Twee versies
Asus liet tijdens een ronde langs Europese media zijn nieuwste videokaarten op basis van AMD's Vega-gpu zien. Tijdens de demonstratie kwam uiteraard Asus' eigen ontwerp met drie Wing-Blade-ventilators aan bod, maar ook de uitdagingen waarvoor AMD fabrikanten stelde met verschillende gpu-packages, werden besproken. We hebben de kaarten, toevallig een exemplaar met de unbonded package en een kaart met de bonded package, aan een korte test kunnen onderwerpen. Wat precies het verschil is tussen beide, lees je op de volgende pagina.
De twee kaarten die Asus meenam, zijn productierijpe modellen, alleen aan het bios kan nog wat geschaafd worden, maar buiten dat zijn het dezelfde kaarten als die half september in de winkels liggen. Wie Asus een beetje kent, vermoedt waarschijnlijk al dat de drie Wing-Blade-ventilators betekenen dat het hier om de ROG Strix-kaarten gaat. Die hebben een groot koellichaam met de zogeheten MaxContact-technologie en een dubbel radiatorontwerp. De kaarten nemen twee en een half slot in beslag, en zijn voorzien van een backplate voor extra stevigheid en een extra metalen frame tussen pcb en koellichaam.
Het ontwerp van de ROG Strix Vega 64 is in essentie gelijk aan het ontwerp dat Asus voor de 1080 Ti-kaart gebruikt en dat is deels de reden waarom Asus, als een van de eerste zogeheten AIB's, in staat is een custom kaart op de markt te brengen. Daarbij helpt het dat een Vega-kaart niet bijster veel extra ontwerp vergt; er hoeven geen optimale afstanden tussen gpu en geheugen berekend te worden, omdat het geheugen al bij de gpu op dezelfde package zit. Je zou kunnen zeggen dat eigenlijk alleen de stroomvoorziening op de kaart aan Vega aangepast moest worden. Dankzij een flexibel vrm-ontwerp en voldoende informatie van AMD kon Asus dat goed voorbereiden.
/i/2001624879.jpeg?f=imagenormal)
De kaart nader bekeken
Behalve naar het uiterlijk van de Strix-kaart, dat zoals gezegd vrijwel identiek is aan eerdere Strix-ontwerpen voor Nvidia-kaarten, moeten we even onder de motorkap kijken. De kaart heeft drie ventilators, die bij lage belasting uitgeschakeld blijven, zodat de kaart passief gekoeld wordt. Dat kan onder meer dankzij het dubbele radiatorontwerp, dat veertig procent dikker is dan bij vorige generaties Strix-kaarten. Het contact met de gpu, in het geval van Vega de gpu en de twee hbm2-stacks, wordt gerealiseerd via een gepolijst koperen blok dat als een spiegel is afgewerkt. Dat zou betere warmteoverdracht mogelijk maken.
Daarbij liep Asus tegen een klein probleem aan. AMD heeft voor Vega, zoals bekend, voor hbm2-geheugen in plaats van gddr5(x)-geheugen gekozen. Dat maakt een brede geheugenbus mogelijk door de hbm2-stacks, oftewel de opeengestapelde geheugendies, via een interposer met de gpu te verbinden. De gpu en het geheugen maken via tsv's contact met de geleiders in de interposer en leveren zo korte verbindingen met hoge bandbreedte op. De interposer zit weer, compleet met geheugen en gpu, op een substraat geplakt dat via bga-verbindingen op het pcb van de videokaart wordt gesoldeerd. Het probleem zit in de afwerking van die complete package van hbm2-geheugen en gpu; voor die afwerking heeft AMD twee verschillende bedrijven ingezet, die ieder een net iets andere package afleveren. Beide bedrijven moeten de interposer op een substraat aanbrengen en het geheel voor verdere verwerking in videokaarten gereedmaken.
/i/2001624885.jpeg?f=imagenormal)
De ene package wordt de bonded package genoemd en heet zo omdat rondom de gpu en twee hbm-stapels een randje epoxy zit dat het kwetsbare silicium beschermt. Bovendien heeft het bedrijf dat voor deze versie verantwoordelijk is een klein laagje van de gpu afgepolijst, waardoor het hoogteverschil tussen het geheugen en de gpu verdwijnt. Vanuit de fabriek zijn de twee geheugenstapeltjes namelijk net iets lager dan de gpu. Aangezien een chip altijd omgekeerd op zijn substraat, of in dit geval de interposer, wordt geplaatst, zit bovenop gewoon silicium dat verder geen doel heeft. Dat kan dus voorzichtig weggeschaafd of gepolijst worden. De tweede fabrikant van de packages doet dit echter niet en laat dus het hoogteverschil tussen gpu en geheugen intact. Bovendien is de hele package net iets lager dan die van de andere fabrikant en zit het beschermende randje epoxy niet rondom de chips.
Asus kreeg van AMD niet te horen welke variant van de twee 'chips' het krijgt, aangezien ze hetzelfde onderdeelnummer hebben. Zo moet het met de assemblage van de kaarten, en natuurlijk vooral met het plaatsen van de koeler, rekening houden met twee verschillende packages: de een vlak en egaal, de ander met hoogteverschillen en oneffen. Asus zegt dit te hebben opgelost door een iets dikkere koelpasta in te zetten tussen de MaxContact-heatspreader en de gpu, die de hoogteverschillen kan overbruggen. Hetzelfde koelblok wordt dus gebruikt, maar bij de ene chip-package zit iets meer ruimte tussen koelblok en geheugen dan bij de andere en dat wordt met koelpasta opgevuld. Volgens Asus' tests zou dat niet leiden tot temperatuurverschillen of verschillende overklokresultaten. Voor eindgebruikers die zelf een koelblok willen monteren, is het wel iets om rekening mee te houden; de kans op beschadiging lijkt met de unbonded versie iets groter.
/i/2001624883.jpeg?f=imagenormal)
Ondanks verschillende packages wist Asus de Vega-gpu's iets hoger te klokken dan AMD dit bij zijn referentiekaarten doet. Dat is geen kwestie van simpelweg de maximale boostclock verhogen, want die wordt zelden gehaald, wist de r&d-afdeling te vertellen. In de referentiekaarten zou deze zogeheten dpm7-modus vrijwel nooit geactiveerd worden. Alleen als de powerlimit verhoogd wordt, kan die dpm7 gerealiseerd worden, anders blijft de gpu overwegend in dpm5-modus en soms in dmp6-modus steken. Door echter de dpm5- en dmp6-powerlimits te verhogen van respectievelijk 200 en 220W naar 240 en 260W, kunnen de hogere kloksnelheden langer aangehouden worden. Dat levert volgens Asus een gemiddelde kloksnelheid van 1458MHz tegen het refentiekaartgemiddelde van 1371MHz op, oftewel een winst van 6,3 procent.
De verbeterde koeling houdt de kaart aanzienlijk koeler dan de stockkoeler doet. Tijdens 3DMark Firestrike Extreme mat Asus een temperatuur van 78 graden voor zijn Strix-kaart en 85 graden voor de referentiekaart. Dat zou geen extra lawaai opleveren, want de Strix-kaart zou 29dB genereren, terwijl de stockkoeler 43dB produceert. Als we dat relateren aan onze eigen metingen, zouden we de Strix-kaart ergens laag in de veertig dB mogen verwachten. Onze benchmarks zullen dat uitwijzen.
Benchmarks
Asus kwam langs met de kaarten en vertrok na enkele uren weer, helaas mét de videokaarten. We hebben dus maar een paar benchmarks kunnen draaien en vergelijken die met de resultaten van AMD's referentieontwerp.
- Time Spy - graphics
- Fire Strike Ultra - graphics
In Time Spy was de 1080 de Vega 64 net te snel af, maar de Strix-versie verslaat beide nipt. In Fire Strike Ultra was de AMD-kaart al sneller dan Nvidia's tegenhanger en de Asus-kaart bouwt die voorsprong wat verder uit.
- Rise of the TR
- Hitman 2016
- Total War: Warhammer
- Dragon Age: Inquisition
In Rise of the Tomb Raider was de 1080 sneller dan Vega, maar Asus' hogere kloks draaiden de rollen om. In Hitman lukte dat net niet en ook in Dragon Age bleef Nvidia's voorsprong te groot. AMD's kaarten waren in Warhammer al sneller en ook nu bleek de Strix-kaart weer sneller dan AMD's referentiemodel.
- Opgenomen vermogen idle
- Opgenomen vermogen ingame
- Geluidsdruk idle
- Geluidsdruk load
De extra snelheid is, zoals we op de vorige pagina uitlegden, vooral te danken aan de hogere powerlimit die Asus instelt. Dat zien we in het idle-verbruik nog niet echt terug, maar onder belasting is de Strix-kaart nog hongeriger dan stock-Vega al was, en dat was anno 2017 een enorm energieslurpende gpu. Het verschil met Nvidia's zuinige 1080-kaart is bijna schokkend.
Waar Asus wel weer flink scoort, is de geluidsproductie. De stockkoeler van AMD is erg luid, dus beter scoren was niet zo lastig, maar de Strix is lekker stil onder belasting, ook vergeleken met de GTX 1080. Idle is het natuurlijk geen echte wedstrijd, aangezien de ventilators van de Strix-kaart pas bij 55 procent belasting aan het werk gaan.
Twee Strix-kaarten vergeleken
We hebben de twee Strix-kaarten, die we in de onderstaande grafiek Strix1 voor de molded-variant en Strix2 voor de unmolded versie noemen, aan een duurtest onderworpen. Daarbij hebben we dertig minuten lang 3DMarks Time Spy-test gedraaid en de temperaturen en gpu-kloksnelheid via Afterburner gelogd. De Strix-kaarten hebben we op het Asus' Performance-bios gedraaid, maar de Strix1-kaart hebben we ook op het alternatieve bios, het Quiet-bios, gedraaid. Ter vergelijking hebben we de Vega-kaart van AMD met standaardinstellingen aan dezelfde test onderworpen. We zetten eerst de kloksnelheden op een rijtje.
/i/2001624771.png?f=imagenormal)
We hebben de drie kloksnelheden waarop de kaarten draaien, tijdens de test genoteerd en geturfd. Dat levert de percentages in de bovenstaande grafiek op. We zien dat het ene sample van de Strix-kaarten, Strix1, iets langer op 1630MHz zit dan de Strix2. De kaart die we met het Quiet-bios hebben getest, haalt die topsnelheid veel minder vaak en schakelt zelfs regelmatig terug naar 1401MHz. De Vega referentiekaart zit nog vaker op 1401MHz en tikt de 1630MHz slechts in minder dan vijf procent van de tijd aan.

We zien een duidelijk verschil tussen de twee Strix-kaarten, maar nadere bestudering van de data wees uit dat de kaarten niet op gelijke temperaturen begonnen. Omdat de temperaturen in de laatste tien minuten in alle gevallen maximaal waren opgelopen, hebben we dezelfde grafiek nogmaals uitgedraaid, maar dan van de laatste tien minuten. Dat geeft, ditmaal dus zonder invloed van de begintemperatuur, hetzelfde beeld. De tweede Strix-kaart lijkt aanmerkelijk minder goed in staat de maximale snelheid te bereiken. Uiteraard is dit maar een beperkte test, aangezien we deze benchmark slechts eenmaal, en onder tijdsdruk, hebben gedraaid. Bovendien zijn dit niet de kaarten die in de winkel liggen, dus harde conclusies over welk type nu beter is, durven we niet te trekken.
/i/2001624877.png?f=imagenormal)
Voor de volledigheid geven we de temperatuurcurves nog. Omdat 1740 datapunten de duidelijkheid van de grafiek niet ten goede komt, hebben we alleen het temperatuursverloop van de eerste tien minuten van de duurtest getoond, met 15 seconde interval. Asus stelt zijn koeling zo in dat een maximale temperatuur van 78 graden gehaald mag worden. AMD's referentiekaart is op een iets lagere maximale temperatuur ingesteld. Wel valt op dat de AMD-kaart veel sneller naar een hoge temperatuur klimt dan de Asus-kaarten.
Voorlopige conclusie
Asus is de eerste fabrikant die een Vega-kaart met een custom design de deur uitkreeg en in ons testlab bracht, hoe kort we die kaart ook gehad hebben. Het blijkt wel dat er nog flink wat ruimte voor prestatieverbetering in de Vega-kaarten zit, zodat we kunnen verwachten dat ook andere kaarten van derden niet net onder, maar net boven de prestaties van Nvidia's GTX 1080 zullen zitten. Dat is uiteraard goed nieuws voor iedereen die meer geneigd is een kaart van het rode kamp te kopen.
En daar zit de moeilijkheid; kun je de kaarten wel kopen? Volgens Asus zal het onmogelijk de adviesprijzen van AMD kunnen aanhouden, simpelweg omdat het dan verlies op de kaarten zou maken. En een adviesprijs is maar een adviesprijs, want met de nieuwe driver is de Vega-generatie opeens een stuk interessanter voor cryptominers, wat de prijzen verder omhoog kan drijven.
Speculatie over prijzen en beschikbaarheid daargelaten heeft Vega in het algemeen, en met de Strix-kaart als eerste aib-kaart, een groter probleem. Dat geldt zeker voor miners, maar ook voor gewone eindgebruikers: het energiegebruik. Asus mag dan de prestaties hebben opgekrikt tot boven de stock-Vega-kaarten en boven de GTX 1080 dankzij een hogere powerlimiet, maar dat maakt de kaarten nog minder zuinig dan de stock-Vega-kaarten al waren. Als we puur het verbruik van de kaart meten, komen we op een tachtig procent hoger vermogen dan de GTX 1080. Dat is op je energierekening een paar euro, maar voor miners is het al snel een serieus probleem. Bovendien moet de voeding dat vermogen, ook in een gamesysteem, wel kunnen leveren en moet de geproduceerde warmte kunnen worden afgevoerd. Dat betekent wellicht meer ventilators in je behuizing en meer geluid. Met een vermogen van niet meer dan 200W zou AMD een zoveel interessantere kaart hebben dan nu het geval is.
Ten slotte hebben we gekeken of we verschillen konden opmerken tussen de twee kaarten die Asus had meegenomen, de een met de molded en de ander met de unmolded package. Op basis van de resultaten lijkt de kaart met molded package wat langer de hoogste kloksnelheden aan te kunnen houden dan de versie met unmolded package, maar of zich dat vertaalt in verschillen in de retailkaarten, is niet te zeggen. Gezien de tijd hebben we op de molded kaart de gamebenchmarks gedraaid en op de unmolded de geluidstest. Volgens Asus zijn de prestatieverschillen tussen de twee kaarten in games echter kleiner dan één procent. De door ons gemeten verschillen zouden niet door molded of unmolded packages komen, zo laat Asus in een reactie weten, maar dat variatie in lekstromen die niet met packages gecorrelleerd is wellicht een oorzaak is.