AMD Navi: Radeon RX 5700 XT ($449) und RX 5700 ($379) sind offiziell

tl;dr: AMD will mit der Radeon RX 5700 XT und der Radeon RX 5700 wieder Nvidia angreifen. Mit der neuen RDNA-Architektur und einer dadurch deutlich gesteigerten Leistung pro Takt und Energieeffizienz soll die Mittelklasse ab dem 7. Juli einen neuen Gewinner haben.

AMD hat mit der Radeon RX 5700 XT und der Radeon RX 5700 die ersten Grafikkarten der Navi-Generation vorgestellt. Die Grafikkarten sollen die GeForce RTX 2070 beziehungsweise die RTX 2060 schlagen und werden dabei 449 beziehungsweise 379 US-Dollar kosten. Am 7. Juli soll der Marktstart sein und damit zeitgleich wie die Ryzen-3000-CPUs. Als Technik dient die neue RDNA-Architektur, die GCN ablöst.

Die Eckdaten der Radeon RX 5700 XT und Radeon RX 5700

Zuerst einmal zu den groben Eckdaten. Die Radeon RX 5700 XT bietet 40 Compute Units und damit den Maximalausbau der Navi-10-GPU. Auch bei RDNA besteht eine CU aus jeweils 64 einzelnen ALUs, womit die schnellste Navi-Ausbaustufe 2.560 Shader- sowie 160 Textureinheiten hat. Der maximale Boost-Takt liegt bei 1.905 MHz, der Basis-Takt bei 1.605 MHz. Zudem gibt es einen neuen „Game-Takt“, der mit 1.755 MHz angegeben ist – dazu später mehr. Ein 8 GB großer und 7.000 MHz taktender GDDR6-Speicher sorgen für eine Speicherbandbreite von 448 GB/s. Die Board Power beträgt 225 Watt. Da RDNA laut AMD 25 Prozent mehr Leistung pro Takt hat, soll die Radeon RX 5700 XT schneller als eine Radeon RX Vega 64 arbeiten, die mit rund 13 TFLOPs eigentlich eine viel größere Rohleistung hat. Die Radeon RX 5700 XT hat im Vergleich nur 9,8 TFLOPs. Die Navi-Grafikkarte soll laut AMD knapp eine GeForce RTX 2070 schlagen. Wenn sich dies in eigenen Benchmarks bestätigt, liegt RDNA bei der Geschwindigkeit pro Takt nur noch leicht hinter Turing zurück. Die Radeon RX 5700 XT hat eine unverbindliche Preisempfehlung von 449 US-Dollar.

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Die Radeon RX 5700 ist die zweite neue Grafikkarte, die auf einen teildeaktivierten Navi 10 setzt. 36 Compute Units sind aktiv, was auf 2.304 ALUs und 144 TMUs hinausläuft. Die Taktraten fallen mit 1.465 MHz (Base), 1.625 MHz (Game) und 1.725 MHz (Boost) deutlich niedriger aus. Als Ausgleich bleibt es bei den vollen 64 ROPs und dem vollen 256 Bit Interface. Auch der 8 GB große GDDR6-Speicher arbeitet noch mit den maximalen 7.000 MHz. Die Board Power liegt bei 180 Watt. Die Grafikkarte soll laut AMD ein gutes Stück schneller als eine GeForce RTX 2060 arbeiten. Einen Leistungsvergleich zur Radeon RX 5700 XT oder einer älteren Radeon-Grafikkarte gibt es nicht. Die Radeon RX 5700 hat eine unverbindliche Preisempfehlung von 379 US-Dollar.

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PCIe 4.0, DSC-Kompression, eine neue Video-Engine und mehr

AMD hat bei Navi auch Änderungen abseits der eigentlichen Architektur vorgenommen. So unterstützt Navi DisplayPort 1.4 inklusive der DSC-Kompression, mit dessen Hilfe ein Kabel für zum Beispiel 8K-Auflösung bei 60 Hz ausreichend ist. Damit zieht Navi mit Turing gleich, denn der Vorgänger Vega beherrschte DisplayPort 1.4 nur ohne DSC. Beim HDMI-Standard bleibt es allerdings bei der Version 2.0b. Laut AMD war Navi für eine Integrierung von HDMI 2.1 schon zu weit in der Entwicklung fortgeschritten, als die finalen Spezifikationen bekannt gegeben worden sind.

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Auch wenn das Referenzdesign von Navi keinen VirtualLink trägt, hat AMD eher unabsichtlich verraten, dass Navi 10 durchaus dazu in der Lage ist, einen VirtualLink-Anschluss mit USB Type-C anzusteuern. Ob es Bordpartnern frei steht, diesen zu verbauen, bleibt noch unklar.

PCIe 4.0 ist aktiviert

Die Vega-20-GPU der Radeon VII kann zwar mit PCIe 4.0 umgehen, auf der Consumer-Grafikkarte ist aber nur PCIe 3.0 aktiviert. Auf der Radeon RX 5700 XT und der Radeon RX 5700 ist das dagegen anders, denn bei beiden 3D-Beschleuniger wirbt AMD mit PCIe 4.0. Damit ist AMD der einzige Hersteller, der ein Gesamtpaket bestehend aus einem Prozessor (Ryzen 3000 mit Zen 2) und einer Grafikkarte anbieten kann, das PCIe 4.0 unterstützt. Für Spieler wird die Schnittstelle auf der Grafikkarte zunächst aber nur minimale bis überhaupt keine Vorteile bringen. Es sei denn, man setzt einen CrossFire-Verbund ein, da dabei die meisten Mainboards die PCIe-Geschwindigkeit auf x8-Lanes drosseln und PCIe 4.0 mit der doppelten Bandbreite dann von Vorteil ist.

Die Video-Engine wird deutlich schneller

AMD hat die Video-Engine, die auf Navi „Radeon Media Engine“ heißt, deutlich ausgebaut. So kann diese nun den H.264-Codec mit bis zu 4K150 (4K-Auflösung bei 150 FPS), 1.080p/600 oder 8K30 decodieren und 4K90 oder 1.080p/360 encodieren. H.265-Videos können mit 1.080p/360, 4K90 oder 8K/24 decodiert und 1.080p/360 oder 4K60 encodiert werden. Der VP9-Codec, den YouTube nutzt, wird mit 4K60 und 8K24 beim Decodieren unterstützt. Vom neuen AV1-Codec, auf den YouTube umsteigen wird, spricht AMD dagegen nicht, dieser wird also weiterhin nur per CPU berechnet.

Das Referenzdesign von Navi

Sowohl die Radeon RX 5700 XT als auch die Radeon RX 5700 wird es zunächst nur als Referenzdesign geben. Dieses soll auch in Deutschland unter AMD.com zu erwerben sein beziehungsweise wie gewohnt von den Bordpartnern im Retail-Handel. AMD hat explizit erwähnt, dass man mit dem eigenen Verkauf nicht in Konkurrenz zu den AIBs treten möchte. Partnerkarten mit einem eigenen Kühldesign und höheren Taktraten sollen nach derzeitigem Stand im Laufe des August erscheinen.

Ein gleicher Kühler, aber einer mit Delle

Das wichtigste zum Referenzdesign zuerst: Anders als bei der Radeon VII setzt AMD bei der Radeon RX 5700 XT und der Radeon RX 5700 auf einen fast identischen Blower-Kühler mit einem Radial-Lüfter. AMD ist sich zwar bewusst, dass dieser potenziell lauter als ein Axial-Lüfter ist, allerdings möchte man unabhängig von der Gehäusebelüftung eine vergleichbar gute Erfahrung bieten. ComputerBase konnte die Grafikkarte im Last-Betrieb kurz hören. Und so viel sei verraten: Leise wird die Radeon RX 5700 XT im Referenzdesign nicht werden. Trotz eines recht hohen Lärmpegels in der Umgebung rauschte es gut hörbar.

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Der Kühler auf beiden Navi-Modellen ist identisch. AMD setzt auf eine Vapor-Chamber und einen Aluminium-Kühlkörper zum Wärmetransport. Die Verbindung zwischen GPU und Kühler wird wie auf der Radeon VII mit einem Graphit-Pad hergestellt, was zwar die Wärme gut überträgt, nach einmaligem Abnehmen des Kühlers aber ersetzt werden muss. Der Radiallüfter auf der Grafikkarte, der auch auf dem Windows-Desktop immer im Betrieb ist, ist relativ groß.

Auch wenn der Kühler an sich auf beiden Modellen identisch ist, zeigt sich auf der Radeon RX 5700 XT an der oberen Seite kurz vor dem Radial-Lüfter eine Delle in der Aluminium-Ummantelung. AMD gibt offen zu, dass diese primär aus optischen Gründen vorhanden ist. Allerdings soll durch diese auch die Lautstärke bei niedrigen Lüfterdrehzahlen und damit vor allem auf dem Desktop minimal niedriger als bei der Radeon RX 5700 ohne Delle ausfallen. Beide Grafikkarten kommen mit einer Backplate daher.

OC soll mit beiden Navi-Referenzkarten möglich sein

AMD will mit dem Referenzdesign zudem ein gutes Übertaktungserlebnis ermöglichen. Das auf der Radeon RX 5700 XT und der Radeon RX 5700 identische PCB kommt dafür mit einer 7-Phasen-Stromversorgung aus. Darüber hinaus gibt es auf beiden 3D-Beschleunigern einen Acht-Pin- und einen Sechs-Pin-Anschluss, sodass in der Theorie eine Leistungsaufnahme von um die 300 Watt möglich ist.

Optisch macht vor allem die Radeon RX 5700 XT einen guten Eindruck. Auch beim Anfassen wirkt das Referenzdesign aufgrund der Materialien hochwertig. Die Radeon RX 5700 konnte die Redaktion aber nur eingebaut begutachten.

AMD-eigene Benchmarks zur Radeon RX 5700 XT und Radeon RX 5700

AMD hat zu beiden Navi-Grafikkarten auch einige Benchmarks angefertigt – entsprechend sind diese mit einer guten Portion Vorsicht zu genießen. Laut AMD sind beide Navi-Grafikkarten primär für das Spielen in 2.560 × 1.440 oder einer vergleichbaren Auflösung gedacht. Das zeigt, dass es sich um Modelle der Mittelklasse handelt, denn andernfalls würde AMD mit 3.840 × 2.160 werben. Die Radeon RX 5700 XT sei für WQHD bei maximalen Grafikdetails gedacht, die Radeon RX 5700 für WQHD bei (teils) reduzierten Grafikdetails.

Drei verschiedene Messreihen hat AMD angefertigt. Die Radeon RX 5700 XT wird gegen die GeForce RTX 2070 verglichen. In zehn Spielen gewinnt die Radeon acht Spiele mit einem Vorsprung von zwei bis 22 Prozent – meistens liegt das Plus bei circa fünf Prozent. Zwei Spiele verliert man dagegen mit einem Rückstand von einem bis drei Prozent.

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Die Benchmarks der Radeon RX 5700 gegen die GeForce RTX 2060 fallen eindeutiger aus. Denn alle Spiele werden von der AMD-Grafikkarte mit einem Vorsprung von fünf bis 23 Prozent gewonnen. Meistens liegt das Plus bei rund zehn Prozent.

Und dann gibt es noch einen Benchmark der Radeon RX 5700 XT gegen die Radeon RX Vega 56. Die neue Grafikkarte gewinnt sämtliche Tests mit einem Plus von 24 bis 41 Prozent. Der geringste Sieg wird in Far Cry New Dawn erzielt, der größte dagegen sowohl in Dirt Rally 2.0 als auch Metro Exodus. Meistens liegt das Plus bei um die 30 Prozent.

Eine versuchte Einordnung der Benchmarks

Wenn man die AMD-Benchmarks der zwei AMD-Grafikkarten in Relation mit dem neuen Testparcours von ComputerBase in WQHD setzt, wäre die Radeon RX 5700 XT rund 15 Prozent schneller als eine Radeon RX Vega 64 und knapp weniger als zehn Prozent schneller als die GeForce RTX 2070. Gegenüber der Radeon VII betrüge der Rückstand in WQHD nicht ganz zehn Prozent. Die Radeon RX 5700 müsste dagegen in etwa gleich schnell wie die Radeon RX Vega 64 sein. Dem Gefühl der Redaktion nach ist die Einordnung eher optimistisch anzusehen. Hier werden erst eigene Benchmarks die richtige Reihenfolge zeigen.

Der neue Game-Takt

Neben dem bereits bekannten Basis- und dem Turbo-Takt gibt es auf Navi nun auch einen Game-Takt. Die beiden erst genannten funktionieren auf der Radeon RX 5700 XT und der Radeon RX 5700 genauso wie bei älteren Vega-Grafikkarten. Der Game-Takt ist dagegen genau wie bei Nvidia der „durchschnittliche Turbo“ ein fiktiver Wert, der auch dasselbe aussagt. Und zwar soll der Game-Takt schlicht zeigen, mit welcher Frequenz die Grafikkarte beim Spielen gewöhnlich arbeitet.

AMD will den Game-Takt vorsichtig gewählt haben. In den meisten Spielen soll die Frequenz etwas höher liegen. Generell soll der Takt zwischen dem leicht höheren Game-Takt und einem Wert annähernd beim Boost-Takt hin und her schwanken. Der Basis-Takt soll hingegen nur bei „Power Viren“ wie dem Furmark anliegen und der maximale Turbo nur bei geringer Last und niedrigen Temperaturen.

Kein Raytracing für Navi

Eine große Unbekannte war, ob und wenn ja, wie Navi mit Raytracing in Spielen wird umgehen können. Kurz und knapp gesagt: Die Radeon RX 5700 XT und die Radeon RX 5700 beherrschen kein Raytracing in Spielen. Auch nicht über die Shadereinheiten.

Raytracing soll es laut AMD erst auf „RDNA 2“ beziehungsweise „Next Gen RDNA“ geben. Dann soll es Hardware-Unterstützung für „Ausgesuchte Beleuchtungseffekte für Echtzeit“ auf einer Radeon geben. Wie genau dies dann umgesetzt wird, ob vergleichbar oder anders als Nvidia auf Turing, ist immer noch unklar.

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Es ist davon auszugehen, dass die zukünftigen High-End-Modelle von AMD mit RDNA 2 ausgestattet sein werden. Auf der Computex ließ sich hören, dass entsprechende Grafikkarten vermutlich gegen Mitte nächsten Jahres aufschlagen werden.

Was Navi ebenso wenig unterstützt, sind spezielle Einheiten für die Beschleunigung von KI-Algorithmen. So etwas wie Tensor-Kerne gibt es also ebenso wenig.

Erste Details zur RDNA-Architektur

Die Radeon RX 5700 XT und die Radeon RX 5700 sind die ersten Grafikkarten, die mit der neuen RDNA-Architektur daher kommen. Auch wenn in diversen Foren oft etwas anderes behauptet wird, soll es sich bei dieser durchweg um eine Neuentwicklung handeln, auch wenn gut funktionierende Teile von GCN natürlich mehr oder weniger übernommen worden sind. RDNA wurde anders als GCN für Spiele entwickelt, während GCN eher auf einen hohen Datendurchsatz und damit für Compute-Anwendungen gedacht ist. Darum soll GCN im professionellen Segment weiterleben, auch neue Produkte sind in Planung. RDNA soll dennoch auch eine hohe Compute-Leistung bieten und GCN zu einem späteren Zeitpunkt auch bei den professionellen Modellen ablösen.

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Beide neuen AMD-Grafikkarten setzen auf die Navi-10-GPU. Diese wird im 7-nm-Prozess bei TSMC gefertigt und kommt bei einer Größe von 251 mm² auf 10,3 Milliarden Transistoren. Damit ist Navi 10 etwas größer als der Mittelklasse-Vorgänger Polaris 10, bietet aber auch fast die doppelte Transistorenanzahl. Vega 10 ist hingegen doppelt so groß, hat aber nur zwei Milliarden zusätzliche Schaltungen.

Die größten Unterschiede von RDNA zu GCN sollen bei den Compute Units (bessere Effizienz für Spiele-Anforderungen), dem Cache-Aufbau (geringere Latenz, bessere Ausnutzung der Bandbreite, geringere Leistungsaufnahme) und der Graphics Pipeline (höhere Performance, höhere Taktraten) zu suchen sein.

Der grundlegende Aufbau ist nicht so anders

Der grundlegende Aufbau von Navi 10 mit RDNA ist zwar ähnlich gegenüber Polaris 10 und Vega 10 mit GCN, unterscheidet sich in einigen Aspekten aber dennoch. So gibt es bei RDNA zum Beispiel nur noch einen einzigen Geometry Processor gegenüber deren vier auf Vega, der dafür aber deutlich mächtiger geworden ist. Darüber hinaus arbeitet dieser in Verbindung mit vier neuen „Prim Units“ (eine pro Shaderblock), die vergleichbare Aufgaben haben, wobei allerdings alle Shaderblöcke ohne Umwege Daten aus dem Geometry Processor holen können, ohne diese selbst in den Prim Units berechnen zu müssen.

Weiterhin gibt es vier ACE- und noch eine HWS-Einheit (anstatt zwei), die unter anderem für die Compute-Auslastung der Shaderblöcke zuständig ist. Allerdings wurden diese aufgebohrt und können nun Aufgaben auf Eis legen, um zuerst Werte bereits angefangener Aufgaben zu erhalten.

Neue CUs für eine höhere Auslastung

Völlig neu sind die RDNA Compute Units, wovon es zehn pro Shaderblock gibt. Diese sind auf RDNA als eine „Dual Compute Unit“ zusammengefasst, es gibt also fünf pro Block. Das hat den Vorteil, dass wenn die CUs die gleichen Rechenaufgaben durchführen müssen, dies die Arbeitsverteilung entlastet und es damit zu weniger Leerlauf kommt. Doch auch die einzelnen CUs funktionieren unterschiedlich.

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Anstatt eine Skalar-Einheit (für skalare Rechenoperationen) gibt es pro CU auf RDNA nun deren zwei. Und auch die Scheduler zur Aufgabenverteilung innerhalb der CUs sind verdoppelt. Zudem ist eine RDNA-CU nicht mehr als 4 SIMD16 Vektoreinheit (eine Instruktion auf mehrere Daten) wie GCN aufgebaut, sondern als 2 SIMD32 Vektoreinheit. Während GCN alle vier Takte eine Arbeitsaufgabe an die ALUs verteilen kann, ist das bei RDNA jeden einzelnen Takt möglich, da jeder SIMD auf RDNA auch eigens einen „Rechenauftrag“ starten kann – bei GCN gab es nur einen Starter für alle vier SIMD-Einheiten. Das erhöht zwar nicht den maximalen Datendurchsatz einer CU, aber dafür deutlich die Auslastung. Vor allem für Spiele soll dies große Vorteile bringen.

Ein neuer Cache für mehr Bandbreitennutzung

Die dritte große Neuerung von RDNA ist eine neue Cache-Hierarchie. So hat jede CU nun einen neuen L1-Cache. 512 KB gibt es generell, pro Shaderblock stehen damit 128 KB zur Verfügung. Der L2-Cache ist mit 4.096 MB doppelt so groß wie auf Polaris und gleich geblieben wie auf Vega. Allerdings wurde der Cache optimiert, sodass weniger Datenbewegung (spart Energie) nötig ist und zudem wurden die Latenzen eines jeden Caches reduziert.

Darüber hinaus wurde der Cache insofern optimiert, dass die ALUs nun durchweg komprimierte Daten in diesen schreiben und von diesem lesen können. Deswegen soll die DCC-Speicherkomprimierung auf RDNA deutlich besser funktionieren. Diese war bis jetzt auch auf Vega nicht wirklich effektiv.

Weitere Details zur Architektur zu Navi beziehungsweise RDNA folgen in einem späteren Artikel.

ComputerBase hat die Informationen zu diesem Bericht von AMD unter NDA erhalten. Die einzige Vorgabe war der Zeitpunkt zur Veröffentlichung, der von AMD festgesetzt worden war. Der Bereitstellung dieser Materialien war die Teilnahme an einer Presseveranstaltung Mitte Juni in Los Angeles, USA, vorausgegangen. Die Kosten für An- und Abreise sowie Unterkunft wurden von AMD getragen.

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