ARTIKEL/TESTS / HIS Radeon R9 380X IceQ X² Turbo Review

Mit der Vorstellung der Radeon R9 300 Familie schickte AMD einige Grafikchips in Rente. So auch beim Radeon R9 285, der durch die schnellere und optimierte Version R9 380 ersetzt wurde. Als Basis dient wiederum die bekannte Tonga-GPU, die auf die GCN-Architektur-Version 1.2 setzt. Tonga benötigt eine Die-Fläche von 359 mm² und setzt auf ca. 5,0 Mrd. Transistoren auf. Partner TSMC ist wie gewohnt für die Fertigung der Chips, die in einem 28 nm Verfahren entstehen, zuständig. Die erstmals 2012 vorgestellte Graphics-Core-Next-Architektur (kurz GCN), die mittlerweile einige Verbesserungen erfahren hat, kommt nun in ihrer dritten Generation (1.2) zum Einsatz und soll Tonga unter anderem deutlich effizienter als seine Vorgänger-GPUs machen. Mit GCN verabschiedete sich AMD vom langjährigen VLIW-Design mit mehr-dimensionalen Shader-Einheiten und setzt stattdessen auf ein Mix aus Skalar- und Vektor-Einheiten, was Auslastung und Effizienz steigern soll.

Die HIS Radeon R9 380X mit IceQ X² Kühlung.

Kurz zum Aufbau der neuen Tonga-GPU: Was bei Nvidia aktuell "Graphics Processing Cluster" heißt, nennt sich bei AMD "Shader Engine" und beherbergt jeweils verschiedene Recheneinheiten. Jede Shader Engine (kurz SE) beinhaltet einen Geometry Processor (u.a. für Tesselation-Leistung entscheidend) und einen Rasterizer sowie zwei Raster Back Ends, die wiederum aus vier ROPs bestehen. Außerdem sind die für die Rechenleistung maßgeblich verantwortlichen Compute Units (kurz CUs) Teil jeder SE und bestehen aus jeweils 64 ALUs (4x SIMD-16) sowie 4 TMUs. Des Weiteren wurden vier 64 Bit Speicher-Controller in den Chip integriert, so dass der verbaute GDDR5-Speicher über einen insgesamt 256 Bit breiten Bus angesprochen werden kann. Verglichen mit Tahiti musste Tonga zwei Raster Back Ends und eine Compute Unit je Shader Engine einbüßen.

Insgesamt vier SEs stehen auf einer Tonga-GPU zur Verfügung und bestehen bei einer Radeon R9 380 aus jeweils 7 CUs, was in Summe 1.792 ALUs ergibt – identisch zur R9 285. Des Weiteren liegt die Anzahl der TMUs bei 112 und die ROPs kommen in Summe auf 32 ihrer Art. Seitens der Taktraten liegt die R9 380 bei einer Maximalfrequenz von 970 MHz – die theoretische Rechenleistung beträgt somit 3.477 GFLOPS (SP). Für das Erreichen der spezifizierten 970 MHz gilt es wie schon bei den Vorgängermodellen bestimmte Temperature- und Power-Targets zu erfüllen. Die R9 380X darf sich über die volle Ausbaustufe von Tonga erfreuen und verfügt über 2.048 ALUs sowie 128 TMUs. Die Maximalfrequenz legt AMD auf ebenso 970 MHz fest. HIS hat bei der Radeon R9 380X IceQ X² Turbo den maximal möglichen Takt auf 1.020 MHz angehoben und möchte so ein wenig Mehrleistung aus der GPU kitzeln. Eine gegenüber der Referenzkarte überarbeitete Kühlung (IceQ X²) soll das Erreichen des spezifizierten Maximaltakts sicherstellen.

Die HIS Radeon R9 380X IceQ X² Turbo von der Seite.

Die Speicheranbindung wurde auf insgesamt vier einzelne Speichercontroller aufgeteilt, die jeweils ein 64 Bit breites Interface beinhalten. Damit ergibt sich in Summe ein 256 Bit Speicherinterface, das bereits im Referenzdesign mit 4 GB GDDR5-Speicher bestückt wird. Der Speichertakt beträgt 2.850 MHz, was auch bei den 4 GB Modellen der R9 380 Standard war (2.750 bei 2 GB Ausführungen). HIS hat an diesen Vorgaben nichts geändert und taktet die Radeon R9 380X IceQ X² Turbo mit entsprechend 2.850 MHz. Wie sich die Karte in Sachen Temperatur- und Geräuschentwicklung schlägt, klären wir ab Seite 15 des Artikels.

Die typische Leistungsaufnahme gibt AMD mit 190 Watt an, was auch der Angabe der R9 380 entspricht. Daher wird die AMD-Referenzkarte und auch das im Test befindliche HIS-Modell mit zwei 6-Pin-PCIe-Anschlüssen ausgestattet.

Am Slot-Bracket zeigt sich die Karte erwartet anschlussfreudig.

Das Arbeiten und Spielen mit mehreren Bildschirmen wird immer populärer und so bietet natürlich auch die neue Generation entsprechende Unterstützung per AMD Eyefinity. Mit einem DVI-I-Anschluss (max. 2560 x 1600), einem DVI-D und je einem HDMI-Port (1.4) sowie DisplayPort (1.2) ist eine Konfiguration mit mehreren Monitoren problemlos möglich. DirectX 12.0 wird von der Tonga-GPU vollständig (volles Feature-Level) unterstützt, ebenso auch TrueAudio. Tonga kommt außerdem mit einem überarbeiteten Unified Video Decoder (UVD 5), AMD FreeSync sowie einer Video Codec Engine (VCE 3) daher, die allgemein in der Performance zugelegt hat. Das Setup von Multi-GPU-Systemen ist bei der R9-Serie noch einfacher geworden, denn die interne Kommunikation der Karten läuft vollständig über den PCIe-Bus, so dass keine zusätzliche CrossFire-Bridge installiert werden muss. Der CrossFire-Betrieb ohne Brücke (XDMA) wird bei der R9 380X für bis zu vier Karten unterstützt. Folgend die technischen Eckdaten im Überblick und im Vergleich zur GeForce GTX 960 aus dem Hause Nvidia sowie der R9 380.

Hersteller	AMD	AMD	Nvidia
Produktbezeichnung	Radeon R9 380	Radeon R9 380X	GeForce GTX 960
Logo
Grafikchip	Tonga	Tonga	GM206
Fertigung	28 nm	28 nm	28 nm
Transistoren	ca. 5,0 Mrd.	ca. 5,0 Mrd.	ca. 2,94 Mrd.
Shader-Einheiten	1.792 (1D)	2.048 (1D)	1.024 (1D)
Basis-Frequenz	-	-	1.127 MHz
Boost-Frequenz	970 MHz	970 MHz	1.178 MHz
SP-Rechenleistung	3.477 GFLOPS	3.973 GFLOPS	2.308 GFLOPS (Basis) 2.413 GFLOPS (Boost)
ROPs	32	32	32
TMUs	112	128	64
Pixelfüllrate	31.040 MPixel/s	31.040 MPixel/s	36.064 MPixel/s (Basis) 37.696 MPixel/s (Boost)
Texelfüllrate	108.640 MTexel/s	124.160 MTexel/s	72.128 MPixel/s (Basis) 75.392 MPixel/s (Boost)
Speicher-Frequenz	2.750 MHz 2.850 MHz	2.850 MHz	3.504 MHz
Speicher-Interface	256 Bit	256 Bit	128 Bit
Speicher-Bandbreite	176.000 MB/s 182.400 MB/s	182.400 MB/s	112.128 MB/s
Speicher-Volumen	2 GB GDDR5 4 GB GDDR5	4 GB GDDR5	2 GB GDDR5
DirectX (Feature-Level)	12_0	12_0	12_1
Multi-GPU	4-Way CrossFireX	4-Way CrossFireX	2-Way SLI
Stromsparmechanismus	√ (ZeroCore)	√ (ZeroCore)	√
Leistungsaufnahme typ.	190 Watt	190 Watt	-
Leistungsaufnahme max.	-	-	120 Watt

Die HIS R9 380X verzichtet auf eine rückseitige Backplate.

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn