AMD/ATI Radeon HD 6990 (Cayman Antilles)

Nachdem AMD noch zum Ende des Jahres 2010 die neue Radeon HD 6000-Serie auf den Markt brachte, wurde es im neuen Jahr wieder etwas ruhiger um den Prozessor- und Grafikchiphersteller. Der Erzfeind Nvidia konnte zwischenzeitlich die neue Geforce GTX 500 Generation am Markt positionieren und veröffentlichte peu-a-peu neue Modelle für den High-End- und Mittelklassemarkt, so dass Ende des 1. Quartals des Jahres 2011 die folgenden Duelle aufgelistet werden können:

High-End-Markt
Radeon HD 6970 vs. Geforce GTX 580
Radeon HD 6950 vs. Geforce GTX 570
Mittelklasse-Markt
Radeon HD 6870/6850 vs. Geforce GTX 560

Anfang März machte AMD mit der Radeon HD 6990 wieder auf sich aufmerksam. Wie so oft ganz unverhofft und mit einem Paukenschlag, mit dem keiner gerechnet hätte. Nachdem AMD in der neuen Radeon HD 6000 Generation nur Single-GPU-Modelle, sprich Grafikkarten mit einem einzigen Grafikchip, veröffentlichte, handelt es sich bei der Radeon HD 6990 um eine Dual-GPU-Grafikkarte. Hier vollenden gleich zwei vollwertige Cayman-Kerne ihre Arbeit, welche in der Radon HD 6970 / HD 6950 eingesetzt werden.

Radeon HD 6990 - Logo

Die Zauberformel in diesem Fall lautet: "Man nehme zwei Radeon HD 6970 Grafikchips, verbaut sie auf einem Grafikboard und heraus kommt eine Radeon HD 6990, welche in Sachen Leistung und Energieaufnahme neue Rekorde bricht". Jedem sollte an diesem Punkt bewusst sein, dass die Radeon HD 6990 leistungsmäßig an der obersten Spitze liegt und sich diese Grafikkarte an absolute High-End-Anwender und Enthusiasten orientiert. Letztendlich arbeiten zwei der schnellsten Single-GPUs auf dieser Grafikkarte, die AMD momentan anzubieten hat.

Radeon HD 6990 - Preisvergleich

Der unmittelbare Konkurrent der Radeon HD 6990 ist die Geforce GTX 590, welche wenige Tage nach der Veröffentlichung der Radeon HD 6990 publiziert wurde. Böse Zungen behaupten, dass Nvidia es dem großen Konkurrenten nachgemacht hat, denn bei der Geforce GTX 590 werkeln ebenfalls zwei Grafikchips auf einem Grafikboard. Auch hier handelt es sich um die aktuellen Flagschiffe, nämlich die Geforce GTX 580.

Die beiden Kontrahenten sind nicht gerade billig und man muss tief in die Tasche greifen. Die Geforce GTX 590 ist für ca. 620 Euro erhältlich, die Radeon HD 6990 für 550 Euro.

Technische Details zur Radeon HD 6990

Wie bereits erwähnt ist die Radeon HD 6990 keine technische Erneuerung, da man lediglich zwei Cayman-Kerne auf einem Grafikboard verbaut hat. So schlagen in der Radeon HD 6990 gleich zwei Herzen. Es empfiehlt sich daher auch, den Artikel Radon HD 6970 / HD 6950 zu lesen.

Radeon HD 6990 Referenzdesign
Radeon HD 6990 Referenzdesign

Zwei vollwertige Cayman-Kerne bedeuten, dass in der Radeon HD 6990 insgesamt 5280 Mio. Transistoren eingesetzt werden (2x 2640), welche im feinen 40nm Prozess gefertigt werden. Das bedeutet aber auch, dass die Energieaufnahme ("Stromverbrauch") sich stark erhöht, so dass AMD gezwungen ist, an bestimmten Stellen Einschränkungen vorzunehmen, um die thermischen Probleme in den Griff zu bekommen. Letztendlich muss ein solcher Leistungsbolide entsprechend gekühlt und mit ausreichend Strom versorgt werden. Darauf gehen wir nun in folgendem ein:

Leistungsfähigkeit und Taktraten Grafikchip

Beim Grafikchip wurde die Taktrate im Vergleich zur Radeon HD 6970 um 50 MHz auf 830 MHz reduziert. Die theoretische Leistungsfähigkeit des Grafikchips, welche als Pixel- und Texelfüllrate ausgewiesen werden kann, ist dennoch beindruckend  (Hinweis: die Pixelfüllrate und Texturfüllrate sind heutzutage keine wichtigen Leistungskriterien mehr und werden der Vollständigkeit halber aufgeführt):

Theoretische Pixelfüllrate
Radeon HD 6990: 53.100 MPixel/s
Radeon HD 6970
: 28.160 MPixel/s
Radeon HD 6950: 25.600 MPixel/s
Geforce GTX 590: 58.752 MPixel/s
Geforce GTX 580: 24.704 MPixel/s
Geforce GTX 570: 21.960 MPixel/s

Die Pixelfüllrate der Radeon HD 6990 ist fast doppelt so hoch als bei der Single-GPU-Variante. Lediglich die Geforce GTX 590 erreicht höhere Werte.

Bei der Texelfüllrate ein ähnliches Bild:

Theoretische Texelfüllrate
Radeon HD 6990: 159.400 MTexel/s
Radeon HD 6970: 84.480 MTexel/s
Radeon HD 6950: 70.400 MTexel/s
Geforce GTX 590: 78.336 MTexel/s
Geforce GTX 580: 49.400 MTexel/s
Geforce GTX 570: 43.920 MTexel/s

Leistungsfähigkeit Shaderarchitektur

Werfen wir einen Blick auf die Shaderarchitektur. Hier hat AMD keine Einschränkungen vorgenommen, so dass die Radeon HD 6990 auf insgesamt 3072 Streamprozessoren (2x 1536) kommt. Lediglich die erwähnte Taktreduzierung auf 830 MHz drosselt die Leistung der Radeon HD 6990 ein wenig:

Theoretische Shaderleistung (Single Precision)
Radeon HD 6990: 5100 GFLops
Radeon HD 6970: 2703 GFLops
Radeon HD 6950: 2253 GFLops
Geforce GTX 590: 2508 GFLops
Geforce GTX 580: 1581 GFLops
Geforce GTX 570: 1405 GFLops

Grafikspeicher: Taktrate, Leistungsfähigkeit

Auch beim Speichertakt musste AMD etwas die Handbremse anziehen. Wurde die Radeon HD 6970 noch mit effektiven 5500 MHz DDR (real 2750 MHz) getaktet, so sind es bei der Radeon HD 6990 "nur" noch 5000 MHz. Möglich macht dies DDR5-Speicher, von dem die Radeon HD 6990 insgesamt 4 GB verfügt. Selbst aufwendigste 3D-Spiele werden die 4 GB in absehbarer Zeit nicht füllen können! Die Speicheranbindung bleibt unberührt und beträgt 256 Bit. Die technischen Daten resultieren in folgendem Ergebnis:

Theoretische Speicherbandbreite
Radeon HD 6990: 320.000 MB/s
Radeon HD 6970: 176.000 MB/s
Radeon HD 6950: 160.000 MB/s
Geforce GTX 590: 328.320 MB/s
Geforce GTX 580: 192.384 MB/s
Geforce GTX 570: 152.000 MB/s

HerstellerNvidiaNvidiaNvidiaATIAMDAMDAMDAMD
GrafikchipGeforce GTX 590 Geforce GTX 580 Geforce GTX 480 Radeon HD 5870 Radeon HD 6990 Radeon HD 6970 Radeon HD 6950 Radeon HD 6870
Rang (Rangliste)32. Platz55. Platz72. Platz74. Platz21. Platz61. Platz75. Platz79. Platz
LeistungsklasseHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-EndHigh-End
Veröffentlicht1Q 20114Q 20101Q 20103Q 20091Q 20114Q 20104Q 20104Q 2010
Anzahl Kerne21112111
CodenameGF110GF110GF100RV870CaymanCaymanCaymanBarts XT
Transistoren6120 Mio.3000 Mio.3000 Mio.2150 Mio.5280 Mio.2640 Mio.2640 Mio.1700 Mio.
Herstellung40nm40nm40nm40nm40nm40nm40nm40nm
Chip
Chiptakt:607 MHz772 MHz700 MHz850 MHz830 MHz880 MHz800 MHz900 MHz
Chiptakt (BOOST):nicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstützt
Shadertakt1215 MHz1544 MHz1401 MHz850 MHz830 MHz880 MHz800 MHz900 MHz
Pixelshadernicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstützt
Vertexshadernicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstütztnicht unterstützt
Streamprozessoren102451248016003072153614081120
ROP9648483264323232
TMU128646080192968856
Speicher (RAM)
Speichertakt3414 MHz *4008 MHz *3696 MHz *4800 MHz *5000 MHz *5500 MHz *5000 MHz *4200 MHz *
Speichergröße3072 MB1536 MB1536 MB1024 MB4096 MB2048 MB2048 MB1024 MB
SpeichertypGDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5GDDR-5
Speicherinterface768 Bit384 Bit384 Bit256 Bit256 Bit256 Bit256 Bit256 Bit
Herstellung
APIPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-EPCI-E
DirectX1111111111111111
OpenGL4.14.13.23.24.14.14.14.0
Multi-GPU fähig?SLISLISLICFCFCFCFCF
Hybrid Graphicsunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekannt
Vulkanunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekannt
Leistungswerte
PCE-Score
218.9
167.4
149.3
176
350.9
193.4
168
148.7
Pixelfüllrate58.272 MP/s37.056 MP/s33.600 MP/s27.200 MP/s106.240 MP/s28.160 MP/s25.600 MP/s28.800 MP/s
Texelfüllrate77.696 MT/s49.408 MT/s42.000 MT/s68.000 MT/s318.720 MT/s84.480 MT/s70.400 MT/s50.400 MT/s
Shaderleistung
(Single Precision)
2508 GFlops1581 GFlops1345 GFlops2720 GFlops5100 GFlops2703 GFlops2253 GFlops2000 GFlops
Shaderleistung
(Double Precision)
unbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekanntunbekannt
Speicherbandbreite328.320 MB/s192.384 MB/s177.408 MB/s153.600 MB/s320.000 MB/s176.000 MB/s160.000 MB/s134.400 MB/s
Stromverbrauch
Maximal365 Watt244 Watt295 Watt188 Watt350 Watt248 Watt195 Watt151 Watt
Leerlauf (IDLE)55,0 Watt31,0 Watt50,0 Watt27,0 Watt37,0 Watt22,0 Watt20,0 Watt19,0 Watt
Weitere Informationen
Kaufangebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote10 Angebote7 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")

Das größte Problem der Radeon HD 6990 ist die Leistungsaufnahme, welche in Dimensionen vorgedrungen ist, die eigentlich nicht mehr vertretbar (und wahrscheinlich auch nicht bezahlbar) sind. Wenn eine einzelne Komponente eines PC-Systems im normalen Betrieb bereits 37 Watt verbraucht, welches sich unter Volllast auf bis zu 350 Watt erhöht, dann ist dies in Wirklichkeit nicht mehr vertretbar. Es existiert seitens AMD sogar ein Overclocking-BIOS, so dass die Radeon HD 6990 sogar stolze 415 Watt erreicht.

In Zeiten der Klima-Erwärmung, der nuklearen Gefahr durch Atomkraftwerke (siehe jüngstes Beispiel in Japan) und der kontinuierlich steigenden Strompreise hat eine Radeon HD 6990 keine Daseinsberechtigung!

Technische Übersicht Radeon HD 6990

  • Hersteller: AMD
  • Grafikchip: Radeon HD 6950
  • Erschienen: 4Q 2010
  • GPU-Codename: Cayman
  • Transistoren: 2640 Mio.
  • Herstellungsverfahren: 40 nm
  • Anzahl GPUs: 1
  • DirectX-Version: 11
  • OpenGL-Version: 4.1
  • Chiptakt: 800 MHz
  • Shadertakt: 800 MHz
  • Speichertakt: 5000 Mhz (DDR)
  • Speichergröße: 2048 MB
  • Speichertyp: GDDR-5
  • Herstellungsverfahren: 40 nm
  • Pipelines: US
  • Streamprozessoren: 1408
  • Grafikbus: PCI-E
  • Speicherschnittstelle: 256 Bit
  • Stromverbrauch (in Watt): 195.0
  • Pixelfüllrate MPixel/Sek: 25600
  • Texelfüllrate MTixel/Sek: 70400
  • Shaderleistung: 2253.0 GFLOPs
  • Speicherbandbreite (MB/s): 160000
  • Multi-VGA: CF
  • Bemerkungen: Shadereinheiten: 4D (352 * 4 = 1408), ROPs: 32, TMUs: 88

Benchmarks zur Radeon HD 6870/6850

3D Mark 11 1280x1024 0xAA 0xAF

3D Mark 11 1280x1024 0xAA 0xAF
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
AMD Radeon HD 6990 Diagrammbalken9421
Nvidia Geforce GTX 590 Diagrammbalken9356
ATI Radeon HD 5970 Diagrammbalken8213
Nvidia Geforce GTX 580 Diagrammbalken6142
AMD Radeon HD 6970 Diagrammbalken5578
Nvidia Geforce GTX 570 Diagrammbalken5476
Nvidia Geforce GTX 480 Diagrammbalken5031
AMD Radeon HD 6870 Diagrammbalken4536

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

Analyse: Die Radeon HD 6990 und die Geforce GTX 590 führen das Feld unangefochten an. Wie zu erwarten konnte die Leistung im Vergleich zur Single-GPU-Variante nicht verdoppelt werden, was aber völlig normal ist.

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
AMD Radeon HD 6990 Diagrammbalken60
Nvidia Geforce GTX 590 Diagrammbalken60
ATI Radeon HD 5970 Diagrammbalken55
AMD Radeon HD 6970 Diagrammbalken36
Nvidia Geforce GTX 580 Diagrammbalken35
Nvidia Geforce GTX 570 Diagrammbalken30
AMD Radeon HD 6870 Diagrammbalken24
Nvidia Geforce GTX 480 Diagrammbalken24

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

Analyse: Ein ähnliches Bild in Crysis. Lediglich die Radeon HD 6990 und die Geforce GTX 590 konnten die magische 60 FPS Grenze erreichen, bei der ein flüssiges Spielen gewährleistet werden kann.

ATI Radeon HD 6990 GPU Feature Summary

AMD-Webseite: Radeon HD 6990

  • Default (BIOS1)
    • Up to 830MHz Engine Clock
    • 5.10 TFLOPs Single Precision compute power
    • 1.27 TFLOPs Double Precision Compute Power
  • Overclocked (BIOS2)
    • Up to 880MHz Engine Clock
    • 5.40 TFLOPs Single Precision compute power o 1.37 TFLOPs Double Precision Compute Power
  • 4GB GDDR5 Memory
  • 1250MHz Memory Clock (5.0 Gbps GDDR5)
  • 320 GB/s memory bandwidth (maximum)
  • TeraScale 3 Unified Processing Architecture
    • 3072 Stream Processors
    • 192 Texture Units
    • 128 Z/Stencil ROP Units
    • 64 Color ROP Units
    • Dual geometry and dual rendering engines
  • High Speed 256-bit GDDR5 memory interface
  • PCI Express 2.1 x16 bus interface
  • “Eye-Definition” graphics
    • Second generation DirectX® 11 graphics
      • Full DirectX® 11 support
      • Scalable geometry processing technology
      • Shader Model 5.0
      • DirectCompute 11 support
      • Quad 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 5 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 acceleration technology2
    • 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 technology4
    • Stereoscopic 3D display/glasses support
    • Blu-ray 3D support
    • Stereoscopic 3D gaming
    • 3rd party Stereoscopic 3D middleware software support
  • AMD CrossFireX™ multi-GPU technology5
    • Dual card performance scaling
  • Cutting-edge 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
  • 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 technology7
      • 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.