ATi Radeon HD 4870 X2 im Test: Zwei GPUs greifen nach der Krone

Technik im Detail

Viel Neues zu berichten über die Architektur der Radeon HD 4870 X2 gibt es nicht, da wir sie bereits ausführlich in unserem Launch-Artikel zur Radeon HD 4850 behandelt haben. Wer genaue Details über den Aufbau der GPU erfahren möchte, dem empfehlen wir aus diesem Grund unseren Technik-Abschnitt über den RV770. An dieser Stelle wollen wir vielmehr auf die Besonderheiten der Dual-GPU-Karte eingehen.

Die ATi Radeon HD 4870 X2 trägt den Codenamen R700, was sich aber nur bedingt auf die GPU bezieht. Denn auf dem 3D-Beschleuniger kommen letztendlich zwei RV770-GPUs zum Einsatz, die unverändert von der Radeon HD 4870 übernommen wurden. Somit sind sie je 965 Millionen Transistoren stark und werden bei TSMC im modernen 55-nm-Prozess gefertigt. Pro Chip gibt es 160 5D-Shader-, 40 Textureinheiten, 16 ROPs sowie ein 256 Bit breites Speicherinterface. Somit hat jede GPU auch ihren eigenen VRAM, der je 1.024 MB groß ist. Die beiden RV770-GPUs auf der Dual-GPU-Karte werden mit 750 MHz angesteuert, während der GDDR5-Speicher mit 1.800 MHz betrieben wird. Also sind auch die Taktraten identisch zu einer herkömmlichen Radeon HD 4870.

Trotz einiger enthusiastisch klingender Gerüchte im Vorfeld der heutigen Produktvorstellung nutzt die Radeon HD 4870 X2 weiterhin die herkömmliche CrossFire-Technologie. In Folge dessen gibt es drei verschiedene Rendermodi (AFR, Scissor sowie Super Tiling), wobei in aktuellen Spielen aufgrund der besten Skalierung (auch die Geometrie kann durch die zweite GPU beschleunigt werden) nur noch AFR verwendet wird.

Neben den Vorteilen von AFR übernimmt man logischerweise ebenso dessen Schwachstellen. So muss jede GPU in ihrem eigenen VRAM auf dieselben Daten zurückgreifen können, weswegen beide 1.024-MB-Speicher mit einheitlichen Bits gefüllt werden. Darum können effektiv nur 1.024 MB genutzt werden, obwohl physikalisch 2.048 MB verbaut werden. Darüber hinaus kann man logischerweise nicht alle Ausführungseinheiten in den Chips doppelt zählen, da einige Berechnungen ebenfalls doppelt anfallen und Latenzen genauso eine Rolle spielen. Nicht zu vergessen ist das Problem der „Mikroruckler“, das in niedrigen FPS-Bereichen den Spielspaß massiv mindern kann – später dazu mehr.

Wie auf der Radeon HD 3870 X2 nutzt ATi auf der Radeon HD 4870 X2 einen speziellen PCIe-Switch, um das ankommende PCIe-x16-Signal der zweiten Generation auf die beiden GPUs aufteilen zu können. Dieser Switch stammt erneut von PLX und hört auf den Namen „PEX 8647“. Damit handelt es sich um einen PCIe-Switch der zweiten Generation, der insgesamt 48 PCIe-Lanes (Genration 2) verwalten kann.

Die ankommenden 16 PCIe-Lanes teilt der PEX 8647 auf zwei x16-Signale auf und leitet diese zu den beiden RV770-GPUs. Somit gibt es keinen Bandbreitenverlust, obwohl das Mainboard auf einem Slot nur 16 Lanes zur Verfügung stellen kann. Der Switch misst eine Größe von 27x27 mm und benötigt im Betrieb geringe 3,8 Watt. Der Vorgänger auf der Radeon HD 3870 X2 ist mit 4,9 Watt etwas leistungshungriger und bietet zudem nur eine Unterstützung für PCIe Generation 1 an.

In einer Architekturzeichnung des Speichercontrollers des RV770-Chips fiel uns im Launch-Review der Radeon HD 4850 ein Eintrag mit der Bezeichnung „CrossFire X Interconnect“ auf. Wir vermuteten, dass dieser nur bei einer Dual-GPU-Karte zum Einsatz kommt, was ATi auf Nachfrage auch bestätigte. Jedoch lagen wir mit unseren Spekulationen zum Sinn diese Verbindung absolut daneben. So bietet der CrossFire X Interconnect, den ATi nun „Sideport“ nennt, einzig und alleine eine höhere Bandbreite mit zehn zusätzlichen Gigabyte pro Sekunde an, mit denen die beiden RV770-GPUs direkt miteinander kommunizieren können. Den Speicher der jeweils anderen GPU können sie durch diese Technologie jedoch weiterhin nicht nutzen.

Somit liegt die gesamte interne Bandbreite zwischen den GPUs sowie dem PCIe-Switch auf der Radeon HD 4870 X2 bei 20 GB/s (4 x fünf GB/s, 2 x fünf GB/s davon durch den Sideport), während auf der Radeon HD 3870 X2 nur fünf GB/s übertragen werden können (2 x 2,5 GB/s). Allerdings sind die zusätzlichen 10 GB/s durch den Sideport mit den aktuellen Treibern auf der Radeon HD 4870 X2 noch nicht aktiviert, weswegen die Bandbreite zur Zeit „nur“ bei zehn GB/s liegt. Da aktuelle Anwendungen von einer größeren Bandbreite nach Angaben von ATi noch nicht profitieren können, wird man das Feature erst mit kommenden Applikationen sowie einem zukünftigen Catalyst-Treiber freischalten.