AMD RADEON RX Vega 64 測試報告 / 完勝1080p遊戲 新API性能更勝 [XF]

千喚萬喚 AMD 高階繪圖卡新星「Vega 織女星」終於來到世人眼前，在 R9 Fury 之後連著兩代的 Polaris RX 400 與 RX 500 中階卡，今年夏天 AMD 高階遊戲卡不再缺席，首款 RADEON RX Vega 64 / 56 將至，而各家合作伙伴的自製卡，也會跟隨著 AMD 腳步陸續推出。對於高階遊戲市場，無疑希望能更驅動 AAA 遊戲、1080p 解析度、特效全開、60 fps 以上之性能，這亦是本篇章之重點之一，究竟 RX Vega 64 能否與 GTX 1080 一決雌雄，在性能、功耗與溫度表現上是否出色，就讓我們一同揭開 Vega 織女星的面紗。


Vega 架構重點 / 64 NCU / 新一代幾何引擎 / 增強像素引擎 / HBCC

新一代 Vega 10 核心維持著「Next-Generation Compute Units」（NCUs）架構，有著 1 組 Graphics Engine，內包含著 4 組 Asynchronous Compute Engines（ACE, 非同步運算引擎）、2 組 Hardware Scheduler（硬體調度器, HWS）、4 組 Next Gen Geometry Engines（幾何運算引擎），以及 64 組 Compute Units（CU），並有著多達 4096 個 Stream Processors（SP）、256 個 Texture Units、64 Render Back-Ends 等單元，核心內有著 4 MB L2 快取與 2048-bit 介面的 HBM2 記憶體。

而新一代的 NCUs 在架構上有些更新各位客觀需要知悉。


↑ 新一代 AMD Vega GPU。


↑ Vega GPU 架構。


Memory System

Vega 同樣採用 Die Stacking 集成 GPU 與 HBM2 記憶體，而新一代的記憶體比起 GDDR5 有著 3.5x 的電源功耗效益與更小的佔用面積；而與 HBM1 相比，則有著 2x 頻寬/pin 的提升，以及 8x 的容量/sack 的提升；為了讓 HBM2 記憶體有更好的使用率與性能，Radeon Technology Group（RTG）特別設計了 High-Bandwidth Cache Controller（HBCC）技術，將電腦系統記憶體 RAM 與儲存空間用最額外的記憶體空間，並以 Page-Based Memory Management 進行管理。


↑ HBM2 記憶體性能大升級。


↑ HBCC 有個更先進的記憶體管理。


如此一來，在進行海量資料的 3D 渲染時，HBCC 可降低因視訊記憶體容量不夠，導致 GPU 需進行昂貴的「資料交換」指令；而 AMD 現場展示時，使用 OpenGL 即時渲染，有著 27 GB 的資料與 0.5 billion triangles 的 3D 影像。

這即是高頻寬的 HBM2 能夠帶給用戶的新記憶體架構，但這架構對 3D 繪圖者會比較有用，必近目前 AAA 遊戲即使 4K 解析度、最高特效，視訊記憶體使用量還是低於 8GB，因此對於遊戲的性能提升則有限。


↑ 透過 HBCC 可即時渲染 27GB 的 3D 影像。


↑ 透過 RADEON 設定，即可開啟 HBCC 自行調整記憶體大小。


Next Generation Compute Unit

針對新一代的 NCU 架構，AMD 加入了 8-bit integer SAD 運算指令，與 Polaris 世代的 16-bit floating point 運算指令，支持 FP32 與 FP64。而新的功能「Rapid Packed Math」，可讓 32-bit 的暫存器與運算單元，同時處理兩組 16-bit 的暫存與運算指令，這可讓 3D 繪圖有更好的性能、更少的資源佔用，但這只是讓「運算」變得更複雜，而「精準度」還是一個重點。而 AMD 則展示使用 Rapid Packed Math 技術的 3DMark Serra 16-bit math 運算，其 INT16 的光影運算提升了 25% 性能。

而 Vega 的 NCU 更支持 ISA 40 個新的指令，讓其有著更高的 IPC 性能提升。


↑ 新一代 NCU。


↑ Vega 亦支持新的指令。


New Graphics Features

Vega 可完整支援 DirectX 12 API，在 Polaris 世代僅知遲到 DX12 Feature Level 12_0，而 Vega 則支持到 12_1，讓新的 DX12 遊戲有著更好的支援性；且 Vega 加入 Conservative Rasterization API 支持。

至於新的 Geometry pipe 與 Primitive Shader 架構，可讓 Vega 達到更高的 Polygon Throughput，讓 Vega 可處理更細緻的模型與更複雜的 3D 場景。

同樣 Vega 維持著硬體 Async Compute 單元，利於 DX12 API 的調用，並在 The Division DX12 模式中有著 13% 性能提升；且 Vega 繼續支持著 GPUOpen。


↑ Vega 更完整支援 DirectX 12 API。


RADEON RX Vega 64 / 56 顯示卡

而搭載著 Vega 10 GPU 的顯示卡，共有兩款型號「Radeon RX Vega 64」與「Radeon RX Vega 56」。RX Vega 64 有著 64 個運算單元 CU（Next Gen Compute Units）、4096 個 Stream Processors（SP），核心預設時脈為 1247 MHz，更可 Boost 至 1546 MHz，記憶體頻寬則是 484 GB/s，並有著 256 個 Texture Units 與 64 個 ROPs 單元，搭配 8GB HBM2 記憶體，單顯示卡 Board Power 為 295W。

此外，上述提及的是 RX Vega 64 空冷版規格，RX Vega 64 水冷版，提升核心時脈為 1406 MHz，Boost 時脈更來到 1677 MHz，比起空冷版有著更好的性能，但單顯示卡 Board Power 亦提升至 345W；換句話說，若自製卡廠家的散熱器能夠壓制 Vega 10 核心溫度，其時脈應該會接近水冷版這設定，因此自製卡性能肯定會比 RX Vega 64 空冷公版來的好。

而 Vega 56 規格上則減少 8 組 CU 單元，其有著 56 個 CU 運算單元、3584 個 Stream Processors（SP），當然核心預設時脈也較低 1156 MHz，而 Boost 可至 1471 MHz，記憶體頻寬亦降低至 410 GB/s，其餘規格與 Vega 64 相同，而單顯示卡 Board Power 則只需 210W。

限量版的 RX Vega 64，採用金屬外殼與金屬背板打造，卡長 27cm 高 9.5cm，需要雙 PCIe 8-pin 供電，並配置一顆 30mm 鼓風扇設計，內部則有著大面積銅底鰭片接觸 GPU 進行散熱，公版卡同樣有著金屬中框設計。


↑ Radeon RX Vega 64 / 56 空冷版與水冷版規格。


顯卡電源計畫與主/副 VBIOS 切換

AMD 針對新版本的 WattMan 新增了「效能設定檔」：Power Save、Blanced、加速 Turbo、自訂 Custom 等四個設定檔，上一版本的 WattMan 即是自訂 Custom 模式，讓玩家可針對顯示卡的 GPU、VRAM 時脈、電壓進行調整以及顯示卡風扇轉速控制，而新加入的三種模式，即為省電、平衡（預設）與加速 Turbo 模式，這三種模式對於顯示卡的 Board Power 功耗上限有所不同的設定。


↑ 透過 RADEON 設定中的全域 WattMan 設定，即可調整顯示卡的效能設定檔。


除此之外，公版 RX Vega 64 / 56 顯示卡上都有著一個「指撥開關」，這開關可用來切換顯示卡的 VBIOS，顯示卡出廠搭載兩個 VBIOS：Primary 與 Secondary，簡單來說 Primary VBIOS 有著較高的功耗上限，而 Secondary 的功耗上限較低；這意味著顯示卡的性能也會有所限制。


↑ 在公版顯示卡上方，有著指撥開關，可用來切換 VBIOS；開關靠左 Primary、靠右 Secondary。


根據不同的 VBIOS 與效能設定檔的差異之下，RX Vega 64 / 56 顯示卡的功耗上限請參考下表。


↑ VBIOS 與效能設定檔設定下，顯示卡有著不同的功耗上限。


Radeon Chill 進階版 Frame Rate Target Control

相信 AMD 的玩家肯定都知道「Frame Rate Target Control」這功能，可用來限制顯示卡最高 fps 輸出，藉此降低不必要的幀數與性能的浪費，相對來說就可以「更省電」；而隨著 Vega 的現身，AMD 加入「Radeon Chill」功能，可讓顯示卡的最高、最低 fps 輸出在顯示器的更新範圍 40-144Hz 之間，藉此有著更穩定的遊戲性能，以及更省電的功耗表現與更低的 GPU 溫度。

只不過 Radeon Chill 目前僅支持 44 款 PC Game，像是英雄聯盟、DOTA 2、鬥陣特攻、絕對武力、異塵餘生 4、黑暗靈魂 III、巫師 3、魔獸世界…等遊戲，詳細支援清單請參考 AMD Radeon Chill 介紹頁面。

https://www.amd.com/zh-tw/innovat ... gaming/radeon-chill


↑ Radeon Chill 設定，可針對遊戲調整最低 fps 與最高 fps，藉此達到更省電、顯卡溫度更低，以及更穩定的遊戲順暢度。


AMD RADEON RX Vega 64 限量版開箱與散熱一覽

Radeon RX Vega 64 包裝亦相當特別，外盒上有著 Vega 的 V Logo，Brin Gaming to Life。而系統需求上，則標示需要 750W 系統電源與 2 組 8-pin PCIe 電源，以及主機板 PCIe x16 插槽，建議系統至少 8GB RAM 建議 16GB RAM，以及 Linux、Windows 7 / 10 64-bit 作業系統。


↑ 超方形的外盒，似乎有著玄機 Radeon RX Vega 64，Brin Gaming to Life。


↑ 顯示卡系統需求。


↑ 內盒 Radeon RX Vega 64。


↑ 內盒是可攤平的設計，整體質感相當好，亦有著收藏價值。


提供給媒體測試的盒裝中，內含著一張限量版 Radeon RX Vega 64 黑色金屬外殼顯示卡，以及 Vega 3D Logo 的水晶紀念座，以及 Vega 貼紙、顯卡說明文件與 Brin Gaming to Life 手環。

此外，還有著一顆 Vega Die 紀念，從 Die 上即可看見 GPU 核心與集成的兩顆 HBM2 記憶體，而晶片背面則是 BGA 球柵陣列封裝。


↑ 限量版 Radeon RX Vega 64 所有物品。


↑ 3D 立體 Vega Logo 水晶紀念座與 Vega Die。


↑ 水晶另一個角度與 Die 背面封裝。


限量版的 Radeon RX Vega 64 顯示卡，技術活動上的銀色版本，有著髮絲紋處理表面與 R 燈；但黑色限量版則相對低調，有著與 RX 480 相似的外觀，但外殼採用金屬打造，整提質感、手感都有提升，而這一代公版顯示卡長度 27cm、高 9.5cm，並使用雙 PCIe 8-pin 進行供電，同樣在供電埠後方，有著 GPU 使用率燈號，燈號有著紅藍兩色可切換。


↑ 限量版 Radeon RX Vega 64 外觀。


↑ 金屬外殼打造。


↑ PCIe x16。


↑ 雙 PCIe 8-pin 供電與 GPU 使用率燈號。


↑ 顯示卡背面，同樣有著金屬背板設計。


訊號輸出方面，則提供一組 HDMI、三組 DisplayPort 輸出；HDMI 為 2.0/1.4b 版本，支持 4K@60Hz 與 12-bit HDR 與 4:2:0 編碼；而 DisplayPort 則是 1.4 版本支持 HBR3、MST 與 HDR 格式；而顯示卡的DP 與 HDMI 輸出，都支持 HDCP 2.2 與 FreeSync 技術。


↑ 顯示卡訊號輸出，一組 HDMI 2.0、三組 DisplayPort 1.4 輸出。


內部散熱設計與 RX 480 公版相似，但有所提升。Radeon RX Vega 64 採用鼓風扇設計，搭配完整的外殼，將風扇引入的冷空氣，推送至 GPU 上方的散熱鰭片後將廢熱帶出顯卡內部。

顯示卡一樣有著金屬中框支撐，而 GPU 則是採用大面積的銅底接觸，銅底之上則是緊密的散熱鰭片，而中框則在 VRM 供電元件上貼上倒熱膠片，替 VRM 元件進行散熱。


↑ 將顯示卡外殼拆開，即可看到內部散熱設計。


↑ GPU 接觸大面積銅底，銅底之上則是緊密的散熱鰭片。


↑ 而顯示卡電路版有著金屬中框與背板固定，中框連代替 VRM 進行散熱。


↑ 鼓風扇。


RX Vega 64 電路版配置與 Radeon Vega Frontier Edition 即為相似。在 GPU 周圍共圍繞著 6+1 相供電設計，而在電路版後方則有著 PWM 控制器（IR35217）與 MOSFET Driver（IR3598）。


↑ RX Vega 64 電路版正面。


↑ RX Vega 64 電路版背面。


↑ Vega GPU 與 6+1 相供電設計。


↑ PWM 控制器 IR35217。


↑ MOSFET Driver IR3598。


RADEON RX Vega 64 空冷版性能測試

測試方面則以基本的 3DMark、Unigine 測試來進行，並使用 1080p 與 2160p 解析度來測試遊戲性能，數據除了 RX Vega 64 之外，更邀請到同級顯示卡 NVIDIA GTX 1080 FE 版本參與測試，此外還準備了上一代搭載 HBM 記憶體的 ASUS STRIX R9 Fury 顯示卡，以及中階卡的 ROG STRIX RX 580 一同測試，來衡量 RX Vega 64 的性能提升與比較。

測試的遊戲則選擇《戰地風雲 1》運行 DirectX 12 API、《毀滅戰士》Vulkan API，以及 DiretX 11 的《鬥陣特攻》、《火線獵殺:野境》、《俠盜獵車手V》與《尼爾：自動人形》等遊戲；而本次測試 RX Vega 64 都以 Primary VBIOS 搭配 Turbo 模式進行。


↑ 此次比較的顯示卡規格列表。


3DMark Fire Strike 可快速衡量平台的遊戲繪圖效能。Fire Strike 鎖定 AAA 等級 DX11 API 的高效能測試，在預設 1080p 解析度 Fire Strike 測試中，可見 RX Vega 64 與 GTX 1080 FE 性能相同，緊接著 1440p 的 Extreme 與 2160p 的 Ultra 也有相同的表現，RX Vega 64 與 GTX 1080 FE 性能齊頭並進。

當然 RX Vega 64 比起 RX 580 有著 1.5x 性能提升；比起 R9 Fury 則是 1.4x 性能提升。


↑ 3DMark 性能測試。


VRMark 可用來衡量電腦是否有足夠的性能驅動 VR 虛擬實境，而目前有著 Orange Room 與 Blue Romm 兩個測試場景。Orange Room 屬於基準測試，用來衡量電腦是否能夠匹配 HTC Vive 與 Oculus Rift 的 VR 設備，這測試下 RX Vega 64 小輸 GTX 1080 FE 分別獲得 10779、11679 分。

而 Blue Romm 測試更為嚴苛，採用 5120 × 2880 解析度與大量的積體照明，要求極高的硬體性能。這測試之下，RX Vega 64 與 GTX 1080 FE 性能相當接近 2138、2246 分。


↑ VRMark 測試。


Unigine 系列採用自家遊戲引擎打造的測試軟體。2009 年推出的 Unigine Heaven，採用第一代引擎開發，支持 DirectX 9 / 11 與 OpenGL 4.0 等 API，而在 Extreme 設定下 GTX 1080 FE 有著平均 141 fps 的表現，比起 RX Vega 64 的平均 107.4 fps 還要亮眼。

接著 2013 年推出的 Unigine Valley 採用相同 Heaven 的引擎，但測試場景來到森林當中，有著更豐富的細節與場景，同樣在 Extreme HD 設定下 GTX 1080 FE 有著平均 108.6 fps 的表現，而 RX Vega 64 則是平均 80.9 fps。

最新 2017 年推出的 Superposition，採用 UNIGINE 2 Engine 開發，有著更高 Extreme 的性能測試，且支持 VR 測試，在這測試下同樣 1080p Extreme 設定，RX Vega 64 與 GTX 1080 FE 獲得相同的平均 29 fps 的性能表現。


↑ Unigine Benchmark。


RADEON RX Vega 64 遊戲測試

實際遊戲測試下，可得到這結論 RX Vega 64 在遊玩 DirectX 12、Vulkan 遊戲時有著更好的性能，但在 DirectX 11 表現上與還是 GTX 1080 FE 表現較好，但差異並不會太大，總歸來說：「RX Vega 64 緊咬著 GTX 1080 FE 不放」。


↑ 遊戲性能測試。


《戰地風雲 1》運行 DirectX 12 API、1080p 解析度與最高畫面品質設定，測試選擇第一章-浴血之戰的最後一節的鋼鐵對決進行測試，透過駕駛 MK.V 坦克黑貝絲突破敵軍陣線，在 DX12 的加持之下，RX Vega 64 有著平均 122.4 fps 之性能，比起 GTX 1080 FE 的平均 109 fps 還要強悍。


↑ 戰地風雲 1 MK.V 坦克黑貝絲。


《毀滅戰士》運行 Vulkan API、1080p 解析度與超級整體品質設定，測試使用街機模式打 VEGA 中央處理系統這關，RX Vega 64 有著平均 144.7 fps，而 GTX 1080 FE 亦不差平均 141.8 fps。


↑ 毀滅戰士街機模式。

線上對戰的射擊遊戲《鬥陣特攻》採用的是 DirectX 11 API、1080p 解析度與最高圖形品質，使用自定戰役-綠洲城與毀滅拳王這角色，此測試下 GTX 1080 FE 平均 103.9 fps、RX Vega 64 平均 96 fps。


↑ 鬥陣特攻的綠洲城與毀滅拳王。


《火線獵殺:野境》超吃性能的遊戲，同樣 1080p 解析度與極高預設配置，於開場地一關騎乘機車去拷問嫌疑犯，這測試下 GTX 1080 FE 平均 57.2 fps，而 RX Vega 64 平均 54 fps，兩者差距不大但都未滿 60 fps。


↑ 火線獵殺:野境。


《俠盜獵車手V》經典中的經典，設定 1080p 解析度與所有品質非常高，於聖安地列斯中，飛車追逐挑戰 4 星警察的追緝，此測試下 GTX 1080 FE 有著平均 112.9 fps，而 RX Vega 64 平均 90.2 fps 亦不差。


↑ 俠盜獵車手V 你追我跑。


知名的移植遊戲《尼爾：自動人形》，採用 1080p 解析度、Graphics Presets High 設定，操作 2A 於廢棄的都市中攻擊機器人，此遊戲 GTX 1080 FE 與 RX Vega 64 皆達到平均 59.5 fps 的頂尖表現。


↑ 尼爾：自動人形 2A 一票。


除 1080p 解析度測試之外，亦測試 3840x2160p 4K 解析度的性能表現，眾所皆知 GTX 1080 性能莫約在 1080p、1440p 之遊戲，而 RX Vega 64 亦然，而在 2160p 的殿堂 NVIDIA 還有著 GTX 1080 Ti 擋著，但相對 AMD 則是手下無兵，因此遂使用 RX Vega 64 來試試 2160p 解析度的遊戲性能。

遊戲設定如上述所敘，僅將解析度調整為 3840x2160p。RX Vega 64 同樣在 DirectX 12、Vulkan 下贏過對手，但其餘測試下則是維持著 GTX 1080 小幅領先、RX Vega 64 緊跟在後，而面對性能優化不佳的《火線獵殺:野境》與《尼爾：自動人形》，兩者則有著相同的性能表現。


↑ 4K 遊戲性能測試。


RADEON RX Vega 64 算力一覽

遊戲性能一言以蔽之：「RX Vega 64 勝過新 API，緊追對手有輸有贏」。而此次除遊戲測試外，更加入大家對 A 卡更關切的「算力」測試，面對 Bitcoin 上漲至 $4000+ 美金大關，各位礦工心動了嗎？

實際使用 Claymore ETH+DCR GPU Miner v9.8、GUIMiner 與 NiceHash 進行測試。ETH 算力由 RX Vega 64 的 30.4 Mh/s 奪下第一，緊接著是 R9 Fury 的 28 Mh/s、RX 580 的 23.5 Mh/s，至於 GTX 1080 則是 21.1 Mh/s；而根據 NiceHash 換算 USD / Day 則是 RX Vega 64 - 2.91、RX 580 - 2.24、R9 Fury - 2.04、GTX 1080 FE - 1.86 USD。


↑ ETH 算力比較。


GUIMiner 方面，最高算力 RX Vega 64 的 1.974 Gh/s，僅接著 GTX 1080 FE 的 1.219 Gh/s，以及 R9 Fury 0.9638、RX 580 0.8732；此次測試下，可見 RX Vega 64 的算力相當強悍，但相對的耗電則是另一個礦工需調教的問題了。


↑ GUIMiner 算力比較。


RADEON RX Vega 64 功耗與溫度

RX Vega 64 的溫度還在可接受範圍，但功耗完完全全就是個吃貨。

燒機測試分別使用 Fire Strike Stress test、FurMark 1080p, 4XMASS 與 NiceHash 進行測試，同時記錄 GPU 溫度與整台電腦功耗。溫度方面，待機時 RX Vega 64 核心溫度維持在 37℃，而在透過 Fire Strike 與 FurMark 燒機下，核心溫度來到 85℃，而 NiceHash 則是 83℃，對比的 GTX 1080 FE 溫度則在 83℃ 左右，因此溫度表現相似。

而搭配測試的 RX 580 與 R9 Fury 都是自製卡的版本，因此 RX 580 溫度表現更佳，但上一代的 R9 Fury 溫度表現則比 RX Vega 64 低了幾度。


↑ GPU 溫度測試。


功耗方面，RX Vega 64 最高功耗在運行 FurMark 測得 413W，而在 Fire Strike Stress test 則是 391W，NiceHash 測試 398W，整體表現就是「功耗較高」，至於 GTX 1080...各位看圖表就知道了。


↑ 整平台功耗測試。


總結

從策略來看，AMD 無疑是希望透過 RX Vega 64 迎戰 GTX 1080，而 RX Vega 56 則是對戰 GTX 1070，就遊戲性能來看確實如 AMD 所願，但各方面比較之下還是有著不足之處。

RX Vega 64 能帶給遊戲玩家，於 1080p 解析度、特效全開、玩勝 AAA 大作遊戲，而從遊戲性能來看，上至 1440p 2K 解析度也迎刃有餘，但至 4K 解析度則差強人意；就遊戲性能，RX Vega 64 確實有著媲美 GTX 1080 的性能，尤其在新一代 API 如 DirectX 12 與 Vulkan 下有著更出色的表現，倘若未來 AAA 大作走向 DirectX 12，那 RX Vega 則有著先天上的優勢；但普遍 DirectX 11 遊戲，還是 GTX 1080 性能較強，而 RX Vega 約輸了 10 fps 左右。

至於「挖礦」算力方面，顯而易見的是 RX Vega 64 有著更強的算力，且在不同的 VBIOS 與性能設定檔之下，對於 ETH 或 GUIMiner 算力影響不大，對挖礦有興趣的玩家可參考下表，由於整理表格較匆忙，且較無理想方式蒐集算力表現取平均值，因此算力誤差約在 ±0.5 之間，瓦數計算取 Fire Strike 最高數值。


↑ VBIOS 與性能設定檔組合下的繪圖、算力、瓦數比較表。


「溫度」表現上，RX Vega 64 公版卡還不差，與 GTX 1080 相比溫度表現相似，日後自製卡肯定會有更低溫的表現，以及預設更高的 GPU 時脈；但功耗方面還是稍微可惜了點，使用 Primary VBIOS 與 Turbo 模式下測試，最高耗電來到 423W 之譜，這比起 GTX 1080 最高 250W 還要高出許多，縱使筆者希望 Vega 能像 Ryzen 一般讓對手倍感壓力，但這就是 Vega。

不過呢！對於功耗表現，玩家可透過 Radeon Chill，來限定遊戲的最低 / 最高 fps 表現，藉此讓顯示卡不繪製多餘的遊戲畫面，節省功耗、降低溫度。

雖說功耗較高是事實，但 Vega 還是有著不俗的性能，最後只剩下台灣的販售價格，倘若價位能如同美金定價，RX Vega 64 一般版本 $499、RX Vega 56 一般版 $399 鎂，那肯定還是受玩家青睞，縱使台灣匯率較高，若價格能比 GTX 1080 稍低那就還有著競爭空間。

AMD RADEON RX Vega 64 玩勝 1080p AAA 遊戲，新一代 API 性能更勝，在意功耗請服用 Radeon Chill。


↑ 最後就看售價怎麼定了。