AMD的DX11战列巡洋舰 HD7950首发测试

　　在理论性能测试中，HD7950分别在3Dmark Vantage和3Dmark 11中达到了HD7970性能的81.8%和83.5%，这种表现基本上与两者之间规模与频率的综合差距相当。

　　《魔兽世界》（World of Warcraft）是暴雪娱乐（Blizzard Entertainment）所制作的一款大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG），于2004年年中在北美公开测试。《魔兽世界》虽然目前支持DirectX 11 API，但其引擎的基础源自更为老旧的DirectX 9.0C。尽管API较为老旧，但暴雪凭借精湛的美工进行了充分的弥补。

　　多次跳票、万众期待的DirectX 10游戏大作Crysis，把目前PC 3D娱乐的视觉体验发挥到极致的游戏，大量使用DirectX 10的硬件功能，对显卡的负载也提升至空前水平。

　　我们使用游戏自带的CryEngine Benchmark来完成自动测试，测试持续三次，最终成绩取三次平均值。

　　《孤岛惊魂2》拥有超高自由度的游戏系统，整个游戏世界面积达到50平方公里，玩家可以自由在其中驰骋，而游戏的结局也是开放的。《孤岛惊魂2》的PC版在2009年内上市，而Xbox 360和PS3版将随后推出。

　　我们使用游戏自带Benchmark来完成自动测试，测试持续三次，最终成绩取三次平均值。

　　● DirectX 11游戏测试：BattleField 3

　　战地3是DICE于今年10月底推出的战地系列全新力作，其所采用的寒霜2引擎具备诸多先进的DirectX 11特性，拥有完美光照系统带来的单反照片级图形质量，其完美的多人配合游戏部分也得到了广泛的认可和赞誉。

　　我们采用游戏第二个任务——碎剑者行动的开始部分作为测试场景，通过fraps软件记录游戏FPS数据，测试时间设置为240秒，此时长为任务开始至剧情发展到第一名队友被狙击手击倒并被我们拖入掩体为止。该段游戏过程包含大量的市内外场景切换，狭窄和开阔地形，激烈交战以及出现在其中的复杂光照系统表现。

　　寒霜2引擎的战地3相当完美的契合了DirectX 11游戏的技术发展方向，该款游戏可以全面的考量显卡的DirectX 11游戏性能。HD7950继承了Tahiti构架优秀的衣钵，在该款游戏中较之上代的Cayman构架有了明显的进步。

　　● DirectX 11游戏测试：Metro 2033

　　本作题材基于俄罗斯最畅销小说Dmitry Glukhovsky。由乌克兰4A游戏工作室开发，采用4A游戏引擎，而且PC版支持nvidia的PhysX物理特效。 2013年，世界被一次灾难性事件毁灭，几乎所有的人类都被消灭，而且地面已经被污染无法生存，极少数幸存者存活在莫斯科的深度地下避难所里，人类文明进入了新的黑暗时代。直至2033年，整整一代人出生并在地下成长，他们长期被困在“地铁站”的城市。

　　我们采取完整运行游戏第二关“Hunter”关卡，并记录其中平均帧数的方式来完成测试。Hunter关卡包含完整的室内场景切换，光照系统，DOF表现以及交战场景，能够全面反映显卡在面对Compute Shader以及超高分辨率材质时的表现。

　　地铁2033对于显卡的DirectX 11性能压迫是极其明显的，作为“强调火力”的次级旗舰显卡，HD7950在常规分辨率下全面超越上代构架，并获得接近30帧的测试表现。

　　● DirectX 11游戏测试：Crysis2

　　《孤岛危机2》是《孤岛危机》的续作，游戏采CryENGINE 3引擎所制作，故事发生在距一代3年后的2023年。外星人在地球上的大片区域挑起了战争，各大城市都遭到攻击，人口锐减，玩家将要进行捍卫地球的末日战争。

　　我们采用Crysis2 BenchmarkTool来完成测试，场景选择Downtown，测试进行三次，取最高成绩作为最终测试结果。

　　孤岛危机2对于显卡的DirectX 11性能有着全方位同时严格的要求，其诸多先进的特性均让AMD上代构架受制不小。Tahiti构架在这方面的改进显现出了威力，HD7950的游戏性能远超上代Cayman构架的次旗舰HD6950，在测试中获得了令人相当满意的流畅度表现。

　　● DirectX 11游戏测试：H.A.W.X 2

　　《鹰击长空2》是一款结合了拟真与空战要素而成的模拟飞行游戏，玩家可驾驶多种高性能战机，在高空中进行巡逻、护航、轰炸等任务。值得一提的是，游戏中的地面场景乃参考GeoEye卫星空照图所构建而成，这项游戏与现实生活的科技结合，让玩家仿佛置身于战机的驾驶舱内，逼真的地表风貌一览无遗。

　　我们采用游戏自带的Benchmark来完成测试，测试进行三次，取三次平均值作为最终结果。

　　鹰击长空2相对而言更加强调显卡的材质操作以及曲面细分性能，Tahiti构架对缓冲及前端ACE的改进让HD7970在该款游戏中有了长足的进步，其相对于上代的HD6970所取得的领先幅度相当可观。

　　《失落的星球2》背景设在原来第一季的十年后。气候变化融化冰雪覆盖的大陆，创造了新的环境，如丛林。在EDN-3rd的改变下，10年过去了。地球发生了重大改变，冰川已经融化，热带丛林，沙漠冷酷无情。玩家将进入新的环境，与雪贼战斗，以抓住不断变化的地球控制权。玩家将控制他们的英雄跨越6个相互关联的事件，创造一个真正独特的互动体验。有了这个概念，玩家将会有机会从不同的发展角度来动态的改变故事情节。

　　我们采用游戏自带的Benchmark来完成测试，测试进行三次，取三次平均值作为最终结果。

　　对于这种与GTX580相当接近的结果，起初我们以为是源自我们测试项目涵盖面的过于宽泛导致的，但当我们收集了Crysis2以及BattleField3这两款游戏的成绩比率之后，我们发现HD7950在这两款大量应用DirectX 11特性的游戏中的表现与整体测试结果相当接近。

　　在构架底层性能的延展测试环节，我们使用基于OpenCL的通用计算测试软件——GPCBenchmark来完成数据的收集。GPCBenchmark使用最为通用的函数库及API接口进行编写，并未对任何构架进行针对性的优化，测试基于构架的底层能力，且第一次以常规数学方法全面的考验了构架的灵活度和运算应对能力。通过该款软件，我们不仅可以直接读取许多底层构架信息，更能获得构架最真实的特性。

　　在更新过驱动之后，Tahiti构架的通用计算性能又有了极大的提升，在测试总分环节，HD7950取得了超过5600分的测试结果，而HD7970测试成绩则从首发测试驱动的6000附近猛升至近6800。

　　在吞吐测试环节中，HD7950在默认频率下表现出了与HD7970在理论吞吐能力方面相称的差距。而在反映灵活Shader应用，尤其是Compute Shader性能的常规数学方法环节，HD7950所取得的测试结果令我们为之一震。无论矩阵操作还是并行归约处理，HD7950均表现出了远高于理论吞吐差距的测试成绩。由于HD7950与HD7970同属Tahiti构架，双方的线程管理机制以及宏观缓冲总量是相当的，因此运算单元更少的HD7950可以获得比HD7970更高的缓冲密度以及线程管理资源，进而获得更为强大的单元复用率。这种单元复用率的提升，被忠实的反映到了需要强调单元灵活度以及复用率的常规数学方法测试环节。

　　尽管在ALU团簇部分，或者说灵活多样的shader执行能力部分HD7950反超了HD7970，但图形处理毕竟是一个完整的顺序过程，除了shader之外，对材质的操作能力也就是TA（Texture Arroy或TMU）的能力也十分重要。Tahiti构架实现了TA与CU的绑定，因此削减了CU规模的HD7950，其材质能力也相应的受到了影响。在先前的GPU大百科全书等文章中我们曾经提到过，GPU的TA/TMU是具备执行包括卷积以及傅里叶变换在内的一系列操作的，所以在构架以及操作模式相同的前提下，GPCBenchmark的通用图形处理测试可以剔除其他图形过程的干扰，求得理想的GPU TA性能对比状况。

　　在通用图形处理的二维卷积测试中，HD7950受限于规模的削减，最终达到了HD7970性能的70.1%，这与两者32%的理论材质性能差异符合的非常好，而更加偏重load/store能力的快速降噪测试中，HD7950达到了HD7970的83.8%。由此可见，较小的TA规模所导致的材质性能的缺失不仅将HD7950较高单元复用率带来的效率提升大幅“中和”，更是导致HD7950在综合图形及游戏表现中落后HD7970较多的重要原因。

　　由于HD7950在默认状态下表现出了较之HD7970更好的ALU复用率，因此我们决定进一步验证资源等效密度对单元复用率以及GPU性能的影响。我们将HD7950从默认状态的800/5000MHz超频至与HD7970相同的925/5500MHz，并再次进行了GPCBenchmark性能测试，下面就是我们收集的测试结果。

　　由于更高的等效资源密度，超频至HD7970同频的HD7950果然表现出了极强的性能，在测试总分中更加接近旗舰级的HD7970。

　　但在接下来的吞吐能力测试中，我们并没有看到意料之外的事情发生。单元复用率的提升对构架的绝对吞吐能力帮助极为有限，最终HD7950依旧因为其绝对规模方面的缺失而获得了低于HD7970的吞吐能力测试结果。同样的，材质单元性能的测试反映了相同的结果，HD7950在通用图形处理测试中也败给了同频的HD7970。

　　由于频率的提升，HD7950获得了与HD7970对等相当的L2带宽，这为进一步提高单元复用率，尤其是ALU单元复用率创造了条件。因此，凭借更高的单元复用率，HD7950以小得多的吞吐能力在常规数学方法中获得了与HD7970几乎完全相同的同频性能。要知道即便频率相同，两者也还是存在12.5%的运算规模差异的。同样的，在二维卷积测试中，同频的HD7950与HD7970完全保持了接近规模差异的结果，而快速降噪测试中两者的成绩则因为缓冲密度带来的load/store能力提升而变得变得更加趋同了。

　　综合GPCBenchmark的测试结果，我们认为HD7950是一款“更加接近GTX580特色”的GPU，因为更小规模换来的更好的缓冲资源密度和线程管理能力，它拥有比HD7970更高的ALU单元复用率，因此在面对需要灵活处理能力的场合会有很好地表现，在通用计算领域的性能也非常值得期待。但同样因为较小的总规模，HD7950在绝对吞吐能力和材质处理能力方面落后于HD7970，再加上较低的默认运行频率，HD7950与GTX580在游戏应用环境中打得难解难分并以较大的幅度落后于HD7970也就不是什么奇怪的事情了。

　　在温度及功耗测试环节，我们使用Furmark 1.92对HD7950进行了满载功耗及温度测试。

HD7950公版频率满载温度测试

平台待机功耗

　　我们对HD7950进行了超频能力的延展测试，在风冷环境下以CCC控制面板直接对其进行了超频，超频频率最终稳定在了975/1500MHz。

　　对于HD7950的测试到这里就全部结束了。通过对成绩的汇总以及解析，我们不难发现一些奇特的现象——HD7950在图形性能方面并未甩开对手上代的单芯旗舰，甚至可以说与之打得难解难分；HD7950的功耗仅相当于HD7970的60~70%，却以完全相同的构架和工艺提供了后者85%甚至以上的性能；HD7950甚至在不少场合拥有比HD7970更好的通用计算性能；这些奇特的现象，最终都指向了一个方向——HD7950的各方面表现，都开始正面承受来自5870致命D线的影响了。

Tahiti构架虽好，但规模太小了……

　　规模和频率是一对此消彼长的双生体，如果规模无法实现放大，那么提升性能的唯一手段就只有提升频率一途了。因此，被D线束缚住规模的HD7970拥有了极高的默认运行频率，而代价则是超过TSMC 28nm工艺理想Vt近20%的最终运行电压，以及由此带来的极高的默认满载功耗。HD7950的发布，让我们看到了“正常版”的Tahiti构架所应该具有的功耗/性能表现，如果以HD7950的功耗来衡量，HD7970根本就已经处在了脱缰野马一般的状态。

　　不仅HD7970，就连我们现在测试的HD7950同样也受到了来自D线的影响。作为次级旗舰，HD7950拥有相当“常规”的与旗舰之间的性能差异，15%这样一个与旗舰的差距在数代的次级旗舰中都不算很大的数值，但这种正常的差异比例却因为HD7970本来就不高的性能而最终转化成了HD7950相对较低的绝对性能，并令其最终落到了与对手上代旗舰缠斗的境地，这在双方构架均要发生完全更迭的GPU换代过程中从来没有发生过。

　　除此之外，HD7950还会影响到整个南岛时代AMD产品线的布局。较低的性能下限会直接影响到后续sweet spot级产品的性能表现和综合定位，令其直接面对并对HD7800系列造成全方位的压迫，HD7800系列的旗舰型号如果想要处在顶级sweet spot适度的位置，其性能势必会与HD7950十分接近，如果放弃对手上代旗舰性能这一sweet spot惯常的目标，转而以自家上代旗舰作为出发点的话，HD7800系列的性能又会像多米诺骨牌那样继续对下面更低阶的产品性能进行压迫，并最终导致整条产品线的性能低落。虽然这种局面存在造成错位竞争局面的可能，但AMD整条新产品线的表现也因此而存在雪崩的风险，手握更大D线下方空间的NVIDIA到底有多大的就范的必要和可能，我们目前也还不得而知。

　　如果当初HD5870没有那样令人扼腕的短视，HD7970将会拥有更大的规模，并以更低的频率获得更好的绝对性能，留给HD7950的性能空间也将会更大，如今这些问题也就都不会出现了。

　　好吧，让我们抛开这些陈年的旧账以及相对虚幻的未来不谈，仅以现有的HD7970来衡量，现在的HD7950到底算什么呢？

　　我们在开篇中就已经提到过了，HD7950就像一艘更加强调火力和机动性同时放弃了一部分防御力的战列巡洋舰，它拥有比HD7970更高的单元复用率和灵活shader处理能力，在非纯吞吐通用计算领域甚至有比后者更强的表现，删减的规格以及更加理智的默认频率和默认电压也让它的功耗温度非常出色。但是，规模的删减让它的材质和吞吐能力相应的受到了限制，因此在游戏领域的表现仅能达到后者的85%。最后，同时也是最关键的，它的售价还不到HD7970的80%。