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Radeon HD 5800: Die ersten DirectX-11-Grafikkarten sind da

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Die DirectX-11-kompatible Radeon HD 5870 ist die derzeit schnellste Single-GPU-Grafikkarte.

AMD stellt die Radeon-HD-5800-Serie offiziell vor und lüftet damit das Geheimnis der ersten zu DirectX 11 kompatiblen Grafikkarten. Die rund 350 Euro teure Radeon HD 5870 ist doppelt so schnell wie die Vorgängerkarte Radeon HD 4870, deutlich sparsamer im Desktop-Betrieb und kann in der sogenannten Eyefinity-Spezialversion bis zu sechs Displays parallel ansteuern. 100 Euro billiger ist die rund 10 Prozent langsamere Radeon HD 5850, die ebenfalls Ende September in den Händlerregalen stehen soll.

In den Spielen Crysis und Stalker Clear Sky ist die Radeon HD 5870 bis zu 60 Prozent flotter als Nvidias GeForce GTX 285 – die bis dato schnellste Single-GPU-Grafikkarte. Doch der Vorsprung der Radeon HD 5870 ist auch abhängig vom jeweiligen Spiel: In World in Conflict beträgt er beispielsweise lediglich 10 Prozent. Bei der Arcade-Flugsimulation HAWX, die besser auf GeForce-Grafikkarten läuft, ist die GTX 285 bei vierfachem Antialiasing und sechzehnfachem anisotropen Filter bis zur Auflösung 1920 × 1080 etwas schneller. An Nvidias Dual-GPU-Grafikkarte GeForce GTX 295 kommt die Radeon HD 5870 jedoch nur selten heran. Ausführliche Benchmarks finden sich in c’t 21/09.

In der theoretischen SP-Rechenleistung ist eine Radeon HD 5870 laut AMD 177 Mal schneller als IBMs einstiger Supercomputer Deep Blue.

In der theoretischen Rechenleistung ist die Radeon HD 5870 mit 2,7 Billionen Gleitkommaoperationen pro Sekunde (TFlops) bei einfacher Genauigkeit und 544 GFlops bei doppelter Genauigkeit mehr als doppelt so leistungsfähig wie eine Radeon HD 4870 (1,2 TFlops/240 GFlops) und überflügelt hier selbst bisherige Dual-GPU-Grafikkarten mit Leichtigkeit. Dafür sorgt der neue RV870-Grafikchip (40 nm), der aus 2,15 Milliarden Transistoren besteht und in dem insgesamt 1600 Shader-Rechenkerne arbeiten. Diese sind in 20 SIMD-Einheiten zu je 16 Recheneinheiten à fünf Kernen angeordnet. Am SIMD-Layout hat AMD im Vergleich zur HD-4800er-Serie prinzipiell also nichts geändert, sondern lediglich die Anzahl der Einheiten verdoppelt. Die Shader-Rechenkerne arbeiten bei einigen Rechenoperationen effizienter als ihre Vorgänger und beherrschen auch die von der DirectX-11-Spezifikation geforderten bitweisen Operationen wie count, insert und extract, die beispielsweise bei Videobearbeitung und Kryptographie häufig vorkommen. Summen absoluter Differenzen sollen sich nun bis zu zwölfmal schneller berechnen lassen. Die billigere Radeon HD 5850 ist um zwei SIMD-Einheiten beschnitten und besitzt damit 160 Shader-Kerne und 8 Textureinheiten weniger. Auch Grafikchip und -Speicher laufen mit 725 beziehungsweise 1000 MHz etwas langsamer als bei der Radeon HD 5870 (850/1200 MHz).

Bei der Radeon HD 5870 ist an jede SIMD-Einheit wie schon bei der Radeon HD 4870 ein Cluster mit vier Textureinheiten (TMUs) gekoppelt, sodass insgesamt 80 davon zur Verfügung stehen. Texturen werden nun bis zu einer Kantenlänge von 16384 Pixeln unterstützt. Massiv verbessert hat AMD die anisotrope Texturfilterung: Diese arbeitet nun winkelunabhängig, liefert daher eine bessere Bildqualität und soll trotzdem so schnell sein wie der AF-Algorithmus der Vorgängerversion. Auch die Zahl der beispielsweise für die Kantenglättung wichtigen Rasterendstufen (ROPs) hat sich bei der Radeon HD 5870 auf 32 verdoppelt, sodass sich pro Takt nun 32 Pixel berechnen lassen. Durch einen zusätzlichen Readback-Pfad können die Textureinheiten nun direkt komprimierte Antialiasing-Farbwerte auslesen, was die Leistung beim Custom-Filter-Antialiasing laut AMD erhöhen soll. Im Treiber stellt AMD nun auch einen Schalter für Supersampling-Antialiasing zur Verfügung.

Jeder Speichercontroller ist mit einem 128 KByte großen L2-Cache verbunden.

Der GDDR5-Speicher fasst im Referenzdesign 1 GByte an Daten und ist weiterhin über vier Speichercontroller mit insgesamt 256 Datenleitungen an den Grafikchip angebunden. Bei einer Taktfrequenz von 1200 MHz erreicht die Radeon HD 5870 einen rund ein Drittel höheren Datendurchsatz (153,6 GByte/s) im Vergleich zur Radeon HD 4870. Jeder Speichercontroller ist mit einem L2-Cache verbunden, dessen Kapazität auf je 128 KByte verdoppelt wurde. Die fest verdrahtete Tessellation-Einheit erfüllt in ihrer sechsten Generation die DirectX-11-Anforderungen. Mit ihr lassen sich die geometrischen Details von 3D-Objekten automatisch und ohne große Leistungseinbußen verfeinern. Dadurch steigt die Detailqualität bei Spielen, die dieses Feature unterstützen, enorm. Bei der Wiedergabe von Blu-ray-Videos entlastet die verbesserte UVD2-Videoeinheit weiterhin den Hauptprozessor und dekodiert bis zu zwei Videoströme für die Bild-in-Bild-Funktion. Neu ist nun, dass der zweite Strom auch im HD-Format 1080p vorliegen kann. Hinzugekommen ist laut AMD außerdem die Möglichkeit, TrueHD und DTS-HD als Bitstream auszugeben.

Die Effizienz verbesserte AMD auf 14,47 Gigaflops pro Watt.

Beeindruckend ist die vergleichsweise geringe Leistungsaufnahme der neuen High-End-Grafikkarten. AMD spricht von rund 27 Watt im Leerlauf, was für beide vorgestellten Modelle gelten soll. Unser Testexemplar der Radeon HD 5870 verbrauchte gar nur 19 Watt – und damit nur rund ein Drittel einer Radeon HD 4870 und auch weniger als Nvidias GeForce GTX 285 (rund 30 Watt). Auch die Geräuschentwicklung ist mit 0,6 Sone gut. Beim Spielen zieht die Radeon HD 5870 durchschnittlich 119 Watt. Die Höchstbelastung lag in unseren Messungen bei 198 Watt; 10 Watt mehr als AMD als TDP-Wert angibt. Der mit zirka 2000 U/min drehende Lüfter ist dann mit 1,2 Sone auch aus dem geschlossenen Gehäuse noch wahrnehmbar. Nach einem längeren Furmark-Stabilitätstest kletterte der Wert sogar auf sehr störende 3,2 Sone. In der Praxis kommt das jedoch eher selten vor. Der Grafikchip erreichte während all unserer Tests nie mehr als 80 °C. Die 28 Zentimeter lange Karte wird durch zwei sechspolige Stromanschlüsse versorgt und belegt durch das umfangreiche Kühlsystem zwei Gehäusesteckplätze.

Bis zu sechs Monitore bindet eine Radeon HD 5870 in der Eyefinity-Edition an.

Bisher konnten Single-GPU-Grafikkarten zumeist nur zwei Bildschirme gleichzeitig ansteuern, auch wenn teilweise viel mehr Anschlüsse an der Slotblende verfügbar waren. Die Radeon HD 5870 bindet nun bis zu drei Displays mit maximal je 2560 × 1600 Bildpunkten an, die Eyefinity-Spezialversion sogar bis zu sechs via DisplayPort. Dabei kann man den Desktopinhalt auf die jeweiligen Monitore erweitern oder auch duplizieren. Was auf welchem Display ausgegeben wird, konfiguriert man im Catalyst-Treiber. So lassen sich auch Spiele in extrem hohen Auflösungen wie 5760 × 2160 darstellen. Rund 80 Titel zählt AMD auf, die zur Eyefinity-Technik kompatibel sind, unter anderem Call of Juarez 2, Fallout 3 und den Microsoft Flight Simulator X.

Das Rennspiel Dirt 2 nutzt die DX11-Tessellation-Engine für dynamische Wasseroberflächen.

(Bild: AMD)

Mit Stalker: Call of Pripyat und Dirt 2 sollen noch in diesem Jahr Spiele erscheinen, die optionale DirectX-11-Effekte bieten. Das bereits erhältliche Echtzeit-Strategiespiel Battleforge zieht über ein offizielles Update Vorteile aus DirectX 11 und soll etwas schneller laufen. Mit Alien vs. Predator kündigt sich noch ein Top-Titel mit hochdetaillierten Charaktermodellen zum Anfang des nächsten Jahres an. Ob das Spiel auch in Deutschland verkauft wird, ist wegen der Gewaltdarstellung noch unklar. Der im kommenden Jahr erwartete Teil der Battlefield-Serie unterstützt DirectX 11 von Haus aus. Auch Dungeons and Dragons Online (Eberron Unlimited) sowie Lord of the Rings Online bringen einen DirectX-11-Renderpfad mit.

Die Radeon HD 5870 und 5850 sollen ab Ende September für 350 beziehungsweise 250 Euro erhältlich sein. Bereits im Oktober werden auch die ersten Mittelklassegrafikkarten (Radeon HD 5770) erwartet, die wohl für um die 150 Euro über die Ladentheken gehen. Auch ein High-End-Modell mit zwei Grafikchips, die Radeon HD 5870 X2, ist laut AMD in Planung und soll noch in diesem Jahr erscheinen. Vom Konkurrenten Nvidia ist zumindest in den nächsten Monaten keinerlei DirectX-11-fähige Grafik-Hardware zu erwarten. (mfi)