AMD Radeon RX 5700系列显卡评测:全新架构带来强势性能

AMD Radeon RX 5700系列显卡评测:全新架构带来强势性能

宋华飞 / 2019-07-07

众所周知,AMD显卡已经沿用了多年的GCN架构,而在今年6月,他们发布了Radeon RX 5700系列显卡,包括:RX 5700 XT 50周年纪念版、RX 5700 XT,以及RX 5700。三款显卡彻底改头换面,均搭载7nm制造工艺的NAVI GPU核心,并采用全新设计的RDNA架构。

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此前,我们已经对新的显卡架构进行了深度解析(“RX 5700系列显卡全新NAVI GPU架构揭秘:这是AMD憋了4年的大招”),所以本次评测,就不再对架构进行详细说明,显卡的具体参数见下方表格。总的来说,RDNA架构引入了新设计的计算单元、多级缓存机制以及精简化的图形管道设计,从而有效优化了显卡的每时钟性能,最终带来了1.25倍提升,并使得每瓦功耗性能也提升了1.5倍。

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不止如此,RX 5700系列显卡还首次原生支持PCIe 4.0,传输带宽相比目前的PCIe 3.0提升2倍,双向带宽达到了32GB/s。显存方面,得益于GDDR6的加入,不仅让新款显卡获得了448GB/s显存带宽,相比GDDR5每瓦功耗性能也提升了60%。

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同时,新显卡图像输出能力和视频编解码能力也得到了全面上升。Radeon显示引擎,不仅带来了HDMI 2.0输出,还可支持DisplayPort 1.4的显示流压缩(Display Stream Compression,DSC)特性,单根线材的情况下,可实现4K HDR 144+Hz或8K HDR  60Hz输出。另一方面,Radeon多媒体引擎同样针对8K、4K和HDR进行设计,可编解码VP8、H.265、H.264等主流视频格式,满足视频制作,或游戏录制等需求。

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此外,AMD在RX 5700系列显卡还加入了很多新特性和新技术,带来了Radeon Image Sharpening (RIS) 、FidelityFX、Radeon Anti-Lag,以及Radeon Chill。AMD工程师团队不光从图形、图像入手,还降低了键鼠的输入延迟,并进一步控制了显卡的功耗。至于这些特性详细信息和实际表现,这里先不展开,我们将在接下来的测试环节为大家说明。

AMD Radeon RX 5700 XT、AMD Radeon RX 5700公版显卡外观解析

本次评测的是AMD Radeon RX 5700 XT和AMD Radeon RX 5700公版显卡。外观方面,RX 5700 XT一改以往公版显卡方方正正的外形,不但在导流罩的金属外壳上加入了线条纹理,而且风扇附近还加入了特别的曲线设计,这一结构不仅增加了视觉效果,同时也能对气流效率起到一定的正面影响。

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在散热风扇上,RX 5700 XT和RX 5700都使用了单离心风扇,外观方面并无太大区别。相比轴流风扇,虽然离心风扇在噪音控制上没有明显优势,但它可将显卡产生的热气直接从尾部排出机箱,不会将过多热量排放至机箱内部。如此一来,降低了显卡对机箱风道的要求,而且使用多张显卡,造成空间紧张时,也不会对散热产生过多的影响。

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值得提一提的是,RX 5700 XT在头部位置还额外增加了气流通道,理论上可以进一步提升显卡的散热效率。

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两款显卡在供电和视频接口方面同样相似,供电接口都为8+6PIN,理论可提供225W功率输入,外加PCIe插槽75W输入,总共可满足300W供电,这一配置完全能应对225W的RX 5700 XT和185W的RX 5700。

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视频接口分别是三个DisplayPort加一个HDMI,都为全尺寸设计。从目前的发展趋势来看,在高刷新率、HDR逐渐成为游戏玩家标配的情况下,这两种主流接口足以满足日常使用。

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对于显卡的背部,RX 5700 XT和RX 5700有很大不同。RX 5700 XT采用了质感相当不错的全金属背面,RX 5700则不具备背板设计。不过,未来市场上势必会有大量非公版RX 5700,所以我们也不必太过纠结公版的无背板设计,到时候会有很多的选择。

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RX 5700 XT、RX 5700显卡拆解

RX 5700 XT公版显卡在散热设计方面沿袭了此前Radeon VII的一些特点,使用了导热效率较高的真空均热板以及类似石墨的导热介质。

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值得注意的是,RX 5700 XT公大量元器件集中在GPU核心附近,外加本身功耗并不高,所以没有采用非常庞大的散热接口,仅在PCB右侧位置使用了大量散热鳍,同时也没有额外的热管辅助导热。

另外,RX 5700 XT导流罩尾部的曲面设计,确实并非完全出于美观考虑。在该结构附近,散热鳍额外增加了一处矩形风道,以此增加显卡内部的气流效率。

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显卡使用的离心风扇来自台达,相信关注DIY的玩家对该品牌不会陌生,不仅性能、质量靠谱,而且目前也有很大市场占用率,不少显卡、电源都使用了台达的工业风扇。

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PCB设计及供电方面,RX 5700 XT配有两枚IR 35217 PWM芯片,采用7+2+1相供电设计,其中7相用于核心供电。同时,整张显卡都使用了相对成本较高的聚合物电容,相比常见的固态铝电解电容,它的长期可靠性和容值密度有明显优势。

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RX 5700 XT所搭载的GPU是最新的NAVI核心,集成有103亿晶体管,得益于7nm制造工艺,面积仅为251mm²。至于GDDR6显存芯片则来自三星,总共8枚,实现了8GB容量。

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虽然RX 5700和RX 5700 XT显卡的外壳大有不同,但在散热结构上非常相似,使用了真空均热板、类似石墨的导热介质,以及来自台达的离心风扇。

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在PCB及供电设计方面同样类似,搭载两颗IR 35217 PWM芯片,不过由于RX 5700功耗有所下降,因此采用了6+2+1相供电,核心供电减少一相。

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RX 5700所搭载的GPU同样为251mm²、集成有103亿晶体管,物理信息和RX 5700 XT基本一致,但计算单元、流处理器数量所有精简,同时功耗也所有下降。 GDDR6显存则来自三星,共使用了8枚,实现8GB容量。

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测试平台介绍及显卡基准性能测试

在性能测试环节,我们使用了最新平台,将RX 5700 XT、RX 5700显卡分别搭配AMD 3900X CPU,辅以16G 3600MHz DDR4内存,并采用 PCIe 4.0 SSD,将系统也更新至了Windows10 1903版本,配合最新的Adrenalin 19.7.1驱动。另一方面,为了让结果更具参考性,我们在3DMark基准性能测试和游戏实测部分,加入了RTX 2070和RTX 2060的成绩,由于测试平台、驱动有所不同,因此结果存在些许差异,仅共参考

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老规矩,还是看下两张显卡的3DMark跑分,以下统计成绩为图形分,不过基准测试不能代表实际游戏表现,只能作为大致评估标准。和之前的AMD显卡类似,RX 5700系列同样擅长采用DirectX 11 API的Fire Strike,三项测试中两款显卡均大幅领先对手,RX 5700甚至超越了RTX 2070,而在DirectX 12 API的另外两项测试中,AMD新显卡和对手旗鼓相当。

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针对RX 5700系列首次加入的PCIe 4.0接口,我们同样进行了3DMark基准测试,相比PCIe 3.0,新接口在带宽方面直接翻倍。AMD表示,在DaVinci Resolve这样的专业应用中,PCIe 4.0已经能充分发挥优势,可实现ProRes4x4 8K 60fps视频素材回放,而使用PCIe 3.0显卡,受限于带宽只能达到36fps。

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游戏实测:1440P游戏的最佳显卡

此前发布会,AMD将5700系列称之为1440P游戏的最佳显卡,现场展示的多款游戏在平均帧率上能领先或持平对标的竞品,其中RX5700更是全面超越了RTX 2060,那么实际游戏表现又如何呢?

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我们分别选择了不同类型,而且有一定代表性的5款游戏:《刺客信条:奥德赛》、《孤岛惊魂:新曙光》、《极限竞速:地平线4》、《地铁:逃离》、《古墓丽影:暗影》。为了尽可能减小场景差异对测试结果造成的影响,测试时均使用了游戏内置的Benchmark程序。

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和3DMark基准测试不同,实际运行游戏时,无论DirectX 11还是DirectX 12游戏,RX 5700系列都有非常好表现。就实际结果来说,在最高画质的情况下,RX 5700系列确实能在1440P的情况下,流畅运行5款3A游戏,而且非常考验显卡性能的《刺客信条:奥德赛》、《地铁:逃离》也直逼60FPS甚至优化较好的《极限竞速:地平线4》还能满足120Hz高刷新率的需求。本次测试的5款游戏,对比竞品RTX 2070、RTX 2060显卡,RX 5700系列均有一定幅度的领先,尤其是RX 5700,能较大幅度超越同价位的RTX 2060,甚至部分游戏可以直逼某些环境下的RTX 2070,显得竞争力十足。

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在1080P分辨率下,AMD新显卡能够带来更为流畅的3A游戏体验,5款游戏中RX 5700 XT可全面突破60FPS,而且同样保持了一定的性能领先。至于RX 5700也保持了类似优势,而且在1080P下,所有测试的游戏基本能够接近60FPS。

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Radeon Image Sharpening(RIS)技术及FidelityFX解析

此次,AMD RX 5700系列显卡真的是彻底改头换面,不仅硬件架构上完全升级,在软件方面也加入了众多新功能。在最新的驱动中,AMD提供了Radeon Image Sharpening(RIS),该技术可以提供比传统抗锯齿更好的效果。

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很多玩家都知道,大多数游戏会使用TAA、FXAA这样的抗锯齿算法来平滑3D物体的边缘,但它们都是后处理抗锯齿,会对画面产生一定的模糊,如果在4K高分屏采用低分辨率运行游戏,这一现象就更加明显。

为了解决这一问题,AMD就基于FidelityFX游戏开发套件中的自适应锐化算法(CAS)推出了RIS,该技根据对比度自动调整锐化程度,几乎可搭配任何抗锯齿使用,而且在提升画面细节的同时,也不会在物体边缘产生色环、晕圈等副作用,更无需游戏本身集成,只需在驱动中开启就能生效,并广泛支持基于DirectX 和Vulkan图形API的游戏,甚至对游戏性能的影响甚微。

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RX 5700 XT运行《古墓丽影:暗影》为例,开启RIS后,岩石、植被的纹理得到了极大提升,使得画面能够呈现更为丰富的细节。同时,我们还使用监测软件对比了相同场景内的帧率及帧生成时间,RIS开启前后,并没有对性能造成明显影响,只有1~2FPS的差异,甚至可以认为是误差范围,忽略不计。

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至于刚才提到的FidelityFX游戏开发套件,同样是AMD带来的一项新技术。它是针对游戏开发的工具包,让游戏开发者可以轻松创建高质量的后期处理效果,提升游戏画面表现,其中的功能之一就是自适应锐化(CAS)。AMD研发团队还考虑到了整个行业,直接将这一技术进行了开源,不止是合作厂商,理论上任何游戏开发者都可以使用这一技术。

Radeon Anti-Lag解析:有效降低输入延迟

不仅仅是面向游戏画质的技术,此次AMD还推出了Radeon Anti-Lag,考虑到了游戏玩家们非常关心的输入延迟,最大可降低31%,这一功能除了可在驱动中设置,还能在游戏中通过预设快捷键或RADEON OVERLAY菜单实时开启、关闭。

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事实上,除了键盘、鼠标、显示器硬件本身外,游戏与驱动程序之间的交互也是造成延迟的原因之一。通常游戏在运行,生成每一帧画面时,先要等待CPU完成相应的工作(例如:收集用户的输入指令),才会将数据交由GPU渲染成图像。然而,在大多数环境中,GPU是性能瓶颈,在生成画面时,CPU已经先行完成了工作,导致实际呈现的画面滞后于用户输入。Radeon Anti-Lag则能改善游戏与驱动程序之间的交互,从而起到降低输入延迟的作用。

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以《刺客信条》为例,我们用开源图形工具OCAT分析了显卡渲染游戏时的性能表现,并提取“MsEstimatedDriverLag”数据组(主要记录的显卡驱动的延迟情况)作为参考。开启Radeon Anti-Lag后,来自显卡驱动的延迟明显降低,这表明Radeon Anti-Lag确实起到了作用,而这一数据反应在实际游戏时的感受就是鼠标、键盘的输入延迟有所降低。

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显卡超频测试:Radeon WattMan功能更为丰富

众所周知,Radeon RX 5700系列拥有RDNA架构及最新的7nm工艺,再加上最新的“fine grain DPM”机制,使得Radeon驱动可对显卡功耗状态实现更加精确的控制,RDNA架构显卡除了Base Clock和Boost Clock,还多了Game Clock。其中,Base Clock和此前类似,是显卡标称的最低频率,在运行Furmark这类压力测试软件时,显卡会自动降至Base Clock。而在运行游戏时,显卡则以Game Clock作为最低频率,并在Boost Clock之间进行变动。

与此同时,新版驱动在用于超频的WattMan功能上也进行了升级,优化了显卡状态监控图表,并提供自动超频GPU、自动超频显存、自动欠压GPU。前两项无需多提,非常容易理解,自动欠压GPU则是降低显卡电压,以起到节能、降温的作用。就使用感受而言,自动超频无疑降低了用户门槛,实现了一键操作。

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实际测试时,我们以自动超频提供的数据为基础,随后在WattMan中采用了手动调整,以此实现更大幅度的超频。我们尝试将RX 5700的GPU频率曲线逐渐拉到了最右侧,达到1850MHz,显存设置为900MHz,功耗上限调整为+20%。RX 5700 XT将GPU频率曲线拉到了2100MHz,功耗上限调整为+50%。两款显卡,超频前后的3Dmark成绩可以看下方表格,RX 5700超频后大约得到了2~3%的提升,RX 5700 XT由于功耗上限提升幅度较大,超频后实现了5~7%左右的提升,如果进一步深度摸索,显然会有更大的超频空间。

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显卡功耗实测

最后,新显卡的功耗也不得不提,此次RX 5700系列在能效方面有明显进步,在运行Furmark时,软件测得RX 5700 XT功耗接近180W,GPU温度83℃左右,RX 5700接近功耗接近150W,GPU温度74℃左右。

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同时,为了进一步控制功耗,还引入了Radeon Chill功能。简单来说,Radeon Chill是一种动态帧率技术,检测到画面没有大幅度变化时,就会自动降低帧率以节省显卡功耗,在画面快速移动时,又会自动提升帧率来保证流畅性,并且这一过程非常迅速,用户并不会注意到其中的变化。此外,Radeon Chill会避免游戏产生没实际作用的高帧率,并自动适配显示器的刷新率,允许用户自行设定0~300FPS的帧率变化范围。

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RX 5700运行《最終幻想XV 》内置的Benchmark为例,Radeon Chill开启前后的显卡功耗明显降低,如果平时玩RPG、模拟经营、战旗类游戏偏多,对游戏帧数并不十分敏感,就比较适合启用这一功能。我们认为,虽然桌面用户对功耗控制不太感冒,但该技术能在笔记本领域铺开,设备续航势必会产生明显优势,并兼顾游戏体验。

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总结:AMD YES!

AMD Radeon RX 5700系列显卡凭借全新设计的RDNA架构、7nm制造工艺,不仅全面提升了能效,还带来了非常强势的游戏表现。不仅如此,AMD还为显卡提供了多项新功能,Radeon Image Sharpening、Radeon Anti-Lag、Radeon Chill,从画面、输入延迟、功耗角度,全方位提升了显卡的使用体验。

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而在最为重要的游戏性能方面,AMD新显卡更是进一步发力,赶超了竞争对手的同级别产品。对于我们测试的几款游戏,RX 5700 XT均能胜过RTX 2070的实际表现,在几款游戏中RX 5700不止较大幅度领先RTX 2060,甚至还能追上RTX 2070,考虑到RX 5700 XT 50周年纪念版3599元、RX 5700 XT 3099元,以及RX 5700 2699元定价,可谓是性价比十足。

事实上,从竞争对手近期的动向就不难看出,Radeon RX 5700系列显卡确实撼动了整个显卡市场,对行业带来了明显影响,推动了良性发展,这也从侧面看出这两款显卡、全新RDNA架构,以及AMD工程师团队的成功。未来,我们更希望AMD可以将RDNA架构全面铺开,带来更为丰富、更为强势的产品。


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