Planet 3DNow! Logo  

  Fantastic Zero Logo
English Français Русский язык Español Italiano Japanese Chinese

FORUM AKTUELL

   

Donnerstag, 22. Dezember 2011

08:10 - Autor: Dr@

AMD stellt mit Radeon HD 7970 die erste 28nm-Grafikkarte vor

AMD Radeon Logo
Die nicht gerade rühmliche Einführung der ersten Generation von DirectX-10-Grafikkarten mit der Bezeichnung HD 2x00, damals noch unter der Marke ATi, brachte die bekannte VLIW-Architektur ins Spiel. Bis zum heutigen Tage hielt AMD an dieser fest. Die Leistung konnte sich in vielen Fällen mit der Konkurrenz aus dem Hause NVIDIA messen, doch stellte sich immer wieder heraus, dass die Anpassung der Software ein entscheidender Faktor war. Die Auslastung der Einheiten gestaltet sich zunehmend schwieriger, wobei der Shader-Compiler eine entscheidende Rolle spielte. Durch die Entwicklung hin zu immer mehr GPGPU-Anwendungen fällt es dem Compiler immer schwerer, ausreichend unabhängige Operationen aufzufinden und auf die einzelnen Slots der VLIW-Einheiten zu verteilen. Die 5D-Shader bei AMD boten theoretisch gute Leistung bei geringem Hardwareaufwand, aber die Auslastung aller Einheiten war immer schwierig.

Graphics Core Next

Als erste Gegenmaßnahme veränderte man die VLIW5-Architektur hin zur VLIW4, die im Cayman-Chip der Radeon HD 6900 Serie zu finden ist. Doch auch damit weicht die tatsächlich erreichbare Rechenleistung noch stark von der theoretischen ab. Mit 1D-Shadern, wie sie Nvidia schon lange verwendet, ist die Auslastung leichter hinzubekommen, doch ist hier eben auch der Hardwareaufwand höher. NVIDIA kann sich also weniger theoretische Rechenpower leisten (bezahlt mit Diefläche bzw. Stromverbrauch), kann davon aber prozentual mehr tatsächlich nutzen. Mit der neuen AMD Radeon HD 7970 kündigt der kleine x86-Riese nun einen Chip im taufrischen 28-nm-Fertigungsverfahren an, der sich von der bekannten VLIW-Architektur ab und hin zu einem 1D-Shader-Design wendet. Graphics Core Next (GCN) heißt die neue Architektur, die den Grafikkartenmarkt für die nächsten Jahre aufmischen soll. Die Grundzüge, die an einen klassischen Vektorrechner erinnern, hatte AMD bereits auf dem AFDS 2011 vorgestellt. Dabei ersetzt jede GCN Compute Unit die 16 VLIW4-Einheiten durch wesentlich flexibler einsetzbare vier SIMD-16-Vektoreinheiten und eine skalare Einheit, was es dem Shader-Compiler deutlich erleichtern soll, für eine möglichst hohe Auslastung der Rechenwerke zu sorgen.

AMD Radeon HD 7900 - Architektur AMD Radeon HD 7900 - Architektur AMD Radeon HD 7900 - Architektur AMD Radeon HD 7900 - Architektur AMD Radeon HD 7900 - Architektur


Neben dem neuen Fertigungsverfahren und einer neuen Architektur kommt die neue Grafikkartengeneration auch in den Genuss einiger neuer Fähigkeiten, die die Konkurrenz momentan noch nicht bieten kann. Dazu zählt die Unterstützung für Microsofts neueste Iteration des DirectX-Standards in der Version 11.1. Damit rüstet sich AMD schon im Vorfeld für die Veröffentlichung von Windows 8, welches mit der neuen API ausgeliefert werden wird. AMD spricht bei der neuen GPU-Generation vom "Major Shift to Compute", womit die stärkere Ausrichtung der neue Architektur auf GPGPU-Computing widerspiegeln soll. Die Verbindung zum System wird bei der "Tahiti"-GPU über PCI-Express 3.0 hergestellt, was in dieser Ausbaustufe wie gewohnt die mögliche Bandbreite im Vergleich zur Vorgängerrevision verdoppelt und nun mit 32 Gbit/s daherkommt. Dies dürfte zunächst für Computerspiele weniger Relevanz besitzen, verbreitert aber einen Flaschenhals, der schon heute die Auslagerung von Rechenaufgaben auf die diskrete Grafikkarte schnell unattraktiv werden lassen kann.

AMD Radeon HD 7900 - Architektur AMD Radeon HD 7900 - Architektur


AMD Radeon HD 7970

Wie bereits schon angesprochen wendet sich AMD mit der Radeon HD 7970, die auf der 28-nm-GPU "Tahiti" basiert, von der VLIW-Architektur ab. Laut AMD stehen Computing-Leistung und Energieeffizienz unmittelbar im Mittelpunkt der Architektur. Mit 4,3 Milliarden Transistoren überflügelt der neue Chip eine "Bulldozer"-CPU (AMD FX-Serie) um den Faktor 3, das derzeitige Single-GPU-Topmodell NVIDIAs bringt 3 Milliarden Transistoren auf die Waage. Das verdeutlicht die Komplexität des "Tahiti". 2048 Streamprozessoren (AMD Radeon HD 6970: 1536 - +33%) organisiert in 32 Compute Units stehen zur Verfügung. Die theoretische Maximalleistung der Radeon HD 7970 gibt AMD mit 947 GFlops für Berechnungen von Fließkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (DP) an. Das entspricht ungefähr einer Steigerung um 50 % gegenüber der Vorgängergeneration. Zusätzlich unterstützt die neue Generation mit ECC ein im Profi-Bereich wichtiges Feature. Dieser erkennt und korrigiert Bitfehler in VRAM und SRAM automatisch. Neben neuen Instruktionen wird die neue Grafikkarte auch mit den aktuellsten Standards OpenCL 1.2, DirectCompute 11.1 und C++ AMP umgehen können. Letzteres stellte Microsoft erstmals auf dem AFDS 2011 vor.

AMD Radeon HD 7900 - Architektur AMD Radeon HD 7900 - Architektur


Im Bereich der Back-ends gibt es keine größeren Änderungen zu vermelden. Weiterhin verfügt AMDs stärkste GPU über 32 Farb-Rasteroperatoren und 128 Z-/Stencil-Rasteroperatoren. Dafür stehen den Recheneinheiten bis zu 768 KB L2-Cache zur Seite, auf die neuerdings sowohl lesend als auch schreibend zugegriffen werden kann. Dies ist vor allem im Hinblick auf GPGPU-Computing und Tessellation interessant. Dazu erweitert AMD im Vergleich zum Vorgänger das Speicherinterface um 128 bit auf jetzt 384 bit. Seit der ATI Radeon HD 2900XT bot keine AMD-Grafikkarte ein größeres Speicherinterface als 256 bit, weil sich durch den Einsatz von schnellerem GDDR-Speicher teure Siliziumfläche einsparen ließ. Da noch kein Nachfolger für GDDR5 bereitsteht - im Vorfeld wurde ja sogar über die Verwendung von XDR-RAM gemunkelt - weitet AMD die Anbindung an den GDDR5 um 50 % auf. Bis zu 264 Gbit/s sollen möglich sein.

AMD Radeon HD 7900 - Architektur


Tessellation und Bildqualität

Die Tessellationsleistung aktueller AMD-Grafikkarten wurde immer wieder kritisiert beziehungsweise wurde stets durch die Produkte aus dem Hause NVIDIA in den Schatten gestellt. AMD gibt für die neue Radeon HD 7970 eine bis zu 4-mal höhere Leistung in diesem Punkt gegenüber der Radeon HD 6970 an. Möglich wird dieser Sprung durch die Verwendung zweier Tessellatoren in der neunten Generation, eine gesteigerte Wiedernutzung bestehender Vertex-Daten, Optimierungen bei der Auslagerung von Daten in den VRAM und größere Parameter-Zwischenspeicher auf dem Chip.

AMD Radeon HD 7900 - Architektur AMD Radeon HD 7900 - Architektur


Mit der neuen Generation führt AMD keinerlei neue Filterverfahren zur Verbesserung der Bildqualität ein. Downsampling und Supersampling Anti-Aliasing werden auch weiterhin nicht unterstützt. Einzig in DirectX 9 kann die gewaltige Rechenleistung für Supersampling Anti-Aliasing verwendet werden. Dafür wollen die Ingenieure den Bug im Algorithmen für die anisotropische Filterung behoben haben, der eine verstärkte Neigung zum Flimmern in hochfrequenten Bildbereichen zur Folge hatte. Zusammen mit der schon zuvor gebotenen Winkelunabhängigkeit soll die Implementierung des AF-Filter jetzt praktisch nicht mehr von der Referenz abweichen.

AMD Radeon HD 7900 - IQ


Für bessere Bildqualität sollen dafür künftig hochauflösende Texturen sorgen, von denen hardwarebeschleunigt jeweils nur der benötigte Teil geladen wird. Eine entsprechende Erweiterung wird künftig der OpenGL-Treiber bereitstellen. Eine ähnliche Streaming-Technologie verwendet id Software derzeit für den Shooter Rage.

AMD Radeon HD 7900 - IQ AMD Radeon HD 7900 - IQ AMD Radeon HD 7900 - IQ AMD Radeon HD 7900 - IQ


Display-Technologie

Eine weitere Möglichkeit, mit der die volle Leistungsfähigkeit des neuen Grafikmonsters ausgereizt werden kann, ist die Multi-Display-Technologie Eyefinity. Damit lassen sich bis zu sechs Bildschirme anschließen und zu einem einzigen großen Display vereinigen. Zur weiteren Vereinfachung der Handhabung streben die Treiberentwickler einige Neuerungen in den kommenden Catalyst-Releases an. Dazu zählt beispielsweise die Möglichkeit, die Taskleiste auf den mittleren Bildschirm zu begrenzen und auch die konfigurierbaren Auflösungen sollen flexibler werden. Außerdem ist es jetzt möglich, die einzelnen verbundenen Displays mit einem eigenen Tonsignal zu versorgen und Displays mit 4k-Auflösungen per DisplayPort 1.2 HBR2 oder HDMI 1.4a 3 GHz anzusteuern.

AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie


Mit dem Catalyst 12.1 Preview ist es erstmals möglich HD3D und CrossFire zu kombinieren, künftig soll dies auch im Eyefinity mit drei Bildschirmen möglich sein. Außerdem erhöht sich durch die Unterstützung von HDMI 1.4a 3 GHz die mögliche Auflösung und Bildwiederholungsrate bei Nutzung von stereoskopischen 3D auf 1080p bei 60 Hz pro Auge.

AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie AMD Radeon HD 7900 - Display-Technologie


Power-Management und Kühlsystem

Neben reinen Leistungswerten verspricht AMD aber auch, an besonders empfindlichen Themen gearbeitet zu haben - dem Stromverbrauch und der Lautstärke. Neben PowerTune, was mit den Grafikkarten der Radeon HD 6900 Serie eingeführt wurde, wirbt AMD mit dem neuen Feature ZeroCore Power Technology. Was heißt das im Detail? Im "Long-Idle-Modus" soll damit ein Verbrauch von weniger als 3 Watt möglich sein. Dabei wird vorausgesetzt, dass alle angeschlossenen Monitore von Windows in den Standby-Modus versetzt wurden. Folgend schaltet sich die GPU ab und der auf der Grafikkarte sitzende GDDR5-Speicher führt regelmäßig einen Self-Refresh aus. Lediglich das PCI-Express-Interface bleibt aktiv. Schlussendlich wird sogar der Lüfter der AMD Radeon HD 7970 abgeschaltet. Besonders interessant wird das neue Feature bei Multi-GPU-Systemen, die bisher oft an hohen Leerlauf-Verbräuchen kranken. Mit ZeroCore Power können im Idle die zusätzlichen Grafikkarten, an die keine Bildschirme angeschlossen sind, fast stromlos geschaltet werden.

Der normale Idle-Modus der Grafikkarte bei eingeschaltetem Monitor wird mit Werten von ca. 15 Watt angegeben, was auch eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Vorgängermodell Radeon HD 6970 darstellt, das einen Idle-Verbrauch von ca. 22 W aufweist. Dabei senkt die GPU ihren Takt auf 300 MHz und der Speicher wird mit 150 MHz angesteuert.

AMD Radeon HD 7900 - Power-Management AMD Radeon HD 7900 - Power-Management AMD Radeon HD 7900 - Power-Management


Unter Last kann PowerTune innerhalb von Millisekunden, also in Echtzeit, den thermischen Spielraum der GPU abschätzen. Die Thermal Design Power legt die maximale Abwärme eines Chips fest. Ein Überhitzen führt im besten Fall zu Rechenfehlern, im schlechtesten zu unwiderruflichen Beschädigungen oder dem Totalausfall. Durch die schnelle Regelfähigkeit, die PowerTune ermöglicht, kann die maximale Taktfrequenz laut AMD um ungefähr 30% höher angesetzt werden. Eine Drosselung im Falle einer möglichen Überschreitung der festgelegten TDP-Grenze, schafft den Spagat zwischen höchst möglicher Leistung und dem Ausreizen der TDP-Grenze. Durch die digitale Funktionsweise, mit der die Leistungsaufnahme anhand der Auslastung bestimmter Funktionsblöcke abgeschätzt wird, geht man Problemen mit analogen Messverfahren aus dem Weg und sorgt zudem für eine größere Unabhängigkeit von der Streuung zwischen den einzelnen GPUs. Dazu kommt, dass PowerTune nicht softwarebasiert agiert. Trotzdem lassen sich laut AMD gewisse Anpassungen vornehmen, wie sie beispielsweise über den Schieberegler im Catalyst Control Center möglich sind.

AMD Radeon HD 7900 - Power-Management AMD Radeon HD 7900 - Power-Management AMD Radeon HD 7900 - Power-Management AMD Radeon HD 7900 - Power-Management


Diese Anpassungen an PowerTune werden vor allem mit Blick auf das Overclocking interessant. Laut AMD sind die Stromversorgung und das Kühlsystem auf eine maximale Leistungsaufnahme von 300 Watt ausgelegt. Das PowerTune-Limit der AMD Radeon HD 7970 wurde auf 250 Watt festgelegt. Unter normaler Spielelast soll die Leistungsaufnahme im Schnitt bei ca. 200 Watt liegen. Das bedeutet, dass ein gewisser Spielraum nach oben besteht. Die standardmäßigen 925 MHz GPU-Takt sollen sich zumeist auf Werte von 1 GHz übertakten lassen. Angeblich sind sogar bis zu 1,2 GHz erreichbar. Beim GDDR5 sollen bis zu 6,6 Gbps drin sein.

AMD Radeon HD 7900 - Power-Management


Um die entstehende Wärme effektiv abführen zu können hat AMD erneut an der Kühlerkonstruktion gearbeitet. Die "Vapor-Chamber"-Technologie befindet sich bereits in der sechsten Generation. Die Finnen des Lüfters sollen verbreitert worden sein. Allgemein spricht AMD von einem höheren Luftdurchsatz, der durch den größeren Radiallüfter transportiert werden kann. Insgesamt soll das Kühlsystem auf einen geringeren Drehzahlbereich optimiert worden sein. An Stelle von 2800 bis 3000/min läuft der Lüfter jetzt mit 2000 bis 2400/min. Dies wurde auch durch einen verbesserten Luftaustritt möglich, der nun über die volle Bauhöhe der Blende reicht. Der zweite DVI-Anschluss musste dafür weichen, was zudem die Verwirbelungen reduziert und damit zu einer geringeren Geräuschentwicklung beiträgt. Aber auch die Temperaturen sind nach Angaben AMDs durch diese Maßnahme um bis zu 8°C niedriger im Vergleich zur Radeon HD 6900 Serie. Was die recht aufwändigen Änderungen aber in der Realität bringen, müssen aber natürlich unabhängig Messungen zeigen.

AMD APP Acceleration

Seit Einführung der Grafikkarten-Serie ATI Radeon HD 2000 ist die UVD-Einheit fester Bestandteil einer jeden GPU von ATI/AMD. Dank des stetig ausgebauten Funktionsumfangs des Unified Video Decoders können die Grafikkarten der CPU die beim Dekodieren notwendige Rechenlast bei den meisten gängigen Videoformaten abnehmen. Die UVD-Einheit der AMD Radeon HD 7970 befindet sich beim Feature-Umfang auf dem Stand der Vorgängergeneration, mit der die Version 3 eingeführt wurde. Beim Enkodieren von Videos konnte dieser Funktionsblock jedoch nicht genutzt werden.

Ähnlich Intels Quick-Sync-Technologie bieten die "Tahiti"-GPU mit der Video Codec Engine (VCE) jetzt eine weitere dedizierte Einheit, die speziell für die Enkodierung von HD-Videomaterial dienen soll. Prinzipiell soll der neue Funktionsblock das Enkodieren von 1080p-Videos mit einer Bildwiederholungsfrequenz von 60 Hz im H.264-Codec schneller als in Echtzeit beherrschen, wenn der Full Mode verwendet wird, bei dem die gesamte Rechenarbeit von der VCE-Einheit geleistet wird. Dieser Modus bietet sich vor allem im mobilen Umfeld an, da die Verwendung von festverdrahteten Funktionsblöcken sehr energieeffizient ist. Mehr Eingriffsmöglichkeiten und damit Anpassungsmöglichkeiten bietet den Entwicklern von Codecs der Hybrid Mode, bei dem nur die seriellen Berechnungen von der VCE-Einheit geleistet werden. Die gut parallelisierbaren Aufgaben werden dagegen auf die Shader der GPU ausgelagert, die über entsprechende Bibliotheken oder selbst geschriebene OpenCL-Kernel angesprochen werden können.
Als eines der ersten Software-Pakete wird TotalMedia Theatre 5.2 von ArcSoft diese neuen Möglichkeiten unterstützen, dessen Veröffentlichung für das erste Quartal 2012 geplant ist.

AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP


Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für die geballte Rechenleistung der GPU ist die Stabilisierung von verwackelten Videoaufnahmen. Ein solches Feature hat AMD basierend auf OpenCL zusammen mit den APUs der A-Serie unter der Bezeichnung Steady Video vorgestellt. Mit der ersten 28nm-GPU wollen die Entwickler dieses Feature weiter verbessert haben. Dabei sollen neben SAD die neuen Hardware-Befehle QSAD und MQSAD helfen, die Berechnungen zur Bewegungsabschätzung deutlich zu beschleunigen.
Abschließend hat AMD noch vermeldet, dass das allseits bekannte WinZip ab der Version 16.5 OpenCL nutzen kann, um die Rechenlast beim Komprimieren bzw. Entpacken auf die CPU-Kerne und Shader von CPUs, APUs und diskreten Grafikkarten zu verteilen.

AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP AMD Radeon HD 7900 - APP


Nach den Vorstellungen von AMD sollen die Grafikkarten der Radeon HD 7970 Serie ab 9. Januar für 499,- Euro inkl. Mehrwertsteuer den Besitzer wechseln.

» Kommentare
Planet 3DNow! RSS XML Newsfeed Planet 3DNow! Newsfeed bei iGoogle-Seite hinzufügen Planet 3DNow! Newsfeed bei My Yahoo! hinzufügen Planet 3DNow! Newsfeed bei Microsoft Live hinzufügen Planet 3DNow! Newsfeed bei My AOL hinzufügen

Weitere News:
Neue Startseite - bitte Lesezeichen anpassen
Intern: Planet 3DNow! ab 18:00 Uhr eingeschränkt erreichbar
Never Settle Forever: AMD überlässt Zusammenstellung der Spielebündel seinen Kunden
Microsoft Patchday August 2013
Der Partner-Webwatch von Planet 3DNow! (13.08.2013)
Kühler- und Gehäuse-Webwatch (11.08.2013)
Ankündigung Microsoft Patchday August 2013
Vorerst kein Frame Pacing für AMD-Systeme mit Dual Graphics
Intern: kommende Woche eingeschränkte Erreichbarkeit auf Planet 3DNow!
Kaveri verschoben und keine neuen FX-Prozessoren von AMD [3. Update]
AMD plant Vorstellung neuer High-End-Grafikkarte Hawaii im September
Kaveri verschoben und keine neuen FX-Prozessoren von AMD [Update]
Der Partner-Webwatch von Planet 3DNow! (06.08.2013)
Kaveri verschoben und keine neuen FX-Prozessoren von AMD
AMD startet neue "Never-Settle-Forever"-Spielebündel für Radeon Grafikkarten
Neuer Artikel: SilverStone Fortress FT04 - Die Hardware steht Kopf

 

Nach oben

 

Copyright © 1999 - 2013 Planet 3DNow!
Datenschutzerklärung