AMD Radeon HD 6950 und HD 6970 Überblick

AMDMit der Radeon HD 6950 und der Radeon HD 6970 - Codename Cayman - bringt AMD neue Grafikkarten für den High-End-Bereich, nachdem man die zweite Generation der DirectX 11-Karten unüblicherweise mit Barts für den oberen Mainstream- und Performance-Bereich gestartet hatte. Nach der überraschenden Performance und vor allem dem vergleichsweise niedrigen Verbrauch der beiden Vorgängergenerationen - Radeon HD 4870 und HD 5870 - waren die Erwartungen dementsprechend hoch. Vor allem die Umstrukturierung der Shader von einem 5D-VLIW- auf ein 4D-VLIW-Design weckte bei vielen die Hoffnung auf deutliche Performancesprünge. Wir wollen hier kurz die neuen Karten vorstellen und anschließend unsere Eindrücke zusammenfassen.

Radeon 6000 - Marktsituation



Architektur - Chip
Cayman gehört zur GPU-Familie der Northern Islands. Der Chip läuft in einer Strukturbreite von 40 nm bei TSMC vom Band. Die Fertigungsgröße bleibt hier also die gleiche wie bei den Radeon HD 5000-GPUs - Codename Evergreen. Ursprünglich sollten die Northern Islands schon in 32 nm erscheinen, allerdings wurde dieser Node sowohl von TSMC als auch von Global Foundries zugunsten der 28 nm-Bulk-Fertigung gestrichen. So bleibt für eine neue Generation relativ wenig Spielraum. Ziel bei Cayman musste dementsprechend eine Effizienzsteigerung bei der Leistung pro Fläche und der Leistung pro Watt gegenüber dem Vorgänger Cypress sein. Tatsächlich ist Cayman mit seinen 389 mm² nur 16 Prozent größer als Cypress mit 334 mm² und bleibt damit deutlich unter dem GF110 (GF100b) von Nvidia, der mit angeblich knapp 550 mm² satte 40 Prozent mehr Fläche einnimmt.

Radeon 6000 - Design Goals

Im Vollausbau - bei der Radeon HD 6970 - bringt Cayman 1536 Shader beziehungsweise 384 4D-Einheiten mit. Der Vorgänger Cypress bietet mit 1600 zwar etwas mehr Shaderprozessoren mit, jedoch noch im älteren 5D-Design, wodurch sich nur 320 5D-Einheiten ergeben.
Bei der Speicheranbindung hat sich nichts verändert. AMD setzt nach wie vor auf 256 Bit für die Topmodelle und muss dementsprechend auf schnelleren GDDR5-Speicher zurückgreifen, um die notwendige Bandbreite für die gesteigerte Chip-Performance bieten zu können.

Architektur - Shader
Mit Cayman erscheint die erste GPU von AMD im neuen 4D-Shaderdesign. Die seit dem R600 erprobten 5D-Shader gingen zwar gerade in den letzten Generationen - R700 und R800 - sehr effizient zu Werke, gleichzeitig verpuffte jedoch ein erheblicher Teil der theoretisch möglichen Performance dadurch, dass die Einheiten nur schwer komplett auszulasten waren, im Durchschnitt waren nur 3,5 der 5 möglichen Einheiten aktiv.

Radeon 6000 -Shaderdesign

Darauf reagiert AMD mit dem neuen 4D-Design. Statt den vier einfachen Einheiten plus komplexerer T-Einheit bei 5D-Design kommen hier vier gleiche Einheiten zum Einsatz, die jeweils für sich etwas komplexer ausfallen, dafür aber die zusätzliche T-Einheit überflüssig machen. AMD verspricht sich davon eine höhere Performance bei kleinerer Fläche und zudem eine Effizienzsteigerung bei der Leistung pro Watt. Allein 10% höhere Effizienz sollen darauf zurückgehen.

Architektur - weitere Verbesserungen
Als weitere Verbesserung hat AMD auch das Front-End des Chips gegenüber dem Vorgänger überarbeitet. Dabei kommen nun zwei Graphics-Engines zum Einsatz, was besonders der Tesselation-Leistung zu Gute kommen soll. Dank zusätzlicher Verbesserungen der einzelnen Tesselationeinheiten soll Cayman hier eine beinahe doppelt so hohe Leistung bieten wie Cypress. Auch hierarchische Z-Einheit, Vertex- und Geometrie-Assembler wurden verdoppelt.

Radeon 6000 - Chipdesign Frontend

Die Änderungen an der Architektur bei Cayman haben aber zur Folge, dass es einige Zeit dauern dürfte, bis die Treiberentwickler bei AMD das volle Potential ausschöpfen können.

Radeon HD 6970
AMDs neues Single-GPU Flaggschiff heißt Radeon HD 6970. Die Karte setzt auf einen Cayman-Chip im Vollausbau mit 1536 Shaderprozessoren (384 4D-Einheiten) und 2 GiB GDDR5-Speicher, der mit 1.375 MHz sehr hoch getaktet ist. Beim Chiptakt konnte AMD nochmals etwas drauflegen und kommt so auf 880 MHz gegenüber 850 MHz bei der Radeon HD 5870.
In den Reviews zeigt sich, dass die Karte derzeit auf Augenhöhe mit der GTX 570 rangiert. In einigen Tests liegt die Nvidia-Karte vorn, in anderen die AMD-Karte. Auch beim Stromverbrauch unter Last nehmen sich die Karten nicht viel, tendenziell braucht die Radeon HD 6970 aber etwas weniger. Dabei setzt AMD den empfohlenen Einstiegspreis für die Radeon HD 6970 mit 329 bzw. 339 Euro auch direkt in Konkurrenz zur GTX 570, die etwa gleich viel kostet. Mit 2 GiB Speicher - gegenüber 1280 bei der GTX 570 -, den besseren Anschlussmöglichkeiten und den zu erwartenden Treiber-Verbesserungen (was noch zu beweisen wäre) dürfte die Radeon HD 6970 damit als Sieger aus diesem Duell hervorgehen.
Gerade in höheren Auflösungen inklusive qualitätssteigernder Features schlägt die AMD-Lösung den Nvidia-Gegenpart deutlich.

Radeon HD 6950
Direkt unter der Radeon HD 6970 ordnet sich die Radeon HD 6950 ein. Hier kommt wie üblich eine leicht abgespeckte Version des Topmodells zum Einsatz. Allerdings hat AMD ausschließlich bei Chip-/Speichertakt und Shadereinheiten gespart, die Features und auch die Speichermenge von 2 GiB entsprechen dem Topmodell.
Die JD 6950 tritt mit 1408 Shadeprozessoren an, bietet also nur 352 4D-Einheiten, die zudem nur mit 800 MHz getaktet sind. Der Speichertakt von 1.250 MHz liegt ebenfalls leicht niedriger. Insgesamt fallen die Einschränkungen aber sehr moderat aus, so dass die Radeon HD 6950 nur 10 Prozent langsamer als die Radeon HD 6970 arbeitet. Der Einstiegspreis von 259 bzw. 269 Euro liegt allerdings 20 Prozent unter der Radeon HD 6970, so dass sich hier ein deutlich besseres Preis-Leistungsverhältnis ergibt.
AMD selbst sieht die Radeon HD 6950 als alleinstehend am Markt. Und tatsächlich bietet Nvidia im aktuellen Lineup nichts, was der Karte nahekommt. Auch die inzwischen eingestellte GTX 470 arbeitet deutlich langsamer. Konkurrenz gibt es daher zurzeit vor allem aus dem eigenen Haus. Denn gerade die Radeon HD 5870 kommt der Radeon HD 6950 recht nahe. Allerdings sprechen schon die 2 GiB Speicher sowie die deutlich verbesserte Performance bei Tesselation deutlich für die neue HD 6950, auch wenn die Radeon HD 5870 etwas billiger zu haben ist.

.GTX 570GTX 580HD 5870HD 6950HD 6970
ChipGF110GF110CypressCaymanCayman
Fertigung40 nm40 nm40 nm40 nm40 nm
SPs480 1D512 1D320 5D352 4D384 4D
Speicherinterface320 Bit384 Bit256 Bit256 Bit256 Bit
TMUs6064808896
ROPs4048323232
Chiptakt732 MHz772 MHz850 MHz800 MHz880 MHz
Shadertakt1.464 MHz1.544 MHz850 MHz800 MHz880 MHz
Speichertakt950 MHz1.002 MHz1.200 MHz1.250 MHz1.375 MHz



Fazit
Die Erwartungen an die Radeon HD 6950 und HD 6970 waren teils enorm und insofern werden heute viele lange Gesichter machen. Nvidia bleibt mit der GTX 580 der Single-GPU-Platzhirsch. Schon gegenüber dem attraktiveren kleineren Modell GTX 570 ist dann AMD aber mit der Radeon HD 6970 wieder gleichauf beziehungsweise je nach Anwendungsszenario sogar im Vorteil. Beim Stromverbrauch liegt die Radeon HD 6970 mit der GTX 570 unter Last gleichauf, im Desktop-Betrieb ist sie sparsamer. Negativ aufgefallen ist allerdings die Leistungsaufnahme bei der BluRay-Wiedergabe, an der AMD noch arbeiten muss.
Die Radeon HD 6950 ist in jeder Hinsicht besser als die Radeon HD 5870 und dieser insofern vorzuziehen. Nvidia hat hier derzeit nichts vergleichbares zu bieten. Abzuwarten bleibt hier, was die für Anfang 2011 erwartete GTX 560 zu leisten vermag.
Der Launch der neuen Karten darf demnach als gelungen angesehen werden. Die sehr gute Leistung pro Watt der Radeon HD 5870 konnte mit der Radeon HD 6950 nochmals verbessert werden. Die Radeon HD 6970 braucht zwar deutlich mehr Strom unter Last, bleibt dabei aber doch noch sparsamer als die GTX 570. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass AMD die Karten gleich mit 2 GiB Speicher ins Rennen schickt.

Randbemerkung:
Unglücklich erscheint hier wiederum die Nummerierung, da die Radeon HD 6970 langsamer arbeitet, als die Radeon HD 5970.


Reviews:


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12 Kommentare

12.) eXEC 16.12.2010 - 12:53 Uhr
Ich bin ehrlich gesagt schon ein wenig enttäuscht. Stromverbrauch, Leistung, Tesselation, mir gefällt das Gesamtpaket hier gar nicht.
Momentan würde ich definitiv zur GTX-570 greifen. Es ist imo das rundere Produkt. Auch das mieße AF gehört einfach nich mehr dazu, gerade bei der extremen Texturleistung...
11.) KodeX 15.12.2010 - 18:57 Uhr
Ich bin auch nicht wirklich enttäuscht von den neuen Karten, lediglich von der Namensgebung. Wenn man schon die HD 6000-Serie rausbringt, wieso werden es dann nicht ganz einfach HD 6870, HD 6850, HD 6770 und HD 6750? Die oftmals so sehr kritisierte AF-Schwäche wird in meinen Augen außerdem deutlich überbewertet.

Es schlummert auf alle Fälle eine ganze Menge Potenzial in der Architektur. Wenn man bedenkt, dass sich die Chipfläche durch das 28 nm Herstellungsverfahren um etwas mehr als die Hälfte verkleinert, könnte eine fiktive HD 7870 locker mit 768 4D-Shadereinheiten und 192 TMUs antreten. In dem Fall wäre eine Verdopplung der Rastereinheiten und des Speicherinterfaces auch vorstellbar. Gerade jene ROPs werden gerne zum Flaschenhals, wie man bei der HD 5830 sehr gut sieht.
10.) Phenocore 15.12.2010 - 18:37 Uhr
isigrim, in wie fern wird man abgestraft? sowohl GTX 570 als auch HD6970 haben eine "Sehr hohe Leistungsaunfahme" und das wird einfach nur als Negativpunkt hingeschrieben, auf der positiven Seite steht dann eben entsprechend die hohe Performance. Bei der GTX 580 steht dann entsprechend "Zu hohe Leistungsaufnahme" da. Das war schon immer beim Wolfgang so, ist nachvollziehbar, und hat nichts mit Erwartungen zu tun. Oder meinst du etwas anderes? Die beiden Karten machen sich da nicht viel und werden daher ähnlich bei der Leistungsaufnahme bewertet.

Die Erwartungen werden zwar hingeschrieben, so nach dem Motto, ja nur GTX 570-Niveau, wir hätten von AMD besseres erwartet, aber das ist ja kein "abstrafen", sondern nur eine Feststellung, dass AMD es in dem Punkt kaum besser als die Konkurrenz gemacht hat, im Gegensatz zu früher.

Nvidia kann auf der anderen Seite mit besserem AF punkten und bekommt bei PC Games Hardware im Fazit auch einen entsprechenden Pluspunkt dafür.

Wolfgang (CB) lobt auch noch das EQAA von AMD. Scheint tatsächlich was vernünftiges zu sein. 4x EQAA statt reines 8xMSAA ist aus Performance- und Bildqualitätssicht durchaus eine Überlegung wert.

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Ich persönlich bin nicht enttäuscht von der neuen Architektur. Eher von der altbekannten AF-Schwäche. Das ist die erste Generation mit dieser neuen Architektur. Ich bin sicher, dass AMD das noch weiter optimieren kann. Leistung/Watt kann man auch nicht 1x1 auf die Architektur ummünzen, da schnellerer und größerer GDDR5 verwendet wurde, der auch einiges verbraucht. Die höhere Tessalationsleistung wird bisher auch nur in wenigen Spielen genutzt.
9.) DerJo 15.12.2010 - 18:23 Uhr
also laut "www.hartware.net" :
"Die Radeon HD 6970 kommt leider nur in wenigen Fällen an der GeForce GTX 570 vorbei und ist insgesamt gesehen praktisch gleichwertig, was sich auch beim Preis ausdrückt, der mit rund 330 bis 350 Euro auf dem selben Niveau liegt. Während die 6970 in diesem direkten Duell etwas besser beim Stromverbrauch abschneidet und mehr Monitore gleichzeitig ansteuern kann, ist die GTX 570 leiser unter Last - wenn man die Referenzmodelle heranzieht. Deshalb: Knapper Punktsieg für die GTX 570. "



ist die GTX 570 einer HD 6970 vorzuziehen ...
8.) MrMad 15.12.2010 - 17:55 Uhr
Ich bin auch enttäuscht ehrlichgesagt... Hoffentlich kommt mit dem 28nm shrink ein größerer Leistungssprung.
7.) isigrim 15.12.2010 - 17:33 Uhr
Jeweils unter Last:
HardOCP GTX570 - 454 Watt | 6970 - 428 Watt -> 26 Watt weniger
AnandTech GTX570 - 361 Watt | 6970 - 340 Watt -> 21 Watt weniger
Tech Report GTX570 - 354 Watt | 6970 - 359 Watt -> 4 Watt mehr
PC Perspective GTX570 - 375 Watt | 6970 - 373 Watt -> 2 Watt weniger
Hot Hardware GTX570 - 350 Watt | 6970 - 336 Watt -> 24 Watt weniger

Macht im Durchschnitt 14 Watt weniger. Ich würde also sagen man könnte davon sprechen, dass die 6970 weniger braucht. Mehr braucht sie jedenfalls in den seltensten Fällen. Dafür bringt sie aber mehr VRam mit und ist für höhere Auflösungen deutlich besser geeignet (für die diese Klasse von Karten ja gedacht ist)
6.) atrox 15.12.2010 - 17:18 Uhr
isigrim:
Nun hat man den kleinen Spielraum für die 6970 genutzt und wird promt dafür abgestraft, obwohl man nach wie vor biem Verbrauch unter der GTX 570 agiert.


Naja, bei Computerbase verbraucht die HD 6870 unter Last 1 Watt weniger als die GTX 570, davon zusprechen das sie weniger Energie braucht ist ein Witz, dass liegt alles innerhalb der Messtoleranz und damit ist das Ergebnis als gleich anzusehen.
5.) isigrim 15.12.2010 - 16:53 Uhr
Ich finde es bemerkenswert zu beobachten, wie sehr die Erwartungshaltung der Reviewer jeweils das Fazit beeinflusst.
Die Northern Islands sind eben leider im gleichen Fertigungsprozess wie die Evergreen. Da man aber mit den Evergreens schon einen relativ hohen Stromverbrauch trotz effizienter Architektur hatte (bei Nvidia würde ich den Verbrauch als exorbitant bezeichnen), waren die Spielräume eigentlich zu klein. Nun hat man den kleinen Spielraum für die 6970 genutzt und wird promt dafür abgestraft, obwohl man nach wie vor biem Verbrauch unter der GTX 570 agiert.
Das Problem von AMD war also eigentlich, dass die Evergreen zu gut waren. ;)

Und ein weiteres Problem war sicherlich die überraschend gute Performance der neuen GTX 570 und 580.

Man vergleiche hierbei einmal das Fazit von Computerbase zur GTX 570 mit dem zu den neuen AMD-Karten:
Computerbase: Fazit GTX 570
Computerbase: Fazit Radeon 6950 und 6970 (Man bedenke dabei: Die NI-Radeons wurden bei CB mit AF "High Quality" getestet)
4.) core 15.12.2010 - 16:20 Uhr
finde ich bei Gamerkarten auch völlig belanglos...tja so richtig vom Hocker hauen mich die neuen Karten nicht...
3.) isigrim 15.12.2010 - 16:15 Uhr
Oh, guter Hinweis phenocore, den entsprechenden Abschnitt hab ich mal eben im fertigen Text vergessen ;) Muss ich noch nachtragen. :D

Ich denke, dass die GPGPU-Funktionalität auch deshalb bei den NI wichtig ist, weil die Architektur ja grundlage der zukünftigen Fusion-APUs ist, bei denen GPGPU ein zentrale Thema sein soll.
2.) Phenocore 15.12.2010 - 15:49 Uhr
Für die Spielewelt bringt die neue Architektur zwar zunächst (in Zukunft vielleicht mehr) nicht ganz so viel, aber dafür um so mehr für GPGPU. Mehrere Kernels könne gleichzeitig ausgeführt werden, gestiegene DP-Performance....
Ob das reicht, damit AMD im HPC-Bereich zu nVidia aufschließt, muss man natürlich in Anbetracht des guten Supports bei NVdia erst mal abwarten, aber immerhin....
1.) atrox 15.12.2010 - 14:44 Uhr
Ich bin enttäuscht, nicht mal was die Leistung an geht, sondern das der Stromverbrauch unter Last bei der HD 6870 so hoch ist. Damit hat AMD alle Vorteile innerhalb 1 Jahres wieder verspielt, keine gute Leistung. Da sieht man das AMD versucht hat, unter fast allen Umständen die Performance gleich mit der GTX 570 zubekommen.

Die HD 6950 ist als ganz gut gelungen zu bezeichnen.

Aber immerhin brauche ich es nicht zu bereuen das ich die von Gigabyte verbesserte GTX 470 gekauft habe. :D