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Radeon RX 5700: Spielegrafikkarten mit Navi-Architektur, 7nm und PCI Express 4.0

AMDs neue PCIe-4.0-Spielegrafikkarten Radeon RX 5700 und 5700 XT sollen flüssige Bildraten in WQHD-Auflösung schaffen und 8K-Bildschirme ansteuern.

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AMDs stellt Spielegrafikkarten Radeon RX 5700, 5700 XT und 5700 XT Anniversary Edition vor

(Bild: Carsten Spille/c't)

c't Magazin
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Ab 7. Juli 2019 will AMD seine neuen Spielegrafikkarten Radeon RX 5700 und das Topmodell Radeon RX 5700 XT für 379 respektive 449 US-Dollar verkaufen - Preisempfehlungen in Euro reichen wir nach sobald sie vorliegen. Anlässlich des 50jährigen Firmenjubiläums gibt es von der RX 5700 XT zudem noch eine Anniversary Edition für 499 US-Dollar. Sie ist um circa 4 Prozent höher getaktet – das merkt man in Spielen nicht – und die Lufthutze ihres Kühlers hat ein goldfarbenes Finish sowie eine Lisa-Su-Signatur.

Anfangs legt AMD für alle drei Karten noch einen Xbox-Game Pass für drei Monate mit drauf, der auch für PC-Spiele nutzbar ist.

AMD stellt Radeon 5700 und 5700 XT vor (E3 2019) (Quelle: AMD)

Die Navi-10-GPUs der Radeon-RX-5700-Karten sind in aktueller 7-nm-Technik hergestellt, sodass mehr Schaltkreise in jeden Quadratmillimeter Chipfläche passen. Zusammen mit der gründlich erneuerten, nun RDNA genannten Architektur und 8 GByte GDDR6-Speicher soll das geschmeidige Bildraten von 60 fps in WQHD-Auflösung (2560 x 1440) ermöglichen. Mit der Radeon RX 5700 und RX 5700 XT will AMD gegen Nvidias Turing-Grafikkarten RTX 2070 und 2060 antreten. Stimmen die AMD-Benchmarks, ist erstere rund 5 Prozent schneller als die GeForce und die RX 5700 schlägt die RTX 2060 um etwa 11 Prozent.

AMDs Spielegrafikkarte Radeon RX 5700 XT

(Bild: Carsten Spille/c't)

RDNA-Technik kommt auch in den SoCs von Sonys Playstation 5 und der kürzlich von Microsoft präsentierten XBox Scarlett zum Einsatz und wurde zudem von Samsung für die Verwendung im Mobil- und Automotive-Segment lizenziert.

AMD Performance Labs: Radeon RX 5700 Leistung (3 Bilder)

Radeon RX 5700XT vs. RTX 2070

Radeon RX 5700XT vs. RTX 2070
(Bild: AMD)

AMD Navi Grafikchip

(Bild: Carsten Spille/c't)

Mit dem Navi-10-Vollausbau Radeon RX 5700 XT (inkl. Anniversary Edition) und der in Sachen Rechenleistung um knapp 20 Prozent abgespeckten RX 5700 schickt AMD zwei Karten ins Rennen um die Käufergunst. Beide verfügen über identische Speichersubsysteme mit 256 parallelen Leitungen zu den 14 Gbps schnellen GDDR6-Speicherchips und übertragen maximal 448 GByte/s dahin. Das ist so viel wie bei Nvidias RTX 2070.

Bei der Rechenleistung zieht schon die RX 5700 mit der RTX 2070 pro Takt gleich. Beide erreichen knapp 8 TFLOPs. Die höher getaktete und mit mehr Recheneinheiten ausgestattete XT übertrifft die Nvidia-Konkurrenz um rund 15 Prozent (8,95 TFLOPS) – der von AMD errechnete Vorsprung beim maximalen Boosttakt ist mit 9,75 TFLOPS natürlich höher und auch die Anniversary Edition legt noch einmal ein kleines Schippchen drauf.

Beide Karten haben einen abwärtskompatiblen PCI-Express-4.0-Anschluss, der in entsprechend ausgestatteten Mainboards wie den X570-Modellen für die ebenfalls vorgestellten Ryzen-3000-CPUs mit 32 GByte/s eine gegenüber PCIe-3.0-Karten verdoppelte Übertragungsrate erlaubt. In Spielen dürfte sich der Vorteil davon in Grenzen halten, Compute- oder Creative-Anwendungen wie Videobearbeitung mit Auflösungen von 4K und höher können allerdings durchaus profitieren, wie AMD in einer Demonstration verdeutlichte.

Den Stromverbrauch gibt AMD mit maximal 225 Watt für die XT und mit 180 Watt für die RX 5700 an. Trotz 7-nm-Fertigung ist man in dieser Hinsicht noch nicht ganz auf Nvidias Level angekommen, denn die RTX 2070 kommt mit 175, die RTX 2060 mit 160 Watt aus. Eine TDP-Angabe für die RX 5700 XT Anniversary Edition steht noch aus.

Die kompletten technischen Daten finden Sie in der Tabelle am Ende des Artikels.

Die beiden Blöcke für Display-Engine und den Media-Block hat AMD aufgebohrt. Mit HDMi 2.0b und DisplayPort 1.4a inklusive Display Stream Compression ist man auf dem aktuellen Stand, HDMi 2.1 kam etwas zu spät. Mit der Kompression steuern die RX-5700-Karten 8K-Displays mit 60 Hz über ein einzelnes Kabel an, bei 4K sind 240 Hz möglich. Mit HDR10 sind in 4K nur noch 120 Hz drin.

Hier eine kurze Übersicht:

  • h.264: 1080p600/4K150/8K30 Decode, 1080p360/4K90 Encode
  • h.265: 1080p360/4K90 Decode, 1080p/360/4K90 Encode
  • VP9: 4K60/8K24 Decode

AMD RadeonDNA Architecture Übersicht

(Bild: Carsten Spille/c't)

Den Schritt zur 7-nm-Fertigung von TSMC und der damit einhergehenden verdoppelten Transistordichte nutzte AMD, um bei den Navi 10 genannten Grafikchips die Architektur im Vergleich zu den Vorgängern gehörig umzukrempeln. Zugleich verpasste man ihr einen neuen Namen: Radeon DNA, kurz RDNA. Die vorgenommenen Änderungen sind im Vergleich zu den Schritten zwischen den GCN-Generationen deutlich größer. Insgesamt will AMD 50 Prozent mehr Leistung pro Watt und 130 Prozent mehr Leistung pro Quadratmillimeter gegenüber der noch in 14-nm-Technik hergestellten Vega64 erreicht haben.

Nicht nur sind die Compute Units umgebaut worden, um einen höheren Durchsatz bei niedriger Auslastung zu erreichen – vergleichbar mit der Single-Thread-Performance bei CPUs –, auch das Speichersystem inklusive der Caches hat AMD umgebaut und um eine Cache-Stufe erweitert.

Navi 10 ist in zwei Shader-Engines mit jeweils zwei Shader-Arrays organisiert. Daten können nun auch zwischen den Arrays hin- und herwandern, wenn eines davon ausgelastet, das andere frei ist. Sie müssen allerdings innerhalb der Shader-Engines bleiben. Bei GCN war die Mobilität noch auf ein einzelnes Shader-Array beschränkt.

Die Compute Units (CUs) haben nun anstelle von vier SIMD16-Vektoreinheiten zwei SIMD32-Gruppen mit jeweils eigener Steuerungslogik: Zwei CUs können ihre Ressourcen beim Cache etc. zusammenschalten. Zusätzlich ist ein neuer Modus namens Wave32 im Angebot, bei dem "kleine" Wavefronts mit 32 statt der zuvor bei AMD üblichen 64 Elemente zum Einsatz kommen. Die freie Vektoreinheit kann derweil mit anderen Aufgaben betraut werden. Das verbessert die Auslastung, auch weil Ressourcen wie Registerspeicher früher wieder freigegeben werden. Außerdem arbeiten die Special-Function-Einheiten nun nebenläufig, blockieren also die Vektoreinheiten nicht mehr. Allerdings belegen sie einen Instruction-Issue-Slot.

Außerdem kann pro Takt eine Gruppe von 32 Elementen durchgeschleust werden – zuvor waren für eine 64er-Gruppe noch vier Takte nötig. Der theoretische Durchsatz verbessert sich allerdings nicht, da durch das Pipeline-Prinzip nach wie vor pro Takt 64 Elemente durchgeschleust werden.

Wie schon die Vega-Chips schafft auch Navi bei reduzierter Genauigkeit (FP16 statt FP32) den doppelten Durchsatz. Die für wissenschaftliche Berechnungen sinnvolle, doppelte Gleitkommagenauigkeit (FP64) ist bei Navi 10 mit 1/16 des FP32-Durchsatzes implementiert und nutzt dafür hauptsächlich die FP32-Einheiten.

AMD RadeonDNA Architecture Compute Unit

(Bild: Carsten Spille/c't)

Spezielle Schaltungen für Raytracing, über welche Nvidias Turing-Grafikchips der RTX-2000-Reihe verfügen, bietet AMDs Navi-10-GPU nicht. Das steht für die Nachfolgegeneration auf dem Plan. AMD stimmt Nvidia allerdings zu, dass Raytracing sich von shaderbasierter hin zu hardwarebeschleunigter Ausführung entwickeln wird. Uneinig ist man sich jedoch über den Zeitpunkt, den hält AMD erst in einigen Jahren für gekommen und will dann auch mit Hardware-Beschleunigung antreten. Entsprechende optimistische Gerüchte aus dem Launch-Vorfeld haben sich also nicht bestätigt.

AMD sieht Raytracing allerdings als Option für professionelle Anwendungen und bietet auch entsprechende Plug-ins mit Radeon Pro Render an. Wer Echtzeit-Geschwindigkeit braucht, den verweist der Hersteller einstweilen auf die nahezu grenzenlose Rechenleistung aus der Cloud.

AMDs Spielergrafikkarte Radeon RX 5700 XT Rückseite

(Bild: Carsten Spille/c't)

Softwareseitig gibt es mit Radeon Anti-Lag und Radeon Image Sharpening zwei nette Beigaben. Anti-Lag reduziert die Eingabeverzögerung für schnellere Reaktionen in Shootern oder E-Sports-Titeln um 20 bis 30 Prozent. Image Sharpening wendet einen speziellen Post-Processing-Compute-Shader auf das Bild an. Der erkennt Bereiche mit niedrigen Kontrasten und schärft hier nach. Geschrieben wurde er vom FXAA-Erfinder Timothy Lottes, sodass die Kantenerkennung wohl gut funktionieren dürfte – denn dort soll RIS nicht wirken, da es sonst zu Ghosting oder Halo-Bildung kommen kann.

AMD hat den Autor zum Next Horizon Gaming Techday nach Los Angeles eingeladen und Reise- sowie Unterbringungskosten übernommen.

Name Radeon RX 5700 XT 50th Anniversary Edition Radeon RX 5700 XT Radeon RX 5700 GeForce RTX 2070 FE GeForce RTX 2060
Chip Navi10 XT Navi10 XT Navi10 XL Turing TU-104 Turing TU-106
Fertigung 7 nm 7 nm 7 nm 12 nm FFN 12 nm FFN
Chipfläche 251 mm² 251 mm² 251 mm² 445 mm² 445 mm²
Transistoren 10,3 Milliarden 10,3 Milliarden 10,3 Milliarden 10,8 Milliarden 10,8 Milliarden
Compute Units 40 40 36 36 30
Shader-ALUs 2560 2560 2304 2304 1920
Basis-/Game-*/Boost-Takt 1680/1830/1980 MHz 1605/1755/1905 MHz 1465/1625/1725 MHz 1410/-/1710 MHz* 1365/-/1680 MHz*
Rechenleistung (TFLOPS) 8,60/9,37/10,14* 8,22/8,99/9,75* 6,75/7,49/7,95* 6,50/-/7,88* 5,24/-/6,45*
Raster-Endstufen 64 64 64 64 48
Texturheinheiten 160 160 144 144 120
Speicher 8 GByte GDDR6 8 GByte GDDR6 8 GByte GDDR6 8 GByte GDDR6 6 GByte GDDR6
Speicheranbindung 256 Bit 256 Bit 256 Bit 256 Bit 192 Bit
Speichertransferrate 448 GByte/s 448 GByte/s 448 GByte/s 448 GByte/s 336 GByte/s
PCI-Express-Version 4.0 4.0 4.0 3.0 3.0
Stromversorgung PEG+6+8-Pol-Stecker PEG+6+8-Pol-Stecker PEG+6+8-Pol-Stecker PEG+8-Pol-Stecker PEG+8-Pol-Stecker
Total Board Power 225 Watt 225 Watt 180 Watt 175 Watt 160 Watt
Kartenlänge 26,7 Zentimeter 26,7 Zentimeter 26,7 Zentimeter 23 Zentimeter 23 Zentimeter
Kühlung Dual Slot, Direct Heat Exhaust, Radiallüfter Dual Slot, Direct Heat Exhaust, Radiallüfter Dual Slot, Direct Heat Exhaust, Radiallüfter Dual Slot, 2x Axiallüfter Dual Slot, 2x Axiallüfter
Verfügbarkeit 7. Juli 2019 7. Juli 2019 7. Juli 2019 16.10.2019 07.01.2019
Preis 499 US-Dollar 449 US-Dollar 379 US-Dollar 629 Euro 369 Euro

(csp)