AMD Radeon R9 Nano

Introducción, AMD Fiji y especificaciones técnicas

Introducción

Cada uno de estos nuevos modelos introducidos no solo ha tenido su propio nicho de rendimiento, siempre dentro de la gama alta, sino que lo ha hecho con una forma diferente de concepto de tarjeta gráfica. La Radeon R9 Fury X es una espectacular tarjeta de tamaño compacto que se refrigera con un silencioso sistema de refrigeración líquida que va integrado y controlado por la tarjeta. La Radeon R9 Fury es un concepto convencional en un formato más grande con refrigeración de hasta tres ventiladores y con una infinidad de modelos personalizados por parte de los mejores fabricantes de gráficas.

Dos modelos magníficos, quizás algunos menos potentes de lo esperado y quizás padeciendo de un proceso de fabricación demasiado grande para su diseño. Pero todo esto se olvida cuando abres la caja donde se esconde el “Sample” que AMD nos manda para el análisis de su nueva tarjeta. La Radeon R9 Nano.

AMD Fiji

El Fiji, el chip que da vida a esta gama, incorpora un diseño sin precedentes sobre todo en lo referente al bus de memoria incorporado. También se introducen mejoras a otros niveles sobre la base de la arquitectura GCN 2.0 de AMD.  

Hasta ahora todas las tarjetas, salvo excepción en modelos de diseño a medida para aplicaciones muy concretas, contaban con una GPU principal y un bus de memoria más o menos grande con un framebuffer identificable por esa serie de chips que rodeaban, incluso en ambas caras del PCB de la tarjeta, a la GPU. Cuanta más RAM más chips.

AMD incorpora una nueva tecnología en esta tarjeta denominada HBM (High Bandwidth Memory) que se incorpora, en cierta forma, al encapsulado del procesador en forma de estructura tridimensional. La memoria comparte un sustrato con la GPU, no directamente el mismo “die” y ésta se configura en capas apiladas que reducen de forma notable la necesidad de espacio para su incorporación y, más importante, la energía necesaria para su funcionamiento.

De este modo se consigue una reducción de espacio de casi a la mitad sobre una configuración tradicional a la vez que se reduce de forma notable la necesidad eléctrica de la tarjeta y por tanto su aprovisionamiento de fases de alimentación. El interfaz de comunicación está formado por un bus de 4096-Bit que logra un ancho de banda de 512GB/s, el más alto que podemos encontrar a día de hoy. Estas unidades contarán con 4GB de Framebuffer, algo corto para algunos juegos en 4k, pero esa sin duda es una de las limitaciones de este nuevo concepto.

Esta nueva arquitectura trae consigo muchas mejoras, sobre todo en el formato de la tarjeta, pero no nos engañemos, esta tarjeta sigue manteniendo unos requerimientos de refrigeración que no se pueden contentar con un simple ventilador y un pequeño disipador, que es lo que entraría en este formato tan reducido, de menos de 200mm de largo.

Especificaciones técnicas

A diferencia de la Radeon 9 Fury, la Radeon R9 Nano no tiene apenas diferencias técnicas con respecto a la tarjeta de gama más alta dentro de la gama Fury que es la Radeon R9 Fury X. Su característica más llamativa es común a toda la gama. Me refiero a su sistema de memoria HBM con 4GB VRAM, un ancho de banda de 512GB/s y bus de datos de 4096-Bit. La memoria trabaja a los mismos 500MHz nominales, tal y como lo hace en el resto de la gama.

La Radeon R9 Nano y la Radeon R9 Fury X son gráficas de prestaciones con la única diferencia de la frecuencia turbo que se reduce hasta los 1000MHz en la Nano cuando la Fury X tiene una frecuencia de 1050MHz. El resto de las prestaciones son idénticas.

Esto significa que disfruta de 4096 motores de shaders distribuidas en 64 unidades de computación. Es capaz de desarrollar una potencia de cálculo de más de 8TFlops. Sus 256 unidades de texturas y sus 64 unidades ROPs son garantizan un rendimiento de calidad en aplicaciones que no usen las últimas técnicas basadas en Shaders.

Pero a pesar de tener prácticamente las mismas especificaciones que el modelo refrigerado por agua, AMD consigue en este modelo que consuma 100w menos de TDP, quedando en 175w, que requiera únicamente un conector PEG de 8 contactos y un único ventilador de tamaño “normal”. Todo esto parece milagroso y nos llevará a hacer pruebas para comprobar que todo es como se promete.

Las Radeon R9 Nano comparten todas las prestaciones de sus hermanas y por tanto es capaz de un desempeño extraordinario, el mejor rendimiento por pulgada sin lugar a dudas. El formato sorprende, es extraordinario, pero antes tenemos que describir algunas de las características más interesantes de estas tarjetas. Pero antes viene bien recordar que las Fury soportan Displayport 1.2, pantallas 4k a 60Hz, con tres conectores de este tipo en el frontal y un HDMI 1.4 (una pena por el HDMI 2.0). Soporta hasta cuatro pantallas simultaneas.

DirectX 12, VSR y FRTC

DirectX 12

Fury viene con algunas mejoras añadidas, aunque en realidad muchas de estas mejoras estarán disponibles, en mayor o menor medida, en toda la gama más reciente de gráficas de AMD. Esto incluye a casi todas las de arquitectura GCN 2.0. Esto incluye a la tecnología más esperanzadora de los últimos tiempos que es sin duda el API de bajo nivel DirectX 12 que Microsoft incorpora en Windows 10.

Este API permitirá en buena medida eliminar la dependencia de la gráfica del procesador central y más aún en graficas con esta potencia de cálculo masiva. Es decir, la Fury X, dará más de si cuando realmente DirectX 12 se aproveche por juegos punteros, quizás desde finales de año.

DirectX 12 traerá consigo una mejor multitarea, también para la CPU central, con más balanceo en procesadores con muchos núcleos. Los motores de shaders podrán trabajar de forma asíncrona produciendo también mucha más potencia de cálculo en entornos complejos.

En las pruebas del test API Overhead de DirectX podemos ver el potencial de proceso de este API de bajo nivel en la nueva Radeon R9 Nano.

VSR y FRTC

AMD ha introducido en estos nuevos drivers dos cosas interesantes que ya podíamos encontrar en su competencia directa. Por un lado, tenemos el sistema VSR (Virtual Super Resolution) que fuerza a trabajar a la tarjeta en resolución 4k, pero luego hace un reescalado a menos según sea nuestro monitor de 1080, 1440 o 1600p. En los reescalados siempre se pierde menos calidad y por tanto hay algo de mejora en la calidad gráfica con respecto a usar la resolución nativa de nuestro monitor. Esta técnica la aplican muchos jugadores incluso antes de que las marcas le dieran soporte oficialmente.

El FRTC responde a “Frame Rate Target Control”. Otra técnica conocida que permite controlar cuantos FPS queremos que produzca la tarjeta. Podemos bloquear cualquier juego a cierta cantidad de FPS y la tarjeta no se calentará las ideas intentando ir más allá. Nos sirve para controlar consumos y ruido en cierto tipo de juegos donde nuestra tarjeta vaya sobrada. Ambas técnicas están disponibles desde hace algunas semanas en varias ediciones de sus drivers Catalyst. 

Ejemplo de ejecución de Diablo 3 con el sistema VSR a resolución 4k

 

LiquidVR, freesync, crossfire e Eyefinity

LiquidVR, freesync y crossfire

AMD introdujo este año lo que para mí es un regalo para toda la comunidad de jugadores. Hablo de Freesync. Esta tecnología nos permitirá olvidarnos de los problemas de la sincronización vertical clásica y lo hace de forma completamente libre incorporando la tecnología a un estándar completamente libre de royalties como es Displayport. Este estándar está impulsado por todos los grandes actores del mundo de la computación y se usa activamente en cualquier monitor moderno, pero no tanto en electrónica de consumo.

Sea como fuere la tecnología no ha tenido al resultado esperado, al menos de primeras, porque realmente no se ha traducido en una incorporación en todo ámbito de monitores, sino que los fabricantes lo han dedicado a sus modelos gaming de alta frecuencia y altas prestaciones y por tanto con precios elevados. La universalización de la sincronización controlada por la GPU no llegará, al menos, durante este año.

La tecnología de AMD no solo no tiene licencias, sino que además ha permitido, desde el principio, incorporarla de forma más natural en monitores sin restricciones por el tipo de conectividad que tengan, etc. Eso sí, como hemos dicho, solo funciona si usamos conectividad Displayport.

Hemos podido montar un crossfire entre nuestra Radeon R9 Fury X y la nueva Radeon R9 Nano. El sistema de múltiple GPU de AMD siempre ha sido mucho más flexible que el de Nvidia.

Espectacular. Arriba la Radeon R9 Nano, abajo la Radeon R9 Fury X.

LiquidVR es el paquete tecnológico que prepara AMD para dar soporte a las diferentes iniciativas de visores de realidad virtual que veremos en el mercado empezando el 2016. La revolución del juego en el PC se acerca y AMD está trabajando para que sus graficas den una opción eficiente a las exigencias de este tipo de motores que pasan por mover gran cantidad de datos a resoluciones elevadas con incluso renderización predictiva para adaptarse a los movimientos del usuario sin que se sufra de los temidos efectos de lag que podemos ver hoy en día en este tipo de soluciones.

Lista de monitores freesync disponibles.

Eyefinity

La Fury soporta hasta seis pantallas simultáneas con una única tarjeta. Para ello hay que usar dos de sus tres conectores Displayport 1.2a con hub de conectividad Displayport de tipo MST. Las pantallas pueden ser de un máximo de resolución 1080p. Por separado estos conectores pueden alimentar pantallas 4k a 60Hz, hasta tres pantallas de este tipo.

AMD es conocida perfectamente por su buen soporte para este tipo de pantallas. Sus drivers permiten que todas las pantallas trabajen como una sola con corrección de marcos y resoluciones personalizadas.

El espectacular formato de la Radeon R9 Nano

El espectacular formato de la Radeon R9 nano

La gama Fury por su propia arquitectura, completamente revoluciona el aspecto de lo que es una tarjeta gráfica. Estamos acostumbrados a una zona de memorias, más o menos extensa, una zona de GPU y una zona de alimentación de la tarjeta. Todo eso cambia, como ya hemos visto. Este paso da lugar a productos interesantes y llamativos como la Fury X, pero se ha dejado lo mejor para la vuelta al colegio. La Radeon R9 Nano es simplemente espectacular.

Todos la hemos visto en infinidad de filtraciones y presentaciones previas de AMD, pero el impacto lo recibe uno cuando la tiene en la mano. Yo soy amigo de las tarjetas compactas, fan acérrimo de reducir volúmenes en PC, pero jamás he visto algo como la Radeon R9 Nano. Son seis pulgadas de esencia gráfica. En mano es pesada, pesada y compacta, como si guardara en esa combinación extraña una forma de discernir la potencia que ha conseguido acumular AMD en un formato tan reducido.

Son seis pulgadas de largo, una gráfica de gama alta ronda entre las 10 y las 11 pulgadas de forma habitual, en las soluciones tradicionales. Un 40% más pequeña. Si la comparamos con modelos compactos que hay en el mercado podemos pensar en algunos modelos de Geforce GTX 970, como la ASUS Geforce GTX 970 DC Mini. La GTX 970 Mini de ASUS es una magnífica tarjeta que mide 170mm de largo y 105mm de alto. Con doble slot. La Radeon R9 Nano tiene 152mm de largo, casi 20mm menos y 15mm menos de “alto”. No solo es más grande, sino que es mucho menos potente. Los diseños tradicionales no dan con el aprovechamiento adecuado del espacio. Pero ojo, la Geforce GTX 970 Mini de ASUS no cuesta lo que costará este modelo cuando llegue a las tiendas y eso siempre es importante.

Radeon R9 Nano comparada con una ASUS Strix AMD Radeon 390X.

El sistema de ventilación de la Radeon R9 Nano

El sistema de ventilación de la Radeon R9 Nano

AMD ha tenido que sudar sangre para lograr un sistema compacto de disipación que se encargue de 175w de consumo en este tamaño y que no sea un infierno desatado cuando intentamos sacar todo el rendimiento de la tarjeta.

AMD ha desarrollado un sistema de ventilación híbrida, pero sobre todo basada en algo que conocen bien como son los sistemas de ventilación por cámara de vapor. La Radeon R9 Nano usa una combinación de cámara de vapor y dos heatpipes que distribuyen rápidamente el calor por su denso radiador de aluminio. Una de las heatpipes se dedica al sistema VRM de la tarjeta.

El ventilador incorporado de 80mm tiene un funcionamiento progresivo que aprovecha también las tecnologías integradas en la tarjeta como el ZeroCore que es capaz de apagar completamente la tarjeta cuando entramos en modos de ahorro de consumo profundo como tener el monitor apagado.

Este ventilador tiene un mínimo de 16dBA de ruido y un máximo, según AMD de 42dBA. Esto está dentro de lo habitual en tarjetas de cierta gama e incluso en modelos hasta un 40% más grande. Nuestra gráfica de comparación por tamaño, la ASUS ya descrita, consume 145w, un 30% menos, y su rango de frecuencias de ventilador y ruido son algo inferiores. Estos son los resultados de las pruebas que hemos realizado en el mismo entorno de trabajo que incluye una caja convencional, ATX, completamente cerrada. Tal y como creo que usaría cualquiera la tarjeta en casa.

Arriba la ASUS Geforce GTX 970 Mini, abajo la nueva AMD Radeon R9 Nano

Potenciando la evolución del PC de alto rendimiento

Potenciando la evolución del PC de alto rendimiento

AMD no ha inventado los PC para juegos de formato muy compacto. Muchos llevamos meses o años en ese cometido y otros fabricantes han hecho tanto o más que AMD hasta la fecha para reducir esos formatos de máquinas donde se pueda tener casi el mismo rendimiento que en formatos más grandes.

Evolucion del PC Gaming basado en chips graficos AMD de gama alta.

Desde fabricantes de máquinas completas como ASUS, Dell o MSI llevan mucho tiempo en ello y lo mismo ocurre con fabricantes de placas base, de tarjetas gráficas tanto con chips AMD o Nvidia. El formato no lo ha inventado AMD, pero lo va a elevar a un nuevo nivel pudiendo agrupar el rendimiento de una gráfica de gama alta en formatos de PC de menos de 10 litros de volumen interno.

Esta gráfica tiene una exigencia de potencia que podemos cubrir con fuentes de 350-400w (hay que pensar también en otros componentes), por lo que podemos optar por configuraciones terriblemente compactas y eficientes. Actualmente podemos montar los mejores procesadores del mundo en formato ITX, salvo los FX de AMD, con modelos de hasta 18 núcleos y 36 hilos de proceso. ASRock tiene hasta dos modelos X99 en formato ITX y otras plataformas menos espectaculares también ofrecen excelentes resultados en este formato de placa. La Radeon R9 Nano es más corta que una placa base ITX, casi 20mm más corta.

AMD Radeon R9 Nano montada en una Coolermaster Elite 110. Una caja ITX realmente compacta. Son menos de 20cm de largo. Está limitada a gráficas de 8".

Esta es una caja PC-Q33 de LianLi. limitada a gráficas de 220mm. Menos de 9".

Overclocking y estabilidad en el rendimiento

Overclocking y estabilidad en el rendimiento

La Radeon R9 Fury X y la Radeon R9 Nano comparten muchas características, salvo la ligera reducción de frecuencias Turbo y un sistema de refrigeración mucho más elaborado y, en principio, más capaz. La primera tiene un TDP de 275w y la segunda de 175w. ¿Dónde se ahorran esos 100w? Lo más lógico es pensar que la gráfica en carga mantiene poco tiempo esa frecuencia de 1000MHz.

Lo inquietante es que no parece ser así, en nuestras pruebas de estrés y en nuestras pruebas de juego real, podemos ver oscilaciones de frecuencia, habituales en cualquier tarjeta gráfica, pero no vemos un Throttling constante que nos indique que la tarjeta no es capaz de trabajar realmente a sus frecuencias anunciadas. Lo hace y de forma sostenida. Eso no significa que sea tan rápida como una Fury X. AMD usa algún otro tipo de técnica para mantener el TDP bajo sin reducir las frecuencias de forma evidente. Los resultados que veréis después lo corrobora. 

Pinchad para ampliar. Podréis ver cómo las frecuencias son estables después de 1 hora de prueba de estrés. Las temperaturas máximas rondan los 80 grados, 10 mas que en la Radeon R9 Fury X.

En cuanto a overclocking no entraré en debates o formas de overclocking de las memorias HBM. Oficialmente no hay opción y no creo que la haya en un futuro cercano. Aún así, creo que la tarjeta tiene un ancho de banda más que suficiente, por encima de las posibilidades del propio chip.

Las frecuencias de trabajo de la GPU se pueden mejorar en un 10% sin desequilibrar de forma sustancial el sistema de refrigeración de la tarjeta. Tendremos algo más de ruido, sin duda, y más consumo, por supuesto, pero es algo dentro de los parámetros soportables por la tarjeta y asumibles por el usuario.

La tarjeta tiene una temperatura de trabajo de unos 80 grados, algo más que la Radeon R9 Fury X, que ronda más los 70 grados y los logra con bastante menos ruido. Es bastante mejor en ese sentido y de precio andarán muy parejas, y aunque esta tarjeta también es bastante compacta, sin duda no llega al formato tan espectacular de la Radeon R9 Nano.

Pruebas de rendimiento I

Máquina de pruebas.

Procesador: Intel Core i7-5960X @ 4375MHz

Placa Base: ASUS Rampage V Extreme

Memorias: Gskill DDR4 F43000C15 4x4 Quad Channel

Fuente de alimentación: Seasonic Platinum Series 1200w

Driver:  catalyst 15.Beta

Pruebas de rendimiento

Rendimiento 1080p

Battlefield 4. 1920x1080. Calidad Ultra. Mantle activo en AMD

Bioshock Infinite. 1920x1080. Calidad Ultra

Shadow of Mordor. 1920x1080. Calidad ultra. Benchmark

Last Light. 1920x1080. Calidad Muy Alta

Tomb Raider. 1920x1080. Calidad Ultra

COD Advanced Warfare. 1920x1080 FSAA 4x

Pruebas de rendimiento II

Pruebas de rendimiento II

Rendimiento 4k, 3DMark y Valley benchmark

Battlefield 4. 3840x2160. Calidad Ultra. Mantle activo en AMD

Bioshock Infinite. 2560x1440. Calidad Ultra

Shadow of Mordor. 3840x2160. Calidad ultra. Benchmark

Last Light. 3840x2160. Calidad Muy Alta

Tomb Raider. 3840x2160. Calidad Ultra

COD Advanced Warfare. 3840x2160 sin FSAA

Valley Benchmark 1.0

3DMark Firestrike

3DMark Firestrike Extreme

Análisis de rendimiento

La nueva AMD Radeon R9 Nano hace algún tipo de throttling adicional al 5% de perdida natural que se deriva de la diferencias de frecuencias entre la Radeon R9 Fury X, de 1050MHz, y este modelo que trabaja a un máximo de 1000MHz. Quizás sean simplemente las mayores oscilaciones de frecuencia o algo de perdida natural de eficiencia por el aumento de temperatura pero lo cierto es que la diferencia varia entre el 8% y el 12% dependiendo de la prueba. No es una gran perdida, podríamos recuperarla por overclocking.

Lo que también se extrae de nuestros resultados es que es la grafica compacta mas rápida del momento, con una gran diferencia con respecto a una gran tarjeta grafica como es la Geforce GTX 970. En este segmento la Nano no tiene competencia a día de hoy. 

Los consumos de la Radeon R9 Nano están dentro de lo esperado. Oscilando unos 10-15w arriba en carga, un margen de error que en parte asumimos por el método de medida que es mediante un medido externo con una gráfica como referencia ya contrastada. 

Análisis y conclusión

Análisis y conclusión

Normalizada ahora la situación y las capacidades de las Fury Series de AMD, mirando con perspectiva, no son esas gráficas que nos iban a salvar del desafío de jugar a resoluciones de ultra alta definición. Ni AMD, ni Nvidia, nos ofrecen eso aún sin tener que usar dos o más gráficas de uno o de otro. Las 4k son un desafío difícil de salvar porque no solo es cómo manejar dos o cuatro monitores de otras resoluciones sino que además los desarrolladores lo aprovechan para ofrecer más calidad en texturas, efectos, etc. Esto ya lo tenemos asumido.

Por eso podemos mirar a la Nano con una perspectiva más realista y darnos cuenta de lo que realmente supone esta tarjeta. Es mucho más rápida que la solución compacta más pequeña de la competencia. Es un diseño espectacular que nos permitirá jugar a 4k en calidades altas, con soltura, y calidad media con tasas de FPS muy elevadas.

Dentro de su tamaño ultracompacto, espectacular en mano o montada, la gráfica ofrece un futuro prometedor de la mano de DirectX 12 y es un avance más, importante sin duda, para que los que gustamos de PCs ultracompactos, pero realmente potentes, podamos hacer nuestro sueño realidad.

El formato es definitivo para la nota que vamos a dar a este producto en nuestro análisis. La reducción que ha conseguido AMD con la memoria HBM es simplemente espectacular y en este modelo es donde esto se hace más evidente. La pena es que el precio de lanzamiento de este modelo es de 709,90 Euros, más que el precio actual de la Fury X, y seguramente no sea fácil de conseguir en los primeros días. Una maravilla que puede convertirse en exclusiva de unos pocos pero que será el punto de partida para otras tarjetas, más asequibles, que intenten superarla en su espectacular equilibro entre tamaño, consumo y potencia.

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