Angetestet: Radeon 4870 X2 mit 2 GByte schneller als GTX-280

Erste Serienkarte mit 2-Gigabyte-Speicher im Test. Diesmal hat AMD den selbst gesetzten Termin eingehalten: Noch mitten in der Feriensaison steht die neue High-End-Karte "Radeon 4870 X2" in den Läden. Für rund 400 Euro ist die Grafikkarte mit zwei Prozessoren in vielen Tests deutlich schneller als Nvidias Flaggschiff Geforce GTX-280, braucht aber auch so viel Strom wie bisher keine Desktopkarte.

12. August 2008 um 06:39 Uhr / Nico Ernst

Anders als die Prozessorsparte bringt AMDs Grafikabteilung ATI derzeit entsprechend ihrer Roadmap ein überzeugendes Produkt nach dem anderen auf den Markt: Der Grafikprozessor RV770 überzeugte schon auf den Grafikkarten Radeon 4850 und 4870 . Dabei sind auch die Preise attraktiv. Schon kurz nach dem Marktstart Ende Juni 2008 waren die beiden Karten für rund 150 beziehungsweise 250 Euro zu haben, die 4870 taucht inzwischen schon unter 200 Euro auf.

Da die 4870 in der Rechenleistung bei den meisten Spielen schon zur GTX-280 aufschließt, für die Nvidia ursprünglich 549 Euro als Preis empfahl, blieben dem Marktführer bei Spielegrafikkarten nur massive Preissenkungen übrig. So ist Nvidias Schnellste inzwischen um 360 Euro erhältlich, die GTX-260, mit 309 Euro gestartet, kostet nur noch um 260 Euro.

Vom RV770 hat AMD nun aber den Grafikprozessor "R700" abgeleitet, welcher der bereits mit der 3870 X2 eingeführten klaren Strategie folgt: Zuerst kommt eine GPU der Oberklasse auf den Markt, zwei dieser Chips auf einer Karte bilden dann AMDs High-End-Modell. Da diese Karte dann auch preislich mit Nvidias Flaggschiffen konkurrieren kann, muss sie auch mit diesen verglichen werden. Wie ein Hardwarehersteller die Leistung eines Produkts erreicht, ob mit einer oder zwei GPUs, ist dabei nebensächlich.

Für AMD sind die Doppelwhopper neben dem Titel "Schnellste Grafikkarte der Welt" auch als gewinnbringendes Produkt interessant, da sie viel einfacher aufgebaut und damit billiger herzustellen sind als Nvidias GX2-Karten. Anders als bei diesen, aus zwei Platinen zusammengesetzten Geräten, bestehen die X2-Karten von AMD nur aus einem Board. Darauf sitzen hintereinander zwei GPUs, die von einem einzelnen Lüfter gekühlt werden. Zudem dürfte die Fertigungsausbeute bei zwei Prozessoren mit kleinerem Die günstiger sein als bei einem Monsterchip wie Nvidias GT-200. Auch Intel führt für sein Konzept der zwei Dies in einem Chipgehäuse, wie bei allen aktuellen Quad-Cores dieses Herstellers, die Ausbeute als Grund für dieses Design an.

Das Konzept hat jedoch auch technische Nachteile: Zwei Prozessoren haben eine höhere Leistungsaufnahme als einer, und die Treiber müssen für jedes einzelne Spiel an das Konzept der Multi-GPUs angepasst werden.

Während beim Vorabtest der 4870 X2 noch ein Prototyp von AMD vermessen wurde, erreichte Golem.de kurz vor Ablauf der Sperrfrist eine Serienkarte von Sapphire. Neben der Grafikkarte werden dabei die Advanced-Version von 3DMark Vantage sowie PowerDVD 7 und die DVD-Suite von CyberLink mitgeliefert.

Unterschiede zur 4870 und 3870 X2

Im Rahmen der Vorabtests wollte AMD noch nicht öffentlich erklären, warum die neue X2 so viel schneller als die 3870 X2 ist - das liegt nicht nur an der neuen GPU-Generation. Natürlich war die Geheimzutat bald von einschlägigen Webseiten verbreitet worden: Es handelt sich um einen PCI-Express-Switch in Version 2.0.

Über je 16 PCIe-Lanes werden über diesen Switch die beiden GPUs angebunden, was je Prozessor eine Bandbreite von 5 Gigabyte pro Sekunde ergibt, was wie bei PCIe 2.0 üblich, dem Doppelten der ersten Generation der Schnittstelle entspricht. Da PCI-Express in Lese- wie Schreibrichtung die gleiche Bandbreite erreicht, kommt die verdoppelte Geschwindigkeit der Koppelung von Grafikprozessoren besonders zugute, da diese sich ständig synchronisieren müssen.

Zusätzlich hat auch noch jede GPU der neuen X2 1 GByte GDDR5-Speicher zur Verfügung, der mit den vollen 900 MHz läuft, wie sie auch auf der einzelnen 4870 erreicht werden. Gleiches gilt für die GPUs selbst: Sie sind mit 750 MHz getaktet. Bei der 3870 X2 konnte AMD den Takt noch gegenüber einer einzelnen 3870 von 775 auf 825 MHz steigern. Bei der neuen Doppelkarte setzten dafür aber die thermischen Gegebenheiten enge Grenzen.

So ist auch die Serienkarte wie schon der Prototyp mit 1.175 Gramm um 50 Gramm schwerer als die 3870 X2. Grund sind die beiden Kühlkörper aus Kupfer, bei der ersten X2 war der näher am Lüfter sitzende noch aus Aluminium. Die Bautiefe blieb unverändert, mit 26,5 Zentimetern überragt die X2 die meisten Mainboards und passt nur in ausreichend tiefe Gehäuse. Das gilt jedoch auch für die GTX-280. Eine echte 2-GByte-Karte, wie das bei Workstations üblich ist, stellt aber auch die 4870 X2 nicht dar: Textur- und Geometriedaten müssen für jede GPU doppelt vorgehalten werden.

Anders als bei der 3870 X2 ist bei der 4870 X2 der achtpolige Stromverbinder nicht nur fürs Übertakten gedacht: Er muss neben dem sechspoligen Stecker zwingend mit einem Acht-Pol-Stecker versehen werden, sonst startet die Karte nicht. Da schon eine einzelne 4870 laut AMD maximal 160 Watt elektrischer Leistung aufnimmt, verwundert das nicht. Wie AMD jedoch bei gleichem Takt und doppeltem Speicher auf eine "Board-Power" von 286 Watt für die 4870 X2 kommt, bleibt vorerst das Geheimnis des Chipherstellers.

Die Architektur des Grafikprozessors R700 entspricht - bis auf das zusätzliche PCIe-Interface für die Bridge - der des RV670, die Golem.de bereits ausführlich erläutert hatte.

Gegen die 4870 X2 muss eine von Asus zur Verfügung gestellte GTX-280 antreten, die mit dem aktuellen WHQL-Treiber 177.41 ohne PhysX-Beschleunigung betrieben wurde. Die X2 lief dabei mit einem Betatreiber, welcher dem kommenden Catalyst 8.8 entsprechen soll, die anderen 4800-Karten mit Catalyst 8.6. Die "GTX 9800 OC" entspricht dabei den Takten der inzwischen verfügbaren "GTX 9800+". Zum Einsatz kam unsere Testplattform für Grafikkarten aus dem Asus-Board P5K Pro mit Intels QX9770 (3,2 GHz, Quad-Core) unter Windows Vista Ultimate SP1 in der 32-Bit-Version mit 3 GByte DDR2-800-Speicher. Da die Karte sehr kurzfristig eintraf, blieb nicht genügend Zeit für alle üblichen Tests, sondern nur für den direkten Vergleich mit den Werten des Prototyps.

Synthetische Benchmarks

3DMark06 ist inzwischen technisch deutlich überholt - aber immer noch das klassische Testprogramm für Grafikkarten. Der Benchmark basiert nicht auf der Engine eines kommerziellen Spiels, spricht aber auch auf kleine Leistungsunterschiede sehr fein an.

Allerdings skaliert die 4870 X2 mit diesem älteren Benchmark nicht so deutlich, wie sie dies bei 3DMark Vantage tut - hier zeigt sich bereits, wie sehr Multi-GPU-Lösungen von der Unterstützung des Treibers für jede einzelne Anwendung abhängen.

Mit dem DirectX-10-Test 3DMark Vantage zeigt sich ein ganz anderes Bild: Über 57 Prozent schneller ist die X2 als eine einzelne 4870. Auch die GTX-280 lässt sie deutlich hinter sich. Diese Werte haben sich mit dem neuen Treiber gegenüber dem Prototypen und dessen Treiber reproduzierbar um einige Punkte verbessert.

Crysis

Dieser 3D-Shooter aus Deutschland gilt zurecht als Hardwarefresser: Jedes Quäntchen Leistung der Grafikkarte kann Crysis in noch bessere Bilder umsetzen. Zwar ist das Spiel auch auf schwächeren GPUs schon in der Detaileinstellung "Medium" spielbar, sieht dann aber kaum besser aus als drei Jahre alte DirectX-9-Titel. Erst "High" bringt realistischere Beleuchtung und zahlreiche Spezialeffekte, DirectX-10 ist erst mit "Very High" möglich - wenn man nicht die Konsole bemüht oder die Konfigurationsdateien ändert.

Obwohl die aufwendigen Shadereffekte in Crysis mit kräftiger Mithilfe von Nvidia entwickelt wurden, ist das Spiel inzwischen auch auf einer AMD-Karte sehr gut spielbar. Schon die 4850 liefert bis 1.600 x 1.200 Pixeln gut spielbare durchschnittliche Wiederholraten in "High", in diesem Modus hält die 9800 GTX auch mit einer 4870 gut mit. Nvidia empfiehlt für sehr hohe Auflösungen mit allen Details und Filterfunktionen dennoch ein Gespann aus drei Ultrakarten mit Triple-SLI.

Die neue X2 muss sich im Crysis-Level "Contact" bei der Einstellung "High" zwar nicht hinter der GTX-280 verstecken, ist jedoch deutlich langsamer. Auffällig ist hier jedoch, wie auch bei anderen Tests, dass die Karte auch mit hohen Auflösungen nur wenig langsamer wird, die Nvidia-Karten mit einer GPU brechen hier stärker ein. Das spricht für die gute Kopplung der beiden Grafikprozessoren auf der 4870 X2 und den vergrößerten Speicher. Zudem wurden die beiden hohen Auflösungen mit dem neuen Treiber leicht schneller, zuvor erreichten sie nur 42,8 und 38,7 Bilder pro Sekunde.

Der geringe Einbruch bei hohen Auflösungen wird umso deutlicher beim Test des Eislevels "Lost Paradise" in der Einstellung "Very High", das mit zahlreichen Shaderprogrammen Nebel und Schneetreiben äußerst realistisch simuliert. Dieses Level fordert von jeder aktuellen Grafikkarte das Letzte, und selbst die GTX-280 liegt dann hinter der 4870 X2. Gegenüber dem Prototypen änderten sich die Bildraten nur im Rahmen der Messgenauigkeit. Halbwegs spielbare Frameraten über 20 Bilder pro Sekunde bei 1.900 x 1.200 Pixeln liefert aber auch Nvidias Spitzenmodell.

Anti-Aliasing ist mit einer Grafikkarte, auch mit einer 4870, für Crysis immer noch nicht zu empfehlen: Schon die Einstellung 2x ist rund 18 Prozent langsamer. Da das Spiel intern schon die gröbsten Kanten filtert, ist der optische Vorteil im Vergleich zu anderen Titeln ohnehin gering und erst ab 4x deutlich sichtbar. Die Messungen erfolgten daher auf allen Karten ohne Anti-Aliasing und anisotropische Filterung.

Call of Juarez / Trackmania United

Die Demoversion des Westernshooters "Call of Juarez" wird von AMD gerne als DirectX-10-Benchmark empfohlen. Seit jeher beteuern die Entwickler von Techland aber, keinerlei AMD-spezifische Optimierungen vorgenommen zu haben und sich nur an Standardfunktionen der Grafikschnittstelle orientiert zu haben. Dass das offenbar zutrifft, zeigen die aktuellen Benchmarks - bisher lag AMD hier uneinholbar vorne . Wir testen mit 1 Kilobyte großen Shadow-Maps ohne Anti-Aliasing und normalen Details für die Schatten.

Inzwischen hat Nvidia jedoch anscheinend seinen Treibern auch dieses Spiel beigebracht, eine GTX-280 ist hier aber nur wenig schneller als eine 9800 GTX. Uneinholbar vorne liegen jedoch die 4870-Karten, die offenbar sehr vom schnellen GDDR5-Speicher profitieren - schon eine 4870-GPU kann sich deutlich absetzen. Über 53 Prozent mehr Leistung bringt die 4870 X2, was für Multi-GPU-Lösungen schon als gute Skalierfähigkeit gilt. Wieder zeigte sich hier eine leichte Tendenz nach oben durch den neuen Treiber, 93,4 Bilder pro Sekunde statt 92,7 sind jedoch beim Spielen nicht spürbar.

Beim reinen DirectX-9-Spiel "Trackmania United", das über knallbunte Shadereffekte inklusive HDR verfügt, siegt die GTX-280 deutlich. Der interne Benchmark des Spiels mit 4x-Anti-Aliasing und 8x-Anisotropie bei der Detaileinstellung "Sehr hohe Qualität" läuft auch bei 1.920 x 1.200 Pixeln auf der 4850 noch mit 60 Bildern pro Sekunde und damit sehr flüssig. Die 4870 X2 skaliert bei diesem Spiel jedoch kaum noch, wie es auch schon bei der 3870 X2 zu beobachten war - hier fehlt offenbar noch Unterstützung durch den Treiber, was sich auch seit dem Vorabtest nicht geändert hat. Selbst dann ist jedoch sichtbar, dass die neue X2 mit hohen Auflösungen nur weniger Leistung verliert als andere Grafikkarten.

Wir testen Trackmania United, wie auch andere Redaktionen, ohne den Effekt der Bewegungsunschärfe. Dieses "Motion Blur" macht nicht nur das Spiel schwerer, sondern bremst auch in allen Konfigurationen AMD-Karten um fast die Hälfte aus.

Leistungsaufnahme und Fazit

Gemessen wird hier stets das Gesamtsystem an der Steckdose, einmal nach mehreren Minuten ruhendem Desktop von Windows Vista samt Aero-Oberfläche - allerdings ohne Sidebar - und einmal unter Volllast. Dafür lassen wir den Test "New Calexico" aus 3DMark Vantage in der Einstellung "High" bei 1.680 x 1.050 Pixeln mit jeweils 8x für Anti-Aliasing und Anisotropie laufen und geben über drei Messungen den gemittelten Spitzenwert an. Aufgrund des neuen Tests und eines anderen Netzteils für die Testplattform - der Rest der Hardware blieb identisch - sind diese Messungen nicht mit früheren Tests von Golem.de vergleichbar.

Nvidias neue Stromsparfunktionen der GT-200-Architektur sind sehr effektiv - die High-End-Karte ist bei ruhendem Desktop das genügsamste Modell. Nahm das System mit dem AMD-Protoypen noch absurde 260 Watt auf - wohlgemerkt ohne etwas zu tun, als den Windows-Desktop anzuzeigen -, so waren es nun nur noch 171 Watt. Während der Rechner auf das nächste Spiel lauert, sind das aber immer noch ungenutzt verheizte 39 Watt mehr - das reicht mit Energiesparlampen, um einen Raum von 80 Quadratmetern hell zu erleuchten.

Unter voller Last für die Grafikkarte setzt die neue X2 dann aber einen Negativrekord, der sich bei der Serienkarte nur leicht verbessert hat: 396 Watt für einen Spiele-PC sind schlicht eine viel zu hohe Leistungsaufnahme. Nur über diese erreicht die 4870 X2 ihre hohe Rechenleistung. Die GTX-280 ist jedoch auch kein Stromsparer, wer wirklich auf das Verhältnis von Rechenleistung pro Watt achtet, greift am besten zur 4850.

Für die 4870 X2 sind folglich sehr starke Netzteile ab 650 Watt mit hoher Effizienz nötig. Auch die hohe TDP von 236 Watt für die GTX-280 relativiert sich so. Selbst mit der nun endgültigen Angabe von 286 Watt TDP für die neue X2 setzt AMD Rekorde. Für den Protoypen waren noch 300 Watt im Gespräch, dass sich das, vermutlich durch den neuen Treiber, auch drücken ließ, zeigt immerhin, dass AMD das Stromsparen nicht ganz egal ist. Manchen Spielern wird das aber durchaus egal sein, denn man kann auch zwei der Karten koppeln, was dann 1.000-Watt-Netzteile erfordert.

Gegenüber anderen AMD-Grafikkarten zeigte die X2 von Sapphire auch ein weniger nervöses Regelverhalten des Lüfters. Ohne Last ist die Karte kaum zu hören, nach längerem Spielen bei hohen Auflösungen wird sie aber dennoch recht laut, auch im geschlossenen PC.

Fazit

Als Demonstration des technisch Machbaren beeindruckt die 4870 X2 mit ihrer enormen Rechenleistung, die alle derzeitigen Spiele auch in höchsten Auflösungen flüssig darstellt - das klappt aber nur auf Kosten der Stromrechnung. Etwas günstiger soll das im September 2008 mit der 4850 gehen, für die aber vorerst nur ein Preis von 399 US-Dollar bekannt ist, eine Angabe in Euro macht AMD noch nicht.

Wenn diese Karte auf dem Markt ist, hat Nvidia in allen für Spieler interessanten Bereichen eine echte Konkurrenz in Preis und Leistung. Das reicht bei den ATI-Karten von der 3850 für rund 80 Euro bis zur 4870 X2 für rund 400 Euro. Das gab es einige Jahre lang nicht mehr.

Da AMD sich zudem mit der neuen X2 erneut klar zum Konzept der Multi-GPU-Karten bekannt hat und die Treiber stetig verbessert, sind diese Lösungen nun endgültig keine Exoten mehr. Auch die Spieleentwickler werden sich darauf einstellen müssen.