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AMD Radeon R9 285 mit Tonga-GPU im Test

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Seite 1: AMD Radeon R9 285 mit Tonga-GPU im Test

saphire-285-10-950x633Die Einführung der Radeon R9 285 könnte für AMD und die zukünftige Produktpolitik weitaus weitreichender sein, als man zunächst annehmen möchte. Zunächst einmal ist die Karte das 8. Modell der Radeon-R9-Serie, die schon vorher recht vollgepackt war und bis auf absehbare Zeit auch recht unübersichtlich bleiben wird. Mit der Radeon R9 285 führt man aber auch das erste Modell mit neuer "Tonga"-GPU ein. Auf architektonischer Ebene hat AMD weitreichende Änderungen durchgeführt, um bei gleicher Anzahl an Shadereinheiten, weniger Grafikspeicher und geringeren Anbindung desselbigen auf eine, wenn auch nur leicht höhere Leistung zu kommen. Wo genau diese Änderungen zu suchen sind und was eine Radeon R9 285 besser macht als die anderen Modelle der Serie, klären wir im nun folgenden Artikel.

NVIDIA hat es mit der "Maxwell"-GPU der GeForce GTX 750 und GTX 750 Ti vorgemacht - die bestehende Architektur kann, mit kleinen Änderungen, bei gleicher Fertigung eine deutlich höhere Effizienz erreichen. Die GeForce GTX 750 (Ti) ist nicht im High-End-Bereich angesiedelt, dennoch erreichte sie ihr Ziel und kommt teilweise sogar ohne zusätzliche Stromversorgung aus. Durch den geringen Verbrauch ebenfalls möglich gemacht werden (semi)passive Karten, die wir ebenfalls bereits unter die Lupe genommen haben. Ob sich die Strategie auch auf die im Herbst zu erwartenden "Maxwell"-Karten der 2. Generation hochrechnen lassen, bleibt aktuell noch im Dunkeln. NVIDIA hat sich mit technischen Details zu den Änderungen zurückgehalten und nicht wirklich verraten, welche Änderungen an den "Maxwell Streaming Multiprozessoren" vorgenommen wurden. Einzige Erklärung zur höheren Effizienz und damit Performance sind wohl der L2-Cache, der von 256 KB der "Kepler"-Architektur auf 2.048 KB bei "Maxwell" aufgebohrt wurde. Es bleibt weiterhin bei einer Bandbreite von 512 Byte pro Takt. Ebenfalls verbessert wurde die Zuarbeit zu den Shadereinheiten (Scheduling, Balancing etc.), sodass auch jeder einzelne Shader etwas schneller arbeiten soll. Damit einher geht auch eine höhere Anzahl an Instruktionen, die pro Takt abgearbeitet werden können.

Ähnliche Maßnahmen wird wohl auch AMD vorgenommen haben, denn es bleibt bei der GCN-Architektur mit leichten Verbesserungen im 28-nm-Fertigungsprozess. Die "Graphics Core Next"-Architektur hat ohnehin inzwischen mehrere Iterationen erreicht, die nicht immer leicht zu durchblicken sind. "Tahiti", "Hawaii", "Bonaire" und nun auch "Tonga" unterscheiden sich in einigen wichtigen Bereichen entscheidend. Auf die Details gehen wir später noch genauer ein.

Sapphire Radeon R9 285 Dual-X OC
Sapphire Radeon R9 285 Dual-X OC

Kommen wir nun aber zur Radeon R9 285. Seitens AMD wird es kein echtes Referenzmodell geben, sodass die Redaktionen mit Retail-Karten versorgt wurden, die ab heute auch im Handel erhältlich sein sollen. In unserem Falle ist dies die Sapphire Radeon R9 285 Dual-X OC, die, wie der Name schon verrät, allerdings mit etwas höheren Taktraten von GPU und Speicher arbeitet. Daher mussten wir die Taktung bei der Komponenten etwas reduzieren, um auf die Referenzvorgaben von AMD zu kommen. Mehr dazu aber im nächsten Abschnitt.

Architektonische Eckdaten

Auch bei der neuen "Tonga"-GPU bleibt AMD der Fertigung von 28 nm bei TSMC treu. Für die höhere Effizienz des Chips ist also kein Wechsel bei der Fertigungstechnologie verantwortlich, sondern eine überarbeitete Architektur. AMD gibt eine Chipgröße von 359 mm2 für "Tonga" an. Zum Vergleich: Die "Hawaii"-GPU der Radeon R9 290 und 290X kommt auf 438 mm2 und die alte "Tahiti"-GPU-Generation auf 352 mm2. Die Anzahl der Transistoren gibt AMD mit 5 Milliarden an.

AMD-Radeon-R9-280-Serie in der Übersicht
Modell AMD Radeon R9 280 AMD Radeon R9 280X AMD Radeon R9 285
Straßenpreis ab 165 Euro ab 210 Euro -
Homepage www.amd.de www.amd.de www.amd.de
Technische Daten
GPU Tahiti Pro Tahiti XT Tonga Pro
Fertigung 28 nm 28 nm  28 nm
Transistoren 4,3 Milliarden 4,3 Milliarden  5,0 Milliarden
GPU-Takt (Base Clock) - 1.000 MHz  -
GPU-Takt (Boost Clock) 933 MHz 1.050 MHz  918 MHz
Speichertakt 1.250 MHz 1.500 MHz  1.375 MHz
Speichertyp GDDR5 GDDR5 GDDR5
Speichergröße 3.072 MB 3.072 MB 2.048 / 4.096 MB
Speicherinterface 384 Bit 384 Bit 256 Bit
Speicherbandbreite 240,0 GB/Sek. 288,0 GB/Sek. 176,0 GB/Sek.
DirectX-Version 11.2 11.2 12
Shadereinheiten 1.792 2.048 1.792
Texture Units 112 128 112
ROPs 32 32 32
TDP 250 Watt 250 Watt 190 Watt

Wie bei "Tahiti" in den beiden Varianten wird auch von "Tonga" erwartet, dass wir hier noch eine zweite Konfiguration sehen werden, die dann als Radeon R9 285X erscheinen könnte. Bleiben wir aber zunächst einmal bei dem, was wir aktuell wissen. Demnach verfügt die "Tonga"-GPU über 28 Compute Units, die jeweils vier SIMDs (Single Instruction Multiple Data) zu nochmals 16 ALUs (Arithmetic Logic Unit) enthalten, sodass wir auf 64 Shadereinheiten pro Compute Unit kommen. Insgesamt ergeben sich somit 28 x 4 x 16, also 1.792 Shadereinheiten der Radeon R9 285. Keinerlei Änderungen sind auch bei der restlichen Konfiguration vorhanden. Gleich bleibt auch die Konfiguration der Textureinheiten und Render Backends. Wir sprechen also von 112 Textureinheiten und 32 ROPs.

GPU-Z-Screenshot der Sapphire Radeon R9 285 Dual-X OC
GPU-Z-Screenshot der Sapphire Radeon R9 285 Dual-X OC

Die GPU lässt AMD mit einem maximalen Boost von 918 MHz arbeiten. Damit arbeitet die GPU nur geringfügig langsamer als bei der Radeon R9 280 mit "Tahiti"-GPU. Auffällig sind die Änderungen beim Speicher, denn dieser arbeitet nun mit 1.375 MHz bei einer Speicheranbindung von 256 Bit. Dies führt dennoch "nur" zu einer Speicherbandbreite von 176 GB pro Sekunde. Im Vergleich zu den 240 GB pro Sekunde bei der Radeon R9 280 sprechen wir hier also von einer signifikanten Reduzierung in diesem Bereich. Beim Speicherausbau lässt AMD seinen Partnern die Wahl zwischen 2 und 4 GB - jeweils GDDR5-Speicher. Dennoch will AMD mit der Radeon R9 285 in Sachen Leistung leicht über der Radeon R9 280 liegen und dies bei einer geringeren Leistungsaufnahme von nur noch 190 anstatt 250 Watt. Wie dies möglich sein soll, klären wir im folgenden Abschnitt, denn natürlich musste AMD dazu Änderungen an der Architektur durchführen.

Änderungen in der GCN-Architektur
Änderungen in der GCN-Architektur

Eine Möglichkeit, die Performance eines Chips bei gleichem Takt zu steigern, ist die Anzahl der Berechnungen pro Takt zu erhöhen. Im Vergleich zu "Tahiti" kann die "Tonga"-GPU vier sogenannte "Primitives", also einfache Additionen pro Takt berechnen. Dies entspricht einer Verdopplung gegenüber "Tahiti" und sorgt schon einmal für einen deutlichen Schub bei der Gesamtperformance. Damit liegt "Tonga" auf Niveau der "Hawaii"-GPU in dieser Hinsicht. Auch bei der Tesselation-Performance macht "Tonga" einen Sprung nach vorne und soll im Vergleich zu "Tahiti" um den Faktor 2-4 schneller sein. Um die geringere Speicherbandbreite zu kompensieren, hat AMD eine verlustlose Delta-Farbkorrektur entwickelt, welche in etwa 40 Prozent Speicherbandbreite einspart, da nicht mehr derart viele Informationen übertragen werden müssen wie ohne dieses Kompressionsverfahren. Letztendlich soll der Speicherdurchsatz der Radeon R9 285 höher sein, als bei der deutlich breiter versorgten Radeon R9 280. Diese beiden Maßnahmen dürften hauptverantwortlich für den Performance-Gewinn sein.

Änderungen in der GCN-Architektur
Änderungen in der GCN-Architektur

Stark verbessert will AMD auch aber auch das Verhalten beim GPU-Computing haben, was auch erklärt, warum die "Tonga"-GPU auf der FirePro W7100 ihre Premieren feierte. Instruktionen für die parallele Bearbeitung können nun zwischen SIMD-Lanes ausgetauscht werden. Ebenfalls verbessert wurde das Task Scheduling, also die Methode zur Aufteilung von Rechenoperationen zwischen den Shadereinheiten. Neue 16-Bit-Fließkommainstruktionen sorgen ebenfalls für eine effizientere Arbeitsweise im GPU-Computing und Media Processing. All dies ist Teil eines aktualisierten ISA (Instruction Set Architecture) Instruction Sets.

Blockdiagramm der Tonga-GPU
Blockdiagramm der Tonga-GPU

Für das Media Processing hat AMD aber auch den Fixed Function Encoder innerhalb der VCE (Video Coding Engine) überarbeitet. Damit unterstützt die VCE sowie die Baseline- als auch die Main-Profiles für das Encoding von H.264 Inhalten.

Mantle, TrueAudio und XDMA-Engine

Natürlich werden von der "Tonga"-GPU auf der Radeon R9 285 auch die Features wie Mantle, TrueAudio und eine XDMA-Engine (welche die CrossFire-Bridge überflüssig macht) unterstützt. Auf Mantle und TrueAudio sind wir bereits in mehrfacher Hinsicht eingegangen. So haben wir Battlefield mit Mantle getestet und außerdem Thief mit Mantle und TrueAudio ausprobiert. Erst vor kurzem haben wir die bisherige Entwicklung und Zukunftsaussichten von Mantle beleuchtet. Mit Titeln wie Star Citizen, Civilization: Beyond Earth und einigen weiteren wird uns Mantle auch noch einige Zeit begleiten.

 

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Kommentare (77)

#68
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Registriert seit: 26.09.2009

Oberstabsgefreiter
Beiträge: 459
Mich erschliesst sich nicht warum man eine R285 einer R280X vorzieht da doch beide das gleiche derzeit kosten. Was übersehe ich da das die 285 attrktiver erscheinen lässt trotz 2Gb und geringerer Leistung?

http://geizhals.de/his-radeon-r9-280x-iceq-boost-clock-h280xqs3g2m-a1034391.html
#69
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Registriert seit: 06.02.2014
Im sonnigen Süden
Vizeadmiral
Beiträge: 8180
Sie bietet ein par geringe Neuerungen wie einen speziellen 3D-Soundchip Chip (von dem aber bisher ausschliesslich das Game Thief gebrauch machen kann) sowie ein Crossfire-System ohne Brücke. beides features die es bisher nur bei der R9 290(x) und 260(x) hab. Außerdem scheint sie um die Stromverbrauch gering zu halten, eher konservativ getaktet zu sein. Mit etwas OC dürfte sie an die 280X rankommen wobei dann der Stromverbrauchs-Vorteil zunichte wird.

Ansonsten hast du aber recht, zum Momentanen Preis, ist die 280X die deutlich bessere Wahl. Allerdings hat die 285 eine geringe Anfangs UVP als die 280X (250$ vs 300$), darum dürfte die 285 wahrscheinlich bald im Preis sinken (am Anfang sind neue Karten halt immer etwas überteuert).
#70
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Registriert seit: 08.08.2006
Weinböhla (Sachsen)
Moderator
Beiträge: 31087
Zitat Pirate85;22623100
Das SI jedoch sollte schon was gebracht haben, aber gleich 40W? Eher nicht...


Real liegt der Unterschied bei um die 20W. Plus Minus ein wenig.
ht4u.net misst die 280 non X mit ~180W, die 285 non X mit ~160W.
Wo die 285er ihre Stärken zeigt, ist der Verbrauch nach erhöhung des Powertunes... Da klafft die Schere dann weiter auseinander.

Ob 20W allein durch das gekürzte SI nebst gekürzter RAM Menge kommen? Könnte sein, muss aber nicht... Da spielen ja noch andere Faktoren eine Rolle, bspw. unterschiedlich hohe Spannung auf dem Chip und den RAM Bausteinen. Möglichkeiten gibts da viele...
Ansich ist der Tonga Chip nicht unbedingt schlecht, was die Effizienz angeht... Mal schauen was der Vollausbau bringt ;)
#71
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Registriert seit: 07.03.2005

Admiral
Beiträge: 10761
Zitat Pirate85;22623100
Naja der Audioprozessor ist ja dazu gekommen sowie einige Architektur-Veränderungen um die Tessellationleistung massiv zu Erhöhen. In Metro z.b. merkt man das ordentlich.
Das man die neue Technik RAM zu sparen ordentlich merkt hatte ich ja schon geschrieben, 25-30% sind es bei mir ggü der 7870 bei Metro: LL - hab erstmal blöd in die Einstellungen geguckt weil ich dachte das die Texturen nicht auf hoch sind. :fresse:

Ich mag die Dual-X und bereue es nicht Sie gekauft zu haben.


sind die techniken gegenüber einer R9 270 auch neu ? also mehr tessolation und besseres ram managment ?

schade das die keine 285 mit noch weniger takt und 150W raus gebracht haben. ich hoffe die ganze zeit auf eine R9 275 mit 1 x 6 pin anschluss :fresse:
#72
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Registriert seit: 28.01.2005
Ruhrpott.de
LuXXer
Beiträge: 2773
Zitat fdsonne;22627024
Real liegt der Unterschied bei um die 20W. Plus Minus ein wenig.
ht4u.net misst die 280 non X mit ~180W, die 285 non X mit ~160W.
Wo die 285er ihre Stärken zeigt, ist der Verbrauch nach erhöhung des Powertunes... Da klafft die Schere dann weiter auseinander.

Ob 20W allein durch das gekürzte SI nebst gekürzter RAM Menge kommen? Könnte sein, muss aber nicht... Da spielen ja noch andere Faktoren eine Rolle, bspw. unterschiedlich hohe Spannung auf dem Chip und den RAM Bausteinen. Möglichkeiten gibts da viele...
Ansich ist der Tonga Chip nicht unbedingt schlecht, was die Effizienz angeht... Mal schauen was der Vollausbau bringt ;)



hmm habe aber auch benches & tests gesehen, wo die 280x wesentlich mehr verbraucht hatte.
deutlich über 200-250-290W ;)


Lg
#73
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Registriert seit: 08.08.2006
Weinböhla (Sachsen)
Moderator
Beiträge: 31087
Zitat Watercoolio;22627435
hmm habe aber auch benches & tests gesehen, wo die 280x wesentlich mehr verbraucht hatte.
deutlich über 200-250-290W ;)


Nicht 280X :wink:
Es geht um die non X Version... Denn genau bei der plaziert sich die 285 non X ;)
#74
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Registriert seit: 28.01.2005
Ruhrpott.de
LuXXer
Beiträge: 2773
UPS sry :)

Klar doch wenn man die RAM einkalkuliert, doch die bessere Alternative?!

Dazu gleiche Tdp ;)


Lg
#75
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Registriert seit: 26.09.2009

Oberstabsgefreiter
Beiträge: 459
Eine R290 gibt es jetzt schon für 285€ ( http://geizhals.de/vtx3d-radeon-r9-290-x-edition-v2-vxr9-290-4gbd5-dhx-a1062788.html), die R285 müsste erstmal auf 170-180€ fallen um überhaupt interessant zu werden.

edit
Gibt natürlich eine Ausnahme, Sapphire R285 ITX :)
https://www.youtube.com/watch?v=TVilnTNhgGw#t=33
#76
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Registriert seit: 27.03.2009
provinz neurotiker@Lower Sexony
Fregattenkapitän
Beiträge: 2731
AMD plant vorerst ohne Radeon R9 285X - ComputerBase
#77
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Registriert seit: 06.02.2014
Im sonnigen Süden
Vizeadmiral
Beiträge: 8180
Das 2XX Portfolio ist sowieso schon voll genug...
AMD sollte endlich die 3XXer Reihe anbrechen :)
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