Radeon HD5870專家級測評

　　（2020-02-05）河南鄭州科技市場IT產品配送網-鄭州電腦手機測評中心

　　一、Radeon HD5870硬件測試平臺如下：

　　處理器：Intel Core i7 860

　　主板：Intel P55主板

　　顯卡：Radeon HD5870

　　Radeone HD4890

　　GeForce GTX285

　　內存：海盜船DDR3 1600 2GB×2

　　硬盤：希捷7200.11 1TB

　　電源：航嘉X7 900W

　　顯示器：AOC619Fh

　　系統：Windows Vista SP2

　　驅動：催化劑9.9（專供Radeon HD4890以及交火使用）

　　ForceWare 191.03（專供NVIDIA GeForce GTX285使用）

　　AMD 8.66RC Cypress驅動（專供Radeon HD5870使用）

　　Radeon HD5870的表現到底如何，恐怕還是需要我們使用測試來驗證。在平臺選擇中，我們使用了高端的Intel P55主板加Core i7 860處理器的搭配，盡量不讓處理器成為瓶頸。而在顯卡的比較中，我們除了Radeon HD5870以外，還使用了AMD上一代最高端單GPU顯卡Radeon HD4890和NVIDIA目前的單GPU最強顯卡GeForce GTX285。由于目前還沒有DX11游戲，所以我們在測試3D性能的時候，依然只能使用主流的DX9以及DX10游戲，相信通過這些主流游戲的比較，我們也能只管地了解到Radeon HD5870的性能。除了3D性能以外，我們還將測試幾款高端顯卡的功耗，40nm的Radeon HD5870到底有多省電，也能從測試中體現出來。在本次測試中，考慮到平臺比較高端，而且參測的顯卡所針對的人群都是發燒級別的玩家，所以在測試環境上，我們也特別做了調整，所有的測試都將會在打開所有特效，并且分辨率為1920×1200的環境下測試，同時我們還會打開8×AA來考察每款顯卡抗鋸齒的性能

　　先來談談Radeon HD5870的性能。從我們的測試來看，Radeon HD5870是目前當之無愧的單GPU顯卡之王。在大多數3D性能測試中，它都完勝GeForce GTX285和Radeon HD4890。我們注意到，在1920×1200這個分辨率，實際上Radeon HD5870的性能優勢對比GeForce GTX285并不算特別大，要求越高的游戲，兩者差距會明顯一些，而在一些要求不算太高的游戲上，這種差距就會被縮小，比如《求生之路》，而像《生化危機5》這種專為NVIDIA顯卡優化的游戲上，GeForce GTX285甚至還強一點。但是當打開8×AA抗鋸齒后，兩者的差距一下就明顯起來了。Radeon HD5870在打開8×AA后，性能衰減并不嚴重，而無論是GeForce GTX285還是Radeon HD4890，在打開8×AA抗鋸齒后，性能下滑都非常明顯，游戲速度一下就和Radeon HD5870拉開了距離。從《Crysis》這款要求變態的游戲就能看出，在1920×1200 8×AA的環境下，目前也只有Radeon HD5870可以流暢運行。事實上，像Radeon HD5870這種顯卡，只有在分辨率越高，抗鋸齒效果越好的環境下才能將其他產品更加明顯地甩在身后。除了單卡測試外，我們還將兩塊Radeon HD4890進行了交火測試，和Radeon HD4890交火相比，Radeon HD5870除了《Crysis》外，其他都要差不少，但是有一點依然非常明顯，當Radeon HD4890交火打開8×AA抗鋸齒后，在游戲中的性能下滑幅度要遠遠超過Radeon HD5870，這也從一方面說明Radeon HD5870在抗鋸齒方面的性能優勢。只不過從現在的測試成績來看，Radeon HD5870還沒有達到我們想象中的性能高度，我們認為以它的流處理器數量、光柵單元、紋理單元以及顯存頻率來看，它在實際游戲中領先Radeon HD4890的幅度應該更高，當然我們不排除因為分辨率還不夠高或者驅動還不成熟而造成這樣的情況，但是不管怎么說，在1920×1200這個對于大多數玩家算是極致分辨率的環境下，我們希望AMD能進一步挖掘Radeon HD5870的性能。

　　而在功耗控制方面，Radeon HD5870就表現得非常出色了，在待機狀態下，整機功耗不過81W，此時核心頻率降至157MHz，而顯存頻率降至300MHz（等效1200MHz）；而GeForce GTX285待機時的整機功耗也有105W，至于Radeon HD4890就更高了，雖然核心頻率也要降頻至240MHz，但是顯存并不降頻，待機時整機功耗也有122W。而當GPU滿負載時，Radeon HD5870的整機功耗為246W，使用GeForce GTX285時的整機功耗為207W。從功耗測試來看，盡管核心和顯存的頻率都非常高，同時擁有1600個流處理器，但是40nm的制程工藝的確對功耗有著很大的幫助，這使得不管從功耗還是發熱，Radeon HD5870的表現都讓人感到滿意。

　　二、DX11，新時代的來臨

　　實際上，從目前的主流3D游戲來看，DX10依然是主流，而且即使是按照目前最挑剔玩家的要求，以DX10為API制作的游戲也能滿足其視覺要求，那DX11的意義何在？我們為什么又說DX11顯卡的誕生是一個新時代的來臨呢？

　　不得不承認，在DX10游戲的三年發展過程來看，畫面最出色的作品并不是近期的DX10大作，而是一款去年推出的游戲——Crysis。依靠強悍的建模技術、夸張的著色技術以及超多的特效，Crytek公司堆徹出了一款畫面超強但同時硬件需求也超高的游戲，就是這樣一款去年的游戲，即使到了現在，包括GeForce GTX285以及Radeon HD4890都無法在最高畫質并打開抗鋸齒的情況下流暢運行。很顯然，這種純粹追求畫質而無視GPU特性的游戲，也不可能普及大眾。通過各種成熟的技術以及現有的主流顯卡制作出高畫質的游戲同時還能保證游戲速度，就成為游戲公司以及圖形核心公司必須正視的問題。不夸張的說，要想在游戲畫質上進一步發展，同時在硬件上要求更加親和的話，DX10已經成為了一個瓶頸。

　　因此，在微軟發布了DX11后，業界都將游戲畫質與速度同時提升的期望寄托在了DX11身上，雖然DX11并沒有帶來全新的特效，但卻通過各種手段提升了GPU的渲染效率，這樣游戲公司才能讓主流顯卡在使用更多的特效和技術的游戲中流暢運行起來。事實上，從DX9到DX10我們已經看到，改變的不是游戲特效，而是效率，在不同的API里，一個相同的效果需要的指令數量卻大不相同，我們可以很肯定的說，如果以DX11和DX10制作同樣一個游戲，無論是在游戲的執行效率上還是對硬件的需求上，DX11必然強于DX10。對于游戲來說，速度和畫質并存的作品將會在DX11時代更多的出現；而對于廠商來說，DX11也無疑是一個從成本到游戲解決方案都更加實在的API。

　　三、解析DX11五大特性

　　相對DX10來說，DX11最關鍵的特性有5點，分別是Multi-Threading（多線程處理）、Shader Model 5.0（著色器模型5.0）、DirectCompute11（計算著色器）、Tessellation（鑲嵌式細分曲面技術）以及Texture Compression（紋理壓縮）。

　　1、Multi-Threading（多線程處理）

　　DX11當中新增的多線程處理技術是專門針對多核應用而生的，它通過引入“延遲執行”的指令將一個渲染進程拆分為多個線程，并根據處理器核心/線程數設定延遲執行內容的數目。多線程的涵義是非常廣的，每一幀畫面可以被分為幾個圖層，每個圖層又可以分為N個區塊，所有的這些都可以被并行調度到延遲執行的線程之中。標記為“立即執行”的線程與傳統的渲染沒有區別，而標記為“延遲執行”的線程則可以在后臺將圖形生成所必須的資源做預先的存取，比如紋理拾取、像素生成、常數緩沖等操作都可以多線程并行處理，通過多核處理器的資源來減少程序等待時間，從而使得渲染不再受到處理器的瓶頸制約。多線程技術的引入對于雙卡甚至多卡互聯系統更為重要，以往多顆GPU在DirectX中只能模擬成一個虛擬GPU，所有的GPU必須共享指令緩沖區并接受處理器調度，渲染線程的拆分與合并指令延遲都很大，GPU越多則效率越低。而在DX11當中，如果用四核處理器搭配四路交火系統的話，每顆處理器都可以單獨控制一顆GPU的渲染線程，在平均分配處理器負擔的同時，提高了GPU資源利用率，從而大幅提升游戲性能。事實上，在DX9以及DX10游戲中，這一技術同樣可以得到應用，但是由于API和函數指令的限制，使得使用這項技術有了很大的阻礙，因為從微軟本身的態度而言，只建議在DX11中使用多線程處理技術。

　　2、DirectCompute11（計算著色器）

　　無論是AMD還是NVIDIA都在推動GPU的通用計算技術，目前GPU通用計算已經有CUDA、ATI Stream以及OpenCL三種開發接口。實際上微軟也有自己的GPU通用計算API，稱之為DirectComputer，但是在DirectX11以前卻很少被提及，實際上在以前這個技術的功能也確實比較弱。在DirectX11中，DirectCompute11被微軟進行了大量的改進DirectCompute11對GPU通用計算的使用非常廣泛，像圖像處理和濾波、OIT、陰影渲染、物理加速、人工智能、光線跟蹤等等都是通過DirectCompute11來實現的。在最新的操作系統Windows7中，微軟聲稱通過DirectCompute11可以實現借助GPU的計算能力實現視頻、音頻的快速編碼、解碼以及對文件系統的快速搜索和掃描。實際上通過我們前期對Windows7的評測，我們已經感受到了這項技術的強悍，Windows7自動硬解碼等功能都是通過這項技術來實現的。

　　3、Shader Model 5.0（著色器模型5.0）

　　Shader（渲染）是一段能夠針對3D對象進行操作、并被GPU所執行的程序。歷代DirectX每逢重大版本升級時最主要的更新內容就包括在了Shader Model之中。而DX11相比DX10，ShaderModel的變化并不算大，只是增加了5個全新的指令集。但是對于游戲開發者而言，Shader Model 5.0函數和子程序代碼的開發都比上一代更加簡單方便。增加的五個新指令集目的也是為了讓編程者可以進行更靈活的數據訪問和操作。在Shader Model 5.0中，Shader進行了類型的統一，除了4.0版本中就已經有的Vertex Shader、Pixel Shader、Geometry Shader外，還增加了HullShader、Compute Shader、Domain Shader三種新的Shade。

　　4、Texture Compression（紋理壓縮）

　　每一代DirectX都會強調在紋理壓縮方面的改進，豐富的紋理細節對于最終圖像的質量非常重要，目前的游戲紋理細節都朝著精細發展。但是，過大的紋理非常占用顯存以及帶寬，而紋理壓縮就是將較大的紋理以一種優化的算法進行壓縮。而這次DX11所帶的最新的紋理壓縮技術，主要是可以支持HDR。DirectX 11加入了兩種新的壓縮算法：BC6H和BC7。其中，BC6H是專門針對HDR圖像設計的壓縮算法，壓縮比為6:1；而BC7是專門給高品質RGB紋理設計的壓縮算法，壓縮比為3:1。采用這兩種技術，不但能畫質和紋理細節不會有太大的損失，同時也能大大降低顯存的消耗。

　　5、Tessellation（鑲嵌式細分曲面技術）

　　Tessellation技術是DX11的關鍵特性之一，該技術與AMD有著密不可分的關系，可以說Tessellation是AMD經過多年的改進與完善而來的獨門絕技。事實上，從AMD第一代DX10核心R600(Radeon HD2900XT)開始，Tessellation就是顯卡中的一個特殊功能，從HD2000系列開始到如今的HD4000系列，AMD的每一款DX10顯卡都支持這項技術。當然，這不代表NVIDIA就無法使用Tessellation，在這項技術成為DX11的標準后，未來NVIDIA的DX11顯卡也將支持這項技術。從技術角度簡單而言，Tessellation就是把一些粗糙的幾何模型圖形分成很多更小的圖形，從而實現更細致的幾何模型。

　　Tessellation可以讓某一圖形變成立方體，并通過旋轉讓其從底部看起來像是個球形，這樣的話將節省直接生成多邊形所消耗的大量GPU資源。在DX11中，Tessellation和過去AMD顯卡中的技術應用稍有區別，微軟在DX10中，增加了Hull Shader (外殼著色器)和Domain Shader (域著色器)，專門用于協助Tessellation模塊工作。實際上在DX10時代，很多游戲都支持AMD的Tessellation技術，而在這項技術成為DX11標準后，未來將有更多DX11游戲顯示出這項技術的優勢。

　　四、Radeon HD5870架構分析

　　雖然坊間一直有著臺積電40nm良品率較低的傳言，但是Radeon HD5870依然是AMD和臺積電合作的產物。這款核心代號為RV870的顯卡，和RV740核心相同，依然采用40nm的制程工藝，而在GPU架構上，RV870依然采用了從R600就開始使用的SIMD（單指令多數據流）超標流處理器架構。實際上，RV870的核心架構與R600、RV670和RV770沒有本質區別，依然通過提高流處理器數量的方式來提升GPU性能。在流處理器數量上，Radeon HD5870達到了前所未有的1600個流處理器，核心頻率為850MHz，顯存采用256bit GDD5顯存，頻率為1200MHz（等效4800MHz），而在對3D性能有著直接影響的紋理單元和光柵單元上，Radeon HD5870也有了很大的提升，紋理單元達到了80個，光柵單元達到了32個，從流處理器、紋理單元以及光柵單元的數量來說，Radeon HD5870恰恰是Radeon HD4870/4890的兩倍，當然由于帶寬以及頻率的問題，實際上Radeon HD5870的性能是不可能達到了Radeon HD4890的兩倍，等下我們還可以通過測試來看到這個結論。

　　無論是在流處理器部分還是紋理單元部分，RV870都加入了DX11新增的指令。比如流處理器支持位操作類指令，指令執行速度相比過去提升12倍，且可以在OpenCL底層執行，這樣使用RV870就非常適合視頻編碼類通用計算。實際上， RV870的單精度浮點運算能力高達2720GFLOPS，雙精度浮點運算能力為單精度的1/5；而Radeon HD5870的直接對手GTX285的單精度浮點運算能力為1063GFLOPS，但雙精度下降為1/8。而在紋理單元部分，除了增加指令以及擴大帶寬，RV870還可以支持完美的全方位各向異性紋理過濾，而性能衰減幅度與之前一致，幾乎不消耗任何性能。值得一提的是，Radeon HD5870首次使用第三代GDDR5顯存，將頻率提升到了1200MHz，等效4800MHz，而且這種顯存功耗控制非常出色。實際上，由于GDDR5的等效頻率是GDDR3的兩倍，所以使用256bit的GDDR5顯存在性能上已經接近使用512bit的GDDR3顯存，這也是Radeon HD5870為什么只采用了256bit顯存的原因，不過由于和上代產品相比，光柵單元、紋理單元以及流處理器單元都翻倍，我們也比較擔心目前Radeon HD5870的顯存配置可能還無法完全滿足RV870的需求。當然，從耗電以及成本來看，512bit的顯存要大大高于256bit顯存，這樣顯卡在設計的時候，PCB和供電模塊的設計都要進一步加強，因此成本因素也應該是AMD考慮的一環。

　　令人頗感意外的是，本次RV870核心的流處理器并不是設計在一起，而是被對稱切割為左右兩部分，與之關聯的紋理單元和緩存也一分為二，頗似Intel最早的雙核處理器。如果僅從核心來看，那么RV870的核心很像由兩個RV770核心拼在一起。這樣的設計最主要的目的是提升良品率，模塊化設計不但可以降低GPU核心的復雜程度，也更利于提高研發的速度。實際上，我們依然可以將RV870看作是一顆獨立的GPU核心，流處理器的模塊化設計不會影響其性能發揮，特別是對早就是多核心的GPU而言，游戲軟件相對于GPU不像普通軟件對于CPU那樣有限制。只是這種設計對驅動以及游戲優化的依賴將比過去要大不少，而這方面恰恰不是AMD的優勢

　　1、Eyefinity多顯示技術

　　在Radeon HD5870中，大多數功能依然是繼承或者集成了過去產品的特點，不過這次Radeon HD5870也有一項獨特的多顯示輸出技術，那就是Eyefinity。實際上在專業領域，AMD和NVIDIA早就實現了多屏輸出，即使是在桌面領域上，也已經實現了雙屏顯示。但是對于玩家來說，這種雙屏或者四屏輸出是沒有太大意義，因為兩個屏幕擴展在一起成為一個畫面的時候，邊框會嚴重阻礙視線，這樣無論是玩游戲還是看電影，都非常不方便。而三屏輸出時，中間的屏幕作為主視角，左右兩個屏幕作為擴展視野，這種模式比較適合玩家。Radeon HD5870在GPU當中直接集成了一個6通道的顯示控制器，而且這六個通道都能支持2560×1600分辨率的10bit色顯示。這項被稱為Eyefinity的技術，最多可以通過DisplayPort輸出六個屏幕，不過從本次發布的HD5870以及我們評測工程師拿到的產品來看，都只能支持三個屏幕，因為Dual-Link DVI要占據兩個顯示通道。Radeon HD5870設計了兩個DVI接口，這樣DVI+HDMI+Displayport接口最多只能實現三屏輸出。當然，這種設計也僅僅是針對游戲發燒友，在未來，AMD還會推出帶有6個Displayprts接口的Radeon HD5870，那時超級發燒友可以去體驗一下6屏輸出的快感。

　　2、Radeon HD5870成品解析

　　本次我們收到的Radeon HD5870來自AMD原廠產品，由柏能代工。這次AMD的Radeon HD5870設計風格不同于以往任何一款AMD高端顯卡，外觀顏色不再是紅色，散熱器和以及外殼采用黑色搭配紅色，而PCB更是破天荒的使用了黑色PCB。在體型上，Radeon HD5870超的長度超過了上一代的Radeon HD4870/4890，甚至比GeForce GTX285還長，所以購買時要注意自己的機箱是否能裝得下。整體來看，Radeon HD5870外觀比較圓滑，采用了流線型設計，觀感上相當不錯。Radeon HD5870的輸出接口比較豐富，除了兩個Dual-Link DVI接口之外，還配置了一個DisplayPort和一個HDMI接口。這也是第二款能夠提供三頭輸出的民用級顯卡，在這四個數字接口中，用戶最多可以同時使用其中的任何三個，最大輸出分辨率為2560×1600。

　　的顆粒，理論速度是5000MHz，這意味著Radeon HD5870在顯存上還有一定的超頻空間。

　　五、DX11游戲即將上市

　　和過去DX10顯卡發布后，DX10游戲遲遲不能推出不同，這次在Radeon HD5870正式上市后，DX11游戲將會立刻跟進。實際上，對于游戲廠商來說，目前一款大作所消耗的成本越來越高，而對于玩家而言，流暢運行一款大型3D游戲的配置也越來越高，所以無論是DX11顯卡還是DX11游戲，對于整個3D圖形以及游戲市場的推動都是非常重要的。這也不難解釋為什么廠商會如此著急試水DX11的原因。此外，與DX10相比，DX11架構并非一個革命性的大型架構變革，因此無論對于硬件廠商還是對于游戲廠商來說，想要從DX10升級到DX11并非十分復雜的事情，而且不少廠商此前已經在DX10.1上作出了不少優質的游戲，如完全非閹割版本的《刺客信條》、《鷹擊長空》等，也積累一些經驗，因此DX11游戲的推出就并非什么困難的事情了。實際上，Codemasters、Emergent以及Rebellion三家游戲廠商目前已經分別公布了三款DX11游戲，包括了《科林麥克雷：塵埃2》、《潛行者：普利皮亞的召喚》、《異形大戰鐵血戰士2》。另外EA旗下還公布了一款名為《BattleForge》的DX11網游。知名的Crytek公司也透露了最新的3D引擎能夠支持DX11，所以Crysis2很可能成為一款DX11的作品。

　　盡管NVIDIA在各種場合表態是因為DX11游戲普及為時尚早，所以才不急著推出DX11顯卡，但是沒人真正相信NVIDIA會不在乎DX11，否則當年NVIDIA也不會在DX10游戲還沒有一點影子的時候率先推出DX10顯卡，否則NVIDIA也不會在表示DX10.1無用之際還在自己的40nm低端產品上支持DX10.1……NVIDIA的GT300延期發布使得它已經失去了首發DX11產品的時機，而微軟Windows7加上DX11顯卡的發布，無論對于硬件、軟件以及游戲，都有著不小的促進作用。現在AMD的DX11顯卡已然推出，DX11游戲又蓄勢待發，加上微軟的推波助瀾，至少短期的宣傳效應將會非常明顯。

　　但是如果說AMD就將靠DX11以及Radeon HD5870一舉翻身，卻也為時尚早。Radeon 9700系列以及接下來Radeon 9550的成功，固然有當年ATI率先推出DX9顯卡以及微軟在幕后幫助的原因，但是那時ATI的成功更多要感謝NVIDIA自己的戰略失誤，GeForce 5系列產品的失敗讓市場幾乎完全成為了ATI產品的天下。而現在顯然不能和當時相比，目前NVIDIA的DX10顯卡配備完善，而且占據市場更多份額；目前Radeon HD5870所展示出來的性能還有提升空間，這在無形中都為AMD施加著壓力。NVIDIA的GT300產品大約會在明年一季度問世，在這幾個月內，AMD一方面要加強Radeon HD5000系列的市場建設，一方面要在驅動上進一步完善Radeon HD5000系列的性能，更重要的是，在這幾個月里，DX11游戲如果不能大量如期上市，那么Radeon HD5870就可以說是無用武之地，哪怕它的DX10游戲性能依然這么強悍……或許Radeon HD5870讓AMD往前跨出了一大步，但是AMD想依靠它重新超越NVIDIA，難度可不低。對于AMD Radeon HD5870，我們認為至少在目前，這應該是高端單GPU顯卡中最完美的一款產品，強悍且有可能繼續提升的游戲性能、支持DX11以及出色的功耗控制，對于用戶來說，這些都是有著相當積極的意義，而AMD也一改過去產品發布不發售的窘境，Radeon HD5870在發布后已經有如藍寶、迪蘭恒進、景鈦等廠商的產品在市場上出現，而2999元～3299元的售價，在歷代最頂級高端顯卡中也不算高，比較容易讓頂級玩家接受。如同我前文所說，對于AMD市場的前景，一切尚不明了，一切也不容樂觀，但是對于Radeon HD5870本身的表現，我們依然相當滿意。此外，考慮到每一次3D API變更后，游戲對最早推出的硬件在兼容性和表現上都更好，我們有理由相信，AMD的Radeon HD5870以及后續的產品將在未來大量DX11的游戲中表現出色。

　　第一款DX10顯卡的發布距今已經接近三年了。在這三年中，NVIDIA和AMD不遺余力地升級著各自圖形核心，而諸如眾多的經典產品，如Radeon HD3850/4850、GeForce 8800GTS、GeForceGTX260+也在兩家的爭斗中涌現了出來。但是不可否認的是，從DX10顯卡誕生第一天開始，AMD就始終落后NVIDIA一步，雖然憑借Radeon HD3850/4850，AMD也有一定的作為及口碑，但是相比起NVIDIA來，AMD在市場和產品規劃上的確有所欠缺。而DX10時代整整追趕了對手三年的AMD，終于繼Radeon 9700之后再一次成為了超越者，在2009年9月23日，AMD發布了全球首款DX11顯卡——adeon HD5870。Radeon HD5870的發布不但讓AMD再一次登上了單GPU最強性能的頂峰，同時也正式宣告了DX11時代的來臨。

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