Análisis: Radeon RX 5700 XT de AMD

AMD está en una situación de segundón en el mercado de las tarjetas gráficas, pero es algo temporal. Solo necesita seguir evolucionando su recién arquitectura RDNA para empezar a plantar cara a Nvidia. Pero necesita evolucionarla especialmente rápido, porque siendo optimista está un par de años por detrás de Nvidia.

Sea como sea, lo realmente nuevo de AMD en los últimos dos años son las tarjetas gráficas serie 5700, que está compuesta por la RX 5700 XT que analizo en este artículo y la RX 5700. Lo primero en llegar fueron los modelos de referencia diseñados por AMD, pero sirve perfectamente para establecer la línea base de rendimiento de los chips gráficos de generación Navi que incluyen.

Siendo el modelo de referencia de AMD, la historia dice que esta tarjeta gráfica no será especialmente buena en terrenos como las temperaturas o el ruido, si bien la compañía indicó haberlo mejorado. En el caso de esta RX 5700 XT, ha incluido una cámara de vapor como hacía Nvidia en algunos de sus modelos de referencia hasta esta generación GeForce RTX.

Inspección visual

AMD presenta un diseño de referencia más interesante que los anteriores, aunque mantiene la refrigeración turbina con un ventilador en la parte derecha, de donde coge aire a través de diversos huecos, y lo expulsa todo por la parte trasera. Estos diseños son ideales para mini-PC o equipos en los que no se quiera que se recircule el aire caliente de la tarjeta gráfica al resto de componentes.

Tiene un tamaño de 270 mm × 110 mm × 40 mm, con una carcasa de plástico totalmente cerrada en color negro y su superficie está estriada en lugar de ser lisa con agujeros como en modelos anteriores. En la parte trasera incluye tres conectores DisplayPort 1.4 y un HDMI 2.0b, que es lo estándar hoy en día en los modelos de gama media-alta. El DVI-D en estos casos se queda para tarjetas de gama media o baja.

La compañía ha optado por una cámara de vapor para incluir en estos modelos, como el usado en la Xbox One X o ciertos modelos de referencia de Nvidia. Esto quiere decir que en el interior del disipador se encuentra una pequeña cantidad de agua purificada, que en el proceso de evaporación mueve el calor hacia la parte superior, momento en el cual intercambia el calor, se condensa y vuelve a caer. Por tanto utiliza el mismo principio de los caloductos de alternancia entre estado líquido y gaseoso, pero de una forma bastante más eficiente.

La placa trasera de refuerzo en color negro tiene adornos en rojo como la palabra Radeon. Y no hay mucho más que destacar sobre el diseño de referencia de AMD, salvo por el hecho de que las letras del lateral se iluminan en color rojo. En general el diseño me gusta, si bien puede ser insuficiente para los chips que suele desarrollar la compañía, que suelen llegar al límite en lo que a consumo, ruido, frecuencias y temperaturas se refiere.

Arquitectura RDNA

AMD se ha tomado cierto tiempo en rehacer su arquitectura gráfica, cambiándola poco en apariencia, pero al ir a la letra pequeña se ha mejorado notablemente. Desde 2010 la compañía venía usando la arquitectura Graphics Core Next que estaba desarrollada pensando en optimizar la ejecución paralela de cargas de trabajo. Ese acercamiento era ideal para computación, que es un sector que ha aumentado enormemente su popularidad desde hace solo unos pocos años, pero perjudicaba al rendimiento en juegos.

La compañía ha optado por llamar a esta nueva arquitectura RDNA —No especifica un significado por ninguna parte, pero deja entrever que es Radeon deoxyribonucleic acid, en una analogía biológica— y orientarla a juegos. Más vale tarde que nunca. Para ello han rehecho el funcionamiento de los bloques funcionales con especial atención en las unidades de cómputo, que ahora están agrupadas de dos en dos y por tanto son las unidades de cómputo duales.

Su principal ventaja es que pasan a poder ejecutar frentes de ondas —en la terminología de AMD en una analogía con los frentes de onda de la física— en un modo de 32 ondas —ítems de trabajo— simultáneas denominado wave32 en lugar de exclusivamente en el modo wave64. Este último modo de ejecución de la arquitectura GCN podía perjudicar, y perjudicaba, el rendimiento cuando no había suficiente carga de trabajo, y por el fuerte paralelismo de la arquitectura se podía dar con bastante frecuencia.

El modo wave32 permite aprovechar mucho mejor las unidades de cómputo duales y reduce sustancialmente la ejecución de los frentes de onda de 32 ítems de trabajo, y AMD habla de hasta un 44 % menos.

El punto de entrada a la unidad de procesamiento gráfico (GPU) sigue siendo el procesador de instrucciones gráficas y el sistema de entrada/salida que ahora es compatible con conexiones PCIe 4.0 que doblan el ancho de banda con un procesador compatible respecto a PCIe 3.0. En la práctica las tarjetas gráficas de consumo actuales no tienen utilidad para esta conexión porque PCIe 3.0 no las limita, y en la mayoría de los casos tampoco PCIe 2.0.

También se mantiene la estructura de instrucciones básicas a ejecutar desde la API que aportan los controladores gráficos para los chips gráficos Navi que usan la arquitectura RDNA. Aunque en esta ocasión AMD ha rehecho el planificador de ejecución de cargas o tunelizador de computación asíncrona en la jerga de la compañía. Junto a cambios en la forma en que internamente ejecuta las instrucciones gráficas que le llegan a través del controlador y de las cachés, todo está orientado a optimizar la ejecución de primitivas en los sombreadores de las unidades de cómputo duales.

Y lo consigue con respecto a la GCN, aunque AMD tiene todavía mucho camino por recorrer para alcanzar Nvidia en lo que a eficiencia energética se refiere. AMD indica que se mejora un 50 % el rendimiento logrado por vatio de consumo en una superficie del chip Navi que algo menos de la mitad que el chip Vega 10.

Esta arquitectura introduce otras características gráficas adicionales. Una de ellas es FidelityFX, que permite aumentar la nitidez de los fotogramas y su detalle general sin casi impacto en el rendimiento gráfico. También añade True Audio Next para mejorar la generación de sonido teniendo en cuenta la ubicación física de los objetos y posibles rebotes. Añade nuevos códecs de vídeo al motor de vídeo para codificar y decodificar hasta a una resolución de 8K con alto rango dinámico (HDR) a 24 f/s.

Entrando ya en detalles más físicos del chip Navi 10, incluye veinte unidades de cómputo duales repartidas en dos motores de sombreado de dos módulos de cinco unidades de cómputo duales cada una, lo que da un total de cuarenta unidades de cómputo totales. Con la inclusión de 8 GB de memoria GDDR6 a 14 GHz, quizás la mayor mejora de esta generación, cuenta con un ancho de banda de 448 GB/s.

Internamente dispone de 2560 procesadores de flujos de datos —comúnmente llamados sobreadores, aunque hace mucho que dejaron de ser meros ejecutores de instrucciones de detección de niveles de iluminación de píxeles—, con 64 unidades de renderizado y 160 unidades de texturas. La frecuencia base de la GPU es de 1605 MHz, con un reloj de juegos de 1755 MHz que siempre debería supera la GPU jugando, y un turbo de 1905 MHz al que intentará llegar si la temperatura, consumo y refrigeración de la GPU lo permiten en un momento dado.

El chip Navi está fabricado por TSMC con un proceso de 7 nm, por lo que una buena parte de la mejora procede de este proceso de producción frente a los 14 nm de los chips Vega. La mayor pega que le puede poner la gente a esta arquitectura es la falta de unidades de cómputo para trazado de rayos, que es la tecnología que ya se comenta que en cinco años será indispensable en las tarjetas gráficas para jugar, y probablemente según cómo está evolucionando la tecnología puede ser incluso en algo menos. AMD ha prometido que la segunda versión de la arquitectura RDNA incluirá estas unidades de trazado de rayos, pero para eso habrá que esperar a 2020.

Con un consumo de solo 225 W, la compañía ha mejorado más que sustancialmente en este apartado y por tanto ya tiene poco que envidiarle a la competencia. Esto tendrá un impacto muy positivo en las temperaturas y ruido del chip, aunque bien es cierto que AMD siempre lleva al mercado productos cuyas frecuencias están al límite de lo que pueden soportar los chips y eso se suele traducir en que sus GPU tienen poco margen de subida.

Metodología de análisis de rendimiento gráfico

Las pruebas de rendimiento las realizo seleccionando los preajustes ultra siempre que es posible y si dan la opción. En cuanto al suavizado, no lo pongo más allá de FXAA siempre que se indique claramente el nombre del suavizado usado en los ajustes para así poder compararlo bien con la resolución QHD y 4K, en la que esta última en un monitor estándar de 27 pulgadas sirve de poco o nada activar el suavizado de bordes. También al poner un suavizado de mayor o menor la mejora en calidad visual dependerá del tamaño del monitor y la distancia de uso, y puede haber diferencias a la hora de aplicar uno u otro en función de la arquitectura de la tarjeta gráfica.

También desactivo las características específicas de tarjetas de cada marca, como la oclusión ambiental HBAO+ de Nvidia o el PureHair de AMD, por el posible impacto negativo que tengan en las tarjetas de la marca contraria. Las pruebas se han realizado con los controladores GeForce 431.60 instalados y con los Radeon Software 19.8.3.

Los valores se recogen de los archivos de tiempo de fotograma que generan los propios juegos, como es el caso de The Division, o mediante OCAT, una aplicación de AMD que integra la biblioteca PresentMon desarrollada por un destacado empleado de Intel. Esta biblioteca se engancha directamente a la biblioteca gráfica que se esté usando —DX11, DX12 o Vulkan, entre otras—, dando medidas muy precisas de los tiempos de fotograma. Analizando los datos del archivo generado mediante un script se puede obtener la tasa de fotogramas, y también estudiar sus resultados en distintas gráficas pasándolos a una hoja de cálculo si así se quisiera.

Los valores se toman al menos dos veces por juego, y se cierran todas las aplicaciones y procesos no imprescindibles mientras se ejecutan para asegurar que no hay nada consumiendo tiempo de CPU en segundo plano. También se desactivan las interfaces de Steam, UPlay y Origin para evitar conflictos. Además de mostrar la tasa media de fotogramas, incluyo el percentil 99, que es el mínimo de FPS por encima del cual se pasa el 99 % del tiempo el juego. Generalmente, si baja de 30 FPS el percentil 99 se puede considerar como que la experiencia de juego no será totalmente fluida.

Equipo de prueba

Para las pruebas he escogido varios modelos de procesadores de cuatro y seis núcleos físicos para comprobar si el procesador llega a limitar a las tarjetas gráficas, y cuánta es esta limitación. Los equipos usados incluyen:

• Ryzen 5 3600, placa base B350, 16 GB de memoria a 3200 MHz CL 16.
• Core i5-8400, placa base Z370, 16 GB de memoria a 3200 MHz CL 16.
• Core i7-8700K, placa base Z370, 16 GB de memoria a 3200 MHz CL 16.

Por tanto, se está comparando dos PC de gama media con procesador Intel y AMD con uno de gama alta con procesador de Intel.

Shadow of the Tomb Raider

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU DX11

Comparativa por GPU DX12

Hitman

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU DX11

Comparativa por GPU DX12

Total War: Warhammer

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU DX11

Comparativa por GPU DX12

Deus Ex: Mankind Divided

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU DX11

Comparativa por GPU DX12

The Division 2

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU DX11

Comparativa por GPU DX12

Gears of War 4

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

Forza Horizon 4

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

The Witcher 3

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

For Honor

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

Ghost Recon Wildlands

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

Warhammer 40 000: Dawn of War III

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

Assassin's Creed Origins

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

Far Cry 5

Comparativa por procesador

Comparativa por GPU

Temperaturas, ruido y overclocking

La edición de referencia de la Radeon RX 5700 XT es una mejora respecto a los diseños anteriormente utilizados por la compañía, pero todavía tiene mucho margen de mejora. No es el mejor modelo, y de hecho cualquier personalizada proporcionará mejores temperaturas y ruido, pero no es realmente mala.

Temperaturas y ruido

En el terreno de la temperatura, en carga completa y con el lugar de pruebas a unos 30 ºC, la tarjeta gráfica alcanza los 82-84 ºC, según el momento, mientras se está jugando. Queda claro que el diseño de turbina de la tarjeta con la cámara de vapor no es el más adecuado. Resulta más curiosa la temperatura de las memoria GDDR6, que en carga se sitúan entre los 100 ºC y los 105 ºC, sin margen para subida adicional.

En cuanto al ruido, en carga total los ventiladores se mueven a unas 2100 RPM según el momento, con un ruido que se sitúa sobre los 39-42 dBA, por lo que no va a pasar desapercibida en cualquier equipo. Pero es bastante mejor que el ruido producido por otros modelos de referencia anteriores de AMD. Personalmente no me molesta del todo, pese a que el ruido estará presente, sin llegar a ser molesto.

En reposo la situación es bastante normal. El ventilador funciona a bajas revoluciones y no se la escucha, con la temperatura alcanzando sobre los 40 ºC. Mientras tanto, en ciertas situaciones de carga completa durante mucho tiempo sí puede hacer que la temperatura de la unidad gráfica alcance los 100-105 ºC, y si se tiene una caja con una ventilación poco adecuada podría hasta llegar a los 110 ºC máximos según AMD.

Overclocking

La versión de referencia de AMD de la RX 5700 XT es un modelo que no aguanta bien la subida de la unidad gráfica y tampoco de la memoria como se verá a continuación. Debido a cómo funciona la frecuencia turbo, que se pueda subir una cierta cantidad no significa que en los juegos se vaya a alcanzar.

En este caso he optado por dejar a Radeon Wattman que elija los valores de subida adicional ya que manualmente no he tenido mucha fortuna de hacerlo sin que empezaran a aparecer artefactos por pantalla. Por ejemplo, subir más de 400-500 MHz la memoria empezaba a dar problemas tras dos o tres minutos de ejecutar una prueba de rendimiento, y la gráfica de voltaje y frecuencia no he tenido tampoco mucha suerte ajustándola más allá de 100 MHz más. Automáticamente da unos valores de subida suficientes para probarlo.

The Division 2 es un juego poco dependiente de la potencia del procesador, y por tanto no va a haber limitaciones de ningún tipo al probar el overclocking de la RX 5700 XT con este juego. La prueba de rendimiento integrada es bastante estable en cuanto a los resultados de una pasada a otra, por lo que me gusta utilizarla para tomar mediciones de la subida de frecuencias realizada.

En estas pruebas suelo tener la tarjeta gráfica siempre calentita tras dejarla funcionando durante varias horas para comprobar mejor los límites de la subida, ya que el calor o uso muy prolongado de la tarjeta gráfica al hacer overclocking es la única forma de ver si la subida es estable o no. Por eso el valor normal de rendimiento es distinto del indicado en el análisis bajo el epígrafe The Division.

La subida adicional que se puede conseguir en este juego es de en torno al 6 % en este juego usando el ajuste automático de Radeon Wattman, y en otros juegos puede ser un poco más o algo menos, en torno al 5 %, por lo que no es que el overclocking vaya a ser algo realmente interesante en esta tarjeta gráfica. La frecuencia turbo alcanzada se sitúa en los 1970 MHz como mucho, mientras que sin la subida adicional el turbo alcanza unos 1850 MHz. Por tanto, la subida adicional real en The Division 2 se sitúa sobre unos +120 MHz.

Aun así, un 5 % o 6 % más va a acerca los resultados de esta tarjeta gráfica aún más a los de la RTX 2070 Super, por lo que si bien en el modelo de referencia no sea tan interesante por otros aspectos, en un modelo personalizado puede ser interesante hacer esta subida.

En cuanto a este modelo de referencia, la subida adicional se consigue a costa de temperaturas y ruido. Este último alcanza los 46.5 dB funcionando el ventilador a unas 2600 RPM, mientras que la temperatura de un unión (T_j) de la GPU alcanza los 108 ºC, por lo que no hay limitación térmica al no alcanzar los 110 ºC máximos indicados por AMD para esta tarjeta gráfica. El valor de temperatura normal medido como una media de los sensores de la GPU se sitúa sobre los 88-90 ºC.

Consumo

El consumo medio del equipo de pruebas jugando es de unos 260 W, e incluso en carga máxima con Furmark arroja unos buenos resultados con un consumo total del equipo de unos 278 W. Con la subida adicional que se puede conseguir, el consumo no aumenta mucho más, yéndose hacia los 285-290 W. Teniendo en cuenta que es una tarjeta gráfica con más potencia que la RX Vega 64, la mejora de consumo que ha conseguido AMD en esta generación es más que notable —unos 75 W menos—.

Conclusión

Esta Radeon RX 5700 XT es una tarjeta gráfica que por la unidad gráfica que integra es muy potente. Se puede ver en los resultados que ciertamente se comporta la mayor parte de las veces por encima de la RTX 2060 Super y otras incluso alcanza a la RTX 2080, por lo que la arquitectura RDNA y la fabricación a 7 nm son combinaciones de éxito para AMD.

La mayor pega que tienen las arquitecturas de AMD es que siempre llegan casi al límite, y lo peor de esta tarjeta gráfica es que no se puede exprimir mucho más sin recurrir a soluciones de refrigeración líquida que pueden suponer un desembolso de otros 200 o 300 euros, lo que ya lo pone en el ámbito de la propia RTX 2080 Super y por tanto no hay razón lógica para hacerlo. Una mejora de 5 % para subir este modelo de referencia llevando las temperaturas al límite no parece razonable.

Mirando el precio, 429 euros por el modelo de referencia, lo cierto es que aporta un gran valor respecto a la RTX 2060 Super. Eso sin tener en cuenta las unidades de trazado de rayos que incluye, aunque no tengan mucha utilidad ahora mismo, pero todo se andará. Por eso desde un punto de vista que busque lo óptimo de cara al futuro puede que no atraiga tanto al comprador.

AMD tendría que haber ajustado un poco más a la baja a esta tarjeta gráfica, porque los mejores modelos personalizados entran en el territorio de precio de las RTX 2070 Super, y por tanto no parecen una buena compra. Sin embargo, los modelos más económicos andan sobre 450 euros, que es razonable y no es mala competencia de las RTX 2060 Super, pero estas se pueden encontrar ya incluso por 400 euros.

Por tanto, la tarjeta gráfica en sí está bastante bien de potencia, pero flaquea en precio, por mucho que en ciertos juegos se pueda comportar cerca de una RTX 2070 Super, sobre todo a 1080p. En resoluciones QHD y UHD la diferencia es creciente y por tanto es una compra menos interesante, y a estos niveles de potencia muchos la querrán para QHD o incluso 4K en juegos de deportes electrónicos, donde una RTX 2060 Super barata les dará un rendimiento similar pero a menor precio.

La conclusión que se puede sacar es que hay que esperar a que lleguen más modelos personalizados en cantidad suficiente, porque ahora mismo solo hay un puñado de modelos y en general con un precio no demasiado interesante. Teniendo en cuenta que se presentó hace dos meses, que no estén ampliamente disponibles y con bastante variedad los modelos personalizados demuestra que una vez más AMD tiene problemas de producción de estos chips, y a la postre será lo que evitará que baje su precio.

Como cierre del análisis, sobre el modelo de referencia lo que puedo decir es que es mejor alejarse de él. Incluso un modelo personalizado que cuesta 50 euros más que los 400 euros del modelo de referencia más barato —el de Sapphire— será una compra mucho mejor. Aun así, el de referencia no es terriblemente malo, pero hará bastante ruido y las temperaturas de la unidad gráfica y memorias serán bastante altas.