AMD Radeon: Support für HDR- und 4K-Displays mit 120 Hz ab 2016

Das passiert nicht allzu oft: AMD hat sich einigen Journalisten gegenüber in den USA bezüglich der Pläne der Radeon-Generation des Jahrgangs 2016 geäußert. Die neu gegründete Radeon Technologies Group will sich um eine bessere Bildausgabe kümmern. Angesprochen wurden die Themen HDR, 4K mit 120 Hz und FreeSync.

AMD Radeon im Jahr 2016

High Dynamic Range für GPUs und Monitore

Aktuelle Monitore stellen nicht nur viel weniger Farben dar als das menschliche Auge sehen kann, sondern haben auch einen viel zu geringen Kontrast. High Dynamic Range heißt hier das Zauberwort, das schon lange keine Unbekannte mehr ist. Laut AMD sollen im Laufe des nächsten Jahres die ersten HDR-Monitore sowie weitere HDR-fähige Fernseher in den Handel gelangen und sich nach und nach etablieren. Als Zeitpunkt gibt man Ende 2016 an – pünktlich zur „Holiday Season“ sollen die Produkte im Handel stehen.

Laut AMD kommen qualitativ hochwertige LC-Displays mit einer Leuchtdichte von 0,1 bis maximal 250 cd/m² oder auch Nit daher (ein Nit entspricht nach Definition der Leuchtkraft einer brennenden Kerze), Fernseher dagegen mit 0,1 bis maximal 350 bis 400 cd/m². Der HDR-Standard für UHDTVs legt eine Spanne zwischen 0,005 bis hin zu 10.000 cd/m² fest. Die 10.000 cd/m² sind jedoch zumindest zunächst nur ein theoretischer Wert. AMD spricht davon, dass aktuelle HDR-Monitore rund 1.000 cd/m² darstellen können, während es gegen Ende nächsten Jahres 2.000 cd/m² werden sollen. Diesbezüglich soll es zwischen den HDR-Displays auch größere Unterschiede bei der Leuchtdichte geben. Die Monitore werden das HDR-Feature entsprechend unterschiedlich gut unterstützen.

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HDR bedeutet aber nicht nur einen besseren Kontrast, sondern auch mehr Farben. Während aktuelle Fernseher und PC-Monitore zum Beispiel einen deutlich geringeren Farbraum als Kinoprojektoren darstellen können, wird sich das mit HDR ändern. HDR-Displays arbeiten im BT.2020-Farbraum (10 Bit Farbtiefe), der wiederum deutlich mehr Farben darstellen kann also die oben genannten Projektoren. Inwieweit Endgeräte dieses Feature tatsächlich umsetzen können, ist jedoch ein anderes Thema.

Einfach nur ein HDR-Display zu besitzen, reicht jedoch nicht aus. Auch die Quelle und das Wiedergabemedium müssen HDR unterstützen. Bei Spielen sieht die Situation bereits gut aus, denn die meisten Titel nutzen schon seit langem HDR beziehungsweise High Dynamic Range Rendering. HDRR lässt die GPU zwar mit HDR arbeiten, geht aber von einem fehlenden HDR-Monitor aus. Entsprechend kommt ein so genanntes Tone Mapping zum Einsatz, das die Ergebnisse wieder auf einen Gamma-2.2-Wert und damit einem SDR-Monitor abbildet. Das Verfahren erzielt zwar eine bessere Farbgebung als SDR-Berechnungen, geht jedoch auch mit Fehlern einher, da das Tone Mapping nicht perfekt auf die Fähigkeiten eines einzelnen Monitors optimiert ist. Bei HDR-Monitoren wird ebenfalls Tone Mapping genutzt, jedoch in einer Variante, die an ein HDR-Display angepasst ist. Diese muss vom Hersteller integriert werden.

Neben Spielen sind dann auch Filme und Serien ein klassisches Einsatzgebiet für HDR. Laut AMD sind bereits mehrere Filme für HDR optimiert. HDR wird dann entweder über die noch nicht erhältliche Ultra HD Blu-ray oder mittels Streaming realisiert.

Neben dem Medium muss jedoch auch die Grafikkarte High Dynamic Range unterstützen. AMD hat auf dem „Radeon Technologies Group Summit“ bekannt gegeben, dass dies für die Radeon-R9-300-Grafikkarten und auch für die neuen Radeon-GPUs des Jahrgangs 2016 gilt – damit gibt man die ersten technischen Details abseits der Fertigung der zukünftigen Grafikkarten bekannt.

2016er Grafikkarten unterstützen 4K + 120 Hz dank Displayport 1.3

Alle zukünftigen neuen Radeon-GPUs des nächsten Jahres werden neben HDMI 2.0a auch den DisplayPort-1.3-Standard unterstützen. AMD spricht davon, dass es sich um die ersten GPUs im Handel mit DisplayPort 1.3 handeln soll – in den Folien ist mal von erster GPU und mal von erster „Mobile GPU“ die Rede.

Nativ kann eigentlich nur HDMI 2.0a sowie DisplayPort 1.3 mit HDR umgehen. Allerdings hat AMD einen Weg gefunden, High Dynamic Range auch über HDMI 1.4 und DisplayPort 1.2 darzustellen, weshalb auch die Radeon-R9-300-Karten das Feature unterstützen werden. Dabei gilt jedoch die Einschränkung, dass Filme nur auf der 2016-Generation laufen werden, Bilder und Spiele dagegen auch auf den älteren Chips. Der Schuldige ist in diesem Fall der fehlende HDCP-2.2-Kopierschutz.

Ein Einschränkung gilt zudem auch für die neuen GPUs beziehungsweise den DisplayPort 1.3. HDR wird maximal auf Displays mit einer Auflösung von 3.840 × 2.160 mit bis zu 60 Hertz unterstützt. Die Auflösung 2.560 × 1.440 ermöglicht HDR ebenso mit maximal nur 60 Hertz, während in 1.920 × 1.080 auch 120 Hertz möglich sind. HDR verursacht eine höhere Datenrate.

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Apropos Monitore: Auch abseits von HDR soll sich dort im nächsten Jahr einiges ändern. Da die Bandbreite durch den DisplayPort 1.3 auf 32,4 Gbit/s ansteigt, kann die Ultra-HD-Auflösung nun auch mit 120 Hertz (inklusive FreeSync) angesteuert werden. Entsprechende Monitore sagt AMD für das vierte Quartal 2016 voraus. Darüber hinaus sind für Monitore mit einer Auflösung von 5.120 × 2.880 (5K) nicht mehr zwei Kabel notwendig – ein Kabel ist bei 60 Hz ausreichend. Ab Mitte 2016 soll es solche hochauflösenden (SDR-)Displays mit einem DP-1.3-Anschluss geben.

Aufgrund des DisplayPort 1.3 haben die Monitorhersteller zudem die Möglichkeit, die Bildwiederholfrequenzen massiv zu erhöhen. Während in 3.840 × 2.160 wie bereits erwähnt 120 Hertz bei SDR und 60 Hertz bei HDR möglich sind, sind in der Auflösung 3.440 × 1.440 190 Hz (SDR) oder 144 Hz (HDR) realisierbar. In 2.560 × 1.440 liegen die theoretischen Werte bei 240 Hz (SDR) und 170 Hz (HDR) und in 1.920 × 1.080 sogar bei jeweils 240 Hz.

FreeSync für HDMI und fürs Notebook

Für das Jahr 2016 strebt AMD darüber hinaus weitere Neuerungen für FreeSync an. So wird FreeSync über HDMI seit dem Crimson-15.11-Treiber bereits unterstützt. Erste Monitore sollen im Laufe des ersten Quartals, genauer gesagt im März, folgen. Entsprechende Produkte wird es von Acer (ein Modell), LG (zwei Modelle, unterschiedliche Größen und Auflösungen) sowie Samsung (fünf Modelle, unterschiedliche Größen und Auflösungen) geben, wobei weitere Partner folgen werden.

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Entsprechende HDMI-Monitore sollen gegenüber den DisplayPort-Pendants den Vorteil eines günstigeren Verkaufspreises haben – technisch gibt es keine Unterschiede. Da AMD eine eigens erstellte HDMI-Erweiterung nutzt, ist FreeSync nicht auf spezielle Grafikkarten-Modelle beschränkt, solange diese generell FreeSync unterstützen. Zur Zeit hat AMD noch nicht entschieden, ob diese HDMI-Erweiterung an andere Hersteller (Nvidia, Intel) weitergegeben werden soll. Als mögliches Einsatzgebiet zählt AMD auch Multi-Monitor-Setups mit Eyefinity, wenn nicht genügend DisplayPort-Ausgänge zur Verfügung stehen. In so einem Fall kann dann ein Mischbetrieb Abhilfe schaffen.

Nvidias Konkurrenztechnologie G-Sync hat es bereits in Notebooks geschafft, nun folgt FreeSync. So hat AMD bekannt gegeben, dass das bereits erhältliche Lenovo Y700 mit einer Carrizo-APU und der Radeon R9 380M über den eDP-Standard bereits FreeSync innerhalb des Bereiches von 40 bis 60 Hz unterstützt (in Deutschland aktuell nur vorbestellbar). Weitere Notebooks sollen noch folgen, wobei AMD noch keine weiteren Details zu den Modellen bekannt gibt.