Im Test vor 15 Jahren: ATis Radeon HD 5870 als erste Grafikkarte mit DirectX 11

Mit der ATi Radeon HD 5870 (Test) präsentierte AMD im September 2009 die erste DirectX-11-Grafikkarte, die nicht nur in Sachen Leistung einen Sprung nach vorne machte, sondern auch bei der Bildqualität zulegte. Im Test erwies sie sich als die schnellste Single-GPU-Grafikkarte.

RV870 mit 40 nm und DirectX 11

Die Radeon HD 5870 und 5850 debütierte bei AMD die neue RV870-GPU, die nicht nur als erste DirectX 11 unterstützte, sondern auch in einem 40-nm-Verfahren gefertigt wurde. Damit konnte AMD satte 2,15 Milliarden Transistoren auf den Die pressen, während der Vorgänger noch auf knapp 959 Millionen kam. Gleichzeitig stieg die Anzahl der Shader-Einheiten dramatisch von 160 auf 320 an, die Textureinheiten von 40 auf 80 sowie die ROPs von 16 auf 32 und damit einhergehend auch die Rechenleistung von 1.200 GFLOPS auf 2.720 GFLOPS. Trotz der 40-nm-Fertigung stieg damit auch die Größe des Die von 263 mm² auf 334 mm² an. Wie bereits die Radeon HD 4870 und 4890 setzten die neuen Modelle auf GDDR5-Speicher mit einem 256 Bit breitem Bus, weshalb sich die Speicherbandbreite nur marginal erhöhte.

	Radeon HD 4870	Radeon HD 4890	Radeon HD 5850	Radeon HD 5870	GeForce GTX 285
Chip	RV770	RV790	RV870/Cypress		GT200b
Transistoren	ca. 956 Mio.	ca. 959 Mio.	ca. 2,15 Mrd.		ca. 1,4 Mrd.
Fertigung	55 nm		40 nm		55 nm
Chiptakt	750 MHz	850 MHz	725 MHz	850 MHz	648 MHz
Shadertakt	750 MHz	850 MHz	725 MHz	850 MHz	1.476 MHz
Shader-Einheiten (MADD)	160 (5D)		288 (5D)	320 (5D)	240 (1D)
FLOPs (MADD/ADD)	1.200 GFLOPS	1.360 GFLOPS	2.090 GFLOPS	2.720 GFLOPS	1.063 GFLOPS
ROPs	16		32
Pixelfüllrate	12.000 MPix/s	13.600 MPix/s	23.200 MPix/s	27.200 MPix/s	20.736 MPix/s
TMUs	40		72	80
TAUs	40		72	80
Texelfüllrate	30.000 MTex/s	34.000 MTex/s	52.200 MTex/s	68.000 MTex/s	51.840 MTex/s
Shader-Model	SM 4.1		SM 5		SM 4
Hybrid-CF/-SLI	–
effektive Windows Stromsparfunktion	✓ (bedingt)		✓
Speichermenge	1.024 MByte GDDR5				1.024 MByte GDDR3
Speichertakt	1.800 MHz	1.950 MHz	2.000 MHz	2.400 MHz	1.242 MHz
Speicherinterface	256 Bit				512 Bit
Speicherbandbreite	115.200 MByte/s	124.800 MByte/s	128.000 MByte/s	153.600 MByte/s	158.976 MByte/s

Ein weiteres Problem, das AMD mit der neuen Generation anging, war die hohe Energieaufnahme in Leerlauf. Während die Radeon HD 4870 noch knapp 90 Watt im Leerlauf verbrauchen sollte, betrug dieser Wert bei der Radeon HD 5870 nur noch 27 Watt. Erreicht wurde dies indem der GDDR5-Speicher und -Controller niedrigere Taktraten und Spannungen zuließen. Die DirectX-11-Unterstützung brachte mehrere Neuerungen mit sich, für Endkunden am relevantesten waren dabei die Tesselierung und das Multi-Threading. Der Tesselator konnte aus einem Polygon ohne großen Rechenaufwand ein vielfaches an Polygone zu erstellen, sodass die Optik aufgewertet werden konnte. Multi-Threading nutzte mehrere Prozessorkernen, um die Rechenarbeit auf dem Prozessor aufzuteilen, was zu mehr Leistung führen konnte.

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Die schnellste Single-GPU-Grafikkarte

Die Radeon HD 5870 legte in den Benchmarks einen riesigen Leistungssprung zu den direkten Vorgängern Radeon HD 4870 und 4890 hin. Je nach Auflösung und Einstellungen war sie im Durchschnitt 62 bis 77 Prozent schneller als die Radeon HD 4870 und lag 47 bis 62 Prozent vor der HD 4890. Die Konkurrenz von Nvidia, bis dato die schnellsten Single-GPU-Grafikkarten, wurden ebenso problemlos abgehängt. Die Radeon HD 5890 war zwischen 22 und 35 Prozent schneller als die GeForce GTX 285. Einzig die Dual-GPU-Modelle Radeon HD 4870X2 und GeForce GTX 295 konnten ihr in puncto FPS das Wasser reichen, hatten dafür aber mit typischen Multi-GPU-Problemen wie Mikrorucklern zu kämpfen.

In den B-Noten ergab sich bei der Radeon HD 5870 ein gemischtes Bild. Die Lautstärke war im Leerlauf sehr gut, unter Last jedoch störend laut. Bei der Leistungsaufnahme zeigte sich, dass AMD wie versprochen den Energiedurst im Leerlauf deutlich verbessert hatte, unter Last jedoch einiges an Strom benötigt wurde – in Anbetracht der hohen Leistung, war dies jedoch völlig akzeptabel. Die relativ niedrige GPU-Temperatur unter Last ließ darauf deuten, dass der Hersteller durchaus noch Raum gehabt hätte, den Kühler etwas zu zügeln. Die Übertaktbarkeit der Radeon HD 5870 war zum Testzeitpunkt kaum zu bewerten, da die aktuellen Tools die Grafikkarte noch nicht unterstützten. Deswegen musste auf das im Treiber integrierte Catalyst Control Center gesetzt werden, das jedoch bei einer GPU-Frequenz von 900 MHz und einem Speichertakt von 2.600 MHz stoppte.

Fazit

Mit der Radeon HD 5870 gelang es AMD nicht nur, die erste DirectX-11-Grafikkarte auf den Markt zu bringen, sondern auch die schnellste. Mit einem Preis von 350 Euro ließ sich der Hersteller das für damalige Verhältnisse auch gut bezahlen – eine GeForce GTX 285 gab es beispielsweise bereits ab 260 Euro. Für High-End-Nutzer, die sich nicht mit Multi-GPU-Lösungen plagen wollten, war die Radeon HD 5870 im September 2009 die beste Grafikkarte.

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