Radeon R9 Nano im Test: Winziges Wumms-Wunder

Sie ist AMDs zweitschnellste Grafikkarte und gerade einmal eine Handspanne lang: Die Radeon R9 Nano erweist sich als sehr flott und effizient. Die Zielgruppe für den teuren Winzling ist aber klein.

10. September 2015 um 14:00 Uhr / Von Marc Sauter

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Radeon R9 Nano (Bild: Martin Wolf/Golem.de) — Radeon R9 Nano Bild: Martin Wolf/Golem.de

Als AMD vor einigen Monaten neue Radeon-Grafikkarten ankündigte , waren nicht die beiden Fury-Modelle, sondern die Nano das spannendste Produkt: eine extrem kurze Grafikkarte, die schneller als die Vorgängergeneration rechnen und dabei doppelt so effizient sein soll. Kürzlich hat AMD passende Benchmarks nachgeschoben und die Spezifikationen veröffentlicht, unabhängige Tests gestattet der Hersteller erst heute. Wir versuchen Antworten unter anderem auf die folgenden Fragen zur Nano zu finden: Wie hoch taktet die Grafikkarte unter Last, wie viel Energie benötigt sie und wie gut funktioniert die Kühlung?

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Die Karte misst gerade einmal 15 cm. Das ist weniger als eine Handspanne, selbst kleinere Hände können die Nano an der Längsachse greifen. Anders ausgedrückt ist sie kaum länger als ein iPhone 6 hoch. Die meisten Grafikkarten-Topmodelle messen knapp 30 cm, wodurch sie nur in größere Gehäuse passen und nicht für die aktuell sehr beliebten Mini-PCs mit sogenannten Cube-Gehäusen geeignet sind. Die schnellste Karte unter 20 cm war bisher eine Geforce GTX 970 - mit der Radeon R9 Nano peilt AMD eine deutlich höhere Leistung an.

Bild 1/33: Core i7-5960X @ 3,6 GHz, 4 x 4 GByte DDR3-2400, Asus X99; Windows 8.1 Update x64, Catalyst 15.201.1102 (HQ), Geforce 355.82 (HQ)

Bild 23/33: Core i7-5960X @ 3,6 GHz, 4 x 4 GByte DDR3-2400, Asus X99; Windows 10 x64, Catalyst 15.201.1102 (HQ), Geforce 355.82 (HQ)

Bild 26/33: Takt und Temperatur der Nano nach 20 min The Witcher 3 in Ultra-HD (Screenshot: Golem.de)

Bild 27/33: Die Nano ist kaum größer als ein iPhone 6. (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Bild 31/33: Die uns von Caseking gestellte Sapphire R9 380 ITX Compact und die Asus GTX 970 DirectCu Mini OC neben der Nano (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Möglich wird die kurze Platine durch einen Fiji-Grafikchip und dessen Speicherinterface für High Bandwidth Memory. Anders als bei GDDR5 ist der Videospeicher nicht quer über das Board verteilt, sondern es sitzen schlicht vier kleine HBM-Stapel direkt neben der GPU. Das komplette Package aus Grafikchip und Videospeicher belegt gut ein Drittel der Platine, der restliche Platz wird für die Stromversorgung und die vier Bildschirmausgänge verwendet.

Wie schon die Fury X und die Fury nutzt auch die Nano drei Displayport-1.2-Anschlüsse für 4K-Monitore mit 60 Hz und einen HDMI-1.4a-Ausgang für niedrigere Auflösungen. Wer die kleine Grafikkarte mit einem HDMI-2.0-Fernseher betreiben möchte, benötigt einen aktiven Adapter. Bedingt durch die hohe Geschwindigkeit und die vielen Anschlüsse belegt die Nano zwei PCIe-Schächte, da die Kühlung einen Schacht zur Luftzirkulation benötigt.

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Bei der Kühllösung hat sich AMD für eine Verdampfungskammer mit Kupferboden und zwei zusätzliche Heatpipes entschieden. Die leiten die Abwärme des Fiji-Grafikchips und des Videospeichers an die äußeren Aluminiumlamellen ab. Auf der Platine sitzt eine Metallplatte, in die AMD eine Heatpipe samt Kühlrippen für die Spannungswandler integriert hat. Die fiepen bei hohen Bildraten deutlich - ein bekanntes Problem.

Im Leerlauf rotiert der oben auf die Aluminiumlamellen gesetzte 90-mm-Axial-Lüfter sehr leise, aus dem geschlossenen Gehäuse ( Fractal Design Define R4(öffnet im neuen Fenster) in der PCGH-Edition) heraus ist er kaum hörbar. Wie laut die Nano unter Last ist, hängt stark von der Umgebung ab. Die Kühlung ist auf maximal 77 Grad Celsius eingestellt und hält diese zur Not durch eine hohe Lüfterdrehzahl.

In unserem Golem-Würfel rauscht die Nanokühlung ziemlich, nervig ist sie aber nie. Im gedämmten Define R4 bleibt die Karte klar hörbar, ohne zu stören. Diese subjektiven Eindrücke decken sich mit den Messungen der PCGH(öffnet im neuen Fenster) : Dort erreicht die Nano 0,7 bis 3,0 Sone aus 50 cm Entfernung.

Höchstleistung trotz Power-Limit

Auf dem Papier taktet AMD den Fiji-Grafikchip mit bis zu 1 GHz. Da alle Funktionseinheiten und somit volle 4.096 Shader-Rechenwerke laufen, liegt die Leistung theoretisch nur minimal unter der der Fury X mit durchgehend 1,05 GHz GPU-Frequenz. Die verfügt über zwei 8-Pol-Stromanschlüsse und laut AMD über eine typische Leistungsaufnahme von 275 Watt. Unter UHD in Shader-lastigen Spielen ohne Front-End-Bremse genehmigt sich die Fury X aber bis zu 330 Watt(öffnet im neuen Fenster) , beispielsweise im dritten Risen -Teil.

Da die Radeon R9 Nano nicht mit einer Wasserkühlung, sondern mit einer kleinen Luftkühlung ausgestattet ist, musste AMD anders vorgehen: Die typische Leistungsaufnahme beträgt 175 Watt, was durch den PCIe-Slot und einen 8-Pol-Anschluss mehr als abgedeckt wird. Jede Radeon-Grafikkarte verfügt über Power Tune. So nennt AMD die Kombination aus Hard- und Software, um die Leistungsaufnahme zu protokollieren und zu regeln. Bei der Fury X ist die Ansage einfach, die 1.050 MHz sollen mit aller Gewalt gehalten werden, egal wie viel Energie die Karte dafür benötigt. Das ist wenig effizient, macht die Fury X aber unserem Test zufolge zum schnellsten Modell mit einer GPU.

Offenbar hat AMD für die Nano eine maximale Leistungsaufnahme von rund 180 Watt einprogrammiert, welche die Karte nicht überschreitet. Im Umkehrschluss bedeutet dies aber, dass je nach Last auf den Recheneinheiten der Takt samt Spannung abgesenkt werden muss, um das Power-Limit einzuhalten. Die von AMD genannten 1 GHz sind eine reine Papierangabe, in der Praxis taktet die Nano im Mittel und nach einigen Minuten im Spiel mit rund 900 MHz. Je höher die Auflösung und damit die Last, desto geringer der Takt - je weniger Last, desto eher erreicht die Nano die 1 GHz. The Witcher 3 in UHD etwa weist eine mittlere Frequenz von 860 MHz auf, GTA 5 in 1080p kommt auf 970 MHz.

Basierend auf diesen Erfahrungswerten überrascht die Geschwindigkeit der Radeon R9 Nano nicht: Die Fury X ist 5 bis 15 Prozent, im Durchschnitt unserer Benchmarks 10 Prozent schneller. Folgerichtig liefert die Nano eine Leistung ab, die sich in etwa mit der von Nvidias Geforce GTX 980 deckt. Wie üblich hat die AMD-Karte bei hohen Auflösungen leichte Vorteile und bei niedrigen das Nvidia-Modell. Beide Karten schaffen rund 30 fps in UHD (3.840 x 2.160 Pixel), wenn maximale Details ohne MSAA/SSA eingestellt sind.

Interessant ist der Vergleich mit anderen für ITX-Systeme geeigneten Karten: Die uns vom Onlinehändler Caseking(öffnet im neuen Fenster) leihweise zur Verfügung gestellte Asus Geforce GTX 970 DirectCu Mini OC und die Sapphire Radeon R9 380 ITX Compact waren bisher die schnellsten Modelle, sie messen beide 17 cm. Verglichen mit der R9 390, einer umbenannten R9 285, ist die Nano rund doppelt so flott. Die ITX Compact verfügt allerdings über 2 statt 4 GByte Videospeicher, was die Leistung gerade in der UHD-Auflösung deutlich verringert.

Die Asus Geforce GTX 970 DirectCu Mini OC boostet unter Last mit 1,15 bis 1,2 GHz und damit in etwa so viel, wie es Nvidia vorsieht. Die Radeon R9 Nano ist im Mittel gut ein Fünftel flotter, die Differenz ist aber stark von der Auflösung abhängig. In UHD wird das Geforce-Modell um durchschnittlich ein Drittel geschlagen, in 1080p beträgt der Vorsprung nur noch 10 Prozent. Wer die Nano kauft, sollte also hohe Auflösungen fahren oder Treiber-Downsampling beziehungsweise Supersampling-Kantenglättung nutzen.

Bei der Leistungsaufnahme zeigt sich, dass AMD die Physik nicht austricksen kann: Der High Bandwidth Memory mag sparsam sein, die vielen Shader-Einheiten sind es nicht. Die Radeon R9 Nano benötigt etwas mehr Energie als die Geforce GTX 980, konkret eine Galax GTX 980 Hall of Fame 8-Pack-Edition, die wir auf 1.240 MHz beschränkt haben. Einige Modelle der GTX 980 dürften daher sparsamer als die Nano sein, andere mehr Energiebedarf haben.

Verfügbarkeit und Fazit

AMD verkauft die Radeon R9 Nano offiziell für 650 US-Dollar vor Steuern. Für den deutschen Markt hat sich der Hersteller für einen Preis von 700 Euro inklusive Mehrwertsteuer entschieden, womit die Nano genauso teuer ist wie die etwas schnellere und längere Radeon R9 Fury X. Die Nano ist beispielsweise beim Onlinehändler Caseking(öffnet im neuen Fenster) in geringen Stückzahlen lieferbar.

Fazit

Die Radeon R9 Nano ist eine extrem spannende Grafikkarte, eine Art kaufbare Machbarkeitsstudie von AMD. Die Kombination aus einem Fiji-Chip im Vollausbau und 4 GByte HBM-Videospeicher mit einem harten Power-Limit ist technisch absolut sehenswert. Sie misst gerade einmal 15 cm, was einer knappen Handspanne entspricht. Da hier wenig Platz für die Kühlung bleibt, setzt AMD auf eine Verdampfungskammer und zwei Heatpipes.

Oben auf dem Aluminium-Kühlblock dreht ein 90-mm-Lüfter seine Kreise, und das hörbar, wirklich leise ist die Nano nur im Leerlauf. Unter Last rauscht der Propeller ziemlich, nervt aber nie. Störender empfinden wir das bei hohen Bildraten auftretende Spulenfiepen, hier hätte AMD bessere Komponenten verwenden sollen. Dieses Problem tritt allerdings auch bei der ähnlich kurzen Konkurrenz auf, zudem sind die Kühllösungen auf Asus' GTX 970 DirectCu Mini OC und Sapphires R9 380 ITX Compact deutlich lauter.

Rein von der Leistung her ist die Nano ein wenig schwächer als die Fury X , da AMD die Leistungsaufnahme und somit die Geschwindigkeit zugunsten einer leiseren Kühlung bewusst limitiert. Statt mit aller Gewalt die 1,05 GHz Chiptakt zu halten, hat AMD der Nano ein Power-Limit von 180 Watt einprogrammiert. Die theoretischen 1 GHz liegen daher höchst selten an, in den meisten Spielen drosselt die Karte nach einigen Minuten auf rund 850 bis 900 MHz.

Bedingt durch das strikte Power-Target ist die Nano so flott wie eine Geforce GTX 980 und benötigt ein bisschen mehr Energie. Wie bei den Fiji-Karten üblich ist die Leistung in 4K besonders gut, in niedrigen Auflösungen liegt die Geforce GTX 980 teils vor der Nano. Asus' Geforce GTX 970 Mini, bisher die schnellste ITX-Grafikkarte mit 17 cm Länge, ist AMDs Winzling ergo weit überlegen.

Abschließend stellen wir uns eine Frage: Wen spricht die Nano an? Die Zielgruppe schätzen wir als klein, aber kaufkräftig ein: Spieler, die ein Mini-ITX-System mit höchster Leistung bauen möchten. Denn das einzige echte Argument ist der Formfaktor der Nano. Sie liefert die mit Abstand höchste Leistung in Rechnern, in die keine 30-cm-Karten wie die Geforce GTX 980 passen.

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