s 提升 1 倍來到 1.969GB/s。

採用與 Radeon Instinct MI50、Radeon Instinct MI60 相同晶片設計的 Radeon VII,理應具有相同 PCIe 4.0 支援能力,目前僅表列 PCIe 3.0 x16 介面規格,主要受限消費性市場沒有支援 PCIe 4.0 平台,沒有辦法驗證通過。官方表示等到今年年中推出 Ryzen 3000 系列桌上型處理器,PCI-SIG 有望採用此系列產品做為 PCIe 4.0 驗證平台,屆時 Radeon VII 即可支援 PCIe 4.0。

▲由於 Radeon VII 採用與 Radeon Instinct MI50、Radeon Instinct MI60 相同的 Vega 20 設計,未來有望無痛升級支援 PCIe 4.0。

若是讀者仔細研究 AMD 採用 Vega 20 的產品,可以發現 Radeon VII 相關規格相當接近 Radeon Instinct MI50,但在雙精度浮點運算砍了一刀。Radeon Instinct MI50 FP64 峰值效能可達 6705GFLOPS,與 FP32 效能比值為 1:2,Radeon VII 則是降到 1:4,FP64 峰值效能為 3460GFLOPS,避免被商用市場掃貨,導致玩家沒有顯示卡可買。即便如此,Radeon VII FP64 效能依舊比 GeForce RTX 2080 Ti、Titan RTX 高出不少,對於業餘或是半專業玩家是個好消息。

散熱器設計再加強

「輸人不輸陣」這句話可以套用在 Radeon VII 官方原廠散熱器身上,AMD 拋棄了保證熱風可以排出機殼的鼓風扇風道設計,改採 3 個 75mm 軸流風扇與大型散熱片,如此一來就與 NVIDIA GeForce RTX 2000 系列一樣,玩家需做好機殼的對流工作。

Radeon VII 改採 3 個 75mm 軸流風扇散熱,金屬外殼轉折處均有亮面導角設計
▲Radeon VII 改採 3 個 75mm 軸流風扇散熱,金屬外殼轉折處均有亮面導角設計。

Radeon VII 背部有個金屬飾蓋
▲Radeon VII 背部有個金屬飾蓋。

Radeon VII 身材為 2 個介面卡擴充槽厚度
▲Radeon VII 身材為 2 個介面卡擴充槽厚度。

PCIe 輔助電源需要 2 個 8pin,表定 TDP 為 295W,承襲 Radeon RX Vega 64 建議使用 750W 以上的電源供應器
▲PCIe 輔助電源需要 2 個 8pin,表定 TDP 為 300W,承襲 Radeon RX Vega 64 建議使用 750W 以上的電源供應器。

角落一隅印製 3 個 R 的發光效果示意圖
▲角落一隅印製 3 個 R 的發光效果示意圖。

Radeon VII 顯示卡側邊 RADEON 字樣同樣發出紅光,不可更換顏色、不可關閉
▲Radeon VII 顯示卡側邊 RADEON 字樣同樣發出紅光,不可更換顏色、不可關閉。

黑色介面卡檔板鏤空提供空氣對流,視訊輸出埠提供 1 個 HDMI 2.0、3 個 DisplayPort 1.4,支援 FreeSync 2 HDR
▲黑色介面卡檔板鏤空提供空氣對流,視訊輸出埠提供 3 個 DisplayPort 1.4、1 個 HDMI 2.0,支援 FreeSync 2 HDR。

這 3 個 75mm 軸流風扇內嵌在散熱器鋁製外殼上,接收同一個 PWM 訊號控制轉速,實際量測最高轉速約為 3850RPM 左右。散熱器發亮部分也嵌在這個鋁製外殼,採用正、負極雙線點亮紅光 LED。此外依舊能夠在 Radeon VII 電路板上看見許多空焊的 SMD LED 焊墊,預計為相位供電指示作用。

風扇和散熱器發光部分均固定於散熱器鋁合金外殼
▲風扇和散熱器發光部分均固定於散熱器鋁合金外殼。

風扇採用 3 個 FirstDO FD8015H12S
▲風扇採用 3 個 FirstDO FD8015H12S。

Radeon VII 顯示卡電路板依舊留有供電轉換 LED 指示燈焊墊,但並未上料
▲Radeon VII 顯示卡電路板依舊留有供電轉換 LED 指示燈焊墊,但並未上料。

散熱器本體依舊選用如 Radeon RX Vega 64 的均溫板設計,完全覆蓋 Vega 20 XL 晶片封裝,稍微不一樣的是熱界面材料不採用散熱膏,而是有些厚度的石墨材料墊片。顯示卡右方已無需保留軸流扇空間,因此 AMD 於均溫板再加上 5 條 8mm 熱導管導熱,並將鋁鰭散熱片位置往右延伸爭取更多表面積。

Radeon VII 散熱器鰭片往右延伸,風扇與風扇之間的空隙也用鋁鰭補滿補好
▲Radeon VII 散熱器鰭片往右延伸,風扇與風扇之間的空隙也用鋁鰭補滿補好。

Radeon VII 散熱器繼承前一代的均溫板設計,並利用 5 條 8mm 熱導管引導廢熱至右方的散熱鰭片
▲Radeon VII 散熱器繼承前一代的均溫板設計,並利用 5 條 8mm 熱導管引導廢熱至右方的散熱鰭片。

Radeon VII 晶片與散熱器的熱界面材料不是常見的散熱膏,而是含石墨的導熱片
▲Radeon VII 晶片與散熱器的熱界面材料不是常見的散熱膏,而是含石墨的導熱片。

為預防顯示卡因自身重量導致安裝時下垂,Radeon VII 同樣有著金屬中框設計,並於內側貼上導熱墊負責供電轉換區的 MOSFET 散熱工作。筆者認為稍嫌可惜的是,金屬中框與散熱片之間沒有額外塗佈散熱膏或是導熱墊,金屬背板也沒有相關設計,僅安排小型橡膠墊隔離,避免金屬背板接觸到電路板背面零件而短路。

金屬中框負責提供 Radeon VII 安裝時的剛性,也肩負供電轉換 MOSFET 的散熱工作
▲金屬中框負責提供 Radeon VII 安裝時的剛性,也肩負供電轉換 MOSFET 的散熱工作。

金屬背板內部沒有導熱墊,僅有用來隔離避免短路的橡膠墊
▲金屬背板內部沒有導熱墊,僅有用來隔離避免短路的橡膠墊。

12+2 相供電設計

HBM 記憶體的匯流排寬度相當寬,因此無法使用一般電路板線路連接至顯示晶片,需要將 HBM 和顯示晶片放置在稱為 interposer 的矽中介層晶片,由這層代勞連結線路。目前已知 Vega 20 有 3 家封裝測試廠,各廠家封裝外觀可能有所差異,譬如筆者拿到的版本,HBM2 記憶體和顯示晶片中間有施作填膠作業,HBM2 與顯示晶片封裝高度也齊平。

這次 Vega 20 XL 採用 7nm FinFET 製程縮小晶片面積,相較於 Vega 10 XL、Vega 10 XT 所採用的14nm FinFET 縮小許多,AMD 直接將空出來的地方再加入 2 個 HBM2 32Gb 記憶體,讓 Radeon VII 的顯示專用記憶體容量達到 16GB。

透過 interposer 矽中介層,Radeon VII 顯示卡將 Vega 20 XT 顯示晶片和 HBM2 記憶體封裝在一起
▲透過 interposer 矽中介層,Radeon VII 顯示卡將 Vega 20 XL 顯示晶片和 HBM2 記憶體封裝在一起。

由於晶片外圍電路板少了記憶體佔位子,供電轉換區繼續按照前代設計 3 面環繞,下方則留給 PCIe 連結線路。顯示晶片由 International Rectifier(已被 Infineon 收購)IR35217 數位多相控制器輸出 6 相 PWM 訊號,每個訊號再經由 IR3599 倍相器,總共提供 12 相供電規模。

顯示晶片每相採用 1 個 OptiMOS Power Stage TDA21472 負責,整合驅動器、上下橋 MOSFET、電流感應、溫度感應等功能,單顆 TDA21472 可通過 70A 電流。HBM2 記憶體主要供電則由另外 1 顆 IR35217 負責 2 相供電規模,單相同樣使用 1 顆 TDA21472 負責。

Radeon VII 顯示卡電路板正面
▲Radeon VII 顯示卡電路板正面,如果 AMD 願意調整零組件位置,推出 Mini-ITX 版本似乎也不是不可能的事情。

Radeon VII 顯示卡電路板背面
▲Radeon VII 顯示卡電路板背面。

Radeon VII 顯示卡顯示晶片與記憶體主要供電規模相數,與電力來源示意圖(綠色給提供顯示晶片,紅色提供給記憶體
▲Radeon VII 顯示卡顯示晶片與記憶體主要供電規模相數,與電力來源示意圖(綠色給提供顯示晶片,紅色提供給記憶體,點圖放大)。

電路板共有 2 顆 IR35217 數位多相控制器,1 顆負責顯示晶片,另 1 顆負責記憶體
▲電路板共有 2 顆 IR35217 數位多相控制器,1 顆負責顯示晶片,另 1 顆負責記憶體。

IR3599 負責將 1 個 PWM 訊號倍相輸出,共安排 6 顆讓顯示晶片供電規模達到 12 相
▲IR3599 負責將 1 個 PWM 訊號倍相輸出,共安排 6 顆讓顯示晶片供電規模達到 12 相。

單顆 TDA21472 可通過 70A 電流,顯示晶片共安排 12 顆,記憶體共安排 2 顆
▲單顆 TDA21472 可通過 70A 電流,顯示晶片共安排 12 顆,記憶體共安排 2 顆。

由 PCIe 插槽負責供電的顯示晶片 2 相供電,單顆 TDA21472 其後接上 1 顆 0.22μH 電感,其它由 PCIe 8pin 供電的 10 相,每相後方接著 1 顆 0.19μH 電感
▲由 PCIe 插槽負責供電的顯示晶片 2 相供電,單顆 TDA21472 其後接上 1 顆 0.22μH 電感,其它由 PCIe 8pin 供電的 10 相,每相後方接著 1 顆 0.19μH 電感。(註:此區應是供應給顯示晶片 SoC 區域)

供電輸出至晶片封裝之前,尚有多個 Panasonic 導電性高分子鋁電解電容 SP-Cap 與積層陶瓷電容 MLCC 負責儲能、濾波
▲供電輸出至晶片封裝之前,尚有多個 Panasonic 導電性高分子鋁電解電容 SP-Cap 與積層陶瓷電容 MLCC 負責儲能、濾波、削尖作業。

以上就是此次的 AMD Radeon VII 顯示卡開箱介紹,而通電效能解禁時間為 2 月 7 日(大年初三)星期四晚上 10 點,欲知詳請不要忘記回來電腦王網站繼續收看。

 

2019/02/12 03:00:修正 Radeon VII FP64 效能數值與 TDP 數值

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