AMD Radeon HD 6950 und HD 6970 Überblick15.12.2010 - 08:49 Uhr

Mit 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.

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.

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.

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.

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.

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:

• Computerbase
• Golem
• PC Perspective
• AnandTech
• HardOCP
• Hexus.net