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.

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

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:

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

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

 

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

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

 

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

Technische Übersicht Radeon HD 6850

Benchmarks zur Radeon HD 6870/6850

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) technology^3,4
    • 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.

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