14nm北極星架構 AMD RX 480顯卡首發評測
幾年來我們說起AMD顯卡就少不了已戰多年的28nm工藝和一再改進的GCN架構，雖然性能上通過細節優化穩步前進，但不得不可觀的看到工藝和GPU架構這些底層技術已經成為了進一步提升性能的瓶頸。AMD當然也意識到了這一點，在2016年初的CES大會上AMD展示了新一代的GPU架構——Polaris（北極星）架構，同時也表示將采用三星的14nm FinFET工藝制造新一代的GPU芯片。時隔半年，AMD終于在臺北電腦展上發布了備受期待的制程架構雙雙升級的新一代顯卡Radeon RX 480。
AMD前幾代GPU核心架構的代號都使用南太平洋島國的名稱，比如上一代的“Fiji”（斐濟群島），而新一代GPU同時擁有著14nm工藝的加持和架構升級讓AMD自信滿滿的將目光投向了星辰大海，北極星和織女星的命名也賦予了這款優異科技融入的產品有了一番科幻味道。
雖然RX 480發布的半個月之前老對手NVIDIA發布了新一代的旗艦和高端定位顯卡GTX 1080和GTX 1070顯卡，但似乎AMD并不著急像過去一樣來一場旗艦對旗艦的正面交鋒，北極星架構的首款產品RX 480偏偏是一款定價僅199美元的面向主流玩家的顯卡。而更強的代號織女星的旗艦產品還要耐心等待一陣。
RX 480在國內已經開始了預售，1999元的定價點燃了不少玩家的熱情，前幾批的預售名額幾乎是瞬間就被一掃而光。而這款顯卡是否真的如傳說中的那么神奇呢？PCPOP評測室在第一時間拿到了這款產品，接下來我們就來一起看一看這款身負前所未有關注度的新顯卡表現如何。
核心架構解析
最新版本的GPU-Z已經可以識別出 RX480的各項參數：
RX480使用的制程工藝為14nm。擁有2304個流處理器單元，相比目前價格相對接近的R9 380X的2048個流處理器和R9 390的2560個并不顯得很多，這也使得核心面積縮減到了232mm2。很顯然AMD似乎并不打算延續過去堆砌流處理器的方式取得進步，轉而依靠新架構和新工藝帶來的效率提升來獲得更高的性能。另外默認頻率也達到了1266MHz。
大家所關心的顯存方面使用了容量為8GB的三星GDDR5顯存，顯存位寬為256bit，實際頻率達到2000MHz，等效頻率高達8000MHz。帶寬達到了256GB/s。
RX 480的核心邏輯架構圖
從架構圖來看Polaris 10 GPU采用架構與之前的GCN架構有著脫不開的聯系，依舊是在保留原有優秀設計的基礎上進行改良。這一次AMD對Polaris的改進力度相比前幾代要大上不少，無論是它的顯示核心、指令調度器、幾何處理器、多媒體核心、顯示引擎、二級緩存還是顯存控制器等等都是“煥然一新”的。RX480配備了四顆原生的原生異步引擎（ACE），在VR應用中將發揮出更強大的性能，為VR設備的優秀視覺體驗提供保證。更大的二級緩存，則讓Polaris 10 GPU對帶寬的要求有著一定程度的降低，從而降低顯存的耗電量提升能耗比。
集成電路的制程工藝是指芯片中內每條電路與電路之間的距離。密度愈高的IC電路設計，意味著在同樣大小面積的IC中，可以擁有密度更高、功能更復雜的電路設計。微電子技術的發展與進步，主要是靠工藝技術的不斷改進，使得器件的特征尺寸不斷縮小，從而集成度不斷提高，功耗降低，器件性能得到提高。
近些年顯卡行業由于一些原因在2011年從32nm工藝進步到28nm之后就一直沒有再度前進，28nm工藝也沿用了三代產品。舉個例子可能更好理解：移動處理器行業首先使用28nm工藝的高通APQ8064是在2012年上市的，而它的首發機型就是我們熟悉得不能再熟悉的小米2，是不是有些吃驚了？也就是說一個早已經淘汰的手機芯片中用到的制程工藝被顯卡行業一直用到了2015年發布的產品上。
14nm FinFET擁有更高的電源效率
這一局面直到去年年末三星和臺積電終于搞定了14/16nm FinFET工藝生產線的穩定生產能力才得到扭轉。顯卡行業也就在一夜之間實現了制程工藝的跨越式發展（跳過了22nm工藝）。功耗和發熱的降低允許GPU核心擁有更高的集成度和更高的頻率，每瓦性能得到大幅度改善。
FinFET稱為鰭式場效應晶體管(Fin Field-Effect Transistor；FinFET)是一種新的互補式金氧半導體(CMOS)晶體管。FinFET源自于傳統標準的晶體管—場效應晶體管 (Field-Effect Transistor；FET)的一項創新設計。在傳統晶體管結構中，控制電流通過的閘門，只能在閘門的一側控制電路的接通與斷開，屬于平面的架構。在FinFET的架構中，閘門成類似魚鰭的叉狀3D架構，可于電路的兩側控制電路的接通與斷開。這種設計可以大幅改善電路控制并減少漏電流(leakage)，也可以大幅縮短晶體管的閘長。最終為芯片提供更好的功耗和發熱控制。
從AMD所給出的數據來看，北極星架構的每瓦性能是前代產品的2.8倍，其中14nm FinFET工藝貢獻了其中至少70%的性能提升。
除了以上這些制程工藝和核心架構上的進步以外，AMD還賦予了RX 400系列顯卡一些全新的技術，可以為玩家們提供面向未來的技術支持。比如說5K視頻和HDR輸出……
全新的北極星系列顯卡支持DP1.3接口，通過DP1.3接口可以實現32.4Gbps的輸出帶寬。相比HDMI2.0b提高了80%。可以支持4K 120Hz的顯示刷新，最高4K 120FPS的FreeSync技術也在支持列表中。這樣的高刷新率4K輸出也將對VR設備提供更好的支持。
RX400系列顯卡配備的DP1.3接口還可以提供5K 60FPS的顯示輸出。5K分辨率將比現有的4K顯示器多出78%的像素數。這些對5K技術的支持預計需要等到今年年底才能與大家見面。
HDMI2.0b支持4K60視頻輸出
另外RX400系列顯卡還配備了支持FreeSync技術的HDMI2.0b接口，可以提供最高60Hz的4K視頻輸出。
更好的HDR技術支持
另外AMD也將提供更好的HDR技術支持，提供更好的色彩表現。RX 480 通過HDMI 2.0b接口可以實現最高3840x2160 分辨率 60Hz 的顯示輸出。未來還將通過DP1.4-HDR接口可以輸出最高96Hz的4K HDR圖像。
在月初的臺北發布會上，AMD將RX 480稱為新的VR標桿顯卡，RX 480 通過了各項 VR 測試認證，AMD 打算用這款新品提升他們在 VR 市場的份額。在這一代產品周期中，AMD還專門為VR做出了很多改進和努力。
AMD攜手眾多合作伙伴推出了LiquidVR軟件工具開發包，針對VR所面臨的性能、延遲、兼容性三大技術難題進行了逐個攻破，力圖為開發者和用戶提供非常好的的VR解決方案。
在新一代VR開發中，游戲圖形將不會像現在一樣先渲染出圖形再經過運算畸變成VR所需的形狀，而是直接渲染成VR所需要的圖形，大大提高了效率。
另外AMD還特別優化了VR游戲的聲音表現，使VR游戲具有全新的聽覺體驗，定位和環境音效更貼近真實環境，大幅度提高聲音層面的沉浸感。
RX480細節解析
接下來我們就來一睹RX 480真容，仔細端詳一下這款萬眾期待的全新顯卡的每一個細節，我們還將進行拆解，一窺顯卡內部的奧秘。
拿到這塊顯卡的時候免不了有一種非常強烈的熟悉感，標志性的渦輪散熱器和紅黑配色的塑料外殼與前代產品的延續性非常明顯。
公版的RX480使用了非常短的PCB板 ，散熱器要明顯長于PCB板本身，公版沒有配備金屬背板。
標志性的渦輪散熱器已經沿用了數代，這類散熱器的好處可以將熱風全部吹出機箱之外，降低機箱內其它硬件的散熱壓力。
RX 480擁有一個HDMI 2.0b接口以及三個DP接口，目前支持的DP版本應該是1.3，未來將會兼容1.4-HDR版本。值得注意的是這一代產品沒有提供DVI接口，使用老款顯示器的玩家需要通過轉接線解決問題。
RX 480的PCB板相當短小，長度上和被稱為“18厘米神器”的R9 Nano一致，相信未來的非公版產品也會出現散熱器縮短的版本，第二代小機箱神器值得期待。
由于標稱TDP僅有150W，所以供電模組就沒有必要過度奢華，4+2相數字供電已經完全可以滿足需求。
RX 480使用了來自三星的GDDR5顯存，等效頻率達到8GHz。
RX 480澎湃的心臟是一顆代號Polaris10的北極星架構顯示核心，核心面積232mm2，擁有高達2304個流處理器，默認頻率達到1266Mhz。這是第一顆來到公眾視野的北極星GPU。
RX 480的長度約為24cm左右，實際PCB板長度僅有18cm。插在標準ATX主板上顯得有些嬌小玲瓏。
厚度方面基本上和占用的兩個PCI槽位的寬度一致，沒有突出。
測試平臺介紹
為了避免除顯卡外的其它硬件成為本次測試的瓶頸，這次我們使用了目前最為高端的Intel桌面級處理器10核心的Core i7-6950X、華碩STRIX-X99主板以及宇帷DDR4 3000 8GBx4套裝一起組建了一套優異發燒平臺，具體配置如下：
參測顯卡方面我們選擇了定位比較接近的GTX 970、GTX 980以及R9 390。具體規格如下：
基準測試部分我們選擇了常見的3DMark軟件進行測試，分別在Extreme和Ultra模式下進行測試，還加入了目前比較有代表性的SteamVR性能測試程序以體現VR性能。
從這部分測試成績來看，RX 480的性能處于GTX 970與GTX 980之間，在Extreme模式下比GTX 970強16%左右，在Ultra模式下大容量顯存的優勢開始發力，領先幅度達到了19%。
SteamVR性能測試截圖
在SteamVR測試中，RX480取得了6.8分的體驗分，處于“準備就緒”水平。但是我們比較起來會發現這樣的成績相比GTX 970反而有一些劣勢。原因可能是測試版驅動還不成熟或者其它原因。另外作為一款非常入門的VR測試程序，SteamVR還遠遠不是像3DMark這樣的權威軟件，如果想要全面客觀的體現顯卡VR性能的差異，只能期待FutureMark早日將正式版的VRMark推向市場。
游戲性能測試中我們選擇了包括《奇點灰燼》《殺手6》《戰爭機器終極版》在內的三款DX12游戲進行測試，另外還測試了三款DX11游戲：《守望先鋒》《地鐵：最后的曙光》《巫師3》。所有測試都在1080P和4K分辨率下分別進行。
在DX12游戲測試中 RX480表現出了顛覆性的性能優勢，性能表現在不少項目中不僅讓GTX 970望塵莫及，甚至超越了定位更高的GTX 980。A卡在DX12游戲上一貫的優勢得到了延續甚至加強。
而在DX11游戲測試中RX480表現的就正常了不少，基本上和基準測試成績的領先幅度相符合，表現出了對GTX 970應有的性能優勢，但沒有實現超越GTX 980。高頻率大容量的顯存帶來了相當不錯的4K性能表現。
散熱&功耗測試
28nm時代高性能顯卡幾乎是高功耗高發熱的代名詞，而如今來到了14nm時代，再加上FinFET技術的加持，理論上這代顯卡會擁有十分不錯的功耗和溫度控制水平，RX 480標稱的150W TDP功耗也成為了例證。但沒有真的進行測試之前，這些都只能是猜測而已。
由于常用版本的FurMark顯卡烤機程序不能對RX480進行數據采集，我們轉而采用了3DMark中壓力測試程序，通過GPU-Z自帶的監控可以看出這款軟件也可以讓顯卡達到100%負載，可以認為得出的烤機數據可以信賴。
待機溫度方面只有37度，比較令人滿意，但達到100%負載二十分鐘之后顯卡的溫度達到了80攝氏度，雖然相比前幾代的數據要強上一些，但與14nm工藝放在一起來看，這樣的成績雖無過但也無功。
功耗方面待機功耗僅有11W，十分不錯。達到100%負載載時最大功率只有130W，足足比標稱的TDP值150W低了20W。14nm FinFET工藝再一次發揮出了應有的效率。
作為北極星架構的首款上市產品 RX 480的性能表現足以令人滿意，在基準測試和DX11游戲測試中面對GTX 970有著16%~19%的性能優勢，而在DX12游戲測試中不出意外的體現出了異常強悍的性能優勢，甚至部分超越了GTX 980的性能水平。參考其1999的國內定價，毫無疑問的成為了目前中端顯卡中最具性價比的產品。
值得注意的是目前這款公版顯卡的PCB板只有18cm長，加上散熱器也不過24cm，相對比市面上類似定位的產品，這樣的尺寸有著不小的優勢，對一些喜歡小機箱的玩家來說絕對是一件好事。
功耗測試中即使是滿載也只有130W的功耗，遠低于標稱TDP功耗水平。相比前代產品R9 390的275W功耗，14nm FinFET給RX 480帶來了幾乎一倍的每瓦性能提升。這也給日常使用中帶來了更高的電源效費比優勢，這對中高端網咖用戶來說顯然具有著異乎尋常的吸引力。
雖然這次AMD首先帶來的是一款甜點級別的中端顯卡，沒有讓與對手在旗艦級別展開針尖對麥芒的廝殺。但從RX 480的表現來看，不能不讓人對未來的代號織女星的旗艦產品滿懷期待。
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