AMD Radeon R9 290X im Test: Konkurrenz für Titan. Für 500 Euro.

Front-End und Shader-Engine

Mit die wichtigste Änderung bei Hawaii ist im Front-End zu suchen. Es hat dafür zu sorgen, dass die eigentlichen Rechenwerke, die ALUs, so gut wie möglich mit anstehenden Berechnungen ausgelastet sind. Tahiti hatte hier ein Problem, längst nicht alle Shadereinheiten konnten immer ausgelastet werden. Bei Hawaii hat AMD das Front End verdoppelt und „weitere kleine Optimierungen vorgenommen“.

So hat AMD bei Hawaii anstatt zwei „Geometry Processors“ deren vier verbaut. Sie sind unter anderem für die Tessellation-Leistung zuständig. Diese hat sich in der Theorie bei gleichem Takt damit verdoppelt. AMD will zudem das „Off-Chip Buffering“ verbessert haben, das mit der Radeon-HD-6900-Serie eingeführt worden ist. Es ist dafür zuständig, bei hohen Tessellation-Faktoren Daten zwischenspeichern zu können, um damit ein Blockieren der Einheiten zu verhindern. Zugelegt haben soll auch die Geometry-Shaderleistung, indem der „Local Data Store“ (ein Zwischenspeicher) öfter benutzt wird. Und auch die Anzahl der Rasterizer verdoppelt sich von zwei auf vier, sodass pro Takt vier Primitive ausgegeben werden können.

Darüber hinaus hat AMD bei Hawaii die Anordnung der einzelnen Einheiten gegenüber Tahiti geändert. So gibt es nun wie bei Nvidias Kepler-Architektur mehrere große „Blöcke“, die wiederum zahlreiche unterschiedliche Einheiten beinhaltet. Bei Nvidia hören diese Blöcke auf den Namen „Graphics Processing Cluster“, bei AMD auf die Bezeichnung „Shader Engine“.

Hawaii setzt auf vier Shader-Engines (pro SE sind ein Geometry Processor und ein Rasterizer verbaut) mit jeweils elf Compute Units, sodass es insgesamt 2.816 ALUs (44 CUs × 64 ALUs = 2.816 ALUs) gibt. Bei vier TMUs pro CU ergeben sich auf der R9 290X 176 TMUs. Von den elf CUs teilen sich jeweils vier einen separaten Cache für Instruktionen und Konstanten (einer der Caches ist demnach nur für drei CUs zuständig). AMD kann einzelne CUs in einer Shader Engine auf Wunsch abschalten, um so eine andere Shaderkonfiguration zu erhalten.

ROPs und Speicherinterface

Während bei Tahiti und älteren AMD-Designs das Raster Back End (RBE) immer mittels Crossbar an das Speicherinterface angeschlossen war, scheint sich AMD bei Hawaii die Crossbar sparen zu wollen und integriert die RBEs direkt in die Shader Engine. Jede SE ist mit vier Raster Back Ends ausgestattet, die wiederum jeweils auf vier ROPs (64 ROPs) sowie 16 Z/Stencil-Einheiten (256 Z/Stencil pro Takt) zurückgreifen – jeweils doppelt so viel wie bei Tahiti.

Das Speicherinterface ist auf Hawaii ein gutes Stück angewachsen. Ganze acht 64-Bit-Controller sind verbaut, sodass das Speicherinterface eine Breite von 512 Bit aufweist. Die Controller selbst hat AMD im Vergleich zu Tahiti stark überarbeitet, sodass das 512 Bit Interface 20 Prozent weniger Die-Fläche benötigt als die 384-Bit-Variante von Tahiti. Allerdings ist vorerst unklar, ob damit hohe Speichertaktraten wie auf Tahiti möglich sein werden. Ebenfalls bearbeitet wurde der L2-Cache, der auf eine Größe von einem Megabyte (vorher 768 KB) angewachsen ist und gleichzeitig um 33 Prozent schneller arbeitet.