Radeon HD5870专家级测评
Radeon HD5870专家级测评
（2020-02-05）河南郑州科技市场IT产品配送网-郑州电脑手机测评中心
一、Radeon HD5870硬件测试平台如下：
处理器：Intel Core i7 860
主板：Intel P55主板
显卡：Radeon HD5870
Radeone HD4890
GeForce GTX285
内存：海盗船DDR3 1600 2GB×2
硬盘：希捷7200.11 1TB
电源：航嘉X7 900W
显示器：AOC619Fh
系统：Windows Vista SP2
驱动：催化剂9.9（专供Radeon HD4890以及交火使用）
ForceWare 191.03（专供NVIDIA GeForce GTX285使用）
AMD 8.66RC Cypress驱动（专供Radeon HD5870使用）
Radeon HD5870的表现到底如何，恐怕还是需要我们使用测试来验证。在平台选择中，我们使用了高端的Intel P55主板加Core i7 860处理器的搭配，尽量不让处理器成为瓶颈。而在显卡的比较中，我们除了Radeon HD5870以外，还使用了AMD上一代最高端单GPU显卡Radeon HD4890和NVIDIA目前的单GPU最强显卡GeForce GTX285。由于目前还没有DX11游戏，所以我们在测试3D性能的时候，依然只能使用主流的DX9以及DX10游戏，相信通过这些主流游戏的比较，我们也能只管地了解到Radeon HD5870的性能。除了3D性能以外，我们还将测试几款高端显卡的功耗，40nm的Radeon HD5870到底有多省电，也能从测试中体现出来。在本次测试中，考虑到平台比较高端，而且参测的显卡所针对的人群都是发烧级别的玩家，所以在测试环境上，我们也特别做了调整，所有的测试都将会在打开所有特效，并且分辨率为1920×1200的环境下测试，同时我们还会打开8×AA来考察每款显卡抗锯齿的性能
先来谈谈Radeon HD5870的性能。从我们的测试来看，Radeon HD5870是目前当之无愧的单GPU显卡之王。在大多数3D性能测试中，它都完胜GeForce GTX285和Radeon HD4890。我们注意到，在1920×1200这个分辨率，实际上Radeon HD5870的性能优势对比GeForce GTX285并不算特别大，要求越高的游戏，两者差距会明显一些，而在一些要求不算太高的游戏上，这种差距就会被缩小，比如《求生之路》，而像《生化危机5》这种专为NVIDIA显卡优化的游戏上，GeForce GTX285甚至还强一点。但是当打开8×AA抗锯齿后，两者的差距一下就明显起来了。Radeon HD5870在打开8×AA后，性能衰减并不严重，而无论是GeForce GTX285还是Radeon HD4890，在打开8×AA抗锯齿后，性能下滑都非常明显，游戏速度一下就和Radeon HD5870拉开了距离。从《Crysis》这款要求变态的游戏就能看出，在1920×1200 8×AA的环境下，目前也只有Radeon HD5870可以流畅运行。事实上，像Radeon HD5870这种显卡，只有在分辨率越高，抗锯齿效果越好的环境下才能将其他产品更加明显地甩在身后。除了单卡测试外，我们还将两块Radeon HD4890进行了交火测试，和Radeon HD4890交火相比，Radeon HD5870除了《Crysis》外，其他都要差不少，但是有一点依然非常明显，当Radeon HD4890交火打开8×AA抗锯齿后，在游戏中的性能下滑幅度要远远超过Radeon HD5870，这也从一方面说明Radeon HD5870在抗锯齿方面的性能优势。只不过从现在的测试成绩来看，Radeon HD5870还没有达到我们想象中的性能高度，我们认为以它的流处理器数量、光栅单元、纹理单元以及显存频率来看，它在实际游戏中领先Radeon HD4890的幅度应该更高，当然我们不排除因为分辨率还不够高或者驱动还不成熟而造成这样的情况，但是不管怎么说，在1920×1200这个对于大多数玩家算是极致分辨率的环境下，我们希望AMD能进一步挖掘Radeon HD5870的性能。
而在功耗控制方面，Radeon HD5870就表现得非常出色了，在待机状态下，整机功耗不过81W，此时核心频率降至157MHz，而显存频率降至300MHz（等效1200MHz）；而GeForce GTX285待机时的整机功耗也有105W，至于Radeon HD4890就更高了，虽然核心频率也要降频至240MHz，但是显存并不降频，待机时整机功耗也有122W。而当GPU满负载时，Radeon HD5870的整机功耗为246W，使用GeForce GTX285时的整机功耗为207W。从功耗测试来看，尽管核心和显存的频率都非常高，同时拥有1600个流处理器，但是40nm的制程工艺的确对功耗有着很大的帮助，这使得不管从功耗还是发热，Radeon HD5870的表现都让人感到满意。
二、DX11，新时代的来临
实际上，从目前的主流3D游戏来看，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为API制作的游戏也能满足其视觉要求，那DX11的意义何在？我们为什么又说DX11显卡的诞生是一个新时代的来临呢？
不得不承认，在DX10游戏的三年发展过程来看，画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戏——Crysis。依靠强悍的建模技术、夸张的着色技术以及超多的特效，Crytek公司堆彻出了一款画面超强但同时硬件需求也超高的游戏，就是这样一款去年的游戏，即使到了现在，包括GeForce GTX285以及Radeon HD4890都无法在最高画质并打开抗锯齿的情况下流畅运行。很显然，这种纯粹追求画质而无视GPU特性的游戏，也不可能普及大众。通过各种成熟的技术以及现有的主流显卡制作出高画质的游戏同时还能保证游戏速度，就成为游戏公司以及图形核心公司必须正视的问题。不夸张的说，要想在游戏画质上进一步发展，同时在硬件上要求更加亲和的话，DX10已经成为了一个瓶颈。
因此，在微软发布了DX11后，业界都将游戏画质与速度同时提升的期望寄托在了DX11身上，虽然DX11并没有带来全新的特效，但却通过各种手段提升了GPU的渲染效率，这样游戏公司才能让主流显卡在使用更多的特效和技术的游戏中流畅运行起来。事实上，从DX9到DX10我们已经看到，改变的不是游戏特效，而是效率，在不同的API里，一个相同的效果需要的指令数量却大不相同，我们可以很肯定的说，如果以DX11和DX10制作同样一个游戏，无论是在游戏的执行效率上还是对硬件的需求上，DX11必然强于DX10。对于游戏来说，速度和画质并存的作品将会在DX11时代更多的出现；而对于厂商来说，DX11也无疑是一个从成本到游戏解决方案都更加实在的API。
三、解析DX11五大特性
相对DX10来说，DX11最关键的特性有5点，分别是Multi-Threading（多线程处理）、Shader Model 5.0（着色器模型5.0）、DirectCompute11（计算着色器）、Tessellation（镶嵌式细分曲面技术）以及Texture Compression（纹理压缩）。
1、Multi-Threading（多线程处理）
DX11当中新增的多线程处理技术是专门针对多核应用而生的，它通过引入“延迟执行”的指令将一个渲染进程拆分为多个线程，并根据处理器核心/线程数设定延迟执行内容的数目。多线程的涵义是非常广的，每一帧画面可以被分为几个图层，每个图层又可以分为N个区块，所有的这些都可以被并行调度到延迟执行的线程之中。标记为“立即执行”的线程与传统的渲染没有区别，而标记为“延迟执行”的线程则可以在后台将图形生成所必须的资源做预先的存取，比如纹理拾取、像素生成、常数缓冲等操作都可以多线程并行处理，通过多核处理器的资源来减少程序等待时间，从而使得渲染不再受到处理器的瓶颈制约。多线程技术的引入对于双卡甚至多卡互联系统更为重要，以往多颗GPU在DirectX中只能模拟成一个虚拟GPU，所有的GPU必须共享指令缓冲区并接受处理器调度，渲染线程的拆分与合并指令延迟都很大，GPU越多则效率越低。而在DX11当中，如果用四核处理器搭配四路交火系统的话，每颗处理器都可以单独控制一颗GPU的渲染线程，在平均分配处理器负担的同时，提高了GPU资源利用率，从而大幅提升游戏性能。事实上，在DX9以及DX10游戏中，这一技术同样可以得到应用，但是由于API和函数指令的限制，使得使用这项技术有了很大的阻碍，因为从微软本身的态度而言，只建议在DX11中使用多线程处理技术。
2、DirectCompute11（计算着色器）
无论是AMD还是NVIDIA都在推动GPU的通用计算技术，目前GPU通用计算已经有CUDA、ATI Stream以及OpenCL三种开发接口。实际上微软也有自己的GPU通用计算API，称之为DirectComputer，但是在DirectX11以前却很少被提及，实际上在以前这个技术的功能也确实比较弱。在DirectX11中，DirectCompute11被微软进行了大量的改进DirectCompute11对GPU通用计算的使用非常广泛，像图像处理和滤波、OIT、阴影渲染、物理加速、人工智能、光线跟踪等等都是通过DirectCompute11来实现的。在最新的操作系统Windows7中，微软声称通过DirectCompute11可以实现借助GPU的计算能力实现视频、音频的快速编码、解码以及对文件系统的快速搜索和扫描。实际上通过我们前期对Windows7的评测，我们已经感受到了这项技术的强悍，Windows7自动硬解码等功能都是通过这项技术来实现的。
3、Shader Model 5.0（着色器模型5.0）
Shader（渲染）是一段能够针对3D对象进行操作、并被GPU所执行的程序。历代DirectX每逢重大版本升级时最主要的更新内容就包括在了Shader Model之中。而DX11相比DX10，ShaderModel的变化并不算大，只是增加了5个全新的指令集。但是对于游戏开发者而言，Shader Model 5.0函数和子程序代码的开发都比上一代更加简单方便。增加的五个新指令集目的也是为了让编程者可以进行更灵活的数据访问和操作。在Shader Model 5.0中，Shader进行了类型的统一，除了4.0版本中就已经有的Vertex Shader、Pixel Shader、Geometry Shader外，还增加了HullShader、Compute Shader、Domain Shader三种新的Shade。
4、Texture Compression（纹理压缩）
每一代DirectX都会强调在纹理压缩方面的改进，丰富的纹理细节对于最终图像的质量非常重要，目前的游戏纹理细节都朝着精细发展。但是，过大的纹理非常占用显存以及带宽，而纹理压缩就是将较大的纹理以一种优化的算法进行压缩。而这次DX11所带的最新的纹理压缩技术，主要是可以支持HDR。DirectX 11加入了两种新的压缩算法：BC6H和BC7。其中，BC6H是专门针对HDR图像设计的压缩算法，压缩比为6:1；而BC7是专门给高品质RGB纹理设计的压缩算法，压缩比为3:1。采用这两种技术，不但能画质和纹理细节不会有太大的损失，同时也能大大降低显存的消耗。
5、Tessellation（镶嵌式细分曲面技术）
Tessellation技术是DX11的关键特性之一，该技术与AMD有着密不可分的关系，可以说Tessellation是AMD经过多年的改进与完善而来的独门绝技。事实上，从AMD第一代DX10核心R600(Radeon HD2900XT)开始，Tessellation就是显卡中的一个特殊功能，从HD2000系列开始到如今的HD4000系列，AMD的每一款DX10显卡都支持这项技术。当然，这不代表NVIDIA就无法使用Tessellation，在这项技术成为DX11的标准后，未来NVIDIA的DX11显卡也将支持这项技术。从技术角度简单而言，Tessellation就是把一些粗糙的几何模型图形分成很多更小的图形，从而实现更细致的几何模型。
Tessellation可以让某一图形变成立方体，并通过旋转让其从底部看起来像是个球形，这样的话将节省直接生成多边形所消耗的大量GPU资源。在DX11中，Tessellation和过去AMD显卡中的技术应用稍有区别，微软在DX10中，增加了Hull Shader (外壳着色器)和Domain Shader (域着色器)，专门用于协助Tessellation模块工作。实际上在DX10时代，很多游戏都支持AMD的Tessellation技术，而在这项技术成为DX11标准后，未来将有更多DX11游戏显示出这项技术的优势。
四、Radeon HD5870架构分析
虽然坊间一直有着台积电40nm良品率较低的传言，但是Radeon HD5870依然是AMD和台积电合作的产物。这款核心代号为RV870的显卡，和RV740核心相同，依然采用40nm的制程工艺，而在GPU架构上，RV870依然采用了从R600就开始使用的SIMD（单指令多数据流）超标流处理器架构。实际上，RV870的核心架构与R600、RV670和RV770没有本质区别，依然通过提高流处理器数量的方式来提升GPU性能。在流处理器数量上，Radeon HD5870达到了前所未有的1600个流处理器，核心频率为850MHz，显存采用256bit GDD5显存，频率为1200MHz（等效4800MHz），而在对3D性能有着直接影响的纹理单元和光栅单元上，Radeon HD5870也有了很大的提升，纹理单元达到了80个，光栅单元达到了32个，从流处理器、纹理单元以及光栅单元的数量来说，Radeon HD5870恰恰是Radeon HD4870/4890的两倍，当然由于带宽以及频率的问题，实际上Radeon HD5870的性能是不可能达到了Radeon HD4890的两倍，等下我们还可以通过测试来看到这个结论。
无论是在流处理器部分还是纹理单元部分，RV870都加入了DX11新增的指令。比如流处理器支持位操作类指令，指令执行速度相比过去提升12倍，且可以在OpenCL底层执行，这样使用RV870就非常适合视频编码类通用计算。实际上， RV870的单精度浮点运算能力高达2720GFLOPS，双精度浮点运算能力为单精度的1/5；而Radeon HD5870的直接对手GTX285的单精度浮点运算能力为1063GFLOPS，但双精度下降为1/8。而在纹理单元部分，除了增加指令以及扩大带宽，RV870还可以支持完美的全方位各向异性纹理过滤，而性能衰减幅度与之前一致，几乎不消耗任何性能。值得一提的是，Radeon HD5870首次使用第三代GDDR5显存，将频率提升到了1200MHz，等效4800MHz，而且这种显存功耗控制非常出色。实际上，由于GDDR5的等效频率是GDDR3的两倍，所以使用256bit的GDDR5显存在性能上已经接近使用512bit的GDDR3显存，这也是Radeon HD5870为什么只采用了256bit显存的原因，不过由于和上代产品相比，光栅单元、纹理单元以及流处理器单元都翻倍，我们也比较担心目前Radeon HD5870的显存配置可能还无法完全满足RV870的需求。当然，从耗电以及成本来看，512bit的显存要大大高于256bit显存，这样显卡在设计的时候，PCB和供电模块的设计都要进一步加强，因此成本因素也应该是AMD考虑的一环。
令人颇感意外的是，本次RV870核心的流处理器并不是设计在一起，而是被对称切割为左右两部分，与之关联的纹理单元和缓存也一分为二，颇似Intel最早的双核处理器。如果仅从核心来看，那么RV870的核心很像由两个RV770核心拼在一起。这样的设计最主要的目的是提升良品率，模块化设计不但可以降低GPU核心的复杂程度，也更利于提高研发的速度。实际上，我们依然可以将RV870看作是一颗独立的GPU核心，流处理器的模块化设计不会影响其性能发挥，特别是对早就是多核心的GPU而言，游戏软件相对于GPU不像普通软件对于CPU那样有限制。只是这种设计对驱动以及游戏优化的依赖将比过去要大不少，而这方面恰恰不是AMD的优势
1、Eyefinity多显示技术
在Radeon HD5870中，大多数功能依然是继承或者集成了过去产品的特点，不过这次Radeon HD5870也有一项独特的多显示输出技术，那就是Eyefinity。实际上在专业领域，AMD和NVIDIA早就实现了多屏输出，即使是在桌面领域上，也已经实现了双屏显示。但是对于玩家来说，这种双屏或者四屏输出是没有太大意义，因为两个屏幕扩展在一起成为一个画面的时候，边框会严重阻碍视线，这样无论是玩游戏还是看电影，都非常不方便。而三屏输出时，中间的屏幕作为主视角，左右两个屏幕作为扩展视野，这种模式比较适合玩家。Radeon HD5870在GPU当中直接集成了一个6通道的显示控制器，而且这六个通道都能支持2560×1600分辨率的10bit色显示。这项被称为Eyefinity的技术，最多可以通过DisplayPort输出六个屏幕，不过从本次发布的HD5870以及我们评测工程师拿到的产品来看，都只能支持三个屏幕，因为Dual-Link DVI要占据两个显示通道。Radeon HD5870设计了两个DVI接口，这样DVI+HDMI+Displayport接口最多只能实现三屏输出。当然，这种设计也仅仅是针对游戏发烧友，在未来，AMD还会推出带有6个Displayprts接口的Radeon HD5870，那时超级发烧友可以去体验一下6屏输出的快感。
2、Radeon HD5870成品解析
本次我们收到的Radeon HD5870来自AMD原厂产品，由柏能代工。这次AMD的Radeon HD5870设计风格不同于以往任何一款AMD高端显卡，外观颜色不再是红色，散热器和以及外壳采用黑色搭配红色，而PCB更是破天荒的使用了黑色PCB。在体型上，Radeon HD5870超的长度超过了上一代的Radeon HD4870/4890，甚至比GeForce GTX285还长，所以购买时要注意自己的机箱是否能装得下。整体来看，Radeon HD5870外观比较圆滑，采用了流线型设计，观感上相当不错。Radeon HD5870的输出接口比较丰富，除了两个Dual-Link DVI接口之外，还配置了一个DisplayPort和一个HDMI接口。这也是第二款能够提供三头输出的民用级显卡，在这四个数字接口中，用户最多可以同时使用其中的任何三个，最大输出分辨率为2560×1600。
的颗粒，理论速度是5000MHz，这意味着Radeon HD5870在显存上还有一定的超频空间。
五、DX11游戏即将上市
和过去DX10显卡发布后，DX10游戏迟迟不能推出不同，这次在Radeon HD5870正式上市后，DX11游戏将会立刻跟进。实际上，对于游戏厂商来说，目前一款大作所消耗的成本越来越高，而对于玩家而言，流畅运行一款大型3D游戏的配置也越来越高，所以无论是DX11显卡还是DX11游戏，对于整个3D图形以及游戏市场的推动都是非常重要的。这也不难解释为什么厂商会如此着急试水DX11的原因。此外，与DX10相比，DX11架构并非一个革命性的大型架构变革，因此无论对于硬件厂商还是对于游戏厂商来说，想要从DX10升级到DX11并非十分复杂的事情，而且不少厂商此前已经在DX10.1上作出了不少优质的游戏，如完全非阉割版本的《刺客信条》、《鹰击长空》等，也积累一些经验，因此DX11游戏的推出就并非什么困难的事情了。实际上，Codemasters、Emergent以及Rebellion三家游戏厂商目前已经分别公布了三款DX11游戏，包括了《科林麦克雷：尘埃2》、《潜行者：普利皮亚的召唤》、《异形大战铁血战士2》。另外EA旗下还公布了一款名为《BattleForge》的DX11网游。知名的Crytek公司也透露了最新的3D引擎能够支持DX11，所以Crysis2很可能成为一款DX11的作品。
尽管NVIDIA在各种场合表态是因为DX11游戏普及为时尚早，所以才不急着推出DX11显卡，但是没人真正相信NVIDIA会不在乎DX11，否则当年NVIDIA也不会在DX10游戏还没有一点影子的时候率先推出DX10显卡，否则NVIDIA也不会在表示DX10.1无用之际还在自己的40nm低端产品上支持DX10.1……NVIDIA的GT300延期发布使得它已经失去了首发DX11产品的时机，而微软Windows7加上DX11显卡的发布，无论对于硬件、软件以及游戏，都有着不小的促进作用。现在AMD的DX11显卡已然推出，DX11游戏又蓄势待发，加上微软的推波助澜，至少短期的宣传效应将会非常明显。
但是如果说AMD就将靠DX11以及Radeon HD5870一举翻身，却也为时尚早。Radeon 9700系列以及接下来Radeon 9550的成功，固然有当年ATI率先推出DX9显卡以及微软在幕后帮助的原因，但是那时ATI的成功更多要感谢NVIDIA自己的战略失误，GeForce 5系列产品的失败让市场几乎完全成为了ATI产品的天下。而现在显然不能和当时相比，目前NVIDIA的DX10显卡配备完善，而且占据市场更多份额；目前Radeon HD5870所展示出来的性能还有提升空间，这在无形中都为AMD施加着压力。NVIDIA的GT300产品大约会在明年一季度问世，在这几个月内，AMD一方面要加强Radeon HD5000系列的市场建设，一方面要在驱动上进一步完善Radeon HD5000系列的性能，更重要的是，在这几个月里，DX11游戏如果不能大量如期上市，那么Radeon HD5870就可以说是无用武之地，哪怕它的DX10游戏性能依然这么强悍……或许Radeon HD5870让AMD往前跨出了一大步，但是AMD想依靠它重新超越NVIDIA，难度可不低。对于AMD Radeon HD5870，我们认为至少在目前，这应该是高端单GPU显卡中最完美的一款产品，强悍且有可能继续提升的游戏性能、支持DX11以及出色的功耗控制，对于用户来说，这些都是有着相当积极的意义，而AMD也一改过去产品发布不发售的窘境，Radeon HD5870在发布后已经有如蓝宝、迪兰恒进、景钛等厂商的产品在市场上出现，而2999元～3299元的售价，在历代最顶级高端显卡中也不算高，比较容易让顶级玩家接受。如同我前文所说，对于AMD市场的前景，一切尚不明了，一切也不容乐观，但是对于Radeon HD5870本身的表现，我们依然相当满意。此外，考虑到每一次3D API变更后，游戏对最早推出的硬件在兼容性和表现上都更好，我们有理由相信，AMD的Radeon HD5870以及后续的产品将在未来大量DX11的游戏中表现出色。
第一款DX10显卡的发布距今已经接近三年了。在这三年中，NVIDIA和AMD不遗余力地升级着各自图形核心，而诸如众多的经典产品，如Radeon HD3850/4850、GeForce 8800GTS、GeForceGTX260+也在两家的争斗中涌现了出来。但是不可否认的是，从DX10显卡诞生第一天开始，AMD就始终落后NVIDIA一步，虽然凭借Radeon HD3850/4850，AMD也有一定的作为及口碑，但是相比起NVIDIA来，AMD在市场和产品规划上的确有所欠缺。而DX10时代整整追赶了对手三年的AMD，终于继Radeon 9700之后再一次成为了超越者，在2009年9月23日，AMD发布了全球首款DX11显卡——adeon HD5870。Radeon HD5870的发布不但让AMD再一次登上了单GPU最强性能的顶峰，同时也正式宣告了DX11时代的来临。
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