ATI Radeon HD 5870 - The Game has changed

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5870_LogoAMD läutet mit der Radeon-HD-5800-Serie eine neue Runde im Kampf um die Krone im Grafikkarten-Markt ein.  Drei Ziele hat sich AMD mit dieser neuen Serie gesteckt. Zuerst will man in allen Bereichen führend sein, sowohl bei der Fertigungstechnologie als auch bei der Verwendung des modernsten GDDR-Speichers. Zudem zielt AMD mehr und mehr auf bestimmte Preissegmente ab, anstatt einfach eine Grafikkarte auf den Markt zu werfen. Zu guter Letzt will man aber auch die schnellsten und mordernsten Grafikkarten bauen. Mit der ATI Radeon HD 5870 versucht sich der erste Vertreter der neuen Generation an den gesteckten Zielen.

Bereits seit einigen Wochen kursieren Gerüchte, technische Details und erste Benchmarks, was uns aber nicht davon abhalten soll einen detaillierten Blick auf die neue Grafikkarten-Generation aus dem Hause AMD zu werfen. Uns stand eine ATI Radeon HD 5870 zur Verfügung. Mit dem heutigen Tag präsentiert AMD auch die Radeon HD 5850, die wir uns zu einem späteren Zeitpunkt näher anschauen werden.

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Beginnen wir mit einem Vergleich der beiden neuen Karten gegen die bisherigen Vertreter in diesem Markt-Segment.

GeForce GTX 285 GeForce GTX 295

ATI Radeon HD 4870

ATI Radeon HD 4890

ATI Radeon HD 5850

ATI Radeon HD 5870
GPU GT200b 2x GT200b RV770 RV790 RV870 RV870
Fertigung 55 nm 55 nm 55 nm 55 nm 40 nm 40 nm
Anzahl Transistoren 1,4 Milliarden 2x 1,4 Milliarden 956 Millionen 956 Millionen 2,15 Milliarden 2,15 Milliarden
Die-Größe 490 mm² 490 mm² 263 mm² 263 mm² 334 mm² 334 mm²
GPU-Takt 648 MHz 576 MHz 750 MHz 850 MHz 725 MHz 850 MHz
Speichertakt 1242 MHz 999 MHz 900 MHz 975 MHz 1000 MHz 1200 MHz
Speichertyp GDDR3 GDDR3 GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5
Speichergröße 1024 MB 2x 896 MB 1024 MB 1024 MB 1024 MB 1024 MB
Speicherinterface 512 Bit 2x 448 Bit 256 Bit 256 Bit 256 Bit 256 Bit
Speicherbandbreite 159 GB/Sek. 2x 111,9 GB/Sek. 115 GB/Sek. 124,8 GB/Sek. 128 GB/Sek. 153,6 GB/Sek.
Shader Model 4.0 4.0 4.1 4.1 5.0 5.0
DirectX 10.1 10.1 10.1 10.1 11 11
Shader-Einheiten 240 (1D) 2x 240 (1D) 160 (5D) 160 (5D) 288 (5D) 320 (5D)
Shader-Takt 1476 MHz 1242 MHz 750 MHz 850 MHz 725 MHz 850 MHz
Texture Units 80 2x 80 40 40 72 80
ROPs 32 2x 28 16 16 32 32
Pixelfüllrate 20,7 Gigapixel 2x 16,1 Gigapixel 12 Gigapixel 13,6 Gigapixel 23,2 Gigapixel 27,2 Gigapixel
maximale Leistungsaufnahme 183 Watt 289 Watt 160 Watt 190 Watt 170 Watt 188 Watt
minimale Leistungsaufnahme 30 Watt 60 Watt 90 Watt 60 Watt 27 Watt 27 Watt
CrossFire/SLI SLI/3-Way-SLI SLI/Quad-SLI CrossFireX CrossFireX CrossFireX CrossFireX

Zu den größten Neuerungen zählt die kleinere Strukturbreite von 40 nm. Auch wenn AMD bereits zur diesjährigen CeBIT die ersten Grafikkarten mit 40-nm-GPUs vorstellte und mit der ATI Radeon HD 4770 bereits Erfahrungen sammeln konnte, hält das fortschrittliche Fertigungsverfahren nun endgültig im Desktop-Segment Einzug. Durch die kleinere Fertigung konnte die Anzahl der Transistoren auf 2,15 Milliarden gesteigert werden - mehr als eine Verdopplung gegenüber dem Vorgänger RV770. Auch der bisherige Spitzenreiter bei der Anzahl der Transistoren, NVIDIAs GT200b, ist geschlagen. Die Größe des Chips ist trotz kleinerer Fertigung angestiegen, aber dennoch deutlich kleiner als in NVIDIAs im 55-nm-Prozess gefertigter Bolide.

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Bei den Taktraten hat sich natürlich auch etwas getan. Zwar ist der GPU-Takt gegenüber der Radeon HD 4890 mit 850 MHz gleich geblieben, dafür aber hat AMD den Speichertakt auf 1200 MHz anheben können. Noch immer kommen 1024 MB an GDDR5-Speicher zum Einsatz, die mit 256 Bit angebunden sind. Warum sich die Anzahl der Transistoren mehr als verdoppelt hat, erklärt die Tatsache, dass der RV870 auf 1600 Shader-Prozessoren setzt. Auf den genauen Aufbau gehen wir später noch detaillierter ein. Gegenüber der Radeon HD 4890 ebenfalls verdoppelt wurde die Anzahl der Texture-Units und ROPs. Auch hier präsentieren wir auf den Seiten zur Architektur des RV870 weitere Details. AMD besonders wichtig ist die Optimierung des Stromverbrauchs. Mit einer TDP von 188 Watt liegt man nur knapp unter der Radeon HD 4890, besonderen Wert legt man aber offensichtlich auf den Idle-Verbrauch, der auf 27 Watt gesenkt worden sein soll. Unsere Messungen werden später zeigen, ob AMD seine Versprechungen einhalten kann.

Für die ATI Radeon HD 5850 ergeben sich folgende Details: Sie basiert ebenfalls auf der RV870-GPU. Diese arbeitet allerdings mit nur 725 MHz und ist ebenfalls bei der Anzahl der Stream-Prozessoren auf 1440 beschränkt. Der Speicher ist mit 1000 MHz ebenfalls 200 MHz langsamer als bei der Radeon HD 5870. Der maximale Stromverbrauch liegt bei 170 Watt, der Idle-Verbrauch ist identisch.

Auf den folgenden Seiten wollen wir uns die Karte selbst einmal näher anschauen.


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Wir waren persönlich etwas überrascht von der Größe der ATI Radeon HD 5870. Das PCB misst eine Länge von 27 cm und reizt die ATX-Spezifikationen somit aus. Von der eigentlichen Grafikkarte ist bis auf das PCI-Express-Interface kaum etwas zu sehen. Ein großes schwarzes Kühler-Gehäuse bedeckt sie komplett. Hier abgebildet ist das Referenzmodell von AMD, die ersten Retail-Karten dürften ähnlich aussehen, sind dann aber sicherlich mit einem Aufkleber des jeweiligen Herstellers versehen.

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Auch die Rückseite ist komplett verdeckt. Das PCB versteckt sich hinter einer schwarzen Metallplatte. Nur eine kleine Aussparung an der Stelle, wo die GPU positioniert ist, gibt einen Blick auf das Board frei.

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Am hinteren Ende der Karte befindet sich ein 70-mm-Radiallüfter. Er sorgt für die nötige Frischluft. Diese wird angesaugt und in Richtung der PCI-Slotblende geblasen. Die Kühlung der Karte wollen wir an anderer Stelle noch einmal genauer betrachten.

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Der Nutzen dieser beiden Öffnungen am hinteren Ende der Karte erschloss sich uns nicht ganz. Weder konnten wir feststellen, dass hier kühle Luft angesaugt wird, noch wurde ein Teil der warmen Luft über sie herausgeblasen. Da sich am hinteren Ende des PCBs aber keine wichtigen Komponenten befinden (die Spannungswandler befinden sich weiter vorne), entsteht auch kein Nachteil durch diese Konstruktion.

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Auf der Oberkante der Karte hat AMD die zwei PCI-Express-Stromanschlüsse platziert. Für einen maximalen Verbrauch von 188 Watt reichen diese vollkommen aus.

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An bekannter Position befinden sich die beiden Anschlüsse für die CrossFire-Bridge. Bis zu vier Radeon-HD-5870-Grafikkarten können in einem System zusammengeschaltet werden.

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Ein Blick auf die PCI-Slotblende vermittelt einen Eindruck von der Flexibilität der aktuellen Grafikkarten-Generation. Neben zwei Dual-Link-DVI-Anschlüssen befinden sich hier noch jeweils einmal HDMI und DisplayPort. Ob es diese Konfiguration auch auf die Retail-Karten schafft, ist ungewiss. So manches Mal präsentierten AMD und NVIDIA Grafikkarten mit einer solchen Vielfalt - letztendlich bei den einzelnen Herstellern angekommen ist davon aber wenig.



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Über fast ein Dutzend Schrauben ist der Kühler mit der Karte verbunden. Wird dieser entfernt, zeigt sich obiges Bild. Zu sehen sind die acht Wärmeleitpads für den Speichers sowie für die Spannungswandler und andere wichtige ICs. Die GPU wird durch eine Kupfer-Platte abgedeckt. Im Inneren des Kühlers befinden sich drei Heatpipes, welche die Wärme von der Kupferplatte abführen. Sie verteilen die Wärme dann auf großflächige Aluminium-Lamellen. Die Luft kann durch diese hindurchströmen, bis sie dann an der PCI-Slotblende nach Außen geblasen wird.

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Hier zu sehen ist der hintere Teil des Kühlers, in dem sich der Radiallüfter befindet. Dieser hat einen Durchmesser von 70 mm und präsentierte sich sowohl unter Last als auch im Idle-Betrieb als durchaus geräuscharm und den Anforderungen gewachsen. Nähere Informationen hierzu dann in den Lautstärke-Messungen.

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Die ATI Radeon HD 5870 einmal ohne Kühler. Der größere Chip im Vergleich zur 4890 ist deutlich sichtbar. Ebenso zu sehen sind die acht Speicherchips sowie zahlreiche weitere ICs, Kondensatoren und Komponenten.

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Ein etwas detaillierter Blick auf GPU und Speicher. Oftmals werden die Speicherchips so um die GPU angeordnet, dass die Leiterbahnen einen möglichst gleich langen Weg bis zur GPU haben. Dies dient dazu die Signalwege und damit Zeiten nahezu gleich zu halten. Offenbar ist dies aber beim 1200 MHz schnellen GDDR5-Speicher nicht nötig.

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Wirklich Wichtiges erfährt man bei einem Blick auf die GPU nicht. AMD versteckt die geläufige Namensgebung RV870 hinter kryptischen Zahlen- und Buchstabenkombinationen.


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Kommen wir nun zur eigentlichen Ankündigung der ATI Radeon HD 5870. An dieser Stelle wollen wir auch die Ausrichtung der Karte, wie AMD sie sieht, näher beleuchten. Ebenso möglich ist ein Ausblick auf das, was uns in naher Zukunft noch erwartet.

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Intern, und auch im GPU-Z-Screenshot zu sehen, ist die interne Bezeichnung der ATI Radeon HD 5870. Der Codename für sie lautet Cypress und spricht das Marktsegment um 350-400 US-Dollar an. Als Juniper wird die ATI Radeon HD 5850 bezeichnet. Sie bedient die Preisklasse knapp unter 300 US-Dollar. Im ersten Quartal 2010 erwartet uns dann noch Redwood und Cedar, vermutlich als ATI Radeon HD 5770 und 5750. Noch in diesem Jahr dagegen will AMD Hemlock, die ATI Radeon HD 5870 X2, präsentieren. Details sind hier noch keine bekannt.

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Mit 2,15 Milliarden Transistoren und einer Rechenleistung von 2,7 TeraFlops erklimmt die ATI Radeon HD 5870 die Spitze in diesem Bereich. Die bisher schnellste Grafikkarte, die NVIDIA GeForce GTX 295 mit knapp über einem TeraFlops, ist damit abgelöst. Vergleicht man diese Rechenleistung mit anderer Hardware, ergeben sich Vergleiche wie oben abgebildet.

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Die technischen Spezifikationen beider Neuvorstellungen noch einmal im Überblick. Wie an den Markierungen zu sehen ist, legt AMD besonderen Wert auf die Anzahl der Stream-Prozessoren, und damit die Rechenleistung sowie den Stromverbrauch.

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Die wichtigsten Fakten der beiden Karten nochmals zusammengefasst:

ATI Radeon HD 5870 - 2,72 TeraFlops, 40-nm-Prozess, 1600 Stream-Prozessoren, DirectX 11, 3x 2560x1600 als maximale Auflösung
ATI Radeon HD 5850 - 2,09 TeraFlops, 40-nm-Prozess, 1440 Stream-Prozessoren, DirectX 11, 3x 2560x1600 als maximale Auflösung


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Kommen wir nun zu den Details der Architektur. Die wohl wichtigste Neuerung ist der Umstieg auf die Fertigung in 40 nm. Mit 2,15 Milliarden Transistoren hat sich die Anzahl derer gegenüber dem RV770 mehr als verdoppelt. Die zusätzlichen Transistoren werden vor allem für eine größere Anzahl an Recheneinheiten verwendet, anders als bei den Prozessoren, wo  oftmals ein großer L3-Cache den Unterschied ausmacht.

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Die 1600 Stream-Prozessoren teilen sich wie folgt in Thread-Prozessoren und SIMD-Einheiten (Single Instruction Multiple Data) auf: Insgesamt verfügt die RV870-GPU über 20 SIMD-Einheiten. Jede von diesen besteht aus 16 Thread-Prozessoren, die sich nochmals in jeweils 5 Stream-Prozessoren aufteilen. Jede SIMD-Einheit beinhaltet zudem noch vier Texture-Units, bei 20 SIMDs ergibt dies 80 Texture-Units.

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Soweit ist dieser Aufbau auch schon von der RV770-GPU bekannt. AMD hat aber auch zahlreiche Optimierungen vorgenommen, welche neue Technologien wie Tesselation in 6. Generation, DirectX-11-Features und weitere grafische, sowie Performance-Verbesserungen mit sich bringen.

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Wie oben bereits erwähnt, teilt sich jeder Thread-Prozessor in fünf Stream-Prozessoren auf. Bei vieren handelt es sich im flexible Stream-Prozessoren, die pro Takt sowohl eine MADD (Multiply-ADD), als auch eine MUL (Multiplikation) durchführen können. Unter bestimmten Bedingungen können auch beide Operationen in einem Takt berechnet werden. Dies ist ein großer Unterschied zur Vorgänger-Architektur, die nur eine Operation pro Takt erlaubte. Neben den vier Stream-Prozessoren befindet sich in einem Thread-Prozessor aber auch noch eine Special Function Unit (SFU). Sie berechnet mathematische Operationen wie Sinus-, Kosinus- und Logarithmus-Anweisungen. Eine Branche-Unit im Thread-Prozessor sorgt dafür, dass eine Sprunganweisung im Code ("if-Befehl") nicht eine MADD-Einheit belegt, sondern von einer gesonderten Funktionseinheit berechnet wird.

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Jede SIMD-Einheit des RV870 verfügt auch über ein Textur-Cluster. Jedes Cluster besteht aus vier Textur-Einheiten. Aus dieser Zusammenstellung ergeben sich dann insgesamt 80 Texture-Units. Jede SIMD-Einheit verfügt über einen 8 kB großen L1-Cache, der wiederum mithilfe einer Crossbar mit dem L2-Cache verbunden ist. Dessen Kapazität hat AMD gegenüber dem RV770 auf 128 kB pro Speichercontroller verdoppelt. Der Einsatz der DirectX-11-Features sowie die erhöhte Anzahl an Texture-Units und deren Anbindung an den Speichercontroller erlauben eine maximale Texturgröße von 16.000 x 16.000 Pixeln.

Die neue 32- und 64-Bit HDR Block Compression Modes sind ein DirectX-11-Feature, auf das wir später noch eingehen werden.


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Die Verdoppelung nahezu aller Recheneinheiten sorgt auch dafür, dass pro Takt die doppelte Anzahl an Pixeln durch die Render-Backends geführt werden kann. Dies sorgt für eine theoretisch doppelte Anti-Aliasing-Performance.

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Mithilfe von DirectX-Compute und OpenCL legt AMD vermehrt Wert auf das Stream-Computing. Mit einer Rechenleistung von 2,7 TeraFlops in Single Precision und 544 GigaFlops in Double Precision sind die Grundlagen hierzu gelegt. Genau wie NVIDIA bei seiner zukünftigen GPU-Generationen, legt AMD bereits im RV870 großen Wert auf die Verlässlichkeit der Daten.

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Ebenfalls überarbeitet hat AMD das Speicher-Interface. Wie bereits erwähnt, bietet AMD nun auch einen EDC (Error Detection Code), der Verlässlichkeit der Daten gewährleisten soll. Ein Punkt, der besondern bei hohen Taktraten an Wichtigkeit gewinnt.

Das Speicherinterface des RV870 ist weiterhin 256 Bit breit. Es setzt sich aus vier 64-Bit-Controllern zusammen. Jeder Speichercontroller ist mit jeweils zwei ROPs (Raster Operation Prozessor) und dem L2-Cache verbunden. Die vier Speichercontroller wiederum sind mit einem Hub verbunden. Über diesen Hub ebenfalls angebunden sind das PCI-Express-Interface, der CrossFireX-Compositor, die UVD2-Engine (Unified Video Decoder) sowie die Display-Interfaces.

Der CrossFireX-Compositor tauchte erstmals mit dem RV770 auf. Er findet beim Einsatz von zwei GPUs auf einem PCB Verwendung. Bereits früher wurde vermutet, dass sich zwei GPUs über diesen Interconnect vielleicht auch einen gemeinsamen Speicher teilen können. Bestätigt hat sich das aber weder beim R700 (ATI Radeon HD 4870 X2), noch will AMD dies für die Radeon HD 5870 X2 bestätigen.

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Mehrfach erwähnt haben wir die Tatsache, dass AMD den Stromverbauch mit der Radeon HD 5870 drastisch senken möchte. Dazu bedient man sich vielfacher Wege. Zum einen takten sowohl GPU als auch Speicher im 2D-Modus niedriger. Damit einher geht auch eine niedrigere Betriebsspannung. Beim Speicher sind noch weitere Verbesserungen vorgenommen worden, die beispielsweise eine Reduzierung von Takt und Spannung erlauben, ohne dass es dabei zu Störungen kommt. Im Strobe-Mode operiert der GDDR5-Speicher in einer Art simulierten GDDR3-Modus, also deutlich sparsamer bei geringen Einbußen bei der Performance.

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Ein neuer Algorithmus zur anisotropischer Filterung soll nicht nur deren Qualität verbessern, sondern auch in der Performance Verbesserungen enthalten. Leider sind wir im Rahmen dieses Artikels nicht dazu gekommen ihn gegen die Vorgänger-Generation zu vergleichen. Wir werden dies aber zu einem späteren Zeitpunkt nachreichen.


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Bei der ATI Radeon HD 5870 bzw. dem RV870 handelt es sich um die erste DirectX-11-GPU. Damit einher gehen natürlich auch neue Features, wie Shader Model 5.0 und HDR Texture Compression. Natürlich ist eine DirectX-11-GPU auch zu früheren Generationen der Grafikschnittstelle kompatibel, allerdings kann nur eine echte DirectX-11-Grafikkarte auch alle Features bieten, die auf Windows 7 und mit Update auch unter Vista verfügbar sein werden.

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Neben den Unterschieden der verschiedenen DirectX-Generationen stehen besonders folgende Neuentwicklungen im Vordergrund: Tesselation in 6. Generation, Multi-Threading, DirectCompute 11, Shader Model 5.0 und Texture Compression. Auf einige dieser Features werden wir nun genauer eingehen.

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In bald erwarteten DirectX-11-Spielen werden vor allem oben abgebildete Features durch DirectCompute an Relevanz gewinnen. Teilweise handelt es sich dabei um optische Verbesserungen der Engine, in Teilen aber auch um Performance-Verbesserungen. Völlig neue Wege geht man bei OIT (Order Independent Transparency) und Ray-tracing. Die Zukunft wird zeigen, wie und vor allem wann diese Technologien in 3D-Spielen Einzug erhalten werden.

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Die Unterschiede zwischen DirectCompute 10 und 11 sind fast ausschließlich darauf ausgelegt, schneller, einfacher und damit effizienter einen Prozessor über die Grafikkarte berechnen zu lassen. Zahlreiche Schranken, die unter DirectCompute 10 vorhanden sind, fallen in der neuen Version komplett weg. Einschränkungen werden entweder komplett entfernt oder die Ansprüche daran erweitert. Dies sorgt letztendlich dafür, dass Berechnungen unter DirectCompute 11 nicht nur schneller ablaufen, sondern auch bestimmte Möglichkeiten zur Nutzung überhaupt erst eröffnet werden.


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Aus der Masse der DirectX-11-Features heraus ragt Tesselation. Dies ist in DirectX-11 mithilfe von zwei neuen Shader-Typen realisiert worden - den Hull- und den Domain-Shadern. Im Grunde genommen geht es darum, über verschiedenen Methoden aus den vorhandenen Engine-Informationen mehr heraus zu holen als eigentlich vorhanden ist.

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Tesselation kann bei einer festen Anzahl an Polygonen, die ein Objekt darstellen, einfach weitere Detailgrade berechnen, die dann zu mehr Polygonen und einer detaillierteren Darstellung eines Objektes führen.

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In der Praxis, hier am Beispiel des kommenden "Alien vs Predator"-Titels, sieht dies wie oben dargestellt aus. In den beiden Bildern ist links jeweils das normale Character-Modell zu sehen und rechts die Optimierung durch Tesselation. Deutlich zu sehen ist der höhere Detailgrad im Wireframe-Modus des linken Bildes. In der mit Texturen versehenen Darstellung sind die Unterschiede dann schon weniger deutlich, aber dennoch vorhanden.

In diesem Video sind bewegte Bilder zur Anwendung von Tesselation vorhanden. Man beachten die Abhängigkeit des Detailgrades vom Abstand des Objektes zur eigenen Position.

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Anhand obiger Screenshots zeigt AMD die Unterschiede zwischen den Detailgraden eines Objektes in den verschiedenen DirectX-Generationen.


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Ein weiteres wichtiges Feature in DirectX 11 ist Order Independent Transparency. In modernen 3D-Engines spielen transparente Objekte eine immer wichtigere Rolle. Dabei kann es aber vorkommen, dass die Grafikkarte die Darstellung der eigentlich sichtbaren, dahinter liegenden Objekte verhindert oder die Reihenfolge mehrerer transparenter Ebenen nicht korrekt darstellt. Order Independent Transparency setzt genau an dieser Stelle an.

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Der Vergleich zweier Screenshots - einmal mit, und einmal ohne Order Independent Transparency - zeigt, welche Fehler aktuelle Grafikkarten bei der Darstellung machen. Mit DirectX 11 stellt dies kein Problem mehr dar, wie rechter Screenshot beweisen soll.

Auch zu Order Independent Transparency haben wir ein kleines Video, welches vor allem beim Wechsel zwischen Ein- und ausgeschaltetem OIT den Unterschied darstellt.


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Ein weiteres wichtiges Feature ist High Definition Ambient Occlusion (HDAO). Die Grafikkarte soll dabei erkennen, wo in der jeweiligen Szene der Lichteinfall reduziert wird oder gänzlich ausfällt und dunkelt diese Bereiche dann ab.

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Aus der Vergangenheit bekannt sind Schattenwürfe, wie sie links zu sehen sind. Dabei wird der Schatten, egal wie weit er reicht und wie weit er von der Lichtquelle entfernt ist, immer scharf darstellt. In der Realität aber gestaltet sich ein Schattenwurf deutlich anders. Je weiter das Objekt, welches den Schatten erzeugt und die Oberfläche, auf die er geworfen wird, auseinander liegen, desto unschärfer werden die Ränder des Schattens. High Definition Ambient Occlusion soll genau dies gewährleisten.

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Die Auswirkungen in der Praxis stellt obiger Screenshot dar. Allerdings ist die ohnehin schon sehr düstere Gestaltung in Alien vs Predator nicht wirklich ein Paradebeispiel um High Definition Ambient Occlusion zu demonstrieren.

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Einen weiteren Punkt hin zu mehr Realität stellt das Render Post-Processing dar. DirectCompute eröffnet die Möglichkeit verschiedene Filter über eine bereits gerenderte Szene laufen zu lassen. Dies ermöglicht beispielsweise eine realistische Darstellung von Tiefenschärfe. Während aktuelle 3D-Engines noch sämtliche Bereiche scharf darstellen, ist sowohl das menschliche Auge als auch eine technische Optik, wie beispielsweise die einer Kamera, nicht in der Lage sämtliche Tiefen scharf darzustellen. Depth of Field soll hier Abhilfe schaffen und für eine realistische Darstellung sorgen.

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Abhängig vom gewählten Objekt wird nur der Bereich, in dessen "Tiefe" sich dieser befindet auch scharf dargestellt. Der restliche Teil der Szene, egal ob nun in der Ebene dahinter oder davor liegend, wird unscharf.

Auch hierzu haben wir ein Video, welches eine Techdemo zeigt, die eine Simulation einer Kamera samt Objektiv widerspiegelt.


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Ebenfalls in DirectX 11 optimiert wurde die Komprimierung von Texturen. Aufgrund der Tatsache, dass Compute Shader mehr und mehr Arbeiten übernehmen können, die klassisch von speziell darauf abgestimmten Shadern berechnet werden mussten, erlaubt eine effektivere Nutzung eben dieser. Die frei werdenden Kapazitäten können dann zur Bildverbesserung, beispielsweise durch eine Reduzierung der Artefakte bei der Komprimierung, genutzt werden.

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Was Compute Shader in der Version 5.0 zu leisten im Stande sind, zeigt folgende Demo. Dabei übernehmen diese die Berechnung von tausenden verschiedenen Lichtquellen.

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Dabei wird ein bestimmter Bereich nicht nur von einer Lichtquelle beeinflusst, sondern gleich von mehreren, was den Rechenaufwand in die Höhe treibt. Dennoch ist die Radeon HD 5870 mithilfe der Compute Shader in der Lage diesen Rechenaufwand zu bewältigen.

Auch diese Demonstration einer DirectX-11-Technologie haben wir in einem Video festgehalten.


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In den bisherigen Tech-Demos zu DirectX 11 kamen bis auf Alien vs Predator hauptsächlich AMD-eigene Engines zum Einsatz. Ein weiteres Praxisbeispiel ist Colin McRae Dirt 2. Bereits für PS3 und XBOX360 erhältlich soll eine PC-Fassung im Dezember diesen Jahres folgen und auch von DirectX 11 Gebrauch machen. Ein Beispiel für die Anwendung von Tesselation ist die oben abgebildete Fahne. Detailgrad und auch Berechnung des Lichteinfalls sorgen unter DirectX 11 für eine realistischere Darstellung.

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Auch von DirectCompute macht Colin McRae Dirt 2 Gebrauch und zwar in Form von einer realistischen Berechnung von Staub und Wasser. Durchfährt das Auto eine Pfütze oder einen Bachlauf, sorgt die Physik-Engine dafür, dass sich das Wasser auch so verhält, wie wir es aus der Natur kennen.


Zusammen mit der neuen Radeon-HD-5800-Serie präsentiert AMD auch eine Technologie, die es möglich macht, gleich sechs Monitore über eine Grafikkarte anzusteuern. Wir hatten natürlich auch die Möglichkeit uns ein solches System einmal näher anzuschauen und persönliche Erfahrungen zu sammeln.

Eine Eyefinity6-Edition mit sechs DisplayPorts macht eine Konfiguration für sechs Displays überhaupt erst möglich. Die Standard-Karten der 5800-Serie sind in der Lage bis zu drei Displays anzusprechen. Der Anwender hat die Wahl, ob er bis zu sechs getrennte Desktops verwenden möchte oder aber eine Anwendung oder 3D-Spiel auf alle Monitore verteilt. Das theoretische Maximum liegt dann bei 8.096 x 8.096 Pixeln. Selbst mit einer Konfiguration aus 30-Zoll-Monitoren wird dieses Maximum aber nicht erreicht, dies ergäbe eine Auflösung von 7680 x 3200 Pixeln. Aus Kostengründen eher wahrscheinlich scheint hier der Einsatz von 24-Zoll-Monitoren, was dann in 5.670 x 2.160 Pixeln resultiert. Die neuen Karten sollen in der Lage sein auch diese Auflösungen flüssig darzustellen.

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AMD gibt an, dass bisher etwa 200 Spiele in der Lage sind, derart hohe Auflösungen darzustellen. Um die Unterstützung der Spiele weiter voranzutreiben und damit wichtiger Inhalt, wie Menüs und andere Bestandteile des User Interfaces, nicht im Rahmen des Displays liegt, arbeitet AMD eng mit den Spiele-Herstellern zusammen. Frame Removal beherrscht Eyefinity noch nicht, in einer späteren Treiberversion ist es aber bereits geplant.

Wie der Anwender Eyefinity nutzt, bleibt ihm selbst überlassen und gestaltet sich sehr flexibel. Die Monitore können wie gewünscht angeordnet werden, ob drei, vier, fünf oder sechs an der Zahl, ob Porträt oder Landscape, alle Freiheiten sind gegeben. Der Treiber unterstützt den Anwender dann auch bei der Einrichtung, was die Änderungen im Catalyst Control Center des letzten Treibers erklärt.

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Um bis zu sechs Monitore ansteuern zu können, verfügen die neuen Karten über bis zu sechs Display-Controller. Diese können dann sechs DisplayPorts, DVI- und HDMI-Ausgänge zur Verfügung stellen. Soll eine Auflösung von mehr als 1920 x 1080 Pixeln angesprochen werden, so muss dies über die DisplayPorts geschehen oder aber per Dual-Link-DVI. Dies wird durch das Zusammenführen von zwei Display-Controllern realisiert. Pro GPU können also bis zu sechs Displays angesteuert werden. Führt man diesen Gedanken weiter, so sind beim Einsatz einer eventuellen 5800-X2-Karte auch 12 Displays möglich. Zwei dieser Dual-GPU-Karten könnten dann 24 Displays ansteuern.

AMD arbeitet auch mit Monitor-Herstellern sowie Anbietern von Bildschirmhaltern zusammen. Dem Anwender soll die Möglichkeit geboten werden Eyefinity auch schnell und einfach nutzen zu können, ohne dabei langwierig nach kompatibler Hardware und Zubehör suchen zu müssen. Noch in diesem Jahr will AMD die Eyefinity6-Edition mit sechs DisplayPorts auf den Markt bringen, erste Karten der 5800-Serie werden schon in Kürze erwartet.


Mit der Vorstellung der ersten DirectX-11-Grafikkarten haben wir uns dazu entschlossen auch unser Testsystem leicht umzustellen. Wir führen alle Benchmarks nun unter Windows 7 aus, was uns dazu zwingt alle bisher bereits getesteten Karten ebenfalls unter Windows 7 noch einmal durch den Parcours zu jagen. Folgende Systemkomponenten kommen dabei zum Einsatz:

Folgende Treiber kamen dabei zum Einsatz:

Weiterhin haben wir nach jedem Benchmark das System neu gestartet und, wenn möglich, mit aktuellen Softwareversionen und Patches getestet.


Beginnen wollen wir nun mit den Messungen zum Stromverbrauch. AMD hat gerade diesen im Zusammenhang mit der ATI Radeon 5870 hervorgehoben.

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Die kleinere Fertigung sowie weitere Optimierungen in den Stromspar-Mechanismen zeigen sich besondes deutlich im niedrigen Idle-Stromverbrauch.

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Unter Last steigt der Stromverbrauch zwar an, relativ zu den Vergleichskarten aber bleibt die ATI Radeon HD 5870 sehr sparsam. Der direkte Vergleich zur GeForce GTX 285 als direkter Single-GPU-Konkurrent zeigt einen 20 Watt niedrigeren Stromverbrauch.

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Der geringere Idle-Stromverbrauch sollte sich auch in einer niedrigeren Temperatur bemerkbar machen. Dies zeigen unsere Messungen auch teilweise. Natürlich produzieren mehr als 2 Milliarden Transistoren auch in der 40-nm-Fertigung noch eine gewisse Abwärme.

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Versucht man die ATI Radeon HD 5870 ins Schwitzen zu bringen, so gelingt das nur bedingt. Der Kühler kommt mit der produzierten Abwärme sehr gut zurecht.

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Die Messungen zur Lautstärke sind meist nur ein kleiner Anhaltspunkt, denn jeder empfindet einen gewissen Geräuschpegel unterschiedlich. Hinzu kommen noch verschiedene Klanghöhen des Lüftergeräusches, die persönlich anderes bewertet werden. Die Messungen bescheinigen der ATI Radeon HD 5870 im Idle-Betrieb allerdings eine gewisse Laufruhe.

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Gleiches wie im Idle-Betrieb gilt auch unter Last. Die neue ATI Radeon HD 5870 ist nicht die leiseste, aber bei Weitem auch nicht die lauteste Karte im Testfeld.


Futuremark 3DMark06 und Vantage

Mit den ersten Performance-Messungen beginnen wir im 3DMark06 und Vantage. Der 3DMark Vantage als neueste Version ist sehr Grafikkarten-lastig und damit ideal für unsere Zwecke geeignet. Um die 3D-Grafikpracht flüssig zu genießen, ist aber auch eine schnelle CPU notwendig. Der Download von 3DMark Vantage ist wie immer in unserer Download-Area möglich.

Beginnen wir mit dem 3DMark06:

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Weiter geht es mit dem 3DMark Vantage:

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Unigine Tropics Demo

Unigine Tropcis ist eine Art Tech-Demo des gleichnamigen Herstellers, der das Potenzial seiner Engine unter Beweis stellen möchte. Es handelt sich dabei also nicht um ein eigenständiges Spiel, sondern einfach nur um eine Demonstration der Engine-Features, die sich aber auch als Benchmark nutzen lassen. Dabei hat man die Wahl zwischen DirectX 9, DirectX 10.1 und OpenGL. Hinzu kommt der Support von 32 und 64-Bit-Systemen sowie die Unterstützung von Multi-Core-Prozessoren.

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Der Download ist hier möglich.

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World in Conflict

Bei World in Conflict handelt es sich um ein Echtzeitstrategiespiel von Sierra Entertainment. Das Spiel wurde von Massive Entertainment, den Schöpfern der Ground Control Reihe, entwickelt und ist seit September 2007 in Europa erhältlich. World in Conflict bietet eine Singleplayer-Kampagne, die insgesamt 14 Missionen beinhaltet. Das Spiel fesselt den Spieler durch seine Reichhaltigkeit an Action und hoher Spielgeschwindigkeit gepaart mit einer zeitgemäßen Grafik. In diesem Fall haben sich die Programmierer dazu entschlossen den DirektX-10-Renderpfad zu nutzen, welcher im Game erstaunliche Bilder auf den Schirm zaubert.

Zur Vollversion von World in Conflict in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Resident Evil 5

Die letzte Version aus der Horror-Reihe Resident Evil erschien nicht nur für diverse Konsolen, sondern auch für den PC. Die integrierte Benchmark-Funktion lädt dann natürlich geradezu ein, Grafikkarten auf Herz und Nieren im Grusel-Ambiente zu testen. Wir wählten den zweiten, weil deutlich kürzeren, Benchmark-Durchlauf.

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Zur Vollversion von Resident Evil 5 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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H.A.W.X.

Die Erwartungen an das Gameplay konnte H.A.W.X. nicht erfüllen und auch der Namenszusatz "Tom Clancy's" hat seine Wirkung größtenteils bereits verloren. Dennoch kann H.A.W.X. durch eine beeindruckende Darstellung des Geländes überzeugen. Komplette Städte samt zugehöriger Hochhäuser wurden erstellt, aufwendige Geländetexturen komplettieren den realistischen Eindruck. Wir verwenden die integrierte Benchmark-Funktion um den Grafikkarten auf den Zahn zu fühlen.

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Zur Vollversion von H.A.W.X. in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Street Fighter IV

Wohl die bekannteste Prügelspiel-Reihe ist Street Fighter. Mit Street Fighter IV kehrt die legendäre Kampfsportserie zu ihren Wurzeln zurück. Dabei sorgt die Kombination der beliebten Moves und Techniken aus dem Originalspiel Street Fighter II mit Capcoms Technologie der nächsten Generation für ein wahrhaft außergewöhnliches Spielerlebnis, das der Welt die altehrwürdige Kunst virtueller Kampfsportarten aufs Neue näherbringt. Auch hier verwenden wir wieder die integrierte Benchmark-Funktion.

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Zur Vollversion von Street Fighter IV in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Far Cry 2

Bei Far Cry 2 handelt es sich um einen First-Person-Shooter aus dem Hause Ubisoft. Der Nachfolger des legendären Spieleklassikers basiert auf der eigens entwickelten Dunia Engine, wodurch beispielweise dynamisches Wetter, Tag- und Nachtzyklen und eine dynamische Vegetation realisierst werden. Das Spiel nutzt Mehrkernprozessoren, unterstützt sowohl DirectX-9 als auch -10 und besitzt eine integrierte Benchmark-Funktion, mit zahlreichen Einstellungsmöglichkeiten.

Zur Vollversion von Far Cry 2 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Crysis Warhead

Immer wieder für grafische Highlights verantwortlich zeichnen sich die Macher von Crysis. Die als Basis dienende Cry-Engine sorgt immer wieder dafür, dass selbst aktuelle High-End-Systeme den Anforderungen nicht mehr gewachsen sind. Daher eignet sich Crysis Warhead ideal für unsere Benchmarks. Wir verwendeten Crysis im DirectX-10-Modus, alle Details auf Maximum.

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Zur Vollversion von Crysis Warhead in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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BattleForge

BattleForge ist ein Next Gen Echtzeitstrategie-Spiel, in dem ihr mit euren Freunden in epischen Schlachten gegen das Böse schlagen könnt. Das Besondere an BattleForge ist, dass du deine Armee selbst zusammenstellen kannst. In BattleForge werden deine Einheiten, Gebäude und Zauber durch Sammelkarten repräsentiert, die du mit anderen Spielern tauschen kannst.

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BattleForge ist kostenlos auf www.BattleForge.com zu beziehen.

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BattleForge wird zu den ersten DirectX-11-Spielen gehören die am Markt sind. Recht zeitnah möchten die Entwickler daher einen entsprechenden Patch zur Verfügung stellen.


Natürlich soll nach den ganzen Benchmarks auch das Overclocking eine Rolle spielen. Also machten wir uns an erste vorsichtige Versuche, die zu einem GPU-Takt von 900 MHz und einem Speicher-Takt von 1300 MHz führten. Dies sind die Grenzen, die im Catalyst-Treiber vorgegeben sind, ein höherer Takt ist über ihn nicht zu realisieren. Also versuchten wir mithilfe des Riva Tuners höhere Taktraten zu erreichen. Leider aber wurden die von uns dort eingestellten Taktungen nicht auf der Karte übernommen und so müssen wir uns erst einmal mit 900 MHz für die GPU und 1300 MHz für den Speicher zufriedengeben.

Aber auch diese moderate Steigerung machte sich in den Benchmarks bemerkbar:

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Der Performancezuwachs durch das, zugegeben mäßige, Overclocking liegt zwischen 5 und 12 Prozent. Wir sind gespannt wann die ersten Hersteller mit von Haus aus übertakteten Modellen aufwarten können, die zeigen werden, wo die Grenzen des RV870 liegen.


Zu Beginn des Jahres stellte NVIDIA die GeForce GTX 285 und 295 vor und konnte mit diesen beiden Modellen seitdem den Markt größtenteils für sich behaupten. AMD startete die Sweet-Spot-Strategie und will bestimmte Preissegmente für sich gewinnen, während NVIDIA seine High-End-Modelle meist im Oberklasse-Preisrahmen positioniert. Mit der ATI Radeon HD 4890 ist AMD dies bislang recht gut gelungen. Es wurde eine gute Leistung zu einem sehr guten Preis geliefert. Doch nun war es Zeit für eine Wachablösung und damit eine völlig neue GPU-Architektur bzw. Fertigung.

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Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Die Umstellung auf die 40-nm-Fertigung bringt zwei entscheidende Entwicklungen mit sich, die AMD in der RV870-GPU nutzen kann.

1. Es ist eine niedrigere Spannung notwendig, um den Chip zu betreiben. Diese niedrigere Spannung kann im Zusammenspiel mit weiteren Entwicklungen, beispielsweise im Speicher, aber vor allem in der GPU-Architektur selbst, dafür sorgen, dass der Stromverbrauch drastisch reduziert wird. Dies bestätigen auch unsere Messungen. Der niedrigere Stromverbrauch sorgt zudem auch für weniger Abwärme, die abtransportiert werden muss. Die Temperaturen fallen und der Lüfter kann seine Arbeit leiser verrichten.

2. AMD kann durch die kleinere Fertigung mehr als doppelt so viele Transistoren auf der GPU unterbringen. An der eigentlichen Architektur des Chips hat sich zwischen RV770 und RV870 nicht viel geändert. Grundsätzlich kann man sagen, dass sich die Anzahl der technischen Spezifikationen einfach nur verdoppelt hat. Natürlich aber dürfen diese Zahlen nicht darüber hinwegtäuschen, dass gerade einige wenige Änderungen im Detail für die Performance des RV870 sorgen. So wirkt sich eine Verdopplung des L2-Caches ebenso positiv aus, wie die Implementierung bestimmter Operationen die sich unter DirectX 11 bzw. DirectCompute zeigen werden. So kann AMD von der ausgereiften RV770-Architektur profitieren und sich auf die Umsetzung in der kleineren Fertigung konzentrieren. Intel macht dies mit dem Tick-Tock-Prinzip seit Jahren erfolgreich vor.
Mit dem Umstieg auf DirectX 11 möchte AMD auch im GPU-Compute eine größere Rolle spielen. Anstatt ein eigenes Interface zu entwickeln, wie NVIDIA dies mit CUDA getan hat, konzentriert sich AMD auf Features, wie sie DirectX 11 von Haus aus bietet. Rechenschritte die früher von bestimmten Shadern oder gar der CPU übernommen werden mussten, können die ComputeShader nun in einem Bruchteil der Zeit berechnen. Hier wird uns in der Zukunft auch die größte Entwicklung erwarten, denn die ersten DirectX-11-Spiele stehen schon in der Startlöchern.

Zusammenfassend bleibt nur eines zu sagen: Mit dem RV870 ist AMD ein großer Wurf gelungen, auf den nun von NVIDIA erst einmal eine entsprechende Antwort kommen muss. Die zukünftigen Optionen, wie beispielsweise die Eyefinity6-Edition oder aber auch die, noch dieses Jahr erwartete, ATI Radeon HD 5870 X2 lassen uns gespannt in die kommenden Monate blicken. Mit einem Preis zwischen 339 und 349 Euro liegt AMD mit der ATI Radeon HD 5870 natürlich etwas über der GeForce GTX 285, kann diese in den meisten Benchmarks dafür aber auch schlagen. Die ATI Radeon HD 5850 setzt AMD mit 229 bis 239 Euro an.

Positive Aspekte der ATI Radeon HD 5870:

Negative Aspekte der ATI Radeon HD 5870:

Aufgrund der sehr guten Leistung zu einem fairen Preis verleihen wir der ATI Radeon HD 5870 den Excellent-Hardware-Award.

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