AMD-Radeon-HD-7000-Serie

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche

Die Radeon-HD-7000-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips der Firma AMD und Nachfolger der Radeon-HD-6000-Serie. Mit der Radeon-HD-7000-Serie, welche auch den Codenamen „Southern Island“ trägt, führte AMD erstmals die Unterstützung von DirectX 11.1 ein. Alle Grafikprozessoren dieser Serie unterstützen das Shadermodell 5.0 nach DirectX 11 und OpenGL 4.1, Karten mit den Kernen Cape-Verde, Pitcairn & Tahiti unterstützen darüber hinaus DirectX 11.1 sowie OpenGL 4.2 als auch PCI Express 3.0. Die Schnittstellen Direct Compute 11.1, OpenCL 1.2 sowie C++AMP können bei den DirectX-11.1-fähigen Modellen für universelle Berechnungen genutzt werden.

Beschreibung[Bearbeiten]

Geschichte[Bearbeiten]

Die erste Grafikkarte der Radeon-HD-7000-Serie stellte AMD am 22. Dezember 2011 vor. Dabei handelte es sich um die Radeon HD 7970, die erstmals auf dem Tahiti-Grafikprozessor basierte. Dieser, intern auch als R1000 bezeichnet, stellte in mehrfacher Hinsicht eine Besonderheit dar: Er war der erste Grafikchip, der im 28-nm-Fertigungsprozess hergestellt wurde, was die Verwendung von 4,31 Mrd. Transistoren ermöglichte. Damit stellte der R1000 Ende 2011 die bis dahin komplexeste GPU auf dem Markt dar. Seit den Radeon-HD-6900-Karten verwendet AMD die „PowerTune“ genannte Technik zum Limitieren der maximalen Leistungsaufnahme durch die Karte. Die gleiche Technik kommt nun auch bei der Radeon HD-7000-Serie zum Einsatz. Durch diese Limitierung sind die in der Praxis erreichten Maximalleistungswerte, wie etwa GFLOPs der GPU, noch weiter entfernt von den theoretischen Werten als dies bei Grafikkarten ohne diese Deckelung der Maximalleistung der Fall war.

Der offizielle Verkaufsstart der Radeon HD 7970 fand am 9. Januar 2012 statt. Die Karte wies eine um etwa 20 % höhere Performance gegenüber der Geforce GTX 580 auf (bis zu 35 % in extrem hohen Auflösungen) und stellte damit zunächst die schnellste Single-GPU-Karte am Markt dar.[1] In der Fachpresse wurde die Energieeffizienz der Karte positiv bewertet, auch weil AMD mit dem „ZeroCore-Power“-Feature einen verbesserten Stromsparmodus präsentierte. Die bei den Radeon-HD-6900-Karten kritisierte anisotrope Texturfilterung überarbeitet AMD beim R1000 komplett, allerdings verzichtete man auf die Implementierung neuer bildqualitätsverbessernder Features.[2] Als größter Kritikpunkt der Radeon HD 7970 erwies sich der Referenzkühler, der unter 3D-Anwendungen über 4 Sone erreicht.[3]

Am 31. Januar 2012 stellte AMD mit der Radeon HD 7950 die zweite Grafikkarte auf Basis des R1000-Grafikprozessors vor. Im Gegensatz zur Radeon HD 7970 war der Präsentationstag auch der Verkaufsstart. Vier der 32 Shadercluster der Tahiti-GPU waren auf der Radeon HD 7950 teildeaktiviert, womit diese ein etwa 5 % höhere Performance gegenüber dem vorläufigen Nvidia-Konkurrenten, der Geforce GTX 580, erreichte.[4] Wie bereits bei der Radeon HD 7970 hob AMD den offiziellen Verkaufspreis gegenüber der Vorgängerserie an: Während der Startpreis die Radeon HD 6950 noch bei 260 € lag, gab AMD diesen bei der Radeon HD 7950 mit 420 € an.

Am 5. März 2012 stellte AMD die Karten Radeon HD 7850 und 7870 vor, die die Radeon-HD-6800-Serie ersetzten. Die Karten basieren auf der Pitcairn-GPU, die mit 2,8 Mrd. Transistoren auf 1280 Shaderprozessoren und 80 Textureinheiten in 20 Clustern kommt. Auf der Radeon HD 7850 sind vier dieser Cluster deaktiviert. Gegenüber ihren Vorgängern wiesen die Karten einen Performancesprung von bis zu 40 % auf,[5] was in Kombination mit der geringeren Leistungsaufnahme, bedingt durch die 28-nm-Fertigung, positiv in der Fachpresse bewertet wurde.[6] Allerdings hob AMD auch bei diesen Modellen den Listenpreis an (249 US-$ für die Radeon HD 7850, bzw. 349 US-$ für die Radeon HD 7870),[6] wodurch sie zunächst ein schlechteres Preis-Leistungs-Verhältnis aufweisen. Offizieller Verkaufsstart war für den 19. März 2012 geplant.[6]

Am 4. Januar 2012 stellte AMD Grafikkarten Radeon HD 7350, 7450, 7470, 7570 und 7670 vor. Dabei handelt es sich allerdings nicht wirklich um „neue“ Karten, sondern tatsächlich für den OEM-Markt umbenannte Grafikkarten aus der AMD-Radeon-HD-6000-Serie („Rebranding“), die nur marginale Veränderungen aufweisen.[7]

Architektur[Bearbeiten]

Technische Grundlage der Southern-Island-Serie ist die neu entwickelte GCN-Architektur („Graphics Core Next“), die die bisherige VLIW-Architektur ablöste. Der primäre Vorteil der neuen Befehlsarchitektur gegenüber der bisherigen VLIW-Architektur ist, dass Abhängigkeiten der Anweisungen innerhalb des Codes nicht dazu führen, dass einige ALUs brachliegen. Bei der bisherigen VLIW-Architektur wurden je vier Anweisungen auf 16 VLIW-Shader verteilt. Waren innerhalb dieser vier Anweisungen einige untereinander abhängig, mussten die abhängigen Anweisungen abwarten, bis die Abhängigkeiten aufgelöst wurden, dadurch blieben entsprechende ALUs der VLIW-Shader ungenutzt. Die SIMD-ALUs der aktuellen Architektur sind jeweils in 16-er Gruppen (Vec16) zusammengefasst. Jeder Vec16-SIMD-Block kann jedoch eine Anweisung unabhängig von anderen SIMD-Blöcken ausführen, womit die Auslastung der ALUs unabhängig von Abhängigkeiten der Anweisungen sind. Es können bei 16 unterschiedlichen Eingangsdatenströmen gleichartige Rechenoparationen mit einer Anweisung innerhalb einer SIMD-Vec16-Einheit durchgeführt werden. Der prinzipielle Aufbau der SIMD-Einheiten ähnelt auch der VPU von Larrabee, auch dort bestehen die VPUs aus Vec16-SIMD-Einheiten. Unausgelastete ALUs können aber auch bei der neuen Architektur auftreten, jedoch bei einem völlig anderen Szenario: Wenn eine Anweisung auf weniger als 16 Datenströme angewendet werden muss und damit der Vec16-SIMD-Block nicht komplett gefüllt wird. Der größte Vorteil der neuen Architektur liegt darin, dass die Programmierung einfacher wird, da der Compiler nun nicht versuchen muss die Anweisungen so zu packen, dass diese auf die VLIW-Shader mit möglichst wenigen Abhängigkeiten untereinander verteilt werden können. Entsprechend vereinfachen sich auch alle weiteren Programmiertools und die Flexibilität, auch bezüglich GPGPU-Anwendungen steigt.

Ein Shader-Cluster, auch Compute Unit (dt. Verarbeitungseinheit) genannt, besteht aus vier Vec16-SIMD-Einheiten, wobei jede SIMD-Vektoreinheit eigene Register mit der Gesamtgröße von 64 KB zur Verfügung hat. Jedem Shader-Cluster stehen zudem weitere 64 KB lokaler Cache („Local Data Store") zur Verfügung, auf die alle SIMD-Blöcke gemeinsam zugreifen können. Zudem verfügt ein Shader-Cluster auch noch über eine unabhängige skalare Einheit, die für Datenverwaltung (Adressberechnungen, Management des Datenflusses, etc.) und andere, einfache, skalare Berechnungen innerhalb des Shader-Clusters zuständig ist. Ein Scheduler verteilt die Anweisungen auf die vier Vec16-SIMD-Blöcke innerhalb des Shader-Clusters. Außerhalb der Shader-Cluster sind zudem noch 16 KB große L1-Caches vorhanden, auf welche die jeweiligen Textureinheiten zugreifen können und an jeden Speichercontroller sind weitere 128 KB Cache angeschlossen.

Namensgebung[Bearbeiten]

Bei der aktuellen Serie kommt das gleiche Bezeichnungssystem wie auch beim Vorgänger Radeon-HD-6000-Serie zum Einsatz. Alle Grafikkarten werden mit „AMD Radeon HD“ und einer zusätzlichen vierstelligen Nummer bezeichnet, die generell mit einer „7“ (für die Serie) beginnt. Die zweite und dritte Ziffer dienen der Unterteilung in verschiedene Modelle. Die mobilen Grafikchips laufen unter der Modellbezeichnung AMD Radeon M.

Aufteilung:

  • HD 7350 bis HD 7670: Low-End und Grafikkarten für den OEM-Markt
  • HD 77xx: Mainstream
  • HD 78xx: Performance
  • HD 79xx: High-End

Datenübersicht[Bearbeiten]

Grafikprozessoren[Bearbeiten]

Grafikchip Fertigung Einheiten L2-Cache
(in kb)
API-Support Video-
prozessor
Schnitt-
stelle
Prozess Transistoren
(in Mrd.)
Die-Fläche ROPs Unified-Shader Textureinheiten DirectX OpenGL OpenCL Mantle
ALUs Shader-
Einheiten
Shader-
Cluster
TAUs TMUs
Cedar (RV810) 40 nm 0,29 63 mm² 4 80 16× 5D-VLIW 2 8 8 k. A. 11.0 4.3 1.2 nein UVD 2.0 PCIe 2.0
Caicos (RV910) 40 nm 0,37 67 mm² 4 160 32× 5D-VLIW 2 8 8 k. A. 11.0 4.3 1.2 nein UVD 3.0 PCIe 2.0
Turks (RV930) 40 nm 0,72 118 mm² 8 480 96× 5D-VLIW 6 24 24 k. A. 11.0 4.3 1.2 nein UVD 3.0 PCIe 2.0
Cape-Verde 28 nm 1,5 123 mm² 16 640 40× Vec16-SIMD 10 40 40 2× 128 11.1 4.3 1.2 ja UVD 3.0 PCIe 3.0
Bonaire 28 nm 2,08 160 mm² 16 896 56× Vec16-SIMD 14 56 56 k. A. 11.2 4.3 1.2 ja UVD 3.0 PCIe 3.0
Pitcairn 28 nm 2,8 212 mm² 32 1280 80× Vec16-SIMD 20 80 80 4× 128 11.1 4.3 1.2 ja UVD 3.0 PCIe 3.0
Tahiti (R1000) 28 nm 4,31 365 mm² 32 2048 128× Vec16-SIMD 32 128 128 6× 128 11.1 4.3 1.2 ja UVD 3.0 PCIe 3.0

Modelldaten[Bearbeiten]

Modell Offizieller
Launch
[Anm. 1]
Grafikprozessor (GPU) Grafikspeicher Leistungsdaten[Anm. 2]
Typ Aktive Einheiten Chiptakt
(in MHz)
[Anm. 3]
Größe
(in MB)
Takt
(in MHz)
[Anm. 3]
Typ Speicher-
interface
Rechenleistung
(in GFlops)
Polygon-
durchsatz

(in Mio. Dreiecke/s)
Pixelfüllrate
(in GPixel/s)
Texelfüllrate
(in GTexel/s)
Speicher-
bandbreite

(in GB/s)
ROPs Shader-
Cluster
ALUs Textur-
einheiten
Standard Boost SP (MAD) DP (FMA)
Radeon HD 7350[Anm. 4] 4. Jan. 2012 Cedar 4 2 80 8 400 k. A. 400 DDR2 64 Bit 64–104 - 400–650 1,6–2,6 3,2–5,2 6,4
650 800 DDR3 12,8
Radeon HD 7450[Anm. 4] 4. Jan. 2012 Caicos 4 2 160 8 625 - 512–1024 533–800 DDR3 64 Bit 200 - 625 2,5 5 8,5–12,8
1600–1800 GDDR5 25,6–28,8
Radeon HD 7470[Anm. 4] 4. Jan. 2012 Caicos 4 2 160 8 750 - 512–1024 533–800 DDR3 64 Bit 240 - 750 3 6 8,5–12,8
1600–1800 GDDR5 25,6–28,8
Radeon HD 7510[Anm. 4] k. A. Turks 4 4 320 16 650 - 1024 667 DDR3 128 Bit 416 - 650 2,6 10,4 21,3
Radeon HD 7570[Anm. 4] 4. Jan. 2012 Turks 8 6 480 24 650 - 512–2048 900 DDR3 128 Bit 624 - 650 2,6 15,6 28,8
512–1024 2000 (1000) GDDR5 64
Radeon HD 7670[Anm. 4] 4. Jan. 2012 Turks 8 6 480 24 800 - 512–1024 2000 (1000) GDDR5 128 Bit 768 - 800 3,2 19,2 64
Radeon HD 7730 k. A. Cape-Verde 16 6 384 24 800 - 1024 2250 (1125) GDDR5 128 Bit 614,4 38,4 800 12,8 19,2 72
Radeon HD 7750 15. Feb. 2012 Cape-Verde 16 8 512 32 800 - 1024 2250 (1125) GDDR5 128 Bit 819,2 51,2 800 12,8 25,6 72
Radeon HD 7750 900 Mhz Edition 4. Sep. 2012 Cape-Verde 16 8 512 32 900 - 1024 2250 (1125) GDDR5 128 Bit 921,6 57,6 900 14,4 28,8 72
Radeon HD 7770 15. Feb. 2012 Cape-Verde 16 10 640 40 1000 - 1024 2250 (1125) GDDR5 128 Bit 1280 80 1000 16 40 72
Radeon HD 7790 22. Mrz. 2013 Bonaire 16 14 896 56 1000 - 1024 3000 (1500) GDDR5 128 Bit 1792 k. A. 2000 16 56 96
Radeon HD 7850 5. Mrz. 2012 Pitcairn 32 16 1024 64 860 - 1024–2048 2400 (1200) GDDR5 256 Bit 1761 110 1720 27,5 55 153,6
Radeon HD 7870 5. Mrz. 2012 Pitcairn 32 20 1280 80 1000 - 2048 2400 (1200) GDDR5 256 Bit 2560 160 2000 32 80 153,6
Radeon HD 7870 Boost Edition 20. Nov. 2012 Tahiti 32 24 1536 96 925 975 2048 3000 (1500) GDDR5 256 Bit 2995 749 1950 31,2 93,6 192
Radeon HD 7950 31. Jan. 2012 Tahiti 32 28 1792 112 800 - 3072 2500 (1250) GDDR5 384 Bit 2867 717 1600 25,6 89,6 240
Radeon HD 7950 Boost Edition 14. Aug. 2012 Tahiti 32 28 1792 112 850 925 3072 2500 (1250) GDDR5 384 Bit 3046,4 761,6 1700 27,2 95,2 240
Radeon HD 7970 22. Dez. 2011 Tahiti 32 32 2048 128 925 - 3072 2750 (1375) GDDR5 384 Bit 3789 947 1850 29,6 118,4 264
Radeon HD 7970 GHz Edition 22. Jun. 2012 Tahiti 32 32 2048 128 1000 1050 3072 3000 (1500) GDDR5 384 Bit 4096 1024 2000 32 128 288
Radeon HD 7990 1. Mai. 2013 2× Tahiti
(Malta)
2× 32 2× 32 2× 2048 2× 128 950 1000 2× 3072 3000 (1500) GDDR5 2× 384 Bit 2× 3891,2 2× 972,8 2× 1900 2× 30,4 2× 121,6 2× 288

Leistungsaufnahmedaten[Bearbeiten]

Modell Typ Verbrauch (Watt) Zusatzstromstecker
TDP[Anm. 5] Messwerte[Anm. 6]
Idle 3D-Last[Anm. 7] Maximallast[Anm. 8]
Radeon HD 7350 Cedar k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
Radeon HD 7450 Caicos k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
Radeon HD 7470 Caicos k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
Radeon HD 7510 Turks k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
Radeon HD 7570 Turks k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
Radeon HD 7670 Turks k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
Radeon HD 7730 Cape Verde k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
Radeon HD 7750 Cape Verde 55 7[8] 50[8] 57[8] keine
Radeon HD 7750 900 MHz Edition Cape Verde 75 8[8] 67[8] 80[8] 1× 6-pin
Radeon HD 7770 Cape Verde 80 10[8] 76[8] 93[8] 1× 6-pin
Radeon HD 7790 Bonaire 85 10[8] 86[8] 96[8] 1× 6-pin
Radeon HD 7850 Pitcairn 130 11[8] 88[8] 144[8] 1× 6-pin
Radeon HD 7870 Pitcairn 175 13[8] 127[8] 159[8] 2× 6-pin
Radeon HD 7870 Boost Edition Tahiti 185 13[8] 196[8] 248[8] 2× 6-pin
Radeon HD 7950 Tahiti 200 16[8] 157[8] 231[8] 2× 6-pin
Radeon HD 7950 Boost Edition Tahiti 225 15[8] 226[8] 267[8] 2× 6-pin
Radeon HD 7970 Tahiti 250 12[3]-14[8] 185[3]-211[8] 296[8] 1× 6-pin
1× 8-pin
Radeon HD 7970 GHz Edition Tahiti 250 13[8]-15[9] 247[9]-259[8] 351[8] 2× 8-pin
Radeon HD 7990 Malta 375 30[10] 359[10] 367[10] 2× 8-pin

Anmerkungen[Bearbeiten]

  1. Mit dem angegebenen Zeitpunkt ist der Termin der öffentlichen Vorstellung angegeben, nicht der Termin der Verfügbarkeit der Modelle.
  2. Die angegebenen Leistungswerte für die Rechenleistung über die Streamprozessoren, die Pixel- und Texelfüllrate, sowie die Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte (bei Standardtakt), die nicht direkt mit den Leistungswerten anderer Architekturen vergleichbar sind. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.
  3. a b Bei den angegeben Taktraten handelt es sich um die von AMD empfohlenen bzw. festgelegten Referenzdaten, beim Speichertakt wird der I/O-Takt angegeben. Allerdings kann der genaue Takt durch verschiedene Taktgeber um einige Megahertz abweichen, des Weiteren liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
  4. a b c d e f OEM-Produkt. Karte ist nicht auf dem Retail-Markt verfügbar.
  5. Der von AMD angegebene TDP-Wert entspricht nicht zwingend der maximalen Leistungsaufnahme. Dieser Wert ist auch nicht unbedingt mit dem „MGCP“-Wert des Konkurrenten Nvidia vergleichbar.
  6. Die in der Tabelle aufgeführten Messwerte beziehen sich auf die reine Leistungsaufnahme von Grafikkarten, die dem AMD-Referenzdesign entsprechen. Um diese Werte zu messen, bedarf es einer speziellen Messvorrichtung; je nach eingesetzter Messtechnik und gegebenen Messbedingungen, inklusive des genutzten Programms, mit dem die 3D-Last erzeugt wird, können die Werte zwischen unterschiedlichen Apparaturen schwanken. Daher sind hier Messwertbereiche angegeben, die jeweils die niedrigsten, typischen und höchsten gemessenen Werte aus verschiedenen Quellen darstellen.
  7. Der unter 3D-Last angegebene Wert entspricht dem typischen Spieleverbrauch der Karte. Dieser ist allerdings je nach 3D-Anwendung verschieden. In der Regel wird zur Ermittlung des Wertes eine zeitgemäße 3D-Anwendung verwendet, was allerdings die Vergleichbarkeit über größere Zeiträume einschränkt.
  8. Die Maximallast wird in der Regel mit anspruchsvollen Benchmarkprogrammen ermittelt, deren Belastungen deutlich über denen von „normalen“ 3D-Anwendungen liegen.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Test: AMD Radeon HD 7970 - Testergebnisse. ComputerBase, 22. Dezember 2011, abgerufen am 17. Januar 2012.
  2. Test: AMD Radeon HD 7970 - Bildqualität. ComputerBase, 22. Dezember 2011, abgerufen am 17. Januar 2012.
  3. a b c Test: Radeon HD 7970 - Die erste Grafikkarte mit DirectX 11.1, PCI-Express 3.0 und 28nm - Lautheit und Leistungsaufnahme. PC Games Hardware, 22. Dezember 2011, abgerufen am 22. Dezember 2011.
  4. Launch-Analyse: AMD Radeon HD 7950 (Seite 2). 3DCenter, 31. Januar 2012, abgerufen am 6. März 2012.
  5. Test: AMD Radeon HD 7870 und HD 7850 - Leistung. ComputerBase, 5. März 2012, abgerufen am 6. März 2012.
  6. a b c Launch-Analyse: AMD Radeon HD 7850 & 7870 (Seite 2). 3DCenter, 5. März 2012, abgerufen am 6. März 2012.
  7. Fünf Mal AMD Radeon HD 7000 für den OEM-Markt. ComputerBase, 4. Januar 2012, abgerufen am 23. Januar 2012.
  8. a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag 55 DirectX-11-Grafikkarten im Test (Seite 36). HardTecs4U, 14. Juli 2013, abgerufen am 22. Oktober 2013.
  9. a b Test Radeon HD 7970 GHz Edition: Mit Turbo an der Geforce GTX 680 vorbei? - Lautheit und Leistungsaufnahme. PC Games Hardware, 22. Juni 2012, abgerufen am 3. August 2012.
  10. a b c Radeon HD 7990 (Malta) im Test: Schlägt AMDs lange verschollene Dual-GPU-Karte die Geforce GTX 690? PC Games Hardware, 27. April 2013, abgerufen am 22. Oktober 2013.