C:\B_retro\Ausgabe_50\: Die ATi Radeon HD 5870 mit der ersten DirectX-11-GPU

Sven Bauduin 164 Kommentare
C:\B_retro\Ausgabe_50\: Die ATi Radeon HD 5870 mit der ersten DirectX-11-GPU

tl;dr: Am 23. September 2009 erschienen die ATi Radeon HD 5870 (Test) sowie die Radeon HD 5850 (Test) und mit deren RV870 („Cypress“) der weltweit erste Grafikprozessor mit Unterstützung für die vorrangig für die Darstellung komplexer 2D- und 3D-Grafiken eingesetzte Spiele-API DirectX 11 von Microsoft.

Jeden Sonntag wirft diese Serie einen unterhaltsamen Blick zurück auf drei Jahrzehnte voller bewegter Geschichten und interessanten Entwicklungen der Computerszene. Mythen, Meilensteine und Meisterwerke: C:\B_retro\.

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Die Radeon-HD-5000-Serie (2009)

Viel hatte sich in den letzten Monaten des Kalenderjahres 2009 nicht getan auf dem Grafikkartenmarkt und die Präsentation der GeForce GTX 280 (Test) sowie deren um rund 10 Prozent beschleunigten und auf der GT200b-GPU basierenden Neuauflage GeForce GTX 285 (Test) beziehungsweise der Radeon HD 4890 (Test) mit RV790 datierte mittlerweile bereits beinahe ein Jahr respektive 6 Monate zurück.

Während Nvidia in Form der GF100-GPU und der GeForce GTX 480 (Test) noch bis in den März 2010 hinein an seiner Zukunft arbeitete und dabei die Extreme suchte, konnte ATi bereits Ende September 2009 liefern.

Bildvergleich: ATi Radeon HD 5870 ATi Radeon HD 5870

Die Radeon-HD-5000-Serie sollte mit der Radeon HD 5870 die erste Grafikkarte der Welt mit DirectX 11 bieten und wurde dankt der Radeon HD 5850, die die neue API zum Preis für jedermann bot, zum Preisschlager. Damit war die Niederlage der unrühmlichen Radeon-HD-2000-Serie, die der legendären GeForce 8800 GTX (Test) in beinahe allen Belangen hoffnungslos unterlegen war, vorerst ausgemerzt und ATi zurück im Spiel.

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Die Spezifikationen

Damit der Angriff auf Nvidia von Erfolg gekrönt sein würde, fuhren die Kanadier von ATi im September 2009 schwere Geschütze auf: Der RV870-Grafikprozessor sollte seinen beiden Vorgängern RV770 und RV790 sowie der Konkurrenz in Form des GT200 und GT200b von Nvidia technisch weit überlegen und zudem in 40 nm moderner gefertigt sein. Darüber hinaus unterstützten die neuen 3D-Beschleuniger „Eyefinity“, mit dem Anwender bis zu 24 Monitore gleichzeitig ansteuern konnten.

Die Spezifikationen der seinerzeit relevanten Grafikkarten lässt bereits erahnen, dass die Radeon HD 5870 und 5850 ein großer Wurf werden sollten.

Radeon
HD 4870
Radeon
HD 4890
Radeon
HD 5850
Radeon
HD 5870
GeForce
GTX 285
Logo ATi Radeon Graphics klein ATi Radeon Graphics klein ATi Radeon Graphics klein ATi Radeon Graphics klein Nvidia GeForce
Chip RV770 RV790 RV870/Cypress RV870/Cypress GT200b
Transistoren ca. 956 Mio. ca. 959 Mio. ca. 2,15 Mrd. ca. 2,15 Mrd. ca. 1,4 Mrd.
Fertigung 55 nm 55 nm 40 nm 40 nm 55 nm
Chiptakt 750 MHz 850 MHz 725 MHz 850 MHz 648 MHz
Shadertakt 750 MHz 850 MHz 725 MHz 850 MHz 1.476 MHz
Shader-Einheiten
(MADD)
160 (5D) 160 (5D) 288 (5D) 320 (5D) 240 (1D)
FLOPs (MADD/ADD) 1.200 GFLOP/s 1.360 GFLOP/s 2.090 GFLOP/s 2.720 GFLOPS 1.063 GFLOPS
ROPs 16 16 32 32 32
Pixelfüllrate 12000 MPix/s 13600 MPix/s 23200 MPix/s 27200 MPix/s 20736 MPix/s
TMUs 40 40 72 80 80
TAUs 40 40 72 80 80
Texelfüllrate 30000 MTex/s 34000 Mtex/s 52200 MTex/s 68000 MTex/s 51840 MTex/s
Shader-Model SM 4.1 SM 4.1 SM 5 SM 5 SM 4
Hybrid-CF/-SLI X X X X X
effektive Windows
Stromsparfunktion
✓ (bedingt) ✓ (bedingt)
Speichermenge 1.024 MB GDDR5 1.024 MB GDDR5 1.024 MB GDDR5 1.024 MB GDDR5 1.024 MB GDDR3
Speichertakt 1.800 MHz 1.950 MHz 2.000 MHz 2.400 MHz 1.242 MHz
Speicherinterface 256 Bit 256 Bit 256 Bit 256 Bit 512 Bit
Speicherbandbreite 115200 MB/s 124800 MB/s 128000 MB/s 153600 MB/s 158976 MB/s

An der RV870-GPU, die intern unter der Bezeichnung „Cypress“ lief, sowie deren Architektur hatte ATi nach über einem Jahr wieder größere Änderungen vorgenommen, damit das Rad allerdings nicht neu erfunden.

Mit die wichtigsten Änderungen sind in den Shadereinheiten vorzufinden, die nun mit der DirectX-11-API umgehen können.

Der RV870 verfügt über 320 5D-Shadereinheiten, die rein von der Architektur mehr oder weniger identisch zu denen des Vorgängers sind. Anstatt zehn SIMD-Einheiten gibt es nun schlicht und ergreifend 20, die weiterhin aus 16 gleichen Shaderkernen bestehen, die wiederum fünf ALUs fassen.

ComputerBase, am 23. September 2009

Der RV870 basierte zu einem Großteil auf dem RV770/RV790 und bot primär nur eine deutlich höhere Anzahl Shader-Einheiten. Gefertigt wurde der insgesamt 2,15 Milliarden Transistoren schwere Grafikchip im damals fortschrittlichen 40-nm-Verfahren von TSMC, während der Vorgänger und Nvidias Konkurrenzprodukte noch auf einer 55-nm-Node basierten und die GTX 280 gar in 65 nm gefertigt wurde.

Eine der größten Neuerungen der Radeon-HD-5000-Serie war die Unterstützung der neuen Spiele-API DirectX 11, die ihrerseits mit den folgenden vier wichtigen technischen Neuerungen daherkam:

  • Tessellation
  • Direct Compute 11
  • Shader-Model 5.0 (SM 5.0)
  • Multi-Threading mit verbesserter Texturkompression

Mit diesen technischen Spezifikationen auf der Habenseite, sollte die Radeon HD 5870 und 5850 im September 2009 gegen die GeForce GTX 285 und 275 sowie die eigenen Vorgänger und zahlreiche Dual-GPU-Grafikkarten antreten, die zum Ende des letzten Jahrzehnts noch groß in Mode waren und CrossFire sowie SLI auf einer Grafikkarte realisierten. Am Ende sollte es ein Siegeszug für ATis neue Generation werden.

Die Benchmarks

Ende des letzten Jahrzehnts mussten sich die Grafikkarten im Testparcours in Titeln wie dem First-Person-Shooter BioShock, dem grafisch anspruchsvollen Crysis Warhead, Call of Duty: World at War sowie S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky und dem ebenfalls fordernden Strategiespiel Dawn of War 2 beweisen.

Zudem kamen auch Battleforge, H.A.W.X., Riddick: Assault on Dark Athena, Anno 1404 und der 3DMark Vantage 1.01 zum Einsatz.

Das Testsystem

Nachdem AMD der Redaktion freundlicherweise je ein Exemplar der Radeon HD 5870 und 5850 zur Verfügung gestellt hat, fanden die beiden Grafikkarten nacheinander im folgenden Testsystem, welches seinerzeit „State of the Art“ war, ein neues Zuhause:

  • Prozessor
    • Intel Core 2 Extreme QX9770@4 GHz (OC)
  • CPU-Kühler
    • Noctua NH-U12P
  • Motherboard
    • Asus Rampage Extreme (Intel X48, BIOS-Version: 0501) Haupt-Testplatine und für CrossFire-Systeme
    • XFX nForce 790i Ultra (Nvidia nForce 790i, BIOS-Version: 811N1P01_Beta) für SLI-Systeme
  • Arbeitsspeicher
    • 2x 1.024 MB G.Skill DDR3-1600 (7-7-7-18)
    • 2x 1.024 MB Patriot DDR3-1600 (7-7-7-18)
  • Grafikkarten
    • ATi Radeon HD 5870 (850/2.400), 1.024 MB
    • ATi Radeon HD 5850 (750/2.000), 1.024 MB
    • ATi Radeon HD 4870 X2 (750/1.800), 2x 1.024 MB
    • ATi Radeon HD 4890 (850/1.950), 1.024 MB
    • ATi Radeon HD 4870 (750/1.800), 1.024 MB
    • ATi Radeon HD 4850 (625/993), 512 MB
    • ATi Radeon HD 4770 (750/1.600), 512 MB
    • ATi Radeon HD 4670 (750/1.000), 512 MB
    • Nvidia GeForce GTX 295 (576/1.242/999), 2x 896 MB
    • Nvidia GeForce GTX 285 (648/1.476/1.242), 1.024 MB
    • Nvidia GeForce GTX 275 (633/1.404/1.134), 896 MB
    • Nvidia GeForce GTX 260 (576/1.242/999), 216 ALUs, 55 nm, 896 MB
    • Nvidia GeForce GTS 250 (738/1.836/1.100), 1.024 MB
    • Nvidia GeForce 9800 GT (600/1.512/900), 512 MB
    • Nvidia GeForce 9600 GT (650/1.625/900), 512 MB
  • Netzteil
    • Coolermaster M850 Real Power Pro Modular (850 Watt)
  • Peripherie
    • Toshiba SD-H802A HD-DVD-Laufwerk
    • Pioneer BDC-202BK SATA Blu-ray-Laufwerk
    • Samsung SpinPoint F1 SATA2-HDD mit 750 GB und 32 MB Cache
  • Gehäuse
    • Coolermaster Stacker 832
  • Treiberversionen
    • Nvidia GeForce 185.85
    • ATi Catalyst 9.5
    • ATi 8.66_RC6 (HD 5870)
  • Software
    • Microsoft Windows Vista x64 SP2
    • Microsoft DirectX 9.0c
    • Microsoft Direct3D 10

Folgende Benchmarks kamen während unseres Tests zum Einsatz:

  • Synthetische Benchmarks:
    • 3DMark Vantage 1.01
  • Spielebenchmarks:
    • Anno 1404, Vollversion, Version 1.0
    • Battleforge, Vollversion, Version x (wird zwangsweise aktualisiert)
    • Bioshock, Vollversion, Version 1.1
    • Call of Duty 5, Vollversion, Version 1.4
    • Cryostasis, Vollversion, Version 1.1
    • Crysis Warhead, Vollversion, Version 1.1
    • Dawn of War 2, Vollversion, Version 1.3.2
    • H.A.W.X., Vollversion, Version 1.02
    • Riddick: Assault on Dark Athena, Vollversion, Version 1.01
    • Stalker Clear Sky, Vollversion, Version 1.5.09
    • World in Conflict: Soviet Assault, Vollversion, Version 1.0

Alle Benchmarks wurden seinerzeit mit maximalen Details ausgeführt, um die Grafikkarten möglichst stark zu belasten. Neben den reinen Auflösungen wurde der Benchmarkparcours auch mit 4-fachem (und falls möglich achtfachem) Anti-Aliasing sowie 16-fachen anisotropen Filter durchlaufen.

Die Ergebnisse

Die neue Radeon-HD-5000-Serie sollten in den Benchmarks halten, was die nackten Spezifikationen und Leistungsdaten versprachen und setzte sich überlegen an die Spitze der Single-GPU-Grafikkarten. In einigen Benchmarks konnten gar die Dual-GPU-Karten und Multi-GPU-Setups vom Typ CrossFire und SLI geschlagen werden.

In der Performance macht die Radeon HD 5870 schon in 1.680 x 1.050 einen ordentlichen Schritt nach vorne, obwohl diese Einstellungen die GPU noch nicht ans Limit bringen.

Ohne Anti-Aliasing sowie der anisotropen Filterung kann sich der neue ATi-Beschleuniger im Durchschnitt um 48 Prozent von der Radeon HD 4890 absetzen, während sich die GeForce GTX 285 um 26 Prozent geschlagen geben muss.

In 1.920 x 1.200 vergrößert sich die Differenz zur Radeon HD 4890 auf 52 Prozent, die zur GeForce GTX 285 auf 30 Prozent.

ComputerBase, am 23. September 2009

Hier nun noch einmal die interessantesten Benchmarks der beiden Tests vom 23. sowie 30. September 2009 zum durchklicken. Neben dem Performancerating in drei gängigen Auflösungen und dem Performancerating mit 4× AA sowie 8× AA, zeigt vor allem das Preis-/Leistungsrating welch großer Wurf ATi mit den beiden neuen Grafikkarten gelungen war.

Die Geschwindigkeit der Radeon HD 5870 liegt in etwa auf dem Niveau einer Radeon HD 4870 X2, ohne jedoch die üblichen Multi-GPU-Nachteile mit sich zu bringen.

Dass die Radeon HD 5850 nicht mit der Radeon HD 5870 mithalten kann, war bereits von vornherein klar. Nichtsdestotrotz liegt die Differenz maximal bei etwa 20 Prozent, sodass die Geschwindigkeit immer noch deutlich über dem Niveau einer Radeon HD 4890 liegt.

ComputerBase, am 23. September 2009

Mit steigenden Qualitätseinstellungen konnten sich beide Grafikkarten gar noch einmal deutlicher von ihren Vorgängern und der Konkurrenz aus dem Hause Nvidia absetzen und waren zu diesem Zeitpunkt das Maß aller Dinge.

Die Radeon HD 5870 von ATi hat uns im Laufe dieses Tests insgesamt sehr gut gefallen, da ATi gut an den Kritikpunkten der vorherigen Generation gearbeitet hat. Die Performance genügt eindeutig, der Karte das Prädikat „schnellsten Single-GPU-Grafikkarte auf dem Markt“ zu verleihen.

ComputerBase, am 23. September 2009

In Sachen Leistungsaufnahme und Kühlleistung konnten die beiden Grafikkarten, vor allem gemessen an der gebotenen Leistung, ebenfalls überzeugen, wenngleich die Lautstärkeentwicklung unter Last doch stark verbesserungswürdig war.

Besonders hervorgehoben werden muss das starke Preisleistungsverhältnis der beiden Grafikbeschleuniger. Die ATi Radeon HD 5870 besaß einen UVP von 330 Euro, während die ATi Radeon HD 550 für 220 Euro in den Handel ging.

Die Customs

Neben den beiden Referenzdesigns von ATi, hatte ComputerBase auch eine Reihe von Custom-Designs der Radeon HD 5870 und 5850 im Test, die seinerzeit noch deutlich individueller und teils auch extremer ausgerichtet waren.

Hier die interessantesten Custom-Designs der ATi Radeon HD 5870 und 5850, die von der Redaktion getestet wurden.

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