前言
为了应对NVIDIA即将上市的GTX 660系列显卡，AMD在近日宣布HD 7870降价至299美元。目前虽然国内还没确切的降价消息，但相信不久之后也会跟着降价，降价之后HD 7870作为次高端显卡，性价比就会开始显现。今天我们要测试的是微星R7870 HAWK，它是一张超公版设计的HD 7870显卡，并沿袭了许多Lightning系列的特殊设计：钢铁之心、SSC黄金电感、DirectFET CopperMOS等。
R7870 HAWK概览
R7870 HAWK搭载两个8cm风扇、5热管的TwinFrozr IV散热器，基于AMD 28nm GCN架构、Pitcairn XT核心设计，拥有1280个流处理器，搭配256bit、2GB的GDDR5显存，默认核心、显存频率为1100/4800MHz。R7870 HAWK背面配备了背板与“钢铁之心”设计，显卡最大长度大约26.1cm，PCB比散热器外壳稍短一点。
R7870 HAWK的视频输出接口有两个miniDP、一个HDMI及一个Dual Link DVI-I。
HD7870公版的TDP大约在175W左右，而R7870 HAWK由于出厂超频可能功耗还要再高一些，因此两个6PIN供电设计是必须的。
R7870 HAWK之钢铁之心介绍
R7870 HAWK与微星今年新出的两张Lightning显卡——R7970 Lightning与N680GTX Lightning一样，配备了钢铁之心，不过具体设计又与两张闪电显卡有点区别，下面我们来看。
钢铁之心的设计思路和两张闪电显卡是一样的，在显卡背后正对着核心部分加一块子PCB，上边是大容量的滤波电容，以帮助核心供电滤波，提升超频能力。MSI号称在R7870 HAWK上钢铁之心可减少20%的电压波纹。这块PCB由8颗NEC-TOKIN生产的NeoCapacitor钽电容，每一颗规格为2.5V/220μF。虽然R7870 HAWK的钢铁之心电容总量没有两张闪电显卡那么大，但是每一个型号不同电容量设计，应该也是有一定道理的，毕竟HD 7870核心电流也不会达到7970或是680那么大。
这里提供一个NEC/TOKIN电容的编号含义查询资料，NeoCapacitor钽电容中的PS/G和PS/L系列是专门设计为低ESR的电容。
与之前测试的两张闪电显卡类似，在R7870 HAWK上我们也会再次测试钢铁之心是否对超频有帮助，请看下文分解。
R7870 HAWK拆解及散热介绍
与闪电显卡类似，R7870 HAWK也同样配备了背板及一体式显存MOSFET散热片。另外TwinFrozr散热器也采用高规格的五热管形式，以下就是把R7870 HAWK全部拆解之后的样子。
一体成型的散热片覆盖显存与MOSFET散热，帮助显存颗粒、核心、显存、VDDCI供电的MOSFET散热，在微星的中高端显卡上这种设计非常常见。
三条6mm加两条8mm热管的TwinFrozr散热器，鳍片与热管之间采用焊接工艺，配备两个8cm的风扇，散热器整体设计与R6870HAWK非常相似。与微星的7800系列其它显卡一样，这个散热器也同样是凸底。此外，新的TwinFrozr IV散热器都支持反转除尘技术，在开机时风扇会反转一段时间，把附着在散热鳍片上的灰尘吸出来，R7870 HAWK也支持这项功能。
R7870 HAWK核心显存及周边功能
AMD Pitcairn XT核心，代号215-0828047，拥有1280个流处理器。它采用台积电28nm工艺制造，集成28亿晶体管，核心面积212平方毫米。
海力士的0.4ns GDDR5显存，标称传输速率5Gbps，标称工作频率1250MHz，规格32bit/256MB，共采用8颗这样的显存组成256bit/2GB的规格。
双BIOS切换开关，与闪电显卡一样，R7870 HAWK采用双BIOS设计，配备了风冷BIOS和液氮专用BIOS。其中开关右侧为液氮专用BIOS，会把供电的相位动态切换节能关闭。
HAWK及Lightning系列大多显卡都有电压测量点，R7870 HAWK也不例外。配合afterburner的三重电压调节，这里从左到右依次是测量显存、VDDCI（PLL）、核心电压。
R7870 HAWK供电方案介绍
先来看PCB正面全图：
R7870 HAWK采用8+2+1相供电，其中左侧的8相为核心供电，右上方两相为显存供电，都采用与Lightning显卡一样的SSC电感、CopperMOS以及FP5K电容。SSC电感实际上是来自Trio的订制电感，而CopperMOS则是来自IRF的DirectFET封装的MOSFET。
核心的8相供电与显存的1相供电采用一颗CHiL CHL8225G数字PWM芯片控制，在低负载时可进行动态相位切换，在一定程度上实现节能的目的。在R7870 HAWK上这颗PWM配置成4+1相的规格，再通过5颗IR3598倍相器来实现8+2相核心与显存供电。
核心与显存的8+2相供电采用1上1下的MOSFET设计，其中上桥为IRF8327S，在Vgs=10V时内阻为7.3毫欧，下桥为IRF8304M，在Vgs=10V时内阻仅为2.2毫欧，它们都是DirectFET封装，采用导热能力更好的金属表面。这种MOSFET被称为CopperMOS，闪电产品线自从N480GTX Lightning上就开始采用，在HAWK产品线上第一次使用是在N560GTX-Ti HAWK上，这次R7870 HAWK则是第二次采用。相比公版HD 7870的五相DrMOS供电设计，R7870 HAWK的供电改动还是比较大的。
测试平台与性能测试数据汇总
测试平台：
CPU：Intel Core i7-3960X
主板：ASUS RAMPAGE IV EXTREME
内存：三星黑条DDR3-1600 4Gx4
显卡：MSI R7870 HAWK
硬盘：西数320G蓝盘
电源：安耐美冰核REVOLUTION 85+ 1050W
散热器：Notcua NH-D14
显卡驱动程序：Catalyst 12.6
GPU-Z识别显卡基本信息：
2D模式：0.825V，300/150MHz
3D模式：1.168V，1100/1200MHz
在性能对比中我们加入上次评测中非常受欢迎的R7850 HAWK、同门的公版换散热显卡R7870 TwinFrozr 2GD5，和更高一级的R7950 TwinFrozr III来做对比。
从性能测试中我们看到，R7870 HAWK凭借着50MHz的核心频率优势，大约领先采用公版设计的R7870 TwinFrozr 2GD5有3-4%的性能，领先大幅出厂超频的R7850 HAWK有15%以上的性能，但是还输给出厂超频10%的R7950 TwinFrozr III大约10%。因此可以推算，R7870 HAWK的性能更接近HD 7950公版的性能了。
从功耗表现来看，R7870 HAWK的功耗甚至超越了R7950 TwinFrozr III，这跟R7970 Lightning、N680GTX Lightning的功耗表现有些相似，都大幅超频、功耗也都超过公版同级别产品。不知道是不是这一代Lightning供电设计损耗较大的原因，使用Lightning级别用料的这几款显卡，能耗比表现并不像R7850 HAWK及华硕龙骑士HD7850那样能胜过同级别的公版显卡。
最后来看看加权性能功耗综合对比：R7870 HAWK的性能更接近HD7950一些，但能耗比明显不如后者。
温度及噪音测试
在室温25度、裸机的条件下，R7870 HAWK运行Furmark的满载温度最高来到71度，风扇转速达到2700转以上，有中度噪声，估计放进机箱后还是可以稍微听到一点声音。值得一提的是，R7870 HAWK的风扇PWM曲线设计有一定的滞后性，也就是温度达到70度并持续一段时间之后，风扇才会明显提速。因此就出现了下图Furmark中曲线先升高后来略有下降，最高温度虽然达到71度，但最后温度则稳定在69-70度的情况，这就是风扇在后来提速的结果。
在加压到1.25V超频到1.3GHz核心频率时亦可通过Furmark测试，这时候核心温度来到77度了，风扇转速到3800转，噪音也明显加大。从afterburner中我们可以监控到R7870 HAWK的核心、显存及供电温度，由于有一体式散热片辅助散热并且风扇转速已经不低了，在大幅超频之后显存和供电的温度并不算很高，分别稳定在66度和55度，最高则到过69度和56度。
安装、拆除钢铁之心超频对比测试
R7870 HAWK与Lightning显卡一样有3X3 OC工具，刚才我们已经见识到了三重温度监测，下面来看看最新版本的afterburner已经可以支持R7870 HAWK的三重电压调节，核心电压可加到1.35V、显存电压可加到1.7V、VDDCI电压则可以加30mV。由GDDR5显存的特性可知道，我们基本不用加显存电压，在超频时加核心与VDDCI电压即可。
跟之前两张Lightning显卡一样，我们分别安装和拆除钢铁之心来做超频测试，看看钢铁之心对超频能力有多大影响。首先是安装钢铁之心的时候，在afterburner电压上限1.35V核心电压下达成1375/1600MHz的频率，拿到3DMark 11 P8849分，比默认成绩提升22%。
3DMark 11 X模式拿到X2731分，比默认成绩提升23.4%，这个X分成绩已经非常接近HD7970默认频率的成绩了。
拆除钢铁之心之后，有意思的事情发生了。R7870 HAWK并不像之前测试过的两张Lightning显卡一样拆除、安装钢铁之心在风冷下表现几乎无区别，在拆除钢铁之心之后，我们发现直接拉满1.35V电压无论多少频率都是过不了测试的，运行3DMark 11很快就会黑屏，最终一路降低电压到1.275V才可以以1320MHz的频率通过3DMark 11 P模式测试，拿下P8612分，比之前安装钢铁之心超频的成绩低了不少，分数也少了200多分。
因此我们认为，在R7870 HAWK上，钢铁之心对加压超频还是有明显影响的，而在Lightning显卡上没有影响的原因可能是Lightning显卡的PCB层数更多、电气性能更好，拆除钢铁之心之后核心电压的稳定程度并未受到很大影响。但是如果在液氮超频下，再继续提高核心电压，或许也会出现与R7870 HAWK上的类似情况。
这个测试结果也从另外一个角度消除了之前我们提出的钢铁之心的电气性能必须严格控制，否则效果将适得其反的可能性，它对核心供电滤波确实是有正面作用的，至少两组7pin的插针并未对这块PCB的电气性能造成太大影响。
相位控制功耗及负载电压变化实测
在日常BIOS情况下，待机时CHiL的PWM芯片会自动关闭一些相数以节约电能，R7870 HAWK只以两相核心供电与两相显存供电在工作；在LN2 BIOS下，为了超频性能最大化，这项功能被禁用。与其它Lightning显卡一样，R7870 HAWK背后有相位指示灯，用户可以实时看到相位切换的情况。
在X79平台上，主板CPU不开启节能的情况下，分别使用两个BIOS进入系统待机并等待功耗稳定后，待机功耗大约分别在165W和169.4W，使用相位切换大约在待机时能节省4.4W电，这个节能幅度比N680GTX Lightning及R7970 Lightning上都要少一些。
下面是一些使用电压测量点测得的电压实际值。在这里说一下，GPU-Z中显示的VDDC电压为1.219V，并不准确，实际上R7870 HAWK的默认电压为1.168V。在2D状态待机时，R7870 HAWK的电压仅有0.849V（BIOS及软件显示0.825V）左右，在3D状态频率待机、低负载、高负载时，分别测得核心电压为1.185、1.170和1.145V。与CPU电压类似，显卡随着负载加大也有一定的Vdroop（掉压）存在，这是正常现象，40mV的Vdroop还是比较理想的。
在加压到1.25V时，也出现类似情况，待机（3D状态）时电压比较高，在轻载时电压比较准确，高负载Furmark时电压掉到1.211V，随着电压和频率的增加，Vdroop也会加大一点到55mV。
显存由于负载不大，电压波动并不明显，待机和满载区别仅有4mV的Vdroop。
VDDCI在待机时电压比较低，只有0.855V，满载时则升高到0.993V。
总结
HD7870上市后由于定价过高，一直鲜少有人问津，但是如今AMD终于把持不住要降价了。R7870 HAWK有着接近Lightning级别的用料，以及极高的降价期望值，相信近期会有不少用户关注它。如果你期望拥有一张高端高品质显卡，又被Lightning高高在上的价格弄得无能为力的话，不妨静候HD7870系列国内正式降价，然后考虑一下这张R7870 HAWK。
从我们的测试结果来看，R7870 HAWK的性能基本能与GTX 580达成平手，超频潜力也不俗，在风冷极限超频之后更是可以接近HD 7970的性能。未来它将成为AMD的中高端主力迎战NVIDIA的GTX 660系列，是成是败，还要在GTX 660系列上市之后才能决定了！
R7870 HAWK有两个需要注意的地方，一个是能耗比问题，它耗电会比公版稍微多一些，按照我们推算可能超过了200W，超频之后还要更高，因此在电源选择上最好使用单路12V有20A以上、总瓦数500W以上的电源；另外一方面，R7870 HAWK满载温度虽然表现还不错，但噪音也是有的，不过装进机箱之后它的噪音应该还不至于达到影响玩游戏的程度。
PCEVA综合评价：最接近闪电的HAWK显卡。
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