AMD/ATI Radeon HD 6970/6950 (Cayman)

Weihnachten steht unmittelbar vor der Tür und rechtzeitig sind die Radeon HD 6870 und Radeon HD 6950 in den Händlerregalen erschienen, so dass die Papis und Mamis dieser Welt ihre kleinen und großen Kinder mit einem Geschenk aus dem Hause AMD beglücken können. Beide Modelle stellen zur Zeit die Flaggschiffe der frischen Radeon HD 6000-Serie dar und treten den Kampf gegen die unmittelbare Konkurrenz in Form der Geforce GTX 580 und Geforce GTX 570 an. Die Radeon HD 6000-Serie sorgt momentan für etwas Verwirrung und für die ein oder andere Enttäuschung. Um dies zu verstehen, blicken wir auf das zurückliegende Jahr 2010 zurück.

Radeon HD 6970 / HD 6950 (Cayman) - LOGO

Das Jahr 2010 war für AMD ein sehr erfolgreiches Jahr. Die Radeon HD 5000-Serie ist wie eine Bombe eingeschlagen und AMD veröffentlichte nahezu im Wochentakt neue Modelle basierend auf DirectX 11. Nvidia hingegen benötigte eine gefühlte Ewigkeit, bis erste DirectX 11 fähige Modelle (Geforce GTX 470) auf dem Markt erschienen. In Sachen Leistung, Preis und Energieeffizienz blieben die Radeon HD 5970, HD 5870 und HD 5850 weiterhin an der Spitze.

Es ist nicht verwunderlich, dass die Erwartungen an die Nachfolger-Serie sehr groß waren. Diese Erwartungen wurden zusätzlich gesteigert, da Nvidia deutlich aufgeholt und den Vorsprung von AMD nahezu wett gemacht hatte. Die Enttäuschung war demzufolge groß, als AMD die Radeon HD 6870/HD 6850 veröffentlichte, welche keine Neuentwicklungen, sondern auf Energieeffizienz getrimmte Modelle der Vorgängerserie waren. Hinzu kam, dass die Leistung sogar etwas unter dem Niveau der Vorgänger lag. Kurz gefasst ist die Radeon HD 6870/HD 6850 in etwa so schnell wie eine Radeon HD 5870/HD 5850, verbraucht aber wesentlich weniger Strom. An dieser Stelle hat der Markt einfach neue Leistungsrekorde erwartet, wie es zuvor stets der Fall war.

AMD Radeon HD 6970 (Cayman) - Referenzmodell
AMD Radeon HD 6970 (Cayman) - Referenzmodell

Zusätzlich verwirrt das neue Namensschema der Radeon HD 6000 Serie. In der Vergangenheit kennzeichnete eine 9 an der zweiten Stelle das Modell als Dual-GPU-Grafikkarte. So war eine Radeon HD 5970 mit gleich zwei Grafikprozessoren bestückt. An dieser Stelle sei gesagt, dass es sich bei der Radeon HD 6970/HD 6950 um normale Single-GPU-Grafikkarten handelt.

Bevor wir auf die technischen Details eingehen, soll die Frage geklärt werden, für wen die Radeon HD 6970/HD 6950 überhaupt geeignet ist. In puncto Leistungsfähigkeit musste AMD die Krone an Nvidia abgeben, da die Geforce GTX 580 und Geforce GTX 570 einen Tick schneller sind. Dafür kosten die Nvidia-Modelle auch mehr, denn eine Radeon HD 6970/HD 6950 ist bereits für 360 bzw. 280 Euro erhältlich, wohingegen eine Geforce GTX 580/GTX 570 mit 460 und 340 Euro zu Buche schlägt. Ein preislicher Unterschied, der nicht zu unterschätzen ist:

Radeon HD 6970 / 6950 - Preisvergleich

Technische Details zur Radeon HD 6970/6950

In der Radeon HD 6970/HD 6950 wird der neue Cayman-Kern eingesetzt, der im feinen 40nm Prozess gefertigt wird und aus rund 2,64 Milliarden Transistoren besteht. Das ist etwas weniger als bei der Geforce GTX 580/570, welche mit 3 Milliarden Transistoren komplexer ist. Im Vergleich zur Vorgängerserie Radeon HD 5xxx gibt es zwei wesentliche Unterschiede:

1.) Die Shadereinheiten sind nicht mehr 5-dimensional, sondern 4-dimensional, was eine effektivere Auslastung mit sich bringen soll. Eine genaue Erklärung geht ziemlich stark in das Thema Grafikchip-Architektur, so dass man vereinfacht sagen kann, dass bei der Radeon HD 6970/ HD 6950 jeder einzelne Streamprozessor aus 4 Einheiten besteht, die im Optimalfall alle ausgelastet sind. Man spricht hier von 4D.

Radeon HD 6970 / HD 6950 (Cayman) - Shaderarchitektur ist nun 4-dimensional
Radeon HD 6970 / HD 6950 (Cayman) -
Shaderarchitektur ist nun 4-dimensional

2.) die Tessellation-Leistung wurde verbessert, in dem es nun zwei anstatt einer "Tessellation-Einheit" gibt. Diese Erneuerung ist sehr wichtig, da unter DirectX 11 Tessellation sehr häufig eingesetzt wird.

Radeon HD 6970 / HD 6950 (Cayman) - mit doppelter Tessellation-Einheit
Radeon HD 6970 / HD 6950 (Cayman) - mit doppelter Tessellation-Einheit

 

Das sind im wesentlichen die Erneuerungen, welche die Radeon HD 6970 und Radeon HD 6950 mit sich bringen.

Leistungsfähigkeit und Taktraten Grafikchip

Beginnen wir mit der theoretischen Leistungsfähigkeit des Grafikchips, welche sich u.a. aus der Taktrate des Grafikchips und Anzahl der ROPs und Textureinheiten (TMU) ergibt. Die Radeon HD 6970 wird mit 880 MHz getaktet, was in etwa 10% mehr als bei der kleineren Radeon HD 6950 (800 MHz) entspricht. Die Anzahl der ROPs beträgt bei beiden Modellen 32, so dass sich folgende Werte bei der Pixelfüllrate ergeben (Hinweis: die Pixelfüllrate und Texturfüllrate sind heutzutage keine wichtigen Leistungskriterien mehr und werden der Vollständigkeit halber aufgeführt):

Theoretische Pixelfüllrate
Radeon HD 6970: 28.160 MPixel/s
Radeon HD 6950: 25.600 MPixel/s
Radeon HD 6870: 28.800 MPixel/s
Radeon HD 6850: 24.800 MPixel/s
Geforce GTX 580: 24.704 MPixel/s
Geforce GTX 570: 21.960 MPixel/s

Anders sieht es bei den Textureinheiten aus: kann die Radeon HD 6970 noch auf 96 TMUs zurückgreifen, sind es bei der kleineren Radeon HD 6950 nur noch 88 TMUs. Das wirkt sich wie folgt auf die theoretische Texturfüllrate aus:

Theoretische Texelfüllrate
Radeon HD 6970: 84.480 MTexel/s
Radeon HD 6950: 70.400 MTexel/s
Radeon HD 6870: 50.400 MTexel/s
Radeon HD 6850: 37.200 MTexel/s
Geforce GTX 580: 49.400 MTexel/s
Geforce GTX 570: 43.920 MTexel/s

AMD Radeon HD 6950 (Cayman) - Referenzmodell
AMD Radeon HD 6950 (Cayman) - Referenzmodell

Leistungsfähigkeit Shaderarchitektur

Viel wichtiger ist heutzutage die Shader-Leistung. Gerade im Hinblick auf die Umstellung von der 5- auf 4-dimensionalen Shaderarchitektur ist es interessant zu wissen, wie sich die Änderungen auf die Shaderleistung der Radeon HD 6970/6950 auswirkt. Die Radeon HD 6970 verfügt über insgesamt 1536 (4*384) Streamprozessoren, was im Vergleich zum Vorgänger Radeon HD 5870 (1600 Streamprozessoren) etwas weniger ist. Dafür liegt der Shadertakt mit 880 MHz etwas höher. Trotzdem erreicht der Vorgänger mit 2720 GFlops leicht bessere Werte.

Die kleinere Radeon HD 6950 wurde etwas beschnitten und verfügt "nur" über 1408 (4*352) Streamprozessoren. In Verbindung mit dem etwas niedrigeren Shadertakt in Höhe von 800 MHz liegt die Shaderleistung mit 2253 GFlops deutlich unter der großen Radeon HD 6970.

Theoretische Shaderleistung (Single Precision)
Radeon HD 6970: 2703 GFLops
Radeon HD 6950: 2253 GFLops
Radeon HD 6870: 2000 GFLops
Radeon HD 6850: 1500 GFLops
Geforce GTX 580: 1581 GFLops
Geforce GTX 570: 1405 GFLops

Grafikspeicher: Taktrate, Leistungsfähigkeit

Ein weiterer wichtiger Baustein einer leistungsfähigen Grafikkarte ist die Speicherbandbreite, sprich die Menge der Daten, die zwischen Grafikspeicher und Chip transportiert werden können. Die Speicherbandbreite ist abhängig vom Speichertakt, dem Speichertyp (bsp. GDDR-5) und dem Speicherinterface. Hersteller drehen gerne an diesen Leistungsrädchen, aber letztendlich ist die daraus resultierende Speicherbandbreite entscheidend.

Die erfreuliche Nachricht ist, dass wie bei der Geforce GTX 580/570 bei allen Radeon HD 6000-Modellen der moderne GDDR-5 Speicher zum Einsatz kommt. Des Weiteren wird bei allen Radeon HD 6000-Modellen ein 256 Bit breites Speicherinterface verwendet, was im Vergleich zur Geforce GTX 580/570 ein Nachteil ist. Letztere setzen ein 384 bzw. 320 Bit breites Speicherinterface ein. Dies kann auch nicht mehr durch neue Rekordwerte beim Speichertakt wett gemacht werden. Dieser beträgt bei der Radeon HD 6970/HD 6950 unglaubliche 5500 MHz DDR (real 2750 MHz) bzw. 5000 MHz DDR (real 2500 MHz).

Theoretische Speicherbandbreite
Radeon HD 6970: 176.000 MB/s
Radeon HD 6950: 160.000 MB/s
Radeon HD 6870
: 134.400 MB/s
Radeon HD 6850: 128.000 MB/s
Geforce GTX 470: 134.080 MB/s
Geforce GTX 580: 192.384 MB/s
Geforce GTX 570: 152.000 MB/s

HerstellerNvidiaNvidiaNvidiaATIAMDAMDAMDAMD
GrafikchipGeforce GTX 580 Geforce GTX 570 Geforce GTX 480 Radeon HD 5870 Radeon HD 6970 Radeon HD 6950 Radeon HD 6870 Radeon HD 6850
Rang (Rangliste)67. Platz78. Platz86. Platz88. Platz73. Platz89. Platz93. Platz100. Platz
LeistungsklasseHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-End
Veröffentlicht4Q 20104Q 20101Q 20103Q 20094Q 20104Q 20104Q 20104Q 2010
Anzahl Kerne11111111
CodenameGF110GF110GF100RV870CaymanCaymanBarts XTBart Pro
Transistoren3000 Mio.3000 Mio.3000 Mio.2150 Mio.2640 Mio.2640 Mio.1700 Mio.1700 Mio.
Herstellung40nm40nm40nm40nm40nm40nm40nm40nm
Chip
Chiptakt:772 MHz732 MHz700 MHz850 MHz880 MHz800 MHz900 MHz775 MHz
Chiptakt (BOOST):nicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstützt
Shadertakt1544 MHz1464 MHz1401 MHz850 MHz880 MHz800 MHz900 MHz775 MHz
Pixelshadernicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstützt
Vertexshadernicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstützt
Streamprozessoren5124804801600153614081120960
ROP4840483232323232
TMU6460608096885648
Speicher (RAM)
Speichertakt4008 MHz *3800 MHz *3696 MHz *4800 MHz *5500 MHz *5000 MHz *4200 MHz *4000 MHz *
Speichergröße1536 MB1280 MB1536 MB1024 MB2048 MB2048 MB1024 MB1024 MB
SpeichertypGDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5
Speicherinterface384 Bit320 Bit384 Bit256 Bit256 Bit256 Bit256 Bit256 Bit
Herstellung
APIPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-E
DirectX1111111111111111
OpenGL4.14.13.23.24.14.14.04.0
Multi-GPU fähig?SLISLISLICFCFCFCFCF
Hybrid Graphicsunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekannt
Vulkanunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekannt
Leistungswerte
PCE-Score
167.4
138.2
149.3
176
193.4
168
148.7
123.7
Pixelfüllrate37.056 MP/s29.280 MP/s33.600 MP/s27.200 MP/s28.160 MP/s25.600 MP/s28.800 MP/s24.800 MP/s
Texelfüllrate49.408 MT/s43.920 MT/s42.000 MT/s68.000 MT/s84.480 MT/s70.400 MT/s50.400 MT/s37.200 MT/s
Shaderleistung
(Single Precision)
1581 GFlops1405 GFlops1345 GFlops2720 GFlops2703 GFlops2253 GFlops2000 GFlops1500 GFlops
Shaderleistung
(Double Precision)
unbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekannt
Speicherbandbreite192.384 MB/s152.000 MB/s177.408 MB/s153.600 MB/s176.000 MB/s160.000 MB/s134.400 MB/s128.000 MB/s
Stromverbrauch
Maximal244 Watt219 Watt295 Watt188 Watt248 Watt195 Watt151 Watt127 Watt
Leerlauf (IDLE)31,0 Watt24,0 Watt50,0 Watt27,0 Watt22,0 Watt20,0 Watt19,0 Watt19,0 Watt
Weitere Informationen
Kaufangebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote
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Tech. DetailsDetailsDetailsDetailsDetailsDetailsDetailsDetailsDetails

* Theoretische Taktrate. Abhängig von der RAM-Technologie.
  Bei DDR-Speicher ist dies nicht der Realtakt, sondern entspricht der theoretischen Leistungsfähigkeit

 

Energieaufnahme ("Stromverbrauch")

In Zeiten hoher Energiekosten ist die Leistungsaufnahme ein wichtiges Kaufkriterium geworden. Mittlerweile haben sich die High-End-Modelle zu wahren Heizkraftwerken entwickelt.  Eine Geforce GTX 580 verbraucht unter Volllast bis zu 244 Watt. Das entspricht sechs 60 Watt-Glühbirnen, also der Beleuchtung einer kompletten 2 ZKB Wohnung! Die Radeon HD 6970 kommt mit 248 Watt in etwa auf dasselbe Niveau, die Radeon HD 6950 gibt sich mit 195 Watt zufrieden.

Im normalen 2D-Betrieb (Windows) sind die Radeon HD 6970 und Radeon HD 6950 deutlich weniger fordernd an das Netzteil: hier beträgt die Leistungsaufnahme nur noch 22 bzw. 20 Watt.

Technische Übersicht Radeon HD 6970

  • Hersteller: AMD
  • Grafikchip: Radeon HD 6950
  • Erschienen: 4Q 2010
  • GPU-Codename: Cayman
  • Transistoren: 2640 Mio.
  • Herstellungsverfahren: 40 nm
  • Anzahl GPUs: 1
  • DirectX: 11
  • OpenGL: 4.1
  • OpenCL: unbekannt
  • Chiptakt: 800 Mhz
  • Shadertakt: 800 Mhz
  • Streamprozessoren: 1408
  • ROP / TMU: 32 / 88
  • Grafikbus: PCI-E
  • Speichergröße: 2048 MB GDDR-5
  • Speichertakt: 5000 Mhz (DDR)
  • Speicherschnittstelle: 256 Bit
  • Stromverbrauch: 195 Watt
  • Pixelfüllrate: 25.600 MPixel/Sek
  • Texelfüllrate: 70.400 MTixel/Sek
  • Shaderleistung: 2253 GFlops
  • Speicherbandbreite: 160.000 MB/s
  • Multi-VGA: CF

Technische Übersicht Radeon HD 6850

  • Hersteller: AMD
  • Grafikchip: Radeon HD 6950
  • Erschienen: 4Q 2010
  • GPU-Codename: Cayman
  • Transistoren: 2640 Mio.
  • Herstellungsverfahren: 40 nm
  • Anzahl GPUs: 1
  • DirectX: 11
  • OpenGL: 4.1
  • OpenCL: unbekannt
  • Chiptakt: 800 Mhz
  • Shadertakt: 800 Mhz
  • Streamprozessoren: 1408
  • ROP / TMU: 32 / 88
  • Grafikbus: PCI-E
  • Speichergröße: 2048 MB GDDR-5
  • Speichertakt: 5000 Mhz (DDR)
  • Speicherschnittstelle: 256 Bit
  • Stromverbrauch: 195 Watt
  • Pixelfüllrate: 25.600 MPixel/Sek
  • Texelfüllrate: 70.400 MTixel/Sek
  • Shaderleistung: 2253 GFlops
  • Speicherbandbreite: 160.000 MB/s
  • Multi-VGA: CF

Benchmarks zur Radeon HD 6870/6850

3D Mark 11 1280x720

3D Mark 11 1280x720
Dieser synthetische Grafikkarten-Benchmark wurde Ende des Jahres 2010 veröffentlicht und testet die Grafikkarten unter Verwendung von DirectX 11. Hauptaugenmerk wurde hierbei auf die Tessellation-Leistung gelegt.

Grafikchip Ergebnis
Nvidia Geforce GTX 580 Diagrammbalken5877
AMD Radeon HD 6970 Diagrammbalken5298
Nvidia Geforce GTX 570 Diagrammbalken5121
AMD Radeon HD 6950 Diagrammbalken4655
ATI Radeon HD 5870 Diagrammbalken4299
Nvidia Geforce GTX 470 Diagrammbalken4123
AMD Radeon HD 6870 Diagrammbalken4112

Testsystem: Intel Core i7 960, 4 GB DDR3-1600, 64GB SSD-HDD

Analyse: Im sythetischen Benchmark 3D Mark 11 wird deutlich, dass Nvidia momentan die Nase ein Stückchen vorne hat. Die Geforce GTX 580 und Geforce GTX 570 liegen jeweils vor ihren unmittelbaren Konkurrenten Radeon HD 6970 und Radeon HD 6950. Erwähnenswert ist an dieser Stelle auch die relativ schwache Leistung der Radeon HD 6870. Man sollte wissen, dass es sich hierbei um eine höherwertige Mittelklasse-Grafikkarte handelt.

Crysis 1600x1200 4xAA 16xAF

Crysis 1600x1200 4xAA 16xAF
Ego-Shooter basierend auf Direct3D 10, verwendet die CryEngine2, eine Weiterentwicklung der CryEngine von FarCry

Grafikchip Ergebnis
Nvidia Geforce GTX 580 Diagrammbalken42
AMD Radeon HD 6970 Diagrammbalken40
Nvidia Geforce GTX 570 Diagrammbalken37
AMD Radeon HD 6950 Diagrammbalken36
ATI Radeon HD 5870 Diagrammbalken36
AMD Radeon HD 6870 Diagrammbalken31
Nvidia Geforce GTX 470 Diagrammbalken29

Testsystem: Intel Core i7 960, 4 GB DDR3-1600, 64GB SSD-HDD

Analyse: Dasselbe Bild in Crysis Warhead: die Nvidia Flaggschiffe liegen jeweils ein Stückchen vor der AMD-Konkurrenz. Alle Modelle in diesem Feld zeigen aber akzeptable Leistungen bei diesem 3D-Monster.

ATI Radeon HD 6870 / 6850 GPU Feature Summary

AMD-Webseite: Radeon HD 6970

AMD-Webseite: Radeon HD 6950

  • High Speed 256-bit GDDR5 memory interface
  • PCI Express 2.1 x16 bus interface
  • “Eye-Definition” graphics
    • New and advanced architecture
      • Full DirectX® 11 support
      • Scalable geometry processing technology
      • Shader Model 5.0
      • DirectCompute 11
      • Dual advanced programmable hardware tessellation units
      • Accelerated multi-threading
      • HDR texture compression
      • Order-independent transparency
    • OpenGL 4.1 support
    • Image quality enhancement technology
      • Up to 24x multi-sample and super-sample anti-aliasing modes
      • Adaptive anti-aliasing
      • Enhanced Quality Anti-Aliasing (EQAA)
      • Morphological Anti-Aliasing (MLAA)
      • 16x angle independent anisotropic texture filtering
      • 128-bit floating point HDR rendering
  • AMD Eyefinity multi-display technology1
    • Native support for up to 4 simultaneous displays
      • Up to 6 displays supported with DisplayPort 1.2 Multi-Stream Transport
    • Independent resolutions, refresh rates, color controls, and video overlays
    • Display grouping
      • Combine multiple displays to behave like a single large display
  • AMD EyeSpeed visual acceleration2
    • AMD Accelerated Parallel Processing (APP) technology3,4
      • OpenCL 1.1 Support
      • DirectCompute 11
      • Double Precision Floating Point
      • Accelerated video encoding, transcoding, and upscaling
    • UVD 3 dedicated video playback accelerator
      • MPEG-4 AVC/H.264
      • VC-1
      • MPEG-2 (SD & HD)
      • Multi-View Codec (MVC)
      • MPEG-4 part 2 (DivX, Xvid)
      • Adobe Flash
    • Enhanced Video Quality features
      • Advanced post-processing and scaling
      • Dynamic contrast enhancement and color correction
      • Brighter whites processing (Blue Stretch)
      • Independent video gamma control
      • Dynamic video range control
    • Dual-stream HD (1080p) playback support
    • DXVA 1.0 & 2.0 support
  • AMD HD3D technology5
    • Stereoscopic 3D display/glasses support
    • Blu-ray 3D support
    • Stereoscopic 3D gaming
    • 3rd party Stereoscopic 3D middleware software support
  • AMD CrossFireX™ multi-GPU technology6
    • Dual, triple or quad-GPU scaling
  • Cutting-edge integrated display support
    • DisplayPort 1.2
      • Max resolution: 2560x1600 per display
      • Multi-Stream Transport
      • 21.6 Gbps bandwidth
      • High bit-rate audio
    • HDMI 1.4a with Stereoscopic 3D Frame Packing Format, Deep Color, xvYCC wide gamut support, and high bit-rate audio
      • Max resolution: 1920x1200
    • Dual-link DVI with HDCP
      • Max resolution: 2560x1600
    • VGA
      • Max resolution: 2048x1536
  • Integrated HD audio controller
    • Output protected high bit rate 7.1 channel surround sound over HDMI with no additional cables required
    • Supports AC-3, AAC, Dolby TrueHD and DTS Master Audio formats
  • AMD PowerPlay™ power management technology3
    • AMD PowerTune technology
      • Intelligent power management hardware
    • Dynamic power management with low power idle state
    • Ultra-low power state support for multi-GPU configurations
  • AMD Catalyst™ graphics and HD video configuration software
    • Software support for Windows 7, Windows Vista, and Windows XP
    • AMD Catalyst™ Control Center - AMD Catalyst™ software application and user interface for setup, configuration, and accessing features of AMD Radeon products.
    • Unified Graphics display driver - AMD Catalyst™ software enabling other PC programs and devices to use advanced graphics, video, and features of AMD Radeon™ products.