ARTIKEL/TESTS / Sapphire TOXIC Radeon HD 7970 GHz Edition

AMDs Radeon HD 7000 Familie bestand zu Beginn der GCN-Generation aus lediglich zwei Modellen: Radeon HD 7970 und Radeon HD 7950. Beide Sprösslinge basieren auf der 365 mm² großen Tahiti-GPU, die eine 28 nm Fertigungstechnologie zugrunde hat und von Partner TSMC gefertigt wird. Auf etwa 4,3 Milliarden Transistoren hat AMD die neue Graphics-Core-Next-Architektur (kurz GCN) aufgesetzt und möchte diese auch in den kommenden Jahren in weiteren Produkten forcieren. Hierzu verabschiedet man sich vom langjährigen VLIW-Design mit mehr-dimensionalen Shader-Einheiten und setzt auf ein Mix aus Skalar- und Vektor-Einheiten. Dadurch soll die Auslastung der Shader ingesamt gesteigert werden und die gesamte GPU noch effizienter arbeiten.

Die Sapphire TOXIC Radeon HD 7970 GHz Edition im Überblick.

Insgesamt 2.048 dieser neuartigen Shader-Einheiten (Compute Units, kurz CUs) stehen auf einer Radeon HD 7970 bereit, bei einer Radeon HD 7950 sind es immerhin noch 1.792 an der Zahl. Diese Eckdaten ergeben sich aus 64 ALUs pro CU, bei maximal 32 CUs in einem Chip. Entsprechend der Anzahl der CUs skalieren auch die TMUs (Texture Mapping Units) sowie TAUs (Texture Address Units), die ROPs sind bei beiden HD-7000-Modellen mit 32 fix. Seitens der Taktraten wird eine HD 7970 standardmäßig mit 925 MHz betrieben, wohingegen sich eine HD 7950 mit 800 MHz begnügen muss. Daraus ergeben sich Rechenleistungen von 2.867 GFLOP/s respektive 3.789 GFLOP/s. Zusätzlich bietet AMD seit einiger Zeit eine Radeon HD 7970 GHz Edition an, die auf einem Tahiti XT2 Chip basiert. Bei diesen GPUs handelt es sich um die Resultate eines verbesserten Fertigungsprozesses von AMD-Partner TSMC, so dass höhere Taktraten möglich sind. Entsprechend takten GHz Edition Grafikkarten der HD 7970 mit 1.000 MHz und bieten ein weiteres Extra: PowerTune mit Boost. Ähnlich wie Nvidia bei den Kepler-Grafikchips, bietet AMD nun ein solches Boost-Feature, das automatisch bei Belastung die Chipfrequenz auf 1.050 MHz steigert. Daraus ergibt sich eine Rechenleistung von 4.096 GFLOP/s bzw. sogar 4.301 GFLOP/s bei aktivem Boost.

Sapphire hat der TOXIC Radeon HD 7970 GHz Edition einen Standardtakt von 1.050 MHz (Boost: 1.100 MHz) und einen weiteren Bonus verpasst, mit dem sich die ohnehin hohen Taktraten nochmals anheben lassen. Drückt man während des Betriebs den so genannten "Lethal Boost"-Button auf der Karte (befindet sich an der Seite neben den CrossFire-Kontaktleisten) und startet das System anschließend neu, arbeitet die TOXIC mit einem alternativen BIOS. Ab diesem Zeitpunkt gilt ein Standardtakt von bereits 1.100 MHz, der durch Boost auf bis zu 1.200 MHz gesteigert wird.

Das Schnittstellen-Angebot der Sapphire-Karte ist sehr reichhaltig.

Die Speicheranbindung wurde auf insgesamt sechs einzelne Speichercontroller aufgeteilt, die jeweils ein 64 Bit breites Interface beinhalten. Damit ergibt sich in Summe ein 384 Bit Speicherinterface, das im Referenzdesign mit 3.072 MB GDDR5-Speicher bestückt wird. Theoretisch sind auch Varianten mit 1.536 bzw. 6.144 MB denkbar – letzere haben wir mit der TOXIC-Karte von Sapphire vorliegen. Die Frequenzen liegen bei effektiv 2.500 MHz (HD 7950) bzw. 2.750 MHz (HD 7970). Die HD 7970 GHz Edition erfreut sich standardmäßig über 3.000 MHz, was auch für die hier im Test befindliche Sapphire-Grafikkarte gilt.

Zu den weiteren Verbesserungen in der GCN-Architektur gehört auch das neu hinzugekommende Features namens "ZeroCore Power". Dahinter versteckt sich ein verbesserter Energiesparmechanismus, der im Idle-Betrieb des Systems zum Tragen kommt. Hierzu genügt jedoch nicht nur der normale Windows-Betrieb, so dass die GPU nicht belastet wird, sondern das System muss mittels Energiesparmodus den Bildschirm ausschalten. Sobald der Grafiktreiber dies registriert, werden GPU und Speicher der jeweiligen HD-7900-Karte deaktiviert und es verbleibt lediglich die Leistungsaufnahme des PCIe-Interface, da auch der Lüfter stoppt. Dies funktioniert auch bei der Verwendung von CrossFire-Konfigurationen, bei denen nicht verwendete Grafikbeschleuniger abgeschaltet werden und damit sehr viel Energie eingespart wird. Die maximale Leistungsaufnahme gibt Entwickler AMD mit 250 Watt (HD 7970) bzw. 200 Watt (HD 7950) an. 250 Watt gelten als typische Leistungsaufnahme der Radeon HD 7970 GHz Edition – eine maximale Angabe macht AMD bei diesem Modell nicht.

Die Sapphire TOXIC Radeon HD 7970 GHz Edition von der Seite.

Das Arbeiten und Spielen mit mehreren Bildschirmen wird immer populärer und so bietet natürlich auch die neue Generation entsprechende Unterstützung per AMD Eyefinity 2.0. Mit je einem DVI- und einem HDMI- sowie zwei Mini-DisplayPort-Ausgängen ist eine Konfiguration mit bis zu sechs Monitoren möglich. Dazu sind die Karten der HD-7900-Serie die ersten Modelle, die gleichzeitig mehrere unabhängige Audio-Streams ausgeben können und so die korrekte Verknüpfung dieser Inhalte mit unterschiedlichen Anwendungen auf verschiedenen Bildschirmen ermöglichen. Das integrierte Fast HDMI 1.4a unterstützt stereoskopisches 3D mit verbesserten Frame-Raten von 60 Hz pro Auge, d.h. 120 Hz insgesamt. Die GPUs bieten ebenfalls bereits Unterstützung für die die nächste Generation der 4K-Displays, die über per HDMI 1.4a oder DisplayPort 1.2 HBR2 betrieben werden können. Folgend die technischen Eckdaten im Überblick.

Hersteller	Nvidia	AMD	AMD
Grafikchip	GeForce GTX 680	Radeon HD 7970	Radeon HD 7970 GHz Edition
Logo
Codename	GK104	Tahiti	Tahiti XT2
Fertigung	28 nm	28 nm	28 nm
Transistoren	ca. 3,54 Mrd.	ca. 4,31 Mrd.	ca. 4,31 Mrd.
Shader-Einheiten	1.536 (1D)	2.048 (1D)	2.048 (1D)
Chip-Frequenz	1.006 MHz	925 MHz	1.000 MHz
Boost-Frequenz	1.058 MHz	-	1.050 MHz
Rechenleistung	3.090 GFLOP/s	3.789 GFLOP/s	4.096 GFLOP/s
ROPs	32	32	32
TMUs	128	128	128
TAUs	128	128	128
Pixelfüllrate	32.192 MPixel/s	29.600 MPixel/s	32.000 MPixel/s
Texelfüllrate	128.768 MTexel/s	118.400 MTexel/s	128.000 MTexel/s
Speicher-Frequenz	3.004 MHz	2.750 MHz	3.000 MHz
Speicher-Interface	256 Bit	384 Bit	384 Bit
Speicher-Bandbreite	192.256 MB/s	264.000 MB/s	288.000 MB/s
Speicher-Volumen	2.048 MB GDDR5	3.072 MB GDDR5	3.072 MB GDDR5
Shader-Model / DX	5.1 / DX11.1	5.1 / DX11.1	5.1 / DX11.1
Multi-GPU	SLI	CrossFireX	CrossFireX
Stromsparmechanismus	√	√	√

Die Sapphire TOXIC Radeon HD 7970 GHz Edition von der Unterseite.

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn