原创能耗比黑科技？最强ITX—AMD R9 Fury nano首测

虽然在此前的测试中，AMD R9 Fury X的性能表现相当不稳定，可能对大多数AFans来说，Fury X的表现没能达到他们的预期。不过，AMD发布的另一款基于Fiji核心的产品——R9 Fury nano，单看其TDP功耗在Fury X的基础上降低了100W这一点，就足够让所有AFans为之兴奋。这一次，AMD似乎准备在能耗比上逆袭NVIDIA的Maxwell了！实际情况如何？谜底马上为你揭晓……

完整Fiji，单8Pin！

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对比参数表可以发现，Fury nano相对Fury X仅是核心最高频率降低了50MHz，其他诸如显存规格、光栅、纹理单元等在内的所有重要参数均完全一致，也就是说Fury nano使用了完整的Fiji显示核心。在理论计算性能上Fury nano和Fury X的差距只来自频率的差异，Fury X理论计算能力达到8.6TFLOPs，Fury nano也高达8.19TFLOPs，远超过Fury的7.16TFLOPs。显存带宽则保持了HBM系统的优势，和Fury、FuryX一样达到了512GB/s。在此基础上，Fury nano却大幅降低了能耗，TDP仅175W，外接供电也由FuryX的双8Pin削减至了单8Pin。

R9 Fury nano使用了规格完整的Fiji显示核心，同Fury X一样的并行架构，拥有64组CU并行运算单元，据说在DirectX12下将有非常出色的并行运算效率。

至于Fiji核心的架构，《微型计算机》曾在今年7月下评测R9 Fury X的时候已经有过比较详细的介绍。因此今天只把两个需要特别注意的重点再做一次梳理，以助大家更好地理解该架构的特性，尤其是有关DirectX 12的相关架构设计。

1ACE(Asynchronous Compute Engine)异步计算单元

ACE异步计算机制是DX12的一个重要底层改变。是否支持ACE异步着色，也可以看作是衡量一张显卡是否能良好支持DX12 API的重要指标。ACE机制允许将复杂的串行渲染负载分解为多个可以并行执行的简单负载，使得工作的并行度更高，减少GPU内处理单元的闲置率。借此能在同硬件平台下，挖掘出更强的硬件性能，为玩家提供更高级的画面特效。而且这种任务分拆机制，还非常适合虚拟现实渲染时的多重渲染应用环境。而一款显卡中拥有的ACE处理单元越多，越利于大任务拆分，越利于并行运算。Fiji核心就拥有8个硬件ACE处理模块。

在DX12时代不得不提的ACE异步计算单元，其实早在Hawaii上，AMD就给出了慷慨的8单元配置，Fiji保留了8单元配置，比初代GCN1.0的2单元提高了4倍。

2HBM高带宽优势助力并发计算

HBM(High Bandwidth Memory，高带宽显存)拥有高达4096bit的显存位宽，而仅4GB的总容量也让不少玩家不爽，总让人觉得在高分辨率下，它的显存系统会不够用。不过，就当前游戏普遍还在使用1080p的贴图精度情况来看，Fury系列很少会在当前游戏的4K超高清分辨率下遇到爆显存危机。在我们测试Fury X时，已经证明了这一点，其在4K超高清分辨率下的表现相对低分辨率甚至更好，能扳回低分辨率时的颓势，部分游戏还反超了对手的旗舰显卡。使用同样的Fiji核心，基于相同的GCN2.0架构，Fury nano的显存容量显然也不太需要玩家担心，反而应该期待它在高分辨率下的表现。倘若真的遇到会让Fury nano爆显存的超高分辨率、高特效设定，那也多半不是单张显卡就能胜任的图形处理需求了。

HBM的封装形式主要是为了大幅提高带宽，同时也因此大幅降低了核心加显存的PCB面积占用量。

需要强调的是，HBM不再被安放在PCB上，而是和GPU焊接在同一块硅基板上，不仅赋予了Fury系列显卡更节省PCB空间的优势。而且HBM直接通过硅基中阶层和GPU连接就好比内部缓存一样，延迟和功耗相对GDDR5系统都更低。赋予了Fiji架构更高效的并行数据吞吐能力，对大量异步计算需要高并行数据存取需求的DX12应用来说，无疑又是一剂强心针。

让对手“羡慕嫉妒恨”的15cm身材

对于一部分追求极致小体积的mini PC用户来说，如何能在尽可能小的体积内，搭建出性能尽可能强的PC是他们永恒不变的研究课题。小体积、高性能反差越强烈的产品，越能获得他们的芳心。就这个角度来说，得益于HBM显存的使用，Fury nano的PCB长度仅15cm，且因转而使用风冷散热，卸下了安装水冷排的包袱，可以随意进入各种mini机箱。

和标准的mini ITX显卡对比，Fury nano还要娇小，这是HBM赋予它的优势，首次让旗舰级的显卡具备了进入最小游戏PC的潜力。

R9 Fury nano比R9 Fury X还要短小，且没有累赘的水冷散热排，安装更加方便。

pan>的潜力。

公版R9 Fury nano使用了4+2相供电系统。贴片式电感、集成控制IC的MOSFET用料看上去非常奢侈。

正面背面都大量采用的贴片电容、电感，不仅是为了提高料件品质，也是为了让显卡的元器件水平高度跟显示核心相当，为实现一体式覆盖的散热创造条件。

公版风冷设计得相当用心

相比R9 Fury X采用的水冷散热，Fury nano改用了风冷散热。无论怎么看，要在不足15cm长度的空间上设计出压制Fiji核心的风冷散热器都是个不小的挑战。为此，AMD祭出了均热板加独立热管模块加焊接洞状鳍片的组合，就风冷散热来说，这完全就是在秀工艺。总之，我们在公版Fury nano上看到了一款设计非常精巧的全覆盖吸热底座系统，用料和做工都堪称风冷系统中的顶级。

R9 Fury nano的小身材上设计了两个独立的散热鳍片模块，供电部分带IC控芯片的MOS管有单独的散热鳍片。

散热鳍片的吸热底座为均热板材质，使用了相对少见的全覆盖设计，且额外用两根扁平热管兼顾边缘区域。

毫无疑问，实际游戏性能永远是玩家关心显卡的第一要素。我们的测试遵循以性能为基础，综合考量显卡功耗、温度、噪音等表现。而得益于《奇点灰烬Benchmark》的公布，我们还在显卡测试中加入了DX12项目。

测试看点

1、R9 Fury nano真的能在性能上逼近R9 Fury X？

2、R9 Fury nano的功耗是不是真的比R9 Fury X低上100W？

3、风冷散热设计真的能满足Fiji核心的需求吗，满载温度和噪音会不会让人难以接受？

4、Fiji和Maxwell架构究竟谁对DX12的支持力度更好？

性能：“up to”1000MHz！动态频率拖累整体表现

单从规格参数表看，都会有Fury nano性能介于Fury X与Fury之间的主观揣测。但实际测试结果却显得更加复杂，接下来让我们具体问题具体分析……

vs R9 Fury X，差距不小

Fury nano在规格表上，仅比Fury X低50MHz核心频率而已，频率差距幅度仅5%。就算Fiji显卡性能与频率能成线性正比关系，Fury nano顶多也只会比Fury X低5%左右的性能。但测试结果却与此大相径庭，Fury nano的性能无论是在3DMark等理论测试软件中，还是实际的游戏帧数对比中，都明显落后Fury X，落后幅度多数情况下都超过了10%。在多数测试中，Fury nano的表现甚至还不及阉割了512个流处理器的Fury。这是怎么回事？

R9 Fury nano理论性能测试对比一览

R9 Fury nano 3DMark得分/功耗成绩对比一览

其实这都是动态频率惹出来的麻烦。我们用软件在游戏后台实时监控了核心频率的变化，在绝大多数时间里，Fury nano的核心频率都没有超过850MHz，基本在780MHz～830MHz之间变化。与之对比，Fury X很多时候都以1000Mhz左右的频率在工作。为了帮助读者们更准确、深入地了解和评价动态频率，我们有必要向大家介绍一下AMD核心频率控制机制的基本原理。说简单点，就是显卡会根据实时负载中核心耗电和发热量水平，来动态调整频率，以免显卡超过预先设定的TDP或者出现供电不足。这里有两个重要参数值得注意，一个是TDP一个是供电。

Fury nano的一大特色就是TDP比Fury X低100W，风冷散热替代了水冷。另一大特色就是外接供电由Fury X的双8Pin改为了单8Pin。很显然，TDP的变化让Fury nano对核心发热量的控制更加敏感。因为设计得再精巧的风冷散热器，也没有办法像水冷系统一样为显卡提供极高的TDP冗余度，只能从降低TDP发热的角度去弥补。而后者则是将显卡的最大供电能力从375W，大幅下调到了 225W的水平。这150W的供电差距决定了Fury nano没有办法同时喂饱处于高频、持续高强度运行的核心和显存，必须要有所取舍，降低核心频率无疑能大幅降低功耗开支。综上两点，Fury nano完全不具备持续高频稳定运行的条件，得到这样的测试结果也就在情理之中了。而AMD宣称中的高达(“up to”)1000MHz，也许只有在温度情况良好的环境中，偶尔能达到吧。

vs GTX 980，低分辨率水土不服

Fury nano的定位是顶级mini游戏PC，我们对比测试选择了NVIDIA GTX 980Ti和GTX 980，售价上Fur y nano介于这两者之间，且与GTX 980在供电和TDP需求上与之类似。测试结果比较有意思，1080p、2560×1440和4K，三个分辨率设定，获得了三个截然不同的结果。Fury nano完全沿袭了Fury X的特性，低分辨率表现相对糟糕，高分辨率开始反击。

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1080p分辨率下，除了理论测试力压GTX 980外，实际游戏平均帧对比中Fury nano基本全面落败，但落后幅度平均没有超过5%。分辨率提升到2560×1440后，游戏平均帧基本和GTX 980持平。等分辨率提高到4K，Furynano则开始全面逆袭，开始大幅度领先GTX 980，平均帧甚至逼近更高一级的GTX 980Ti。在多款游戏的4K分辨率测试中，Fury nano相比GTX 980的领先幅度都超过了20%，比3DMark等理论测试软件中的领先幅度都还高。

能耗比：超越Maxwell的新高度！

借助动态频率调整机制，Fury nano虽在绝对性能上不及我们预期，但却成功降低了核心耗电量和发热量。在同平台拷机测试中，它的能耗比Fury X低了120W左右，实际游戏能耗低大约60W。对比对手供电需求相当的GTX 980，Fury nano的实际游戏功耗与之相当，拷机功耗则略低。相比Fury X，Fury nano确实在能耗比上获得再一次提升，不是比肩而是超越了同功耗水平的Maxwell架构显卡。只不过体积过小的单风扇风冷散热系统太难做到完美，通常都只能在散热性能和噪音控制中偏重其一。在Fury nano上，AMD毫无疑问选择了散热性能。满载是核心依旧只有75℃，缺点自然是满载时，Fury nano散热风扇转速有点高，噪音比较明显。

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Fury nano的定位是mini游戏PC，在相对狭小、散热流动性较差的mini PC环境中，低能耗比和低发热量往往比绝对性能显得更重要，是长时间稳定运行的基础。就此说，AMD在Fury nano上牺牲性能换能耗的做法其实是非常符合定位需求的，只是过高的up to频率参数诱导了玩家过高的性能预期。

DX12首秀：GCN架构显然更具预见性

《奇点灰烬Benchmark》的出现，让我们有机会首次体验DX12游戏的魅力。在以往DX11的游戏中，遇到大量单位同时出现的游戏场景时，难免出现动作、运行轨迹和角度的重复性，也就是简化计算资源，一资源多用的典型。而在《奇点灰烬Benchmark》中，仔细观察会发现，在多单位同时出镜的场景中，每个单位的动作、轨迹会显得更加个性，重复性大幅降低；同屏烟雾、火焰效果变得相当丰富，层次感大幅提升。而且DX12更接近底层设计的优势，让硬件的潜力被充分挖掘，让以往的一些不可能变得有可能实现。这其中，ACE异步计算无疑是尤为值得一提的功臣，也是DX12整体效率更高的一个重要原因。

DX11下顺序执行方式(上图)，很多时候都让计算资源处于闲置状态，以等待前续处理的完成，明显比DX12的并行任务方式(下图)慢得多。

《奇点灰烬Benchmark》测试场景之一，同屏单位相当多，且重复性极低、特效更丰富。

在DX11和DX12两个模式下，我们还分别测试了各款显卡在《奇点灰烬Benchmark》中的表现。结果比较让人意外，AMD基于Fij i核心的三款显卡都能在DX12中获得大幅提升，平均帧率相对DX11模式提高了20%甚至更多。而NVIDIA基于Maxwell的GTX 980Ti和GTX980的情况恰恰相反，DX12下的表现相比DX11模式不升反降。GTX 980在DX12模式中被拉开了高达50%的性能差距。GTX 980Ti也只能与Fury X握手言和，以小幅优势胜过Fury nano。这足以证明Fiji内含8个独立ACE硬件处理模块的实用性，显著提高了AMD GCN架构在DX12时代的运行效率，充分挖掘出了计算资源占优，但计算资源利用效率一向偏低的GCN架构显卡的潜力。可以预见包含R9 390系列和R9 290系列在内的搭配了多达8个ACE硬件处理模块的显卡，都将因DX12的异步计算机制而受益。

R9 Fury nano《奇点灰烬Benchmark》性能测试成绩对比一览表

与之相比，NVIDIA显卡的糟糕表现不得不让我们怀疑Maxwell架构压根就没有设计独立的ACE硬件处理模块。这里必须提到一个小插曲，考虑到《奇点灰烬》的开发商Oxide多年来一直都是AMD的合作伙伴，从Mantle问世时就在合作。所以难免会有人怀疑这个基准测试的公正性，一如之前NVIDIA在Gameworks游戏中被人怀疑的那样。所以开发商Oxide也不得不作出公开回应，并指出了NVIDIA显卡在游戏中表现不佳是因为不能完善支持ACE异步运算，这也侧面印证了我们的猜疑。

小编有话说

最强mini卡，没有之一！

测试到此告一段落，继R9 Fury X之后，R9 Fury nano的性能表现可能再次不及玩家们的预期，但是能耗比表现却再创新高。抛开它使用了旗舰显示核心的立场，仅将它定位到mini ITX领域的话，那么它无疑很好地完成了AMD交给它的任务，可谓当前全球最强的mini显卡，没有之一。另外，得益于Fiji架构对ACE异步计算机制的纯硬件支持，R9 Fury nano在未来DX12游戏中的表现自然更加值得玩家们期待。就当前NVIDIA还没能完全适应DX12节奏，没有吃透ACE机制的情况看，基于GCN架构的AMD显卡无疑赢得了先机。