Seite 1: Zweimal RDNA als Navi: Die Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT im Test

radeon-rx-5700xtMit den Karten der Radeon-RX-5700-Serie positioniert sich AMD klar in der Mittelklasse und will dieses umsatzstarke Segment besetzen. Die Details der RNDA-Architektur haben wir uns bereits angeschaut, nun geht es darum was die Hardware leisten kann. Dazu haben wir die Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT durch unseren Testparcours geschickt und wollen am Ende die Frage beantworten, ob AMD weiterhin eine Alternative zu den GeForce-Karten von NVIDIA ist.

Entwickelt wurden die Karten unter dem Namen Navi, die dazugehörige Microarchitektur hört auf den Namen RDNA (Radeon DNA) und soll mehr als ein neuer Aufguss der GCN-Architektur sein. Die Details der RDNA-Architektur haben wir bereits ausführlich behandelt. In wenigen Worten lassen sich die Neuerungen folgendermaßen zusammenfassen:

Laut AMD hat man vor etwa vier Jahren mit der Entwicklung der RDNA-Architektur begonnen. RDNA ist vielmehr ein generationsübergreifender Ansatz, als eine singuläre angelegte Microarchitektur. AMD geht mit der RDNA-Architektur die Entwicklung in etwa so an, wie dies für Zen bei den Prozessoren der Fall ist. Auch hier gibt es nun langfristige Pläne, die aufeinander aufbauen werden. Bereits im kommenden Jahr wird es eine RDNA-Architektur der zweiten Generation geben. Dann soll auch das Thema Ray Tracing in Angriff genommen werden.

Eines machte AMD bereits am Anfang klar: Die RDNA-Architektur, bzw. Navi wird die Vega-Karten im professionellen Umfeld nicht ersetzen. Die Navi-Karten sind zunächst einmal ausschließlich auf den Gaming-Markt ausgelegt. Vega wird uns in Form von Radeon Pro und Radeon Instinct also noch einige Zeit begleiten. Die RDNA-Architektur der zweiten Generation wird bereits im kommenden Jahr erscheinen und dann auf eine verbesserte 7-nm-Fertigung (7 nm+) setzen.

Gegenüberstellung der Radeon RX 5700 Serie
Modell Radeon RX 5700 XT Radeon RX 5700
Preis 419 Euro 369 Euro
Technische Daten
GPU Navi 10 Navi 10
Fertigung 7 nm 7 nm
Transistoren 10,3 Milliarden 10,3 Milliarden
GPU-Takt (Basis) 1.605 MHz 1.465 MHz
GPU-Takt (Game) 1.755 MHz 1.625 MHz
GPU-Takt (Boost) 1.905 MHz 1.725 MHz

Speichertakt

1.750 MHz 1.750 MHz
Speichertyp GDDR6 GDDR6
Speichergröße 8 GB 8 GB
Speicherinterface 256 Bit 256 Bit
Speicherbandbreite 448 GB/s 448 GB/s
Shadereinheiten 2.560 2.304
Textureinheiten 160 144
ROPs 64 64
TGP 225 W 180 W

Sowohl die Radeon RX 5700 XT als auch die Radeon RX 5700 basieren auf der Navi-10-GPU. Diese wird in 7 nm bei TSMC gefertigt und kommt auf 10,3 Milliarden Transistoren. Wir sehen hier zwei Ausbaustufen der Navi-10-GPU: Einmal mit 40 Compute Units (2.560 Shadereinheiten) und einmal mit 36 CUs (2.304 Shadereinheiten). Pro Compute Units sind also 64 Shadereinheiten vorhanden. Allerdings sind diese etwas anders organisiert – dies haben wir aber ausführlich in der Betrachtung der RDNA-Architektur beleuchtet. Kurz gesagt: AMD kann zwei CUs zu einem Workgroup-Prozessor zusammenfassen. Sinn macht dies, wenn gewisse Workloads zuvor auf zwei CUs aufgeteilt werden mussten, sich diese aber besser in einer CU bearbeiten lassen. 

Auch wenn die beiden Navi-Karten unterschiedliche Ausbaustufen der GPU verwenden, so haben sie dennoch beide 64 Render Backends (ROPs). Die Anzahl der Textureinheiten unterscheidet sich allerdings. Die Radeon RX 5700 XT besitzt 160, die Radeon RX 5700 hat 144. Mit den ROPs einher geht auch das identische Speicherinterface mit einer Breite von 256 Bit. Dieses spricht jeweils 8 GB an GDDR6-Speicher an, der in acht Speicherchips verbaut ist. Der Speicher kommt auf einen Takt von 1.750 MHz (pro Pin 14 GBit/s) und erreicht somit eine Speicherbandbreite von 448 GB/s.

Unterschiede gibt es hingegen bei den Taktraten. AMD nennt nun drei Taktstufen: Basis-, Game- und Boost-Takt. Der Basis-Takt stellt einmal mehr das Minimum dar, was unter Last erreicht werden sollte. Der Game-Takt hingegen ist neu und wurde laut AMD eingeführt, da der Boost-Takt für Verwirrung sorgte. Schon mit den Vega-Karten war der Boost-Takt nur eine grobe Vorgabe. Je nach Last und Kühlung erreichten die GPUs diesen Takt aber nicht oder nur sehr kurz. Also hat sich AMD dazu entschieden, den Game-Takt einzuführen. Dieser soll besser wiedergeben, welchen Takt die Karten unter typischer Spielelast erreicht.

Beide Karten unterstützen PCI-Express 4.0, was zunächst auf die X570-Mainboards der Ryzen-Prozessoren der dritten Generation eingeschränkt sein dürfte. Die Thermal Design Power der Radeon RX 5700 XT gibt AMD Mit 225 W an, die der Radeon RX 5700 mit 180 W. Beide Karten werden über jeweils einen 8-Pin- und einen 6-Pin-Anschluss versorgt.

Auch wenn AMD die Navi-Karten als Nachfolger der Vega-Generation sieht, so hat man dennoch ein Leistungsplus von 14 % angeführt. Zugleich soll die Leistungsaufnahme um 23 % reduziert worden sein. Beides zusammen ergibt ein um den Faktor 1,5 höhere Leistung pro Watt. Ob dies auch der Wahrheit entspricht, werden wir in den Benchmarks bzw. den Messungen sehen.

Gegenüberstellung der Navi- und Vega-Karten
Modell Radeon RX 5700 XT Radeon RX Vega 64 Radeon RX 5700 Radeon RX Vega 56
Preis 419 Euro ab 380 Euro 369 Euro ab 250 Euro
Technische Daten
GPU Navi 10 Vega 10 Navi 10 Vega 10
Fertigung 7 nm 14 nm 7 nm 14 nm
Transistoren 10,3 Milliarden 12,5 Milliarden 10,3 Milliarden 12,5 Milliarden
GPU-Takt (Basis) 1.605 MHz 1.247 MHz 1.465 MHz 1.156
GPU-Takt (Game) 1.755 MHz - 1.625 MHz -
GPU-Takt (Boost) 1.905 MHz 1.630 MHz 1.725 MHz 1.590

Speichertakt

1.750 MHz 945 MHz 1.750 MHz 800 MHz
Speichertyp GDDR6 HBM2 GDDR6 HBM2
Speichergröße 8 GB 8 GB 8 GB 8 GB
Speicherinterface 256 Bit 2.048 Bit 256 Bit 2.048 Bit
Speicherbandbreite 448 GB/s 484 GB/s 448 GB/s 410 GB/s
Shadereinheiten 2.560 4.096 2.304 3.548
Textureinheiten 256 256 256 224
ROPs 64 64 64 64
TGP 225 W 295 W 180 W 210 W

Die Einsparungen aufgrund der Fertigung spielen bei der Effizienz natürlich ebenfalls eine Rolle. Aus Kostensicht ist eine Reduzierung der Chipfläche von 495 mm² zu 251 mm² natürlich ein Faktor, der AMD wirtschaftlich helfen wird, die Karten besser zu positionieren und mehr Marge zu machen.

AMD sieht die beiden Karten als Nachfolger der Radeon RX Vega 64 und Radeon RX Vega 56. Dementsprechend werden diese so langsam aus dem Markt verschwinden. Dennoch wollen wir an dieser Stelle einmal einen direkten Vergleich der beiden Generationen anstellen. Die Radeon VII wird weiterhin oberhalb der beiden Navi-Karten platziert.

Der Vergleich zwischen der Vega- und der Navi-Generation zeigt einige interessante Punkte. So reduziert AMD die Anzahl der Shader von 4.096 auf 2.560 und will dennoch die gleiche Leistung erreichen. Dies gelingt zum einen durch eine verbesserte Leistung der Compute Units, bzw. der einzelnen Shader, aber auch durch einen höheren Takt. Kaum Unterschiede gibt es hingegen im Ausbau der Textureinheiten und ROPs. Zusammen mit einer in etwa gleich hohen Speicherbandbreite scheint AMD mit den Navi-Karten diese Bereiche etwas ausgewogener zur gestalten. Die Fertigung in 7 nm scheint einen höheren Takt zu ermöglichen, zugleich sinkt die Leistungsaufnahme signifikant. 

Aber der eigentliche Gegner der Radeon-RX-5700-Karten sind sicherlich nicht die eigenen Vega-Karten, sondern vielmehr die Konkurrenz aus dem Hause NVIDIA. Hier sieht der Vergleich wie folgt aus:

Gegenüberstellung Navi- und Turing-Karten
Modell Radeon RX 5700 XT GeForce RTX 2070 Super Radeon RX 5700 GeForce RTX 2060 Super
Preis 419 Euro 529 Euro 369 Euro 419 Euro
Technische Daten
GPU Navi 10 TU104 Navi 10 TU106
Fertigung 7 nm 12 nm 7 nm 12 nm
Transistoren 10,3 Milliarden 13,6 Milliarden 10,3 Milliarden 10,8 Milliarden
GPU-Takt (Basis) 1.605 MHz 1.605 MHz 1.465 MHz 1.470 MHz
GPU-Takt (Game) 1.755 MHz - 1.625 MHz -
GPU-Takt (Boost) 1.905 MHz 1.770 MHz 1.725 MHz 1.650 MHz

Speichertakt

1.750 MHz 1.750 MHz 1.750 MHz 1.750 MHz
Speichertyp GDDR6 GDDR6 GDDR6 GDDR6
Speichergröße 8 GB 8 GB 8 GB 8 GB
Speicherinterface 256 Bit 256 Bit 256 Bit 256 Bit
Speicherbandbreite 448 GB/s 448 GB/s 448 GB/s 448 GB/s
Shadereinheiten 2.560 2.560 2.304 2.176
Textureinheiten 256 160 256 136
ROPs 64 64 64 64
TGP 225 W 215 W 180 W 175 W

Neben den vielen aufgeführten technischen Daten verfügen die GeForce-RTX-Karten natürlich noch über RT- und Tensor-Kerne. Diese spielen bei AMD keine Rolle. Anhand der technischen Daten lässt sich aber schnell feststellen, dass die beiden Konkurrenten sich relativ ähnlich sind. In vielen Punkten liegen sie dicht zusammen, in anderen wiederum sind sie kaum vergleichbar. So hat die GeForce RTX 2060 mit 6 GB weniger Grafikspeicher und fällt auch bei den vorhandenen Recheneinheiten etwas zurück. Für die Super-Variante gilt dies nicht mehr. Letztendlich spielt das jedoch keine Rolle - auf die Leistung wird es ankommen. Durch das Super-Update rückt NVIDIA hinsichtlich der Leistungsaufnahme näher an AMD heran, denn die TDP fällt bei den Super-Karten etwas höher als zuvor aus.