RX 480リファレンスカード

　日本時間2016年6月29日22：00，AMDの新世代GPU「Radeon RX 480」（以下，RX 480）を搭載するグラフィックスカードの販売が始まった。
　RX 480は，「Polaris」マクロアーキテクチャ，そして第4世代「Graphics Core Next」（以下，GCN）アーキテクチャとなる「GCN 1.3」を採用する初のGPUだ。GLOBALFOUNDRIESもしくはSamsung Electronicsの14nm FinFETプロセス技術を用いて製造される初のRadeonということで，消費電力と製造コストの低減も期待でき，実際，北米市場におけるメーカー想定売価はグラフィックスメモリ容量4GB版で199ドル（税別）からと，かなり安価なのがセールスポイントになっている。

　では，そのインパクトはどれだけのものがあるだろうか。AMDからリファレンスカードを入手することができたので，気になる性能と消費電力をさっそく確かめてみることにしたい。

Polaris 10コアを採用するRX 480

カード長は244mmで基板だけならわずか180mm

Polaris 10およびその下位モデルとなるPolaris 11の概要（上）。下はAMD提供によるPolaris 10パッケージのイメージ画像

　RX 480の仕様詳細は西川善司氏による解説記事を参照してもらうとして，本稿では要点を簡単にお伝えしよう。
　RX 480は，「Ellesmere XT」とも呼ばれる「Polaris 10」コアを採用するGPUで，シェーダプロセッサ「Stream Processor」を2304基統合する製品だ。GCNアーキテクチャにおいて，シェーダプロセッサは64基がひとかたまりとなって，キャッシュやレジスタファイル，スケジューラ，テクスチャユニットなどと演算ユニットたる「Compute Unit」を構成するため，演算ユニット数で言うと，2304÷64＝36基となる。さらに，Compute Unitは9基ごとにやはりひとかたまりとなって，ジオメトリプロセッサやラスタライザ，それに4基のレンダーバックエンドとともに集まって，“ミニGPU”的な「Shader Engine」を構成する仕様だ。

　ブロック図は下に示したとおりで，いかにもGCNアーキテクチャのGPUという雰囲気がある。

RX 480のブロック図。これがPolaris 10のフルスペックかどうかまでは明らかになっていない

　RX 480の主なスペックを，「Radeon R9 390X」（以下，R9 390X）と「Radeon R9 390」（以下，R9 390），「Radeon R9 380X」（以下，R9 380X），そして競合の「GeForce GTX 980」（以下，GTX 980），「GeForce GTX 970」（以下，GTX 970）とともにまとめたものが表1となる。
　プロセスルールの微細化によって公称典型消費電力は150Wにまで下がっている点や，L2キャッシュが2MBへと増強を果たした点などが主なトピックと言えるだろう。

※RX 480が対応するDirectX 12（Direct3D 12）Feature Levelは，現在AMDに問い合わせ中。回答が来るまでは「？」付きで掲載しておくので注意してほしい

四角い箱が基板を覆うようなデザインのRX 480リファレンスカードだが，基板長自体はカード長よりかなり短い

　リファレンスカードの長さは実測約244mm（※突起部除く）。GTX 980のリファレンスカードに見覚えのある読者は少なくないと思うが，アレと比べて20mm以上短い。しかも，RX 480の基板長自体は同180mmほどしかなく，GPUクーラーがカード後方へ約64mmもはみ出ている格好だ。ぱっと見たとき，6ピンの補助電源コネクタが，カード側面の中央やや後ろ寄りという，やや中途半端な場所にあるように感じられるのは，これが理由である。

　AMDのパートナーであるカードメーカー各社が採用するGPUクーラーの冷却能力次第で，リファレンスカードよりも短い全長の製品が出てくる可能性は十分にあるだろう。

　いま話題に挙がったクーラーは2スロット仕様で外排気型。どことなく「Radeon R9 Fury X」を彷彿とさせるデザインだ。
　GPUクーラーの取り外しは許可されていないため，基板がどうなっているのかや，GPUパッケージそのもの確認はできないのだが，基板の背面側を見る限り，電源部は6＋1（もしくは3＋1）フェーズ構成のように見える。

　なお，外部出力インタフェースはDisplayPort 1.4×3，HDMI 2.0b（Type-A）×1で，Radeon R9 Furyシリーズと同様，DVIインタフェースは持たない。

外部出力出力は4系統。最近のAMD製GPUらしく，DVIインタフェースは用意されない。右はカードをこれまでとは別の角度から撮影したもの

ドライバはRadeon Software Crimson Editon 16.6.2を使用。DirectX 12やVRのテストも実施

　テスト環境の構築に入ろう。
　今回，RX 480の比較対象としては，先ほど表1でその名前を挙げたR9 390XとR9 390，R9 380X，GTX 980，GTX 970を用意した。ただし，R9 390X搭載カードとして用意したTul製「PowerColor PCS＋ R9 390X 8GB GDDR5（AXR9 390X 8GBD5-PPDHE）」と，R9 380XカードのTul製「PowerColor PCS＋ R9 380X Myst. Edition 4GB GDDR5（AXR9 380X 4GBD5-PPDHE）」はメーカーレベルで動作クロックが引き上げられたクロックアップモデルであるため，MSIのオーバークロックツール「Afterburner」（Version 4.3.0 Beta）を用いてリファレンスレベルまで動作クロックを下げて用いるので，この点はあらかじめお断りしておきたい。

　クーラーの性能が異なるため，リファレンスカード相当の性能が完全に得られるわけではないというか，多少なりとも高いスコアが出るはずだが，ここはやむを得ないものとして話を進める。

　グラフィックスドライバだが，Radeonでは，AMDがRX 480のテスト用として全世界のレビュワー向けに配布した「Radeon Software Crimson Editon 16.6.2」を用いる。Display Driverのバージョンは「16.20.1035-160617a-303613E」なので，「Radeon Software Crimson Edition 16.6.1 Hotfix」の「16.20.1025-160602a-303160E」と同系統で若干新しいドライバといったところだろうか。
　一方，GeForceのテストには，テスト開始時の公式最新版となる「GeForce 368.39 Driver」で，こちらはテスト時に最新バージョンとなるものだ。

　そのほかテスト環境は表2のとおりとなる。


　テスト方法は基本的に4Gamerのベンチマークレギュレーション18.0準拠。ただし。AMDはRX 480のDirectX 12環境における性能の高さをアピールし，また，没入感の高いVR体験を得られるとも謳っているため，DirectX 12世代のタイトルを用いたテストとして「Ashes of the Singularity」（以下，AotS）と「Total War: WARHAMMER」，VR関連のテストとして「SteamVR Performance Test」も実行することにした。

　いま挙げた3本のテスト方法だが，まずAotSではゲーム側にある標準のベンチマークモードを利用する。描画負荷のプリセットは「Standard」と「Extreme」を用いる点は「GeForce GTX 1080」のレビュー記事と同じだ。なお，StandardとExtreme両プリセットの詳細は，以前実施したAotSのテスト記事を参照してほしい。

テスト中の画面

　続いてTotal War: WARHAMMERだが，こちらでは，DirectX 12モードのテスト用としてAMDから全世界のレビュワーに対して配布された特別なベンチマークツールを用いる。
　このツールでは，「Low」「Medium」「High」「Ultra」という4つのプリセットから選択して実行することになるのだが，今回はMediumとUltraをチョイスした。なお，ベンチマークモードは，「The Empire」と「Greenskins」の戦闘シーンを利用したもので，テストが終わると，シーン中のフレームレートの推移と平均フレームレートを表示する仕様となっているため，テストを2回実行し，2回の平均値をスコアとして採用することにした。

Total War: WARHAMMERのMedium（左）およびUltra（右）プリセット詳細

　SteamVR Performance Testは，Valveの「Apertureロボット修理 VRデモ」を使って，視覚忠実度がどのくらいかを見るものだ。本テストのみ，グラフではなく，スクリーンショットで比較することになる。

　テスト解像度は，AMDがRX 480を「Beyond HD Gaming」用と位置づけているため，1920×1080ドットと，16：9のアスペクト比で1段上になる2560×1440ドットを選択した。
　なお，テストにあたっては，CPUの自動クロックアップ機能「Intel Turbo Boost Technology」を，マザーボードのUEFI（≒BIOS）から無効化している。これは，テスト状況によってその効果に違いが生じる可能性を排除するためだ。

ドライバの最適化がまだ足りていない印象を受けるが，テストによってはR9 390Xを超えることも

　以下，いずれのグラフも，基本的にはRX 480を一番上に置き，その下には比較対象のRadeon，GeForceをいずれもモデルナンバー順に並べているが，グラフ画像をクリックすると，より負荷の高いテストにおけるスコア順に並び替えたもう1つのグラフを表示するようにしてあると紹介しつつ，テスト結果を順に見ていこう。
　グラフ1は「3DMark」（Version 2.0.2530）の結果となる。RX 480のスコアはR9 390の約97％，GTX 980の88〜92％程度，GTX 970の101〜105％程度というところに落ち着いている。AMDもNVIDIAも3DMarkに対しては十分な最適化が済んでいるという前提に立つと，RX 480は前世代におけるハイクラスGPU並みのポテンシャルを持つ可能性が高いということになりそうだ。


　続いてグラフ2，3は「Far Cry Primal」の結果である。メモリ性能がスコアを左右しやすいFar Cry Primalにおいて，RX 480は，512bitメモリインタフェースを持つRadeon R9 390シリーズにやや置いていかれるが，一方で同じ256bitメモリインタフェースを持つGTX 980に対して90〜95％程度とスコア差を詰め，「High」プリセットの2560×1440ドットだとGTX 970に対して約27％高いスコアを示すに至っている点は興味深い。
　Polaris世代におけるメモリ周りの最適化効果は確かにあると見ていいのではなかろうか。


　「ARK: Survival Evolved」（以下，ARK）のスコアをまとめたグラフ4，5では，なんといっても「Low」プリセットにおけるGeFroce GTX 900シリーズの圧倒的なスコアが目につく。

WattManから動作クロック推移を追ってみたところ。RX 480ではきちんと1266MHzに達していた

　「これは当該解像度において『描画負荷が低い』という判断がなされ，ドライバ側でGPUクロックを落としているのではないか」と推測し，Polaris登場のタイミングで「OverDrive」から改名して動作ログ機能を獲得した「WattMan」から動作クロックを追ってみたのだが，RX 480はブースト最大クロックである1266MHzへきちんと達していたので，Radeon Software側の最適化度合いに問題があるということなのかもしれない。

　なので，今回のテスト結果がRX 480のポテンシャルをどこまで反映したものなのかについては疑問も残るが，RX 480のスコアはR9 390Xに対して78〜104％程度，R9 390に対して99〜112％と，低負荷状況では上位陣を“喰う”結果を示した。高負荷環境ではメモリ周りの絶対的性能差が影響してくるものの，GPUコアのポテンシャルだけで話をするなら，RX 480はR9 390Xを上回っている可能性がありそうである。


　ARKにおける推測を裏付けるような結果となったのが，比較的メモリ負荷の低い「Tom Clancy’s The Division」（以下，The Division）のスコアだ（グラフ6，7）。
　ここでRX 480は，対R9 390Xで94〜102％程度と，かなりいい勝負に持ち込み，対R9 390では104〜112％程度と全テスト項目で上回るスコアを示した。対GTX 980は99〜102％程度とほぼ互角，対GTX 970なら108〜112％程度のスコアなので完勝と言っていいだろう。
　条件次第で，GTX 980と互角に立ち回ることができるというのはなかなか感慨深い。


　「Fallout 4」の結果がグラフ8，9となる。Fallout 4だと，「中」プリセットの2560×1440ドットでRX 480のスコアは相対的にやや落ち込み，ドライバの最適化不足も感じるが，全体としてはR9 390とほぼ同等のスコアが得られている。対GeForceだと，メモリ負荷が高まるに連れてスコア差を縮め，AMDが主戦場と位置づけている2560×1080ドット解像度条件ではGTX 970の97〜99％だ。


　グラフ10，11は「ファイナルファンタジーXIV：蒼天のイシュガルド ベンチマーク」（以下，FFXIV蒼天のイシュガルド ベンチ）の結果である。FFXIV蒼天のイシュガルド ベンチはいわゆるGameWorksタイトルであり，GeForceに最適化されていることもあって，Radeon勢は分が悪い。RX 480はGTX 970の87〜92％程度という状況だ。
　一方，Radeon同士の比較だと，面白いことにRX 480はここまでの傾向と異なり，より高い負荷条件である「最高品質」でR9 390を上回り，逆に「標準品質（デスクトップPC）では後塵を拝した。ARKと同じくドライバの最適化不足が後者で露呈しているのだろうか。

　なお，取得した総合スコアで言えば，RX 480は，最高品質の1920×1080ドットで何の問題もなくゲームをプレイでき，2560×1440ドットでは，スクウェア・エニックスの示す指標最上位「非常に快適」まであと一歩という状況にある。


　FFXIV蒼天のイシュガルド ベンチのスコアを平均フレームレートで見たいという人のため，グラフ10’，グラフ11’も用意したので，興味のある人はこちらも参照してほしい。


　次にグラフ12，13は「Project CARS」の結果である。本作に対するRadeon Softwareの対応はこれまでも十全でなかったのだが，残念ながら16.6.2ドライバでもその状況は変わっていないようだ。GeForceの2製品とは，はっきり言って勝負になっていない。
　ただ，「ほぼ最適化されていない可能性が高い」という条件で，RX 480が比較対象のRadeonに対して優勢という点は注目しておく必要があるだろう。やはりRX 480というGPUが持つポテンシャル自体はRX 390X以上という理解でいいのではなかろうか。


　ここからDirectX 12タイトルの出番である。
　グラフ14，15にスコアをまとめたAotSだと，全体的にRadeonが優勢。RX 480はGTX 980の96〜104％程度というスコアを示して互角に立ち回り，GTX 970に対しては有意なスコア差を示している。
　Radeon同士で比較すると，RX 480はR9 390Xの83〜86％程度，R9 390の91〜93％程度で，「RX 480において，DirectX 12タイトルにおける性能が際立って向上した」印象は受けない。GCNの時点でGPUアーキテクチャとしては十分に最適化済みということなのだろう。


　もう1つのDirectX 12テストとなるTotal War: WARHAMMERのテスト結果がグラフ16，17だ。
　ここではどちらかというとThe Divisionと同じような傾向が出ている。RX 480は高負荷なUltraプリセットでGTX 980と互角以上に立ち回り，GTX 970に対しては8〜20％のスコア差を付けた。Ultraプリセットの2560×1440ドットでRX 480のスコアが若干低めに出ているのは気になるが，その理由は，これだけだと何とも言えない。


　性能検証の最後はSteamVR Performance Testだが，スクリーンショットを見ると，RX 480はValveの示す指標の最上位「レディ」に入った。
　ただ，スコアとしての平均忠実度は7.4で，R9 390の8やGTX 970の7.8と比べると若干下回った。「プレミアムなVR体験ができる」という謳い文句や，実装された新機能などから，さぞかし従来製品や競合製品を圧倒するスコアが出るのかと期待していたのだが，その点ではやや肩すかし感が否めない。

上段左からRX 480，R9 390X，R9 390。下段左からR9 380X，GTX 980，GTX 970のそれぞれテスト結果だ。R9 380X以外は「レディ」の範囲に入っている

RX 480における消費電力の低さは立派。一方でGPUクーラーの冷却性能と静音性はいまひとつ

　RX 480における大きな特徴の1つが消費電力の低減にあることは本稿の冒頭でもお伝えしたとおりだが，実際の消費電力値はどの程度なのだろうか。ログの取得が可能な「Watts up? PRO」を用い，システム全体の消費電力を測定してみよう。

　テストにあたっては，ゲーム用途を想定して，無操作時にもディスプレイの電源がオフにならないよう指定したうえで，OSの起動後30分放置した時点を「アイドル時」，各アプリケーションベンチマークを実行したとき，最も高い消費電力値を記録した時点を，タイトルごとの実行時とした。
　その結果はグラフ18のとおり。アイドル時はR9 390Xのみ突出しているが，ほかは横並び。ではアプリケーション実行時はというと，RX 480はR9 390より115〜164Wも低く，GTX 980と比べても5〜30W程度低い。対GTX 970は−21〜＋13Wなので，互角と言っていいのでなかろうか。
　GeForceにはPascalアーキテクチャがあるので，仮にRX 480対抗のGPUが出てくるとどうかという不安もなくはないが，何はともあれ，ようやく第2世代Maxwellと消費電力あたりの性能で勝負できるGPUが登場したとは述べてしまっていいだろう。

※そのまま掲載すると縦に長くなりすぎるため，簡略版を掲載しました。グラフ画像をクリックすると縦901ドットの完全版を表示します

　最後に，GPUの温度も念のため確認しておきたい。ここでは3DMarkの30分間連続実行時点を「高負荷時」とし，アイドル時ともども「GPU-Z」（Version 0.8.9）からGPU温度を取得することにした。テスト時の室温は約24℃。システムはPCケースに組み込まず，いわゆるバラックの状態に置いてある。その結果がグラフ19だ。

　GPUによって温度センサーの位置や取得タイミングがバラバラで，かつ，搭載するGPUクーラーも異なるため，横並びの比較にはあまり意味がない。そのため，RX 480リファレンスカードが搭載するGPUクーラーの冷却性能を見る程度に留めたいが，端的に述べて，リファレンスカードにおけるRX 480の温度はアイドル時，高負荷時とも高め。とくに高負荷時の87℃というのは，これから迎える夏場を考えるとやや不安になるレベルである。

AMDがレビュワーに配布した資料より，GTX 970とRX 480とでファンの動作音を比較した表。Fire Strike実行時の動作音はRX 480のほうが低いという主張なのだが……

　気になるファンの動作音だが，筆者の主観であることを断ったうえで述べると，少し大きい印象を受ける。「GPU-Z」（Version 0.8.9）のログで確認すると，RX 480リファレンスカードにおける高負荷時のファン回転数はパーセンテージで59％，実際の回転数にして2200rpmだった。
　AMDは世界のレビュワーに対し，「RX 480は3DMarkのFire Strike実行時にGTX 970リファレンスカードより動作音が低い」という資料を開示しているのだが，そこには，ファン回転数が55％を超えると，GTX 970よりも動作音は大きくなるというデータが載っていたりするので，今回の結果は「さもありなん」といったところか。
　リファレンスクーラーの性能には，あまり期待しないほうがいいかもしれない。

性能と消費電力はとても魅力的。あとは国内価格がどうなるか

　まとめると，RX 480の持つ性能ポテンシャルは，おおむねR9 390XとR9 390の間だ。それでいて消費電力の低さ，とくにRadeon R9 390シリーズと比べたときの低さは圧倒的と言うほかない。Radeon R9 390シリーズは最近のGPUとしてはとくに消費電力が高かったので，適正になっただけという見方はできるかもしれないが，それでも，この性能を6ピンの補助電源ケーブル1本で実現できるのは魅力的である。

　リファレンスカードに搭載されるGPUクーラーの冷却能力と動作音は残念であるものの，これはカードメーカー各社オリジナルのカードが出てくれば解決するだろう。そのとき，リファレンスデザインより小さなカードが登場する可能性にも期待したい。

　懸念点は2つ。1つは，ベンチマーク結果でも明らかになったドライバの最適化不足で，もう1つは国内価格だ。とくに後者は，搭載カードの北米市場におけるメーカー想定売価はグラフィックスメモリ容量4GB版が199ドル（税別）で，同8GB版は239ドル（税別）なのだが，日本市場に登場する予定となっているそんな後者の店頭価格が，当初，税込で3万2500〜4万円弱になりそうだという点を押さえておく必要があるだろう。

　ドル円相場が円高に振れている――原稿執筆時点の2016年6月29日17：00現在で1ドルは約102円――ことを踏まれるに，税込で3万7000円以上だと高すぎると言わざるを得ない。
　パートナー各社のオリジナルデザイン搭載版カードが出揃い，実勢価格で3万円前半にまで下がってきたとき，RX 480は，価格対性能比，そして消費電力対性能比の両方で，2016年下半期における有力な選択肢の1つになるはずだ。

※2016年7月14日追記：
　グラフィックスメモリ容量8GB版RX 480の北米市場におけるメーカー想定売価が239ドルだと明らかになりましたので，本文をアップデートしました。

AMDのPolarisマクロアーキテクチャ紹介ページ