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La Radeon R9 295X2, nome in codice Vesuvius, è basata su due chip grafici a 28nm "Hawaii" (connessi attraverso il bridge PCI-Express PLX PEX8747), ciascuno dei quali integra 2816 stream processors, 176 TMU e 64 ROP, e scambia dati con un frame buffer dedicato con capacità di 4GB (ne consegue che complessivamente la card dispone di 8GB di RAM G-DDR5) attraverso un bus a 512-bit.

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Il core grafico delle gpu lavora a 1018MHz, mentre la memoria on board a 5GHz, per cui la banda complessiva della memoria è pari a 640GB/s. Il cooler della Radeon R9 295X2 è una soluzione ibrida, ad aria e a liquido, sviluppata in partnership da AMD e Asetek, che include un radiatore da 120mm a cui è applicata una ventola avente le stesse dimensioni. Una ulteriore ventola, connessa alla regione lamellare, stabilizza termicamente il bridge PCI-Express, il VRM e i chip di RAM.

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La Radeon R9 295X2 assorbe potenza dalla PSU attraverso due connettori PCI-E a 8-pin ed è dotata di un VRM a 12 fasi; il consumo di potenza della scheda è pari a 500W in accordo ad una slide. Il kit di connettori di uscita è composto da quattro mini-DisplayPort 1.2 e una DVI dual-link.

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In base alle misure riportate su una slide, la Radeon R9 295X2 è nettamente più veloce (circa il 60%) di una Radeon R9 290X, attuale flag-ship delle schede video GCN2, in ambiente 3DMark FireStrike (modalità performance).

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