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Mittwoch, 15. Februar 2012

06:05 - Autor: Nero24

AMD Radeon HD 7700: DirectX-11.1-Grafikkarten für die Massen

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Bereits am 22. Dezember hat AMD sein neues Flaggschiff, die Radeon HD 7970, samt aller technischen Neuerungen der "Southern Islands" (SI) getauften ersten 28nm-Generation vorgestellt. Verfügbar wurden die Karten allerdings erst ab dem 9. Januar. Seither kann AMD sich erstmals seit dem Launch der Radeon HD 5870 wieder damit rühmen, Hersteller der schnellsten GPU zu sein.

Nachdem man bei der Radeon HD 7970 noch auf Biegen und Brechen einen halben Launch Ende 2011 - gerne auch als Paper-Launch deklariert - hinlegte, sollte es in den folgenden Wochen Schlag auf Schlag gehen. Bereits drei Wochen nach dem eigentlichen Launch der Radeon HD 7970 zu einer unverbindlichen Preisempfehlung von satten 499,- Euro ging am 31. Januar auch das "kleinere" Schwestermodell auf Basis der "Tahiti"-GPU, die Radeon HD 7950, für einen immer noch stolzen Preis von 449,- Euro an den Start. Dieses Mal war eine Verfügbarkeit vom ersten Tag an gegeben. Heute, nur zwei Wochen später, folgen die Mainstream-Modelle der Radeon HD 7700 Serie auf Basis der "Cape-Verde"-GPU. Wie schon bei der Radeon HD 7950 verspricht AMD einen Hard-Launch, sodass eine breite Verfügbarkeit ab dem ersten Tag gegeben sein sollte. Nach den aktuellen Planungen soll noch im März, also innerhalb von nur drei Monaten, die "Southern-Islands"-Familie mit der dritten 28nm-GPU "Pitcairn" vervollständigt werden, die dann im Performance-Markt auf Kundenfang gehen wird.


AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700


Für die Einstiegslösungen ist kein Chip auf Basis der 28nm-Fertigung geplant. Hier sollen die bekannten "Northern Islands"-Lösungen (NI) der Serien Radeon HD 6400 bis HD 6600 auf Basis der "Turks"- und "Caicos"-GPU weiterhin im Desktop-Markt die Stellung halten. Ähnlich sehen offenbar auch die Planungen für den mobilen Markt aus. Entgegen der dort bereits beobachteten Praxis, die alten Modelle unter neuem Namen ein zweites Mal zu vermarkten, sind nach aktuellem Stand angeblich keine Umbenennungen im Channel geplant. Dies schließt aber natürlich nicht aus, dass entsprechende Konstrukte doch ihren Weg in OEM-Geräte finden.

Kapverdische Inseln

Mit der Radeon HD 7700 Serie löst AMD nichts Geringeres als seine bislang am Markt erfolgreichste DirectX-11-Grafikkarte, die Radeon HD 5770, ab. Genau genommen wird die Radeon HD 6770 abgelöst, welche aber lediglich die lebensverlängernde Zweitidentität der "Juniper"-basierten Radeon HD 5770 mit identischen technischen Daten ist. Dazu wurden der "Cape-Verde"-GPU neben der neuen, effizienteren Graphics-Core-Next-Architektur (GCN) auch sämtliche Features mit auf den Weg gegeben, mit denen auch schon die "Tahiti"-GPU der Radeon HD 7900 Serie glänzen konnte. Dazu zählen neben Treiber-Features wie Verbesserungen der Multimonitorlösung Eyefinity sowie von Steady Video und Supersample Anti-Aliasing (SSAA) unter DirectX 10 und 11 auch Hardware-Features wie DirectX 11.1, PowerTune, ZeroCore Power, PCIe 3.0, Discrete Digital Multipoint Audio (DDMA), HDMI 1.4a 3GHz, DisplayPort 1.2 HBR2 und die Video Codec Engine (VCE). Zudem wurde auch die verbaute UVD-Einheit leicht aufgebohrt, sodass gegenüber den UVD3-Blöcken der Radeon HD 6000 Serie jetzt auch das WMV/VC1 Profile C (IDCT Profile) hardwarebeschleunigt dekodiert werden kann.
Allen Unkenrufen zum Trotz hat uns AMD bestätigt, dass (Sparse Grid) Supersample Anti-Aliasing (SGSSAA) unter DirectX 10 und 11 nicht auf Hotfix-Treiber beschränkt bleiben, sondern fester Bestandteil künftiger WHQL-Treiber sein wird. Allerdings sollen lediglich Grafikkarten auf Basis der neuen GCN-Architektur unterstützt werden, was aber ausschließlich durch den Treiber limitiert ist. Derzeit hat AMD jedenfalls keine Pläne, auch die älteren Generationen (NI oder Evergreen) zu unterstützen.

AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700


Entgegen früheren Spekulationen setzt die 123 mm² große und 1,5 Mrd. Transistoren umfassende "Cape-Verde"-GPU, die ebenfalls im 28nm-Prozess bei TSMC gefertigt wird, erstaunlicherweise lediglich auf zehn GCN-Compute-Units (CU). AMD gruppiert dabei in einem Block vier GCN-CUs, die sich einen L1-Befehlscache und einen skalaren L1-Datencache teilen, und zwei Blöcke mit jeweils nur drei GCN-CUs. Wer jetzt glaubt, AMD hätte hier jeweils eine CU deaktiviert, den müssen wir enttäuschen: Auf dem Die der "Cape-Verde"-GPU existieren laut AMD wirklich nur insgesamt zehn CUs. Die Aufteilung in Blöcke von jeweils vier CUs ist bei der GCN-Architektur nicht fest vorgegeben. Vielmehr können in einem Block bis zu vier CUs einen gemeinsamen L1-Befehlscache und einen skalaren L1-Datencache nutzen. Bei den teildeaktivierten Versionen, wie beispielsweise der Radeon HD 7950 oder HD 7750, können also beliebige über den gesamten Die verteilt liegende CUs deaktiviert werden.
Jede GCN-CU besteht aus vier SIMD-16-Vektoreinheiten und einer skalaren Einheit sowie vier TMUs. Damit stehen der "Cape-Verde"-GPU im Vollausbau insgesamt 640 Shader-Einheiten und 40 TMUs zur Verfügung. Das Verhältnis zwischen der Rechenleistung bei Verwendung von Gleitkommazahlen einfacher (SP) und doppelter Genauigkeit (DP) wurde von den Ingenieuren für diese GPU auf ein Sechzehntel festgelegt.

AMD Radeon HD 7700


Angesteuert werden die CUs von einer einzelnen Graphics Engine, die einen deutlich verbesserten Tessellator der neunten Generation enthält. Zu diesen Verbesserungen zählt ein erneut vergrößerter Parameter-Zwischenspeicher auf der GPU, die Nutzung des L2-Caches, weitere Optimierungen, die bei der Auslagerung in den VRAM greifen, sowie die erhöhte Wiederverwendung von Vertex-Daten. Dadurch soll gegenüber der "Cayman"-GPU aus der NI-Generation bei allen Tesselationsfaktoren ein bis zu viermal so hoher Durchsatz erzielt werden.
Um auch für schnelle Kontextwechsel (z.B. Rendering <> GPGPU-Computing) gerüstet zu sein, verfügt auch die kleinste SI-GPU über zwei Asynchronous Compute Engines (ACE). Das Back-End setzt auf 16 ROPs, einen 512 kB großen L2-Cache, auf den sowohl schreibend als auch lesend zugegriffen werden kann, und ein 128 bit breites Speicherinterface, mit dem der GDDR5 angesteuert wird.

AMD Radeon HD 7770

Die Radeon HD 7700 Serie wird zunächst aus zwei verschiedenen Varianten bestehen, wobei die Radeon HD 7770 GHz Edition auf eine "Cape-Verde"-GPU im Vollausbau setzt. Mit dem Zusatz GHz Edition will AMD herausstellen, dass es sich hier um das erste Grafikkarten-Referenzdesign handelt, bei dem die GPU mit einer Taktfrequenz von 1 GHz oder mehr befeuert wird. Bisher blieb die Überwindung dieser Schwelle einzelnen OC-Modellen der AIB-Partner (Add-In-Boardpartner) vorbehalten.
Die GPU selbst ist dazu in der Lage, bis zu 6 Displays anzusteuern, was mit Hilfe der Anschlusskonfiguration des Referenzdesigns mit einem DVI-, einem HDMI- und zwei Mini-DisplayPort-Anschlüssen nur genutzt werden kann, wenn zusätzlich ein MST-Hub Verwendung findet (seit Oktober 2010 angekündigt, bis heute nicht verfügbar) oder jeweils drei Displays über das Multi-Stream-Transport-Feature von DisplayPort 1.2 in Reihe geschaltet werden können. Ansonsten lassen sich bis zu vier Bildschirme gleichzeitig ansteuern, wobei gegebenenfalls aktive DisplayPort-Adapter verwendet werden müssen.

AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700


Unter Berücksichtigung der Rohdaten (siehe untenstehende Tabelle) sowie der Effizienzsteigerungen der neuen Architektur sollte sich die Radeon HD 7770 bei deutlich niedrigerer Leistungsaufnahme im Mittel (so lange die Speicher-Bandbreite nicht limitiert) oberhalb der Radeon HD 6790 einordnen. Wie nahe sie dabei der Radeon HD 6850 kommt, dürfte vor allem vom Optimierungsstand der Treiber abhängen.

Gegenüberstellung zwischen AMD Radeon HD 7700 und Vorgängergeneration


AMD Radeon HD 7750

Für die kleinere Variante deaktiviert AMD auf der "Cape-Verde"-GPU zwei CUs, sodass die Anzahl an Shader-Einheiten auf 512 (-20%) sinkt und die der TMUs auf 32 (-20%). Weil die Pro-Version im Referenz-Design zudem mit einem um 20% niedrigeren Takt von 800 MHz auskommen muss, sinkt die Rechenleistung deutlich auf 819 GFLOP (-36%) und die Texturierleistung auf lediglich 25,6 GTex/s (-36%). Die ROPs werden hingegen nicht beschnitten, sodass deren Leistung lediglich durch die abgesenkte Taktfrequenz auf 12,8 GPix/s (-20%) sinkt. Beim Speicherinterface müssen keinerlei Abstriche gemacht werden, hier liegen weiterhin die vollen 72 GByte/s an. Zu den Zielen dieser Beschneidungsmaßnahmen dürfte neben der naheliegenden Optimierung der Fertigungsausbeute auch die Absenkung der maximalen Leistungsaufnahme auf lediglich maximal 75 Watt gewesen sein. Damit kommt die Grafikkarte ohne jeglichen zusätzlichen Stromstecker aus und kann vollständig vom PCIe-Steckplatz mit Energie versorgt werden. Zudem ist es dadurch möglich die entstehende Abwärme mit einem kompakten Single-Slot-Kühlsystem abzuführen.
Auf dem Slot-Blech stehen je ein DVI, HDMI und DisplayPort-Anschluss bereit. Damit lassen sich zwar theoretisch bis zu fünf Displays ansteuern, im Normalfall werden es aber derer maximal drei sein.

AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700


Die folgende Gegenüberstellungen zeigt, dass es die Radeon HD 7750 schwer haben wird, die Radeon HD 5770 zu überflügeln. Da sich das Shader-Design der noch frischen GCN-Architektur grundlegend von den VLIW-Designs der Vergangenheit unterscheidet, besteht hier aber die Möglichkeit, dass sich in den kommenden Monaten durch Treiber-Updates noch erhebliche Verschiebungen einstellen können. Dies ist aber lediglich eine wohlwollende Spekulation.

Gegenüberstellung zwischen AMD Radeon HD 7700 und Vorgängergeneration


AIB-Lösungen

Laut AMD wird es bereits zum Start von beiden Modellen der Radeon HD 7700 Serie ein vielfältiges Angebot der AIB-Partnern geben. Dabei werden sich die Karten nicht nur durch die Kühlrekonstruktionen, sondern auch bei den Taktraten unterscheiden. SAPPHIRE plant beispielsweise eine passiv gekühlte Version der Radeon HD 7750. Wie bereits bei den "Tahiti"-GPUs sieht AMD bei den "Cape-Verde"-GPUs ein ordentliches Übertaktungspotential, was die AIB-Partner für ihre ab Werk übertakteten OC-Modelle ausnutzen wollen. So soll die XT-Version bis zu 1.125 MHz und die Pro-Version bis zu 900 MHz schaffen. Beide Werte hängen aber natürlich stark von der Leistungsfähigkeit der verbauten Kühllösung ab.

AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700 AMD Radeon HD 7700


Die aktuellen Vorstellung von AMD sehen in Deutschland Preise ab 159 € inkl. 19% MwSt. für die Radeon HD 7770 und ab 109 € inkl. 19% MwSt. für die Radeon HD 7750 vor. Damit liegen die Neulinge leicht oberhalb der ca. 125 € für die günstigsten Angebot der Radeon HD 6850 bzw. ca. 90 € für die günstigsten Angebote der Radeon HD 6770.

Quelle: AMD

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