22.12.2011, 05:59

Michael Schmelzle und Friedrich Stiemer

AMD greift nach der 3D-Krone

Test: Grafikkarte Radeon HD 7970

Test: Ist die AMD Radeon HD 7970 die schnellste Grafikkarte der Welt?

Radikaler Umbau: AMD hat die neue Grafikchip-Generation Radeon HD 7970 total umgekrempelt und führt neue Techniken wie PCI Express 3.0, DirectX 11.1 und Eyefinity 2.0. Der PC-WELT-Test stellt das hochkomplexe Grafikmonster ausführlich vor.
AMD hat bei seinem brandneuen Grafikprozessor-Generation Radeon HD 7000 einschneidende Änderungen vorgenommen: Unter dem Codenamen Southern Islands stellt AMD eine komplett überarbeitete Grafikchip-Architektur vor und führt neue Techniken wie DirectX 11.1, PCI Express 3.0, Eyefinity 2.0 und das Energiemanagement AMD ZeroCore Power Technology ein. Schon die nackten technischen Daten der neuen Flaggschiffs Radeon HD 7970 beeindrucken:
 
Mit rund 4,3 Milliarden Transistoren ist der 7970-Chip (Codename: Tahiti) nun der komplexeste Grafikprozessor vor dem Nvidia GF110 mit 3 Milliarden. AMD lässt die 7000er-Generation, die neben der Radeon HD 7970 auch noch das kleinere Modell AMD adeon HD 7950, beim taiwanischen Auftragsfertiger TSMC im fortschrittlichen 28-Nanometer-Prozess fertigen - Stand der Technik bei GPUs waren bisher 40 Nanometer. Das erklärt die extrem hohe Anzahl an Transistoren, die AMD auf einer Fläche von lediglich 380 Quadratmillimetern unterbringt. Zum Vergleich: Auf der etwa gleich großen Chipfläche des Vorgängers Radeon HD 6970 brachte AMD nur gut halb so viele Schaltkreise unter.

Der Tahiti-Grafikprozessor arbeitet ab Werk mit einem Chiptakt von 925 MHz. Über einen zweiten Bios-Baustein lassen sich allerdings höhere Frequenzen programmieren. Laut AMD soll die GPU klaglos ein Gigahertz vertragen. Das 384 Bit breite Speicherinterface steuert 3 Gigabyte GDDR5-Videospeicher an, das ab Werk mit einem physikalischen Takt von 1375 (effektiv 5500) MHz arbeitet.  
Für die zusätzliche Energieversorgung besitzt die Hochleistungsgrafikkarte einen 6- und einen 8poligen PCI-Express-Stromanschluss. Damit ist die maximale Leistungsaufnahme der Radeon HD 7970 für bis zu 300 Watt ausgelegt. Mit den Werkseinstellungen liegt der Stromverbrauch der Grafikkarte bei rund 200 Watt, so dass für Übertakter hier noch viel Luft nach oben ist.
 
Das Energiemanagement PowerTune Technology hat AMD bei der Radeon HD 7970 verbessert und führt den besonders sparsamen Modus AMD ZeroCore Power Technology ein. Dabei versetzt AMD den Grafikchip in eine Art Stand-by-Modus und versorgt nur noch den PCI-Express-Steckplatz mit Strom. Dadurch reduziert sich die Leistungsaufnahme drastisch auf 3 Watt.
 
Interessant ist der ZeroCore-Modus beispielsweise, wenn der PC zusätzlich eine integrierte Grafiklösung besitzt. Die kann dann beim Briefeschreiben oder Internet-Surfen die Bilddarstellung übernehmen, während sich die 7970-Grafikkarte schlafen legt. Sinnvoll ist ZeroCore aber auch bei Crossfire- und Multi-Display-Systemen, die dann alle nicht benötigten Grafikkarten abschalten können.
 
Die Grafikchip-Architektur des Radeon HD 7970 ist für parallel ablaufende Rechenprozesse optimiert und bündelt Shader- und Textureinheiten mit eigenem Pufferspeicher und Scheduler zu einem so genannten Shader-Cluster (siehe Abbildung links). Insgesamt kommt der Tahiti-Grafikprozessor mit seinen 32 Shader-Clustern auf 2048 Shader-, 128 Textur- und 32 Raster Operations-Einheiten. Ein dynamisch nutzbarer großer L2-Cache puffert den Datenaustausch zwischen den Shader-Clusters und dem Speicher-Interface.
Das Referenzkarten-Design sieht einen DVI-, einen HDMI- und zwei Mini-Displayport-Anschlüsse vor, über die Sie bis zu sechs Monitore gleichzeitig ansteuern können. Dank Eyefinity 2.0 lassen sich bei den Multi-Display-Konfigurationen jetzt auch fünf Monitore horizontal zusammenschalten (5 x 1 Landscape).

Zudem erlaubt der Treiber nun die 4K-Auflösung für den Ein-Monitorbetrieb sowie individuell einstellbare Multi-Display-Auflösungen. Ebenfalls neu: Es lassen sich jetzt über die HDMI- und Displayport-Anschlüsse unabhängig voneinander Audiosignale übertragen.
 
Wie die folgende Abbildung zeigt, kann auch der Videoprozessor der Radeon HD 7970 mit einigen Verbesserungen aufwarten. So unterstützt der Unified Video Decoder beispielsweise jetzt auch MPEG-2, DIVX und Dual-HD-Streams. 
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