镭暴来袭 AMD Radeon HD 7970显卡全面评测
特别策划
AMD的下一代显卡“南方群岛”（Southern Islands）系列传言了很久，一直是“只闻其声不见其人”，直到2011年底才终于纸面发布，而实体发布则要等到2012年1月9日。和“北方群岛”系列以中高端的Radeon HD 6850率先登场不同，这一次南方群岛的首款显卡是售价为549美元的旗舰级的Radeon HD 7970。评测实验室在第一时间拿到了一块Radeon HD 7970，下面我们就来看看南方群岛的Radeon HD 7970能带给我们多少惊喜。
粗览南方群岛
AMD在2011年曾多次宣称要发布新一代的“南方群岛”系列显卡，但因为新显卡采用了全新的28nm制程，而台积电在新工艺方面还存在着不少问题，产量和良品率都上不去，因此一拖再拖，直到2012年1月才能正式发布。
我们目前知道的“南方群岛”家族共有三款：Tahiti是面向高端游戏玩家的旗舰级产品Radeon HD 7900系列（也包括双芯的New Zealand，Radeon HD 7990）；Pitcairn是面向性能级市场的高端产品Radeon HD 7800系列；Cape Verde则是面向主流市场的性价比产品Radeon HD 7700系列。而Radeon HD 7600以下则是原有显卡的改头换面版（不过暂时只面向OEM市场），例如Turks核心的Radeon HD 7670/7570就是Radeon HD 6670/6570的规格改进版，Caicos核心的Radeon HD 7470/7450就是Radeon HD 6450的规格改进版……
南方群岛系列采用了全新的GCN（Graphics Core Next）架构，通过这种全新的架构设计，“南方群岛”系列显卡在提高显示性能的同时还大幅提高了通用计算的性能。另外，“南方群岛”系列还加入了AMD Eyefinity 2.0（第二代多屏输出技术）和AMD APP Acceleration（并行加速计算技术），增强了对3D立体显示的支持，同时还引入了一系列的新功能。
编注：关于GCN架构的详细介绍请参见本报今年第1期E4版。
架构革新，性能飞跃
作为“南方群岛”的单卡旗舰，Radeon HD 7970当了一次先锋，这对于AMD来说意义重大：如果AMD依然像发布“北方群岛”系列显卡那样以Radeon HD 7800来打头阵，那么AMD在新架构方面的革新将无法完全从性能方面体现出来，而性能出色的Radeon HD 7970则向用户表明了新架构的强大。
相对于上一代的旗舰级显卡Radeon HD 6970，Radeon HD 7970的流处理单元增加到了2048个，纹理单元增加到了128个，显存位宽提升到了384bit，核心频率增加到了925MHz，不过光栅单元依然是32个，显存频率也依然为5.5GHz。同时，AMD将Radeon HD 7970的2048个流处理单元分成32个计算单元（Compute Unit）搭配 32个色彩ROP单元和128个Z-Stencil ROP单元，再给每个单元配备两个几何引擎、两个异步计算引擎（ACE）和八个渲染后端。同时，Radeon HD 7970的核心内配备了768KB的二级缓存，大幅提升了Radeon HD 7970的并行计算能力。
通过架构的革新和规格的提升，从理论上来说Radeon HD 7970的3D性能将比上一代的旗舰级显卡Radeon HD 6970高出一大截。同时，由于采用了更先进的28nm制程，不仅频率可以设定得更高，而且尽管有更多的流处理单元和纹理单元参与运算，其功耗也不会比Radeon HD 6970高太多。
而且，Radeon HD 7970还采用了Eyefinity 2.0多屏输出技术，通过一个DVI、一个HDMI、两个mini DisplayPort支持六屏输出，还将多屏输出和HD3D融合，让用户可以在多屏上体验HD3D，同时AMD在Radeon HD 7970中加入了新的独立数字多点音频（Discrete Digital Multi-Point Audio），支持多频音频流同步独立输出，从而能够在连接多个集成音箱的显示器的时候让每个显示器的音箱都发出不同的声音。
另外，AMD还在Radeon HD 7970中加入了新的高清编码技术“视频编码引擎”（VCE），通过一个多流硬件H.264高清编码器加速高清视频的编码，据AMD宣称其编码速度甚至超过1080P高清视频的播放速度（60fps），而且支持完全固定、混合计算两种编码模式。
通过对Radeon HD 7970的规格和新特性的分析，我们可以看到，全新的架构设计和技术特性赋予了Radeon HD 7970强大的性能和丰富的功能。那么在实际的性能测试中，Radeon HD 7970是否会有同样出色的表现呢？
细看Radeon HD 7970
常规性能实测：新架构决定非凡性能
测试平台
■处理器：Intel Core i7 3960X
■主板：Intel DX79SI
■显卡：迪兰恒进Radeon HD 7970（3GB）
蓝宝Radeon HD 6970（2GB）
索泰GeForce GTX 580（3GB）
索泰GeForce GTX 570（1280MB）
■内存：宇瞻DDR3 1600 2GB×4
■硬盘：希捷7200.12 1TB
■显示器：明基XL2410T
■电源：长城巨龙1250
■操作系统：Windows7 64bit 旗舰版
■驱动程序：AMD 催化剂11.12
NVIDIA Forceware 285.62
■环境温度：18℃
我们收到的这款迪兰恒进的Radeon HD 7970为公版产品，其核心和显存频率和公版相同。为了更好地说明Radeon HD 7970的性能表现，我们加入了AMD上一代的Radeon HD 6970、NVIDIA的GeForce GTX 580和GeForce GTX 570显卡，进行对比测试。
由于新架构的Radeon HD 7970不仅提高了3D性能表现，而且强化了通用计算能力，因此我们也将测试分为两个部分：使用3DMark 11、DX11的《天堂2.5》、《失落星球2》、《战地3》、《石巨人》，DX10的《生化危机5》和DX9的《街霸4》来测试其在3D游戏方面的性能表现，使用SiSoftware Sandra 2011的GPGPU渲染和GPGPU加密测试来测试其通用计算能力，同时也对比各参测显卡的功耗和满载时的核心温度。通过对这四款显卡的性能对比，大家能够对Radeon HD 7970的性能有一个比较全面的了解。
3D性能出色
在3DMark 11测试中，全新的架构和更多流处理单元发挥出了强大的性能，不仅比上一代的Radeon HD 6970高出36％以上，就算是跟GeForce GTX 580相比也有超过10％的性能优势，更不用说和稍低端一点的GeForce GTX 570相比了。而且我们可以看到，新架构的优势更在于大负荷运算下的性能，Radeon HD 7970的3DMark11 X模式性能领先幅度比P模式的领先幅度更大，可以说Radeon HD 7970的表现是相当出色的。
从游戏测试结果来看，Radeon HD 7970的表现也非常抢眼，无论在DX11游戏还是在DX10、DX9游戏中，增加的纹理单元和流处理单元都发挥了不小的作用，3GB大显存和384bit的显存位宽也表现出了应有的性能。
在《天堂2.5》的性能测试中，Radeon HD 7970的表现超越Radeon HD 6970 50％以上，对GeForce GTX 580也有33.3％的性能优势。在《战地3》的性能测试中，Radeon HD 7970的性能表现同样出色，不仅超过Radeon HD 6970 52.3％，也超过GeForce GTX 580 13.6％。在《失落星球2》的性能测试中，Radeon HD 7970的性能高出Radeon HD 6970 37.6％，不过在这种对NVIDIA显卡进行过优化的游戏中，Radeon HD 7970的表现就没那么抢眼了，GeForce GTX 580反超Radeon HD 7970 26.4％，甚至连GeForce GTX 570都能反超Radeon HD 7970 5.8％。在《石巨人》的性能测试中，Radeon HD 7970的表现超过Radeon HD 6970 74.4％，不过依然不敌经过《石巨人》优化的GeForce GTX 580，但落后幅度没有在《失落星球2》中那么大，只有10.7％，好在Radeon HD 7970在此项测试中超过了GeForce GTX 570 10.3％，没有让NVIDIA显卡出尽风头。可以说通过更新架构，增加流处理单元和纹理单元，在高分辨率以及8×AA环境下，Radeon HD 7970成为唯一能够非常流畅地运行任何大型DX11游戏的单卡，而这是GeForce GTX 580也做不到的。
在DX10以及DX9游戏中，Radeon HD 7970的表现同样不俗，不仅大幅领先于Radeon HD 6970，而且和GeForce GTX 580也有一拼之力，虽然《生化危机5》和《街头霸王4》同样是为NVIDIA显卡做了优化，但Radeon HD 7970的性能并不落后于GeForce GTX 580，甚至还能有一定程度的领先。
通用计算给力
通用计算能力一直是AMD显卡的弱项，正是为了改变这一状况，AMD才给“南方群岛”系列显卡设计了全新的架构，以期望能够大幅提升其通用计算能力。从测试结果我们可以看出，“南方群岛”的新架构对通用计算能力的提升是非常巨大的，Radeon HD 7970在通用计算的各项测试中均表现得非常出色，不仅相对于Radeon HD 6970有成倍的增长，即便是对比通用计算性能一向出色的NVIDIA的GeForce GTX 580也有非常大幅度的领先，而这种情况在Radeon HD 7970发布之前是不可想象的。
新制程降低功耗
在功耗和发热方面，性能非常出色的Radeon HD 7970能耗也不低，由于集成了43.1亿个晶体管，搭配了3GB的显存，其满载功耗达到了358W，相对于Radeon HD 6970 316W的功耗，还是提高了13.3％，不过考虑到晶体管数量增加了63.2％，我们可以看出28nm制程和核心架构给Radeon HD 7970带来了非常大的优势。如果还是40nm制程的话，估计其功耗会超过450W。
而且在如此高的功耗下，Radeon HD 7970的核心温度还是控制得相当好，满载温度也不过84℃，低于Radeon HD 6970和GeForce GTX 570，只是高于采用了非公版多热管双风扇设计的索泰GeForce GTX 580。Radeon HD 7970采用了第六代真空腔均热板散热器，搭配新扇叶的更大尺寸涡轮风扇，AMD宣称这种改进提高了散热性能并降低了噪音，从我们的实际测试来看，这种改进确实有效降低了温度，但噪音方面的改进并不明显。
另外，从仅64W的待机功耗上我们也可以看到AMD在Radeon HD 7970上应用的另一个新技术——“ZeroCore Power”（核心零功耗）技术的威力。之前AMD宣称采用该技术后，能在待机条件下将Radeon HD 7970的显卡功耗降至几乎为零（确切地说是还不到3W），这对于日常应用来说是非常有意义的。该技术更大的意义在于CrossFireX交火系统中，比如四块卡的时候，待机时将只有一块卡缓慢运行，其他三块完全关闭，省下的功耗就非常可观了。
相比之下，Radeon HD 6970系统的待机功耗为77W，GeForce GTX 570系统的待机功耗为81W，GeForce GTX 580系统的待机功耗达到了84W。
超频性能实测:新制程带来出色超频
虽然Radeon HD 7970设计了双BIOS，以帮助用户轻松地超频，不过我们拿到的这块工程样板显卡的两个BIOS是完全相同的。由于Radeon HD 7970采用了最新的28nm制程，其发热量能够得到非常好的控制，而且电气性能更高，理论上来说可以承受更高的频率。我们尝试在驱动程序中将核心频率和显存频率都拉到最高：核心超到1125MHz，显存超到6300MHz，进入各种游戏都没有出现花屏或游戏运行不正常的情况，各种测试都能够成功完成，我们认为Radeon HD 7970是能够正常运行在1125MHz（核心）／6300MHz（显存）状态下的。
从测试成绩来看，在3DMark11和所有的DX11游戏中，超频后的Radeon HD 7970的性能领先幅度在15％～20％，在DX10的《生化危机5》中，超频后的Radeon HD 7970的性能领先幅度只有7.3％，在DX9的《街头霸王4》中，超频后的Radeon HD 7970的性能领先幅度提升到17.2％。在通用计算方面，超频后的Radeon HD 7970的性能领先幅度为7.8％～24.4％，表现都非常抢眼。
由于进一步超频需要修改BIOS，更换更强劲的显卡散热器，限于时间关系我们没有做更进一步的尝试。不过利用原装的风冷散热器能达到如此好的效果已经让我们非常惊喜了。
当之无愧的AMD新一代旗舰级显卡
工程师总结|王宇
Radeon HD 7970的全新架构和设计给它带来了非常出色的性能表现，尤其是新架构带来的通用计算性能的提升非常巨大，让AMD显卡甩脱了通用计算性能差的帽子，Radeon HD 7970一跃成为了通用计算性能非常好的一块卡。同时，28nm的制程也极大地缓解了因为晶体管数量膨胀带来的高发热，配合核心零功耗技术，让Radeon HD 7970的功耗表现非常抢眼，而且也带来了非常优秀的超频能力。
从具体测试成绩来看，Radeon HD 7970的性能确实可以说是非常不错的，在大部分游戏测试中都能够领先GeForce GTX 580 10％以上，即便是在部分专为NVIDIA优化的游戏中的表现也十分抢眼，一改过去一碰到这类游戏就被NVIDIA显卡打得满地找牙的情况，就算是不敌GeForce GTX 580，差距也控制在可以接受的范围内了。从性能上说，配备Radeon HD 7970显卡的系统在高分辨率以及8×AA环境下已经能够非常流畅地运行DX11游戏，即便是在同样的分辨率和AA条件下应付HD3D游戏都不会有太大问题。
在通用计算方面，AMD更是打了一个翻身仗，Radeon HD 7970在所有通用计算测试中均大幅领先于GeForce GTX 580，相对于AMD前一代的Radeon HD 6970来说更是有了成倍的性能提升，表现出了“南方群岛”系列显卡强悍的通用计算能力。AMD这一次的架构更新可以说是非常成功的。
从整体性能来看，Radeon HD 7970确实称得上是目前最强的单卡，不过其价格也相对较高，对于549美元的价格来说，我认为Radeon HD 7970应该有更好的表现。当然，目前的驱动程序对Radeon HD 7970的支持和优化都还不够好，后续的驱动程序推出后，Radeon HD 7970也许会有更出色的表现。由于NVIDIA的开普勒家族高端核心GK100可能会拖到今年底才发布，因此在很长一段时间以内Radeon HD 7970将会坐稳最强单卡的宝座，这或许也是AMD将其价格定在549美元的原因。不过，想必这样的旗舰级显卡所面对的发烧友并不会太在意其高昂的价格，追求更高性能才是他们的目的，那么对于这部分发烧友来说，我的建议是选择Radeon HD 7970，并对它进行超频以体验最高的性能。
另外，从28nm制程的Radeon HD 7970身上我们也可以看到新制程带来的巨大优势，我们也可以期待基于同样制程的NVIDIA开普勒，相信开普勒也同样会有非常出色的表现。