[Review] ASUS RX Vega 64 Strix

Fala pessoal, beleza?

Nesse review irei analisar a ASUS RX Vega 64 Strix, que faz uso do GPU high-end da AMD no momento, o Vega 10. O modelo em questão é fabricado pela ASUS, pertence a linha Strix e é um modelo custom, ou seja, com design diferente do modelo de referência tanto para o cooler quanto para o PCB.

Essa placa não é exatamente uma novidade aqui na página pois em outra oportunidade já lhes apresentei resultados em Crossfire, no entanto, a analise individual da mesma é o assunto desse post. Ambas amostras foram emprestadas por amigos e não possuem a caixa e o bundle de acessórios que normalmente acompanham a placa, portanto dessa vez ficarei devendo nessa parte.

No que diz respeito a arquitetura, a RX Vega 64 Strix usa o GPU Vega 10, que é o maior representante da arquitetura Vega, é fabricado no processo 14nm LPP da GloFo e possui 4096 SPs, 64 ROPs e 256 TMUs com um die de 486mm². Como já discutido anteriormente no artigo das APUs Raven Ridge, em relação a arquitetura anterior (Polaris) a mudança mais significativa foi o redesign visando atingir clock de operação maiores (~1600MHz), a implementação do Rapid Packed Math (RPM) que permitem a NCU executar duas operações INT/FP de 16-bit ou uma de 32-bit sendo isso especialmente útil para operações de Machine Learning e uma série de features relacionadas ao processamento de geometria (Primitive Shaders por exemplo) que infelizmente até hoje não foram usadas e nem estão ativadas em nenhum GPU da arquitetura Vega.

As memórias usadas são HBM2 fornecidas pela Samsung e montadas em um interposer juntamente ao GPU sendo que o uso desse tipo de memória é vantajoso em situações onde é necessário um menor “footprint” do GPU por conta de limitações de espaço, aplicações onde grande largura de banda é necessária e por permitir ao projetista posicionar o VRM o mais próximo possível da carga (GPU), o que implica em uma melhor regulação de tensão pelo VRM por conta da menor resistência/indutância intrínseca advinda das trilhas do PCB.

A aparência da RX Vega 64 Strix é bastante robusta, contando com três fans, dissipador dual-slot cheio de aletas e backplate. Também devo destacar que essa VGA possui pouco menos de 30cm de comprimento, o que demanda atenção na hora de comprar o gabinete para não esbarrar em limitações espaciais.

No que diz respeito as saídas de vídeo disponíveis temos um DVI-D, 2x HDMI 2.0, 2x Display Port e suporte a HDCP, o que é adequado para uso em qualquer monitor minimamente moderno sem necessidade do uso de adaptadores.

Antes de partir para a analise do pcb/cooler é necessário deixar claro que “abrir essa placa” viola a garantia com o fabricante devido ao lacre colocado em um dos parafusos do cooler, portanto, se você tem planos de instalar um waterblock ou trocar a interface térmica original, desde já sugiro ir atrás de um modelo de outro fabricante que tenha uma política de garantia diferente ou ao menos tenha ciência que ao abrir essa placa, você também abre mão da garantia da mesma. EDIT 7/12/2018 – 12:48: Após entrar em contato com o fabricante, fui informado pelo mesmo de que remover esse lacre de fato anula a garantia, portanto, o texto original estava correto.

No caso desse review, uma das placas foi aberta para que pudesse tirar as fotos para o artigo enquanto que a outra que está “lacrada” foi usada para obtenção dos resultados.

Com relação ao PCB, o seu comprimento é de cerca de 28.5cm e largura de 12.6cm, o que implica que essa placa é um pouco mais larga do que o usual, algo comum em placas de vídeo high-end modernas e necessário para acomodar monstruosos VRMs de mais de 10 fases. 🙂

A furação do GPU também é diferente do usual, o que implica que no caso de adaptar coolers aftermarket é necessário verificar a compatibilidade com as Vega 64/56.

Também é possível destacar o switch dual bios, dois fan header de 4 pinos, algo útil porém bastante improvável de se encontrar em uma VGA e o suporte ao “VGA Hotwire”, que são pontos de solda que algumas placas da ASUS pertencentes a série Strix e da finada DirectCUII possuem visando facilitar o processo de vmod, sendo que para isso funcionar, é necessário ligar aqueles dois pads logo abaixo dos 6 pontos para solda e em alguns casos remover alguns resistores SMD. Os pontos marcados com “OV” no inicio são os usados para vmod e os sem esse prefixo são pontos de medição de tensão.

Em relação ao design do VRM, a ASUS empregou o controlador IR35217, que permite operação nos modos 6+2 / 5+3 sendo que esse é um componente comum a todas VGAs que usam o GPU Vega 10 possivelmente por conta de como o GPU utiliza a telemetria do controlador para determinar a margem de TDP disponível, e com isso, chegar nos pontos de operação para frequência/tensão a cada instante.

No caso da RX Vega 64 Strix, o IR35217 está operando no modo 6+2 e para se obter as 12 fases para o GPU foram usados CIs dobradores de sinal IR3599, que estão localizados na parte da frente do PCB. Para maiores esclarecimentos sobre como esses CIs dobradores de fase funcionam, recomendo a leitura desse post. Para as memórias, foi utilizado apenas uma fase, o que é mais do que o suficiente para as HBM2.

No estágio de alimentação, a ASUS optou por usar o IR3555, que basicamente é um CI que integra mosfets low-side, high-side, driver, diodo schottky em um único encapsulamento e que é capaz de fornecer até 60A na saída. Uma das vantagem dessa integração é que pelo fato de ambos os mosfets estarem no mesmo die, os tempos de subida (tr),  queda  (tf) e rds(on), sendo que esse ultimo nem sequer costuma ser citado no datasheet desse tipo de CI, costumam ser um tanto baixos, o que contribui para menores perdas de chaveamento e portanto para maior eficiência no funcionamento do VRM.

Sobre o estágio de filtragem, foram utilizados capacitores de tântalo de 470uF instalados na parte de trás do PCB e localizados o mais próximo possível da carga (GPU) e 12 capacitores sólidos de 270uF 16V na entrada.

O sistema de refrigeração utilizado é composto por um massivo dissipador com seis heatpipes que também integra uma base responsável pela refrigeração da maior parte do VRM, um plate para refrigeração daquelas duas fases que estão posicionadas mais próximas ao GPU e o backplate.

Em relação ao dissipador, o acabamento da base que faz contato com o GPU é algo digno de destaque e o mesmo também parece adequado para refrigerar um GPU cujo TDP é de massivos 295W. Nessa parte, as críticas ficam por conta do fato que esse dissipador solta ar quente pelas aletas na lateral da placa, o que significa que se você montar essa VGA em um case e não tiver exaustores na tampa lateral, muito provavelmente o seu computador vai acabar virando uma estufa e o esquema de refrigeração do VRM, sendo mais preciso, a interface térmica não faz contato com todos os IR3555 por inteiro e para piorar, a sua espessura (2mm) parece inadequada nesse caso em especifico, o que pode levar a temperaturas elevadas no VRM conforme mostrarei mais adiante.

Pelo que pesquisei, esse problema é comum a todas ASUS RX Vega 56/64 Strix, tendo sido observado por vários outros reviewers e donos dessas placas ao redor do mundo. A questão aqui não é em relação a placa falhar por conta disso, até porque os IR3555 suportam temperaturas de operação bastante elevadas e possuem proteção contra super aquecimento, mas sim pelo fato de que todas Vega 56/64, independente do fabricante, vem com os limites de temperatura do VRM configurados em 115ºC e pelo que pude apurar, ao atingir esse limite a placa simplesmente entra em throttling e o clock do GPU cai para cerca de 1250~1300MHz, comprometendo bastante o desempenho da placa. Como mostrarei adiante com mais detalhes, o exemplar testado chegou a atingir um delta de +78ºC no VRM sendo ele testado em bancada e como bem sabemos, as coisas tendem a piorar dentro de um gabinete, o que implica que atingir esses 115ºC é algo possível e portanto, um problema em potencial.

Apenas para constar, alguns donos dessas placas resolveram substituir a interface térmica original por outra com 3mm de espessura e com isso reportaram uma melhora considerável na temperatura do VRM, abrindo uma confortável margem em relação aos 115ºC.

Sobre o plate utilizado, o mesmo serve como dissipador para as duas fases posicionadas próximas ao GPU e também para dar mais rigidez ao PCB, entretanto, devo fazer outra ressalva aqui…

… Lembram-se que disse no post com os resultados em Crossfire que essas placas apenas pareciam idênticas mas não eram? Então, essa é a primeira das diferenças que encontrei! O plate da placa que desmontei é “reto” na parte superior, naquela região da segunda foto da galeria acima e como é possível ver abaixo, um mosfet acaba ficando sem dissipador por conta disso (foto 1). Já na placa “lacrada”, a ASUS modificou de leve o plate incluindo uma pequena reentrância com aletas e interface térmica a parte, o que corrigiu essa falha.

Enfim, o que posso concluir disso é que existem pelo menos duas “revisões” diferentes da mesma placa e é necessário ficar de olho nesse detalhe, ainda que na prática, isso não tenha feito tanta diferença na leitura de temperatura do VRM.

Em relação ao backplate, nessa placa ele é apenas um item estético e no máximo tem como função (junto do plate) aumentar a rigidez torcional do pcb para o mesmo não envergar com o peso do dissipador, o que é uma pena pois com um projeto um pouco mais cuidadoso (exemplo: uma chapa um pouco mais grossa com pequenas aletas para troca de calor ou uso de heatpipe) e as devidas interfaces térmicas, o mesmo poderia ser útil na dissipação do calor do VRM.

Antes porém de partir para os resultados, cabe algumas explicações de particularidades sobre a BIOS e algumas leituras de temperatura, como fazer overclock nas Vega 56/64 e o software utilizado para isso.

Em relação a BIOS, todas as Vega 64 apresentam exatamente os mesmos limites de temperatura, independente de ser uma placa refrigerada a ar ou água, sendo que a diferença reside nos limites de potência disponíveis para o GPU (Socket Power, Battery Power e Small Power Power) e no fabricante de HBM2 (Samsung ou Hynix). Pelo que pude apurar, ao atingir qualquer um desses limites de temperatura, a placa simplesmente entra em throttling e joga o clock lá embaixo (1200~1300MHz).

Um dos parâmetros que é necessário ficar ligado é o Hotspot, o qual não existe nenhuma explicação pública sobre o que é, onde isso está e o que isso supostamente está medindo, mas na prática, isso causa throttling e em alguns casos a sua diferença para a temperatura do GPU/HBM é considerável (mais de 30ºC) mesmo em placas refrigeradas a água! Então, se a sua Vega está dando throttling sem razão aparente, sugiro dar uma olhada em como está a leitura desse Hotspot pois ele pode ser a causa do problema.

Mas ai alguém pode me perguntar, como resolver isso então? E a resposta é, simplesmente desmonte a placa, reaplique a pasta térmica, torça pelo melhor e se não melhorar, refaça o procedimento! Parece ridículo (e eu concordo) mas o consenso é que essa é a única solução existente caso se depare com esse problema. Para quem tiver paciência e quiser tentar entender (ou especular, já que não existe informação oficial a esse respeito) sobre isso, recomendo a leitura dessa thread no reddit.

Do software de overclock utilizado, a melhor ferramenta disponível para as Vega 64/56 é o OverdriveNTool, que é uma interface mais simples para o Wattman e que permite ajustar de forma fácil clock/tensão dos P-State de GPU/RAM, configurar o acionamento do fan e Power Target.

O maior beneficio que essa ferramenta trás é a possibilidade de fazer undervolt no GPU, que nas placas equipadas com o Vega 10, vem com um ajuste muito relaxado (max 1.2V) de fabrica, o que acaba comprometendo a eficiência energética do GPU. Se você tiver sorte de ter um exemplar bom em mãos, é possível configurar o GPU para operar com cerca de 1650MHz com apenas 1V, o que na prática resulta em frequência acima dos 1500MHz sustentados e consumo próximo ao padrão.

Enfim, vamos aos resultados!

Configuração utilizada:

CPU: AMD Ryzen 5 2600X (obrigado AMD!)

MOBO: ASUS ROG Crosshair VII HERO

RAM: 2x8GB G.Skill Flare X 3200 CL14 (Samsung B-Die)

VGA: ASUS RX Vega 64 Strix

STORAGE: SSD Crucial BX300 120GB

SO: Windows 7 x64 SP1 e Radeon Software Adrenalin Edition 18.9.1

EQUIPAMENTOS EXTRAS: Medidor de consumo (Wattímetro, amperímetro) de tomada, basicamente um Kill-a-Watt genérico.

Objetivo dos testes: Avaliar a performance a RX Vega64 Strix do ponto de vista de um overclocker, ou seja, usando benchmarks que são utilizados em cenário competitivo e também verificar se a solução de refrigeração de fabrica cumpre o seu papel. Explicações acerca da metodologia adotada ou de como os testes foram conduzidos estão contidas nos textos que acompanham os resultados a seguir. 😉

Resultados:

Primeiramente, vamos ver como o sistema de refrigeração da ASUS se sai. Considero esse teste bastante relevante pois como foi explicado anteriormente, o TDP dessas GPUs Vega 10 é de massivos 295W, o que significa que economizar no sistema de refrigeração não é uma possibilidade. Para fazer esse teste, usei o Unigine Superposition no preset “8K Optimized”, que é um benchmark relativamente longo (cerca de 3 minutos de duração) e que simula bem uma carga de “uso real” do GPU, em outras palavras, não é um “power virus” como o Furmark que estressa a VGA a níveis irreais e normalmente faz a placa entrar em throttling por comando do driver.

No gráfico abaixo, temos os resultados obtidos para diferentes configurações de clock e rotação do fan. Aqui adotei o delta T (ΔT) como “unidade” e a mesma trata-se da diferença entre a temperatura do GPU (no caso) e a ambiente, retirando assim esse ultimo fator da jogada.

O teste em stock com fan @ 100% foi conduzido com o PT em +50% para verificar o comportamento do algoritmo do boost da Vega quando existe alguma margem térmica e de TDP enquanto que os testes com OC, ambos foram conduzidos com o PT +50% e variando a tensão utilizada no GPU (1075mV e 1000mV) e o clock (1660MHz e 1640MHz, respectivamente). A ideia do teste com fan @ 50% foi mostrar o melhor resultado possível de se obter mantendo um nível de ruído aceitável para uso diário. Tenham em mente que essa frequência de OC que mencionada representa apenas o valor que apliquei no OverdriveNT, na realidade, como lhes mostrarei um pouco adiante, essa placa nunca atinge esse valor para 3D.

E os resultados obtidos foram satisfatórios! A pior situação, que foi com o Fan 50% e OC @ 1660MHz 1075mV onde o ΔT apresentado foi de 51ºC, o que significa que a temperatura do GPU só deve chegar nos 80ºC em load para um temperatura ambiente na casa dos 29ºC ou maior, o que é bastante razoável se considerarmos o TDP da placa, o overclock e que o fan nessa situação está travado em 50% pois caso não estivesse, a VGA aumentaria a rotação do mesmo visando manter o “Target Temp” configurado no OverdriveNT.

Como havia dito anteriormente, a temperatura do VRM do GPU (VR_SOC) reportada nessa placa é um tanto quanto alta, onde foi observado um ΔT acima dos 70ºC para as situações com overclock e fan @ 50%, o que implica que para uma temperatura ambiente de 30ºC, a temperatura do VR_SOC será de escaldantes 108ºC no pior caso, o que é muito próximo do limite de 115ºC e mostra o quão medíocre foi a solução adotada pela ASUS para a refrigeração do VRM.

Novamente enfatizo que apesar dessas temperaturas do VR_SOC serem terrivelmente altas e próximas do limite definido pela bios da placa, ainda estão dentro das especificações dos IR3555 e portanto, não devem causar problemas a curto prazo, porém é necessário deixar claro que esses números poderiam ser consideravelmente melhores com muito pouco esforço e investimento extra por parte do fabricante.

Também tenham em mente que esses testes aqui são todos conduzidos em bancada e que a temperatura “ambiente” dentro de um gabinete tende a ser maior que a temperatura ambiente de fato, o que é um detalhe importante caso alguém venha a tentar reproduzir os testes aqui realizados. 😉

Na galeria abaixo, temos o comportamento da placa em termos dos clocks e temperaturas (valores absolutos aqui, não são os deltas) ao longo do benchmark, como já disse, a RX Vega 64 Strix nunca atinge a frequência máxima do P-State 7 para 3D. A temperatura ambiente para os testes realizados em stock e com OC 1660MHz 1075mV foi de 25ºC e para os testes com OC 1640MHz 1000mV foi de 30.8ºC, essa diferença existe porque realizei os testes em dias diferentes e aqui essa informação é relevante pois os dados utilizados aqui são os “brutos”. Ficou claro o porque do uso dos ΔT nos gráficos anteriores? 😉

Por esses gráficos fica bastante evidente o impacto que o undervolt+overclock faz nessa placa, sendo notória a melhor estabilidade do clock ao longo do benchmark na configuração usando apenas 1000mV, ainda que o pico de frequência tenha sido observado na configuração usando 1075mV. Ao contrário dos GPUs nVidia, apenas aumentar o limite do TDP, diminuir a temperatura e não mexer nos clocks do GPU não trouxe muitos benefícios, na verdade, o clock passou a variar muito mais ao longo do teste e como pode ser visto no gráfico abaixo, o impacto no desempenho foi irrisório…

…Enquanto que o impacto no consumo total do sistema foi considerável! Simplesmente jogar o PT e a rotação dos fans no máximo sem realizar mais nenhum ajuste trouxe um aumento de 31% no consumo em relação ao padrão de fábrica para um ganho de desempenho de apenas 1.1%, o que significa que não existe ganho fácil nas placas com GPU Vega 10 e é necessário trabalhar um pouco mais que nas nVidia para tirar desempenho extra desse GPU.

Por outro lado, o ajuste OC 1000mV com fan 50%, portanto viável em termos de ruído, trouxe um ganho de cerca de 12% para um aumento de apenas 6.5% no consumo, novamente em relação ao padrão de fabrica, portanto, esse é de longe o melhor ajuste possível para o uso diário na ASUS RX Vega64 Strix!

Em relação aos benchmarks competitivos, ao contrário dos testes que mostrei até então, usei o exemplar que desmontei para tirar as fotos para o artigo pois o mesmo acabou indo mais longe no overclock. Para os 3dmark, que são testes geralmente rápidos e menos exigentes que o Unigine Superposition, utilizei um perfil parecido com o OC 1075mV dos testes acima, só que esse exemplar permitiu setar 1690MHz na frequência do GPU, o que na prática se traduziu em até 1597MHz durante o GT2, o que é excelente se tratando de uma Vega 64 refrigerada a ar!

O GPUPI 1B por outro lado exige apenas das NCUs, o que libera uma boa margem de corrente/temperatura para ser utilizada, o que implica que nele é possível usar 1.2V e ser muito mais agressivo com a frequência do GPU, no caso cheguei nos 1830MHz e que nesse caso em especifico, o GPU conseguiu sustentar durante todo o benchmark.

Visando melhorar ainda mais os resultados, tentei adaptar o RISE GW240 S-Led na placa usando presilha hellerman (vulgo “enforca gato”, pelo menos aqui em SP), o bracket de Intel e um fan Scythe de mais de 100 CFM para refrigerar o VRM. Como podem ver na galeria abaixo, a gambiarra ao menos de se olhar ficou perfeita mas lembram-se daquela questão da temperatura do Hotspot que mencionei lá no início desse post? Então…

…Infelizmente o resultado deixou a desejar por conta disso! O gráfico abaixo trás o inicio da tentativa de se rodar o Unigine Superposition e que é frustrada assim que o Hotspot atinge 105ºC e o clock do GPU cai lá nos 1250MHz. Notem que a temperatura do GPU é excelente, abaixo dos 40ºC e com uma tendência de aumento bem lento, e o VRM que originalmente se assemelha a famosa “churrasqueira controle remoto” agora não passou de 50ºC.

Tentei remontar o WC AIO algumas vezes para ver se isso se acertava, no entanto, não teve jeito e infelizmente não terei resultados com refrigeração mais “bruta” que a padrão para lhes mostrar nesse artigo por conta disso. 🙁

Conclusão:

Olhando sobre a ótica da qualidade de construção e componentes utilizado, a ASUS RX Vega 64 Strix é uma placa inegavelmente sólida, porém, apesar da solução de refrigeração ser competente no que diz respeito a manter a temperatura do GPU sob controle, ela peca por jogar ar quente dentro do case (e lembre-se, esse GPU tem TDP de 295W!!!) e pela sua ineficácia em manter a temperatura do VRM em níveis um pouco mais civilizados e distantes do limite de 115ºC, algo que poderia ter sido melhor executado com muito pouco esforço extra por parte do fabricante.

Do ponto de vista do “Custo x Beneficio”, essa placa pode ser encontrada nas lojas brasileiras com preços entre R$2800 e R$3900, o que é algo salgado sendo possível encontrar RX Vega 64 de outros fabricantes com preços mais convidativos e talvez sem os supracitados inconvenientes relacionados ao sistema de refrigeração, portanto, a não ser que encontre dessa placa por um preço muito mais razoável, fica difícil recomendar a mesma.

E é isso! Comentários, críticas e sugestões são bem-vindas! Até a próxima! 🙂