AMD-Radeon-R300-Serie

AMD Fiji mit den vier High-Bandwidth-Memory-Chips

Die Radeon-R300-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips der Firma AMD und Nachfolger der Radeon-R200-Serie. Ihr Codename ist „Pirate Islands“. Die AMD-Radeon-400-Serie löst die R300 Serie ab.

Beschreibung

Bei der Radeon-R300-Serie handelt es sich um eine klassische Refresh-Serie. Die ersten Modelle wurden am 5. Mai 2015 veröffentlicht und waren nur für den OEM-Markt vorgesehen. Die ersten Modelle für den Retail-Markt folgten am 18. Juni 2015. Dabei handelte es sich um klassische Rebrandings, also Neuauflagen alter Modelle aus den vorherigen Serien unter neuem Namen, teilweise mit marginalen Änderungen. So handelte es sich z. B. bei der Radeon R9 380 um eine Radeon R9 285 mit leicht angehobenen Taktraten. In der Regel werden solche Rebrandings in der Fachpresse kritisch gesehen, bei der R300-Serie kam noch erschwerend hinzu, dass die Konkurrenzserie von Nvidia, die Geforce-900-Serie, bereits 9 Monate früher erschien und auf einer neuen Architektur basierte. Besonders die Verwendung der Pitcairn-GPU, nun als Trinidad bezeichnet, die bereits bei der Radeon HD 7800 eingesetzt wurde, wurde kritisiert. Positiv dagegen wurden die beiden Radeon R9 390(X)-Modelle bewertet, da sie standardmäßig mit 8 GB großem Videospeicher ausgestattet sind und über ein sehr gutes Preis-Leistungs-Verhältnis verfügen. Nur im Bereich der Leistungsaufnahme waren diese ihren Nvidia-Kontrahenten architekturbedingt deutlich unterlegen (die R9 390X stellte mit 303 Watt sogar einen neuen Negativrekord auf).^[1]

Der Fiji-Grafikprozessor ist die einzige Neuentwicklung der R300-Serie. Technisch gesehen handelt es sich dabei um eine doppelt ausgeführte Tonga-GPU (ab der R300-Serie als Antigua bezeichnet), bestehend aus 4096 ALUs, 256 Textureinheiten und 64 ROPs bei Beibehaltung der GCN-Architektur in der Ausbaustufe 1.2. Neben dem Videoprozessor UVD 6.0 gab es maßgebliche Veränderungen am Speicherinterface: Statt GDDR5-Speicher wird erstmals der neue HBM-Speicher verbaut, weshalb Fiji über ein 4096 Bit DDR HBM-Interface verfügt. AMD gibt an, dass mit HBM-Speicher höhere Transferraten möglich sind, der Energieverbrauch reduziert werden und Platz gespart werden kann (sowohl auf dem PCB, als auch auf der GPU selbst). Der Nachteil ist dagegen, dass mit der Verwendung des HBM1-Speichers der maximale Speicherausbau auf 4 GB beschränkt ist (erst mit HBM2-Speicher sind bis 32 GB VRAM möglich). Da AMD genauso wie der Konkurrent Nvidia den 20-nm-Fertigungsprozess bei TSMC ausgelassen hat, wird Fiji weiterhin im 28-nm-Prozess hergestellt. Der Chip besteht aus 8,9 Mrd. Transistoren und ist 596 mm² groß. Während Nvidia bereits zahlreiche Grafikprozessoren dieser Größe hat produzieren lassen, stellt dies für AMD ein Novum dar. Bisher waren der R600 und die Hawaii-GPU mit 420 mm² bzw. 438 mm² die größten Grafikprozessoren von AMD.

Mit der Radeon R9 Fury X, welche AMD am 24. Juni 2015 vorstellte, wurde der Fiji-Grafikprozessor erstmals verwendet und kommt dabei im Vollausbau zum Einsatz. Die Karte weist dabei einige Besonderheiten auf, wie bereits an der Namensgebung zu erkennen ist, die teilweise vom restlichen Bezeichnungsschema der R300-Serie abweicht. So erhielt die Fury X im Referenzdesign eine Wasserkühlung, was normalerweise nur über die Boardpartner per Eigendesign realisiert wird (solche Eigendesigns waren bei der Fury X aber von AMD untersagt worden). AMD setzte den Listenpreis für die Fury X bei 649 US-$ fest, was identisch mit dem der Geforce GTX 980 Ti von Nvidia ist. Allerdings weist das Nvidia-Modell unter Full-HD eine rund 10 % höhere Performance auf, unter WQHD noch ungefähr 5 %.^[2] Nur unter 4K (Ultra-HD-Auflösung) kann ein Leistungsgleichstand erzielt werden.^[2] Da im Vorfeld aufgrund der durchgesickerten Hardwaredaten und der Namensgebung ein „Kampf um die Leistungsspitze“ mit der Geforce GTX Titan X erwartet worden war, nun aber nicht mal die gleich teure Geforce GTX 980 Ti geschlagen werden konnte, fiel die Bewertung in der Fachpresse dementsprechend durchwachsen aus. Dieser Effekt wurde noch durch die bessere Energieeffizienz der Nvidia-Modelle, sowie einen Fehler in der ersten Charge der Wasserkühlung (durch welchen es zu einem Pumpenfiepen kam) der Fury X verstärkt. Als ein Problem wurde vorab die Speicherbestückung von nur 4 GB angesehen, allerdings konnte in den Testberichten eine Limitierung bei hohen Auflösungen nur in Ausnahmefällen belegt werden (die 4 GB erwiesen sich eher als Marketingnachteil, da die Geforce GTX 980 Ti über 6 GB verfügte).^[3][4][5]

Mit der Radeon R9 Fury stellte AMD am 10. Juli 2015 das zweite Modell auf Basis des Fiji-Grafikprozessors vor. Im Gegensatz zur Fury X ist dieser nun teildeaktiviert, d. h., es sind nun nur noch 56 der 64 Shadercluster aktiv, womit der Fury noch 3584 Shader- und 224 Textureinheiten zur Verfügung stehen. Diese Konfiguration wird bei AMD intern auch unter der Bezeichnung Fiji Pro geführt. Bei marginal geringeren Taktraten gegenüber der Fury X erreicht die Fury unter Full-HD eine rund 4 % bessere Performance im Vergleich zu Nvidias Geforce GTX 980. Bei größeren Auflösungen nahm der Vorsprung sukzessive zu (wobei die grundsätzliche Eignung der Karte für Ultra-HD Auflösung umstritten war). Da AMD nun auf ein Referenzdesign verzichtete, traten nun auch die Probleme mit der Wasserkühlung wie bei der Fury X nicht auf (der Großteil der Boardpartner griff auf Eigendesigns mit Luftkühlung zurück). In Kombination mit dem erheblich besseren Preis-Leistungs-Verhältnis wurde die Fury in der Fachpresse auch deutlich positiver bewertet als die Fury X wenige Tage zuvor. Dennoch wurde der Listenpreis von 549 US-$ für die Radeon R9 Fury als zu hoch angesehen, da Nvidia zuvor den Listenpreis für die beinahe gleich schnelle Geforce GTX 980 auf 499 US-$ abgesenkt hatte.^[6][7]

AMD R9 Nano

Bei der Radeon R9 Nano, die AMD am 10. September 2015 präsentierte, handelt es sich um eine Sondervariante der Fury X im Mini-ITX-Format. Um die dafür notwendigen Vorgaben einzuhalten, ist die Nano nur 15,3 cm lang und speziell auf den sogenannten „SweetSpot“ des verbauten Fiji-Grafikprozessors ausgelegt (d. h. der Punkt im Taktspektrum, wo man die höchste Effizienz aus Grafikkarten-Performance zur Leistungsaufnahme erreicht).^[8] Dafür nutzt AMD die Fiji-GPU erneut im Vollausbau, allerdings mit den Taktraten der Fury (1.000 MHz) und nicht der Fury X (1.050 MHz). Jedoch wurde bei Hardwaretests nachgewiesen, dass die offiziellen Taktraten von AMD in der Praxis nie erreicht werden; der tatsächliche Durchschnittstakt unter 3D-Last lag bei rund 875 MHz.^[9] Damit erreicht die Karte in etwa die Performance der Radeon R9 Fury bzw. der Geforce GTX 980. Im Vergleich zu diesen ist die Nano mit einem Listenpreis von 649 US-$ eigentlich nicht konkurrenzfähig (Radeon R9 Fury: 549 US-$, Geforce GTX 980: 499 US-$), allerdings sind beide Modelle nicht im Mini-ITX-Format verfügbar. Die dort bis dato schnellsten verfügbarsten Modelle waren die Geforce GTX 970 und die Radeon R9 390X, die aber beide deutlich langsamer als die Nano waren, weshalb diese im Marktsegment Mini-ITX als schnellste Grafikkarte ohne Konkurrenz dastand.^[8]

Am 26. April 2016 veröffentlichte AMD die Radeon Pro Duo. Dabei handelt es sich um eine Dual-Grafikkarte, die zwei Fiji-GPUs im Vollausbau nutzt und die Radeon R9 295X2 ersetzte. Technisch gesehen stellte die Radeon Pro Duo zwei Nanos auf einem PCB samt Wasserkühlung dar. Da Nvidia bei der Geforce-900-Serie auf solch eine Dualkarte verzichtete, nahm die Radeon Pro Duo eine Monopolstellung als schnellste Karte am Markt ein. AMD verbaute auf der Radeon Pro Duo, die nur im Referenzdesign auf den Markt kam, erneut eine Wasserkühlung von Cooler Master und legte den Listenpreis auf 1.499 US-$ fest.^[10][11]

Datenübersicht

Grafikprozessoren

Modelldaten

Leistungsaufnahmedaten

Anmerkungen

1. ↑ Mit dem angegebenen Zeitpunkt ist der Termin der öffentlichen Vorstellung angegeben, nicht der Termin der Verfügbarkeit der Modelle.
2. ↑ Die angegebenen Leistungswerte für die Rechenleistung über die Streamprozessoren, die Pixel- und Texelfüllrate, sowie die Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte (bei Standardtakt, sofern vorhanden), die nicht direkt mit den Leistungswerten anderer Architekturen vergleichbar sind. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.
3. ↑ ^{a b} Bei den angegebenen Taktraten handelt es sich um die von AMD empfohlenen bzw. festgelegten Referenzdaten, beim Speichertakt wird der I/O-Takt (in Klammern der effektive Takt) angegeben. Allerdings kann der genaue Takt durch verschiedene Taktgeber um einige Megahertz abweichen, des Weiteren liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
4. ↑ ^{a b c d e f g} Bei dem Modell handelt es sich um ein OEM-Produkt, das nicht auf dem Retail-Markt verfügbar ist und sich, trotz teilweise identischer Bezeichnung, gravierend von diesen Varianten unterscheiden kann.
5. ↑ Der von AMD angegebene TDP-Wert entspricht nicht zwingend der maximalen Leistungsaufnahme. Dieser Wert ist auch nicht unbedingt mit dem „MGCP“-Wert des Konkurrenten Nvidia vergleichbar.
6. ↑ Die in der Tabelle aufgeführten Messwerte beziehen sich auf die reine Leistungsaufnahme von Grafikkarten, die dem AMD-Referenzdesign entsprechen. Um diese Werte zu messen, bedarf es einer speziellen Messvorrichtung; je nach eingesetzter Messtechnik und gegebenen Messbedingungen, inklusive des genutzten Programms, mit dem die 3D-Last erzeugt wird, können die Werte zwischen unterschiedlichen Apparaturen schwanken. Daher sind hier Messwertbereiche angegeben, die jeweils die niedrigsten, typischen und höchsten gemessenen Werte aus verschiedenen Quellen darstellen.
7. ↑ Der unter 3D-Last angegebene Wert entspricht dem typischen Spieleverbrauch der Karte. Dieser ist allerdings je nach 3D-Anwendung verschieden. In der Regel wird zur Ermittlung des Wertes eine zeitgemäße 3D-Anwendung verwendet, was allerdings die Vergleichbarkeit über größere Zeiträume einschränkt.
8. ↑ Die Maximallast wird in der Regel mit anspruchsvollen Benchmarkprogrammen ermittelt, deren Belastungen deutlich über denen von „normalen“ 3D-Anwendungen liegen.

Weblinks

• Herstellerwebsite zur Radeon-R9-OEM-Serie
• Herstellerwebsite zur Radeon-R7-OEM-Serie
• Herstellerwebsite zur Radeon-R5-OEM-Serie

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o p q} Stromverbrauch aktueller und vergangener Grafikkarten. 3DCenter.org, 23. Februar 2014, abgerufen am 8. August 2015. 
2. ↑ ^{a b} Launch-Analyse AMD Radeon R9 Fury X (Seite 3). 3DCenter.org, 25. Juni 2015, abgerufen am 11. August 2015. 
3. ↑ AMD Radeon R9 Fury X im Test: 4 Gigabyte für eine High-End-Karte. PC Games Hardware, 28. Juni 2015, abgerufen am 12. August 2015. 
4. ↑ AMD Radeon R9 Fury X im Test - Seite 21: Speicherauslastung mit HBM. hardwareLUXX.de, 24. Juni 2015, abgerufen am 12. August 2015. 
5. ↑ Auch mit HBM sind 4 GB nur 4 GB. Golem.de, 24. Juni 2015, abgerufen am 12. August 2015. 
6. ↑ Launch-Analyse AMD Radeon R9 Fury. 3DCenter.org, 11. Juli 2015, abgerufen am 16. Mai 2016. 
7. ↑ Die Nano/Fury-Preise müssen runter. 3DCenter.org, 26. November 2015, abgerufen am 16. Mai 2016. 
8. ↑ ^{a b} Launch-Analyse AMD Radeon R9 Nano. 3DCenter.org, 11. Juli 2015, abgerufen am 16. Mai 2016. 
9. ↑ AMD Radeon R9 Nano im Test: Die schnellste kleine Grafikkarte für Mini-ITX (Seite 3). ComperBase, 10. Juli 2015, abgerufen am 16. Mai 2016. 
10. ↑ Radeon Pro Duo: 1.600 Euro für zwei Radeon R9 Nano auf einem PCB. ComperBase, 26. April 2016, abgerufen am 16. Mai 2016. 
11. ↑ AMD Radeon Pro Duo offiziell veröffentlicht: 1.499 US-Dollar für zwei Fiji XT. PC Games Hardware, 30. April 2016, abgerufen am 16. Mai 2016.