Radeon VII, análisis: la arquitectura GCN nos dice adiós a lo grande

El anuncio de la Radeon VII generó una fuerte expectación y es perfectamente comprensible, ya que AMD la presentó como una tarjeta gráfica de gama alta que no solo prometía ser capaz de competir con la GeForce RTX 2080 de NVIDIA, sino que además iba a lograr superarla.

Las dudas que surgieron alrededor de dicha tarjeta gráfica fueron muy marcadas, y es comprensible, ya que daba el salto al revolucionario proceso de 7 nm pero mantenía la arquitectura GCN, un «clásico» que AMD ha utilizado en sus tarjetas gráficas desde la serie Radeon HD 7000 y que ha formado parte del corazón de las consolas de la presente generación.

Muchos dicen que GCN es una arquitectura que ha quedado obsoleta, y lo cierto es que en sentido estricto así es, ya que a nivel de silicio ya no permite mejorar los motores de sombreado ni los motores de geometría, lo que significa que es imposible aumentar el conteo de shaders y el número de ROPs. Sin embargo, los constantes ajustes que ha realizado AMD y el uso de memoria de alto ancho de banda le ha permitido exprimirla al máximo y mantenerla como una arquitectura competitiva tanto en la gama baja como en la gama media y media-alta.

No tenemos que irnos muy lejos para ver esa realidad, las Radeon RX 570 y Radeon RX 580 siguen rindiendo de maravilla, y las Radeon RX Vega 56 y Radeon RX Vega 64 están envejeciendo como el buen vino, aumentando su rendimiento de forma notable y llegando a superar incluso, en ciertos juegos, a soluciones de NVIDIA que son más potentes.

Esto tiene una explicación muy sencilla que podemos entender a la perfección sin tener que entrar en complicaciones técnicas. La arquitectura GCN en todas sus generaciones ha sido una apuesta clara por los últimos avances del sector, basta recordar, por ejemplo, lo bien que rendían las Radeon HD 7000 con juegos como DOOM 2016 bajo Vulkan y cómo éstas y las Radeon R7 y R9 superaban de sobra a las GTX 600 y GTX 700, sus rivales directos a nivel generacional.

Desde sus inicios la arquitectura GCN ha venido acompañada de motores de computación asíncrona que han permitido hacer un aprovechamiento óptimo de APIs como Vulkan y DirectX 12, una «incómoda» realidad para NVIDIA que por desgracia no tuvo el impacto esperado, debido a la longevidad de DirectX 11 y a la pasividad de los desarrolladores a la hora de adoptar ambas soluciones.

Esto explica, además, por qué en sus primeras etapas las tarjetas gráficas AMD serie HD 7000, R7-R9 y RX 400 y 500, tuvieron un rendimiento que no siempre llegó a cumplir las expectativas generadas, pero con el paso del tiempo han logrado superar sus medias de rendimiento y todavía hoy se mantienen, en la mayoría de los casos, como soluciones muy capaces.

Especial mención merecen, como anticipamos, las RX 470-RX 570, las RX 480-RX 580 y las Radeon RX Vega 56 y Radeon RX Vega 64, que han aumentado su rendimiento gradualmente y han conseguido superar en muchos casos a las GTX 1070 y GTX 1080, dos tarjetas gráficas que fueron, respectivamente, sus rivales directos.

Radeon VII: afinando las cuerdas para un último concierto

La Radeon VII representa la última evolución de la arquitectura GCN, y se perfila como una despedida a lo grande de una de las generaciones tecnológicas más longevas y más exitosas del sector. Con ella AMD ha dado el salto al proceso de 7 nm, ha mantenido un alto conteo de shaders y unas frecuencias elevadas dentro lo que venía siendo habitual en esta arquitectura.

Para entender mejor las claves de la Radeon VII creo que es necesario echar un vistazo a las características de la Radeon RX Vega 64, ya que esta ultima representa la base de la que partió AMD para diseñar esa última revisión de la arquitectura GCN.

Radeon VII

• Núcleo gráfico Vega 20 (segunda generación).
• 3.840 shaders (60 unidades de computación).
• 240 unidades de texturizado.
• 64 unidades de rasterizado.
• Bus de 4.096 bits.
• 16 GB de memoria HBM2 a 2 GHz (1 TB/s de ancho de banda).
• Hasta 1,8 GHz en la GPU (frecuencia dinámica).
• Fabricada en proceso de 7 nm, con una potencia total de 13,8 teraflops en FP32.
• TDP de 295 vatios (requiere dos conectores de 8 pines).

Radeon RX Vega 64

• Núcleo gráfico Vega 10 (primera generación).
• 4.096 shaders (64 unidades de computación).
• 256 unidades de texturizado.
• 64 unidades de rasterizado.
• Bus de 2.048 bits.
• 8 GB de memoria HBM2 a 1,89 GHz (483 GB/s de ancho de banda).
• Hasta 1,54 GHz en la GPU (frecuencia dinámica).
• Fabricada en proceso de 14 nm, con una potencia total de 10,2 teraflops en FP32.
• TDP de 295 vatios (requiere dos conectores de 8 pines).

Es fácil apreciar esa base común a la que hemos hecho referencia (una unidad de computación es igual a 64 shaders), y también ver los cambios más importantes que ha realizado AMD. Por un lado tenemos una reducción del total de shaders en la Radeon VII que puede parecer difícil de entender, pero no os preocupéis, tiene un por qué, y os lo explico.

El salto al proceso de 7 nm es complicado y conseguir chips perfectos con los 4.096 shaders activos resulta más difícil que obtener unidades con unos pocos bloques inactivos. Al reducir el número de shaders de una manera discreta AMD mejora la tasa de éxito por oblea, y puede compensarlo con un aumento de las frecuencias de trabajo a nivel GPU sin que el TDP se dispare de forma drástica. Teniendo en cuenta lo bien que escala la arquitectura GCN en general con las frecuencias de trabajo a nivel vemos que se trata de un enfoque muy acertado.

Las mejoras a nivel de memoria gráfica y de ancho de banda también son notables, y no solo consiguen incrementar la velocidad de transferencia de datos, sino que también aseguran una larga vida útil. Ahora mismo la mayoría de los juegos se sienten cómodos en 4 GB de memoria cuando trabajan con resoluciones 1080p y calidades máximas, pero en resoluciones 1440p y 2160p es cada vez más habitual ver consumos que van de los 6 GB a los 10 GB de memoria gráfica.

Al montar 16 GB de HBM2 en una configuración de cuatro encapsulados AMD ha doblado la capacidad y también el ancho del bus de memoria. Esto la convierte en una tarjeta gráfica que no solo está preparada para mover juegos de última generación en resoluciones 4K con calidades máximas, sino que además puede trabajar con aplicaciones profesionales y renderizar vídeo en resoluciones 8K sin titubeos.

En este sentido es importante tener en cuenta otro detalle importante. El hecho de que AMD haya concebido la Radeon VII como una tarjeta gráfica para jugadores y para profesionales se deja notar en su rendimiento en FP64 (doble precisión), ya que alcanza los 3,46 teraflops (0,84 teraflops en la Radeon RX Vega 64), gracias a su configuración 1:4.

Disponer de una mayor cantidad de memoria gráfica no solo nos asegura que podremos utilizar altas resoluciones, también es imprescindible para disfrutar de configuraciones de calidad muy altas y para almacenar de forma óptima texturas en alta resolución. Una cantidad insuficiente de memoria gráfica puede elevar de forma considerable el tiempo de entrada de nuevos fotogramas, generando tirones que pueden ser leves (similares a lo que se produce en casos de «stutterging») a parones relativamente largos que nos arruinen la experiencia de juego.

AMD también ha introducido mejoras a nivel de computación asíncrona que permiten a la GPU desarrollar todo su potencial de forma óptima. Os recuerdo que la computación asíncrona aprovecha los «espacios» que quedan libres cuando se realizan determinadas tareas en el núcleo gráfico, de forma dinámica y sin tener que detener ningún proceso. En el vídeo que acompañamos podéis ver un resumen sencillo que os ayudará a resolver cualquier duda que tengáis sobre esta tecnología.

Radeon VII: calidad premium en un diseño de referencia

La Radeon VII tiene con un diseño de referencia que se ha mantenido como el único disponible. Puede parecer una mala noticia, pero nada más lejos de la realidad. AMD ha superado las limitaciones de los diseños de referencia que vimos en las Radeon RX Vega 56 y 64, y ha dado forma a una tarjeta gráfica que no tiene nada que envidiar a los diseños personalizados que podrían haber adoptado los principales ensambladores del mercado.

Esto se deja notar desde el momento en el que la sacamos de la caja. Es una tarjeta gráfica robusta que viene con un enorme radiador de aluminio sobre el que se sitúan tres ventiladores, un avance importante frente al clásico ventilador de turbina que vimos en las Radeon RX Vega 56 y 64 de referencia. Ese radiador tiene una base de cobre que hace contacto con una lámina de grafito superconductiva Hitachi: TC-HM03. No, AMD no ha utilizado pasta térmica, en su lugar ha optado por una solución de alto rendimiento que alcanza una conductividad térmica de hasta 40 W/mK. Para que os hagáis una idea la pasta térmica de alta calidad ronda los 9-10 W/mK.

En la parte trasera vemos una placa metálica que sirve como refuerzo a la hora de disipar el calor y que aporta, además, solidez estructural a la tarjeta. Para su alimentación viene con dos conectores adicionales de ocho pines cada uno, respaldados por un VRM de 10+2+2 fases. Si miramos en la parte trasera vemos una salida HDMI 2.0b y tres DisplayPort 1.4 HDR, más que suficiente para cubrir las necesidades de cualquier usuario.

A nivel estético la Radeon VII también logra una evolución muy positiva, tanto que es, hasta el momento, la tarjeta gráfica de AMD con el diseño de referencia más atractivo del mercado. La terminación en color plateado y la iluminación en rojo intenso le dan un aspecto muy atractivo. Como podéis ver en la imagen adjunta encaja de maravilla en cualquier torre.

Ya conocemos los detalles más importantes de esta nueva tarjeta gráfica tanto a nivel de arquitectura como a nivel de construcción y de diseño, hay dos cosas más que debemos tener muy en cuenta antes de lanzarnos a ver las pruebas de rendimiento, los sensores de temperatura y la frecuencia dinámica. El calor es uno de los grandes problemas que afronta una tarjeta gráfica con un TDP de 295 vatios, AMD lo sabe, y por ello ha doblado los sensores de temperatura de la Radeon VII (con respecto a la Radeon RX Vega 64) y ha tomado como referencia la temperatura de unión, un valor que permite hacer mediciones más realistas y ajustar mejor los valores de giro de los ventiladores.

Todo esto se asocia, además, a la frecuencia dinámica. Como hemos dicho la Radeon VII tiene un modo turbo que puede alcanzar los 1,8 GHz de frecuencia en la GPU, y las mediciones de temperatura juegan un papel fundamental para que el sistema pueda mantener esa velocidad de trabajo durante el mayor tiempo posible sin comprometer la estabilidad del sistema. Cualquier exceso podría generar una pérdida masiva de rendimiento si las temperaturas se disparan, y un ajuste inadecuado también podría impedir a la GPU desplegar todo su potencial así que su importancia está fuera de toda duda.

La Radeon VII es el resultado de un gran esfuerzo por parte de AMD, no solo por el salto al proceso de 7 nm, sino porque además la compañía de Sunnyvale ha logrado dar forma a una tarjeta gráfica capaz de competir con la RTX 2080 utilizando una arquitectura que muchos daban por muerta. Como dije en su momento resulta muy meritorio, y nos deja con las expectativas muy altas de cara al futuro lanzamiento las Radeon Navi.

Antes de entrar a ver los resultados del análisis os recuerdo que las primeras tarjetas gráficas Radeon RX 5700 y 5700XT utilizan una arquitectura híbrida basada en GCN y en RDNA. Esto ha sido necesario para no tener que empezar a optimizar los juegos existentes desde cero, y para facilitar la transición que marcarán las consolas de próxima generación, Xbox Scarlett y PS5. El final de la arquitectura GCN no se producirá hasta 2020, fecha en la que llegará Navi 20, una GPU basada por completo en la arquitectura RDNA.

Hoy por hoy la Radeon VII se mantiene como la tarjeta gráfica más potente de AMD en el mercado de consumo general, una situación que no va a cambiar cuando lleguen al mercado las Radeon RX 5700 y 5700XT, ya la primera juega en la liga de la RTX 2080, mientras que éstas compiten con las RTX 2060 y RTX 2070.

Equipo de pruebas y resultados

Tras esta larga, pero necesaria, introducción podemos entrar a repasar las especificaciones del equipo de pruebas que hemos utilizado para esta comparativa y el enfoque que le hemos dado a la misma, ya que nos ayudará a entender mejor los resultados que hemos obtenido.

Empezamos por la configuración del equipo:

• Procesador Ryzen 7 1800X con ocho núcleos y dieciséis hilos a 4 GHz.
• 32 GB (4 x 8 GB) de RAM Corsair Dominator Platinum RGB DDR4 a 3.200 MHz (CL16).
• Placa base GIGABYTE AORUS GA-AX370-GAMING 5 con BIOS F40.
• Sistema de refrigeración Corsair Hydro Series H100i RGB Platinum.
• Tarjeta gráfica Radeon VII con 16 GB de HBM2 a 1,8 GHz (frecuencia dinámica).
• Tarjeta gráfica Zotac Gaming GeForce RTX 2080 Twin Fan a 1.770 MHz (modo turbo, modelo con dos conectores de 8 pines y 215 vatios de TDP).
• SSD Samsung Evo 850 de 500 GB (sistema operativo).
• SSD PCIE NVMe Corsair Force Series MP510 de 960 GB, donde se ha instalado el juego.
• SSHD Seagate de 2 TB con 8 GB de memoria NAND Flash como caché.
• Windows 10 Pro de 64 bits.
• Fuente de alimentación Corsair RM850 con certificación 80 Plus Oro.

Dado que la Radeon VII es una tarjeta gráfica pensada para jugar en resoluciones 2160p podríamos limitarnos a centrar nuestras pruebas en dicha resolución, pero entiendo que muchos usuarios pueden valorar su compra para utilizarla junto con un monitor 1440p equipado con FreeSync y disfrutar de esa sensación única que logramos al jugar a 120 Hz-144 Hz con tasas muy altas de fotogramas por segundo, y libres de problemas tan molestos como el «tearing» y el «stuttering».

Por ello he decidido incluir datos de rendimiento en esas dos resoluciones, para que tengáis más claro el valor que ofrece esta tarjeta gráfica. Obvia decir que para jugar en resoluciones 1080p es una tarjeta gráfica que va totalmente sobrada, y que solo tiene sentido en estos casos junto a un monitor FreeSync con altas tasas de refresco, como el caso que expusimos en el apartado anterior. Sin más preámbulos entramos a ver los resultados.

Resident Evil 2 Remake

Uno de los mejores juegos de 2019, y también uno de los títulos mejor optimizados. Tiene un consumo muy elevado de memoria gráfica, pero ofrece muchas opciones de configuración y gracias a ello podemos hacerlo funcionar en casi cualquier PC.

Configurado en 4K y con calidad máxima su consumo de memoria es de 13,59 GB, una auténtica pasada que, sin embargo, no representa un problema para la Radeon VII. Podemos jugarlo sin problemas con esa configuración y disfrutar de una buena experiencia en general, ya que la media es bastante estable y solo se producen caídas ocasionales por debajo de los 60 FPS.

Metro Exodus

Su apartado técnico nos dejó con la boca abierta. Es impresionante a nivel gráfico, aunque debo decir que todavía presenta errores importantes en la versión para PC, como cuelgues y bloqueos espontáneos.

La optimización en este juego es, por desgracia, muy pobre, así que en no podemos disfrutar de una experiencia totalmente fluida en 4K con calidad «ultra».

Battlefield V

A pesar de ser un juego que llegó promocionado por NVIDIA su rendimiento es, en la mayoría de los casos, mucho mayor en soluciones gráficas de AMD, y la Radeon VII no es una excepción.

Su calidad gráfica está fuera de toda duda, y podemos moverlo sin problemas en 4K con calidades máximas.

World War Z

Saber Interactive nos sorprendió con un juego que ofrece un apartado técnico muy bueno, una jugabilidad sencilla pero refinada y un sistema de hordas que nos permite enfrentarnos de forma simultánea a una gran cantidad de enemigos.

No es muy exigente cuando lo configuramos en 1080p, pero al subir la resolución la cosa cambia y como vemos la Radeon VII vuelve a demostrar que puede con resoluciones 4K y calidades máximas sin problema.

The Division 2

Uno de los juegos de última hornada que más he disfrutado. Está optimizado, en teoría, para tarjetas gráficas Radeon y para procesadores Ryzen, pero no termina de estar del todo pulido (no aprovecha bien los procesadores multinúcleo) y es muy exigente a nivel de GPU.

Como podemos ver en la imagen tendremos que bajar un poco la calidad gráfica si queremos poder jugar en 4K y mantener 60 FPS estables, ya que en calidad «ultra» (la que utiliza el juego por defecto, con la definición de objetos en 60) no es posible llegar a ese nivel.

Strange Brigade

Gracias a DirectX 12 y al aprovechamiento de la computación asíncrona por hardware este título exprime de forma óptima el potencial real de la Radeon VII.

La gráfica adjunta no deja lugar a dudas, es un paseo para la Radeon VII incluso en 4K con calidades máximas, mientras que la RTX 2080 llega al nivel óptimo pero con un margen más ajustado.

Shadow of the Tomb Raider

La última aventura de Lara Croft nos trajo cambios importantes tanto a nivel jugable como a nivel técnico. El apartado gráfico es excelente, pero las exigencias del juego son mucho más altas que las de Rise of the Tomb Raider.

No es posible moverlo en 4K con calidades máximas y mantener 60 FPS, pero podemos llegar a ese nivel si bajamos un poco la calidad y mantenerlos estables sin problema.

Destiny 2

El conocido título de Bungie ofrece un rendimiento superior en tarjetas gráficas NVIDIA, pero me ha parecido interesante introducirlo en la comparativa para que tengáis una visión más clara de lo que puede hacer la Radeon VII «en condiciones adversas».

La conclusión es clara, aguanta el tipo sin problemas y llega al nivel deseado, 4K con calidad máxima y 60 FPS estables de media.

DOOM 2016

Uno de los primeros juegos que hicieron un uso realmente óptimo de la API Vulkan, y también uno de los mejores juegos de acción en primera persona de toda la historia.

Su apartado gráfico roza la perfección, y su optimización es tan buena que con la Radeon VII podemos jugarlo en 4K, calidad máxima y disfrutar de casi 100 FPS de media. Esto confirma lo importante que es un desarrollo cuidado y una buena optimización cuando hablamos de juegos de última generación.

RAGE 2

Terminados con el último juego estrella de Bethesda. Acción frenética en primera persona en un histriónico yermo posapocalíptico que, desde luego, no nos ha dejado indiferentes.

Utiliza Vulkan, pero el Apex Engine no presenta el mismo grado de optimización que el idTech 6 y el resultado es, como vemos, muy distinto, ya que no podemos jugarlo en 4K con calidad máxima y disfrutar de 60 FPS estables.

Radeon VII: Consumo y temperaturas

Terminamos repasando los valores de consumo y temperaturas de ambas tarjetas gráficas. Como podemos ver la Radeon VII tiene un consumo bastante elevado, así que es imprescindible contar, como mínimo, con una fuente de 700 vatios que tenga 38A en el carril de 12 voltios.

En términos de eficiencia y de temperatura queda un peldaño por debajo de la RX 2080, pero supera claramente a la Radeon RX Vega 64 de referencia, un modelo que registraba consumos medios cercanos a los 300 vatios y que superaba sin problemas los 80 grados a plena carga.

Notas finales: un auténtico rival para la RTX 2080

La presentación de la Radeon VII generó muchas dudas. Pocos creían que AMD iba a ser capaz de dar forma a una tarjeta gráfica de última generación como la RTX 2080 utilizando una arquitectura tan veterana como GCN, pero como podemos ver en este artículo lo han conseguido.

Está claro que esto ha implicado sacrificios a nivel de consumo y de temperaturas de trabajo, pero AMD lo ha compensado con un diseño de referencia totalmente premium, una cantidad de memoria gráfica enorme que le augura una larga vida útil, y con una configuración totalmente preparada para trabajar de forma óptima con Vulkan, DirectX 12 y computación asíncrona por hardware.

La Radeon VII cumple lo que promete, una buena experiencia jugando en 4K con calidades máximas en casi todos los casos, y lo combina, además, con un excelente rendimiento en aplicaciones profesionales, incluidas aquellas que trabajan en doble precisión, algo que la RTX 2080 no consigue, ya que apenas llega a los 316 gigaflops en FP64 debido a su configuración 1:32.

Teniendo en cuenta todo lo que ofrece la Radeon VII y su precio de venta actual, 649 euros, debo decir que no solo es una opción muy sólida y muy recomendable para jugar en 4K, sino que además tiene una buena relación precio-rendimiento.