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Neue GCN-v4-Architektur

Basierend auf den 5,7 Milliarden Transistoren hat AMD den eigentlichen GCN kräftig umgebaut und fast alle umliegenden Funktionsblöcke wie das Frontend, den Display-Controller, die Encode/Decode-Einheit und das Speicherinterface ebenfalls überarbeitet. Beginnen wir bei Letzterem: Der Polaris 11 bezieht Daten via PCIe 3.0 x16 und schiebt sie in den Videospeicher. Von dort greift der Chip mit 256 Datenleitungen parallel darauf zu. Um Ressourcen zu schonen, hat AMD die bereits vorhandene verlustfreie Farbkompression verbessert.

Polaris 10 (Ellesmere)Polaris 11 (Baffin)
Die-Size232 mm²124 mm²
Transistoren5,7 Milliarden3,0 Milliarden
Shader Engines42
Compute Units3616
ALUs insgesamt2.3041.024
Textur-Einheiten14464
ROP-Cluster84
Raster-Endstufen3216
Speichercontroller8 x 32 Bit2 x 64 Bit
Interface256 Bit GDDR5128 Bit GDDR5
L2-Cache2 MByte1 MByte
Spezifikationen von Polaris 10 und 11
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Packbare Informationen können im 2:1-, 4:1- und 8:1-Verhältnis komprimiert werden, um effektiv die verfügbare Datentransfer-Rate um bis zu +38 Prozent zu steigern. Laut Hersteller wurden die Treiber dafür angepasst, die Farbkompression möglichst oft zu nutzen, da damit auch die Raster-Endstufen (ROPs) besser ausgelastet werden. Um Speicherzugriffe zu vermeiden, hat AMD den für alle Compute Units ansprechbaren L2-Cache ausgehend vom Tonga-Chip der Radeon R9 380(X) von einem auf zwei MByte verdoppelt. Der Puffer soll bei Polaris cleverer genutzt werden, etwa durch gebündelte Anfragen. Das spart Energie und Zeit, verbessert also die Effizienz.

  • Typische Taktrate der RX 480 in einem 1080p-Benchmark (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Der Golem.de-Zauberwürfel (Foto: Nico Ernst)
  • Testszene Ashes of the Singularity (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Call of Duty Black Ops 3 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Doom (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Fallout 4 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Mirror's Edge Catalyst (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene The Division (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene The Witcher 3 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Unreal Tournament (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • AMD Radeon RX 480 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Blockdiagramm des Polaris 10 der RX 480 (Bild: AMD)
  • Das Frontend ist programmierbar. (Bild: AMD)
  • Die Compute Units sollen effizienter arbeiten. (Bild: AMD)
  • Mehr Durchsatz bei Tessellation mit MSAA (Bild: AMD)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Die Kompression wurde verbessert. (Bild: AMD)
  • True Audio Next ist kein DSP mehr. (Bild: AMD)
  • Stattdessen werden Compute Units reserviert. (Bild: AMD)
  • Geringer aufgelöste äußere Viewports sind für VR wichtig. (Bild: AMD)
  • Polaris-Architektur im Überblick (Bild: AMD)
  • Die RX 480 nutzt HDMI 2.0b und DP 1.3/1.4. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Sie unterstützt bis zu 5K bei 60 Hz. (Bild: AMD)
  • Mit HDR ist 4K das Limit. (Bild: AMD)
  • Polaris 10 decodiert u. a. H265 und VP9. (Bild: AMD)
  • Encodieren kann der Chip VP9 allerdings nicht. (Bild: AMD)
  • Ein 2-Pass-Encoding sorgt für mehr Bildqualität. (Bild: AMD)
  • Per VRS sind mehr als 60 Hz möglich. (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Der Kühler ist länger als die Platine (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • RX 480 ohne Kühler (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Polaris-10-Chip (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • 6+1 VRM-Design (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Ein einzelner 6-Pol-Anschluss (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der Kühler der RX 480 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die VRMs haben eigene Lamellen (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der GPU-Kühlblock ist winzig (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • AMD verspricht eine hohe Effizienz, vergleicht aber Mobile-Modelle. (Bild: AMD)
  • Testbau zum Messen der Leistungsaufnahme (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Der neue Wattman (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Hialgo hat interessante Algorithmen im Angebot. (Bild: AMD)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
Das Frontend ist programmierbar. (Bild: AMD)

Im Frontend arbeitet wie gehabt ein Command-Prozessor, der von vier Asynchronous Compute Engines (ACE) und zwei Hardware-Schedulern (HWS) unterstützt wird. Die sind wichtig für Async Compute und die Quick Response Queue, die für den Timewarp in Virtual Reality sinnvoll ist, und können nachträglich per Microcode-Update aktualisiert werden. Die HSW steuern die Compute Units an und sind in der Lage, Shader-Blöcke für bestimmte Aufgaben zu reservieren. AMD nutzt das für True Audio Next, denn der dedizierte DSP für Raumklang ist aus dem Chip geflogen. Stattdessen werden per Compute Unit Reservation beispielsweise acht Blöcke per LiquidVR-API angesprochen.

Eine weitere Neuerung von Polaris ist das Variable Rate Shading, was Viewports mit unterschiedlichen Auflösungen rendern kann. Die Idee gleicht Nvidias Multi Res Shading und eignet sich für Virtual Reality, insbesondere mit Eye Tracking. In den Shader Engines hat AMD die Geometrie-Einheit überarbeitet: Der Primitive Discard Accelerator verwirft später im Bild nicht zu sehende, extrem kleine Polygone, bevor die Compute Units ihre Arbeit beginnen. Das ist relevant für Tessellation, vor allem in Kombination mit Multisample-Kantenglättung.

  • Typische Taktrate der RX 480 in einem 1080p-Benchmark (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Der Golem.de-Zauberwürfel (Foto: Nico Ernst)
  • Testszene Ashes of the Singularity (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Call of Duty Black Ops 3 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Doom (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Fallout 4 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Mirror's Edge Catalyst (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene The Division (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene The Witcher 3 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Unreal Tournament (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • AMD Radeon RX 480 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Blockdiagramm des Polaris 10 der RX 480 (Bild: AMD)
  • Das Frontend ist programmierbar. (Bild: AMD)
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  • Mehr Durchsatz bei Tessellation mit MSAA (Bild: AMD)
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  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Die Kompression wurde verbessert. (Bild: AMD)
  • True Audio Next ist kein DSP mehr. (Bild: AMD)
  • Stattdessen werden Compute Units reserviert. (Bild: AMD)
  • Geringer aufgelöste äußere Viewports sind für VR wichtig. (Bild: AMD)
  • Polaris-Architektur im Überblick (Bild: AMD)
  • Die RX 480 nutzt HDMI 2.0b und DP 1.3/1.4. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Sie unterstützt bis zu 5K bei 60 Hz. (Bild: AMD)
  • Mit HDR ist 4K das Limit. (Bild: AMD)
  • Polaris 10 decodiert u. a. H265 und VP9. (Bild: AMD)
  • Encodieren kann der Chip VP9 allerdings nicht. (Bild: AMD)
  • Ein 2-Pass-Encoding sorgt für mehr Bildqualität. (Bild: AMD)
  • Per VRS sind mehr als 60 Hz möglich. (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Der Kühler ist länger als die Platine (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • RX 480 ohne Kühler (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Polaris-10-Chip (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • 6+1 VRM-Design (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Ein einzelner 6-Pol-Anschluss (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der Kühler der RX 480 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die VRMs haben eigene Lamellen (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der GPU-Kühlblock ist winzig (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • AMD verspricht eine hohe Effizienz, vergleicht aber Mobile-Modelle. (Bild: AMD)
  • Testbau zum Messen der Leistungsaufnahme (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
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  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Der neue Wattman (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Hialgo hat interessante Algorithmen im Angebot. (Bild: AMD)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
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Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2

Unsere Tests mit Metro Last Light Redux (kein MSAA), The Witcher 3 (Hairworks mit 8x MSAA) und Unigine Heaven (4x MSAA) bei eingeschalteter Tessellation zeigen, dass die Radeon RX 480 dadurch deutlich weniger einbricht als eine Radeon R9 290X (GCN v2) oder eine Radeon R9 Nano (GCN v3). In Spielen mit niedrigeren Tessellation-Faktoren wie Star Wars Battlefront sind die Unterschiede geringer. Eine generelle Beschleunigung soll ein neuer Cache für kleine instanzierte Geometrie bringen, etwa bei der Vegetation.

Auf Ebene der Compute Units behält AMD den Aufbau von 4x 16 SIMDs und den bisherigen Caches bis auf eine Ausnahme bei: Ein Instruction Prefetch lastet in einigen Fällen die Shader besser aus, da sie nicht auf Daten warten müssen. Der vergrößerte Wave-Instruction-Buffer sorgt für eine zügigere Abarbeitung. Unterm Strich sollen die Shader des GCN v4 verglichen mit GCN v3 um bis zu +15 Prozent schneller pro Takt rechnen. Sie unterstützen außerdem FP16- und Int16-Genauigkeit für beispielsweise TressFX oder Deep Learning. Die Double-Precision-Geschwindigkeit beträgt 1/32 von Single-Precision.

  • Typische Taktrate der RX 480 in einem 1080p-Benchmark (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Der Golem.de-Zauberwürfel (Foto: Nico Ernst)
  • Testszene Ashes of the Singularity (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Call of Duty Black Ops 3 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Doom (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Fallout 4 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Mirror's Edge Catalyst (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene The Division (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene The Witcher 3 (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Testszene Unreal Tournament (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • AMD Radeon RX 480 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Blockdiagramm des Polaris 10 der RX 480 (Bild: AMD)
  • Das Frontend ist programmierbar. (Bild: AMD)
  • Die Compute Units sollen effizienter arbeiten. (Bild: AMD)
  • Mehr Durchsatz bei Tessellation mit MSAA (Bild: AMD)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
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  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Geforce 368.39, Radeon Software 16.6.2
  • Die Kompression wurde verbessert. (Bild: AMD)
  • True Audio Next ist kein DSP mehr. (Bild: AMD)
  • Stattdessen werden Compute Units reserviert. (Bild: AMD)
  • Geringer aufgelöste äußere Viewports sind für VR wichtig. (Bild: AMD)
  • Polaris-Architektur im Überblick (Bild: AMD)
  • Die RX 480 nutzt HDMI 2.0b und DP 1.3/1.4. (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Sie unterstützt bis zu 5K bei 60 Hz. (Bild: AMD)
  • Mit HDR ist 4K das Limit. (Bild: AMD)
  • Polaris 10 decodiert u. a. H265 und VP9. (Bild: AMD)
  • Encodieren kann der Chip VP9 allerdings nicht. (Bild: AMD)
  • Ein 2-Pass-Encoding sorgt für mehr Bildqualität. (Bild: AMD)
  • Per VRS sind mehr als 60 Hz möglich. (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Der Kühler ist länger als die Platine (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • RX 480 ohne Kühler (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Polaris-10-Chip (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • 6+1 VRM-Design (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Ein einzelner 6-Pol-Anschluss (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der Kühler der RX 480 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Die VRMs haben eigene Lamellen (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Der GPU-Kühlblock ist winzig (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • AMD verspricht eine hohe Effizienz, vergleicht aber Mobile-Modelle. (Bild: AMD)
  • Testbau zum Messen der Leistungsaufnahme (Foto: Martin Wolf/Golem.de)
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2
  • Der neue Wattman (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
  • Hialgo hat interessante Algorithmen im Angebot. (Bild: AMD)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
  • (Screenshot: Sebatian Grüner/Golem.de)
Die Compute Units sollen effizienter arbeiten. (Bild: AMD)

Vom API-Support her hat sich nichts geändert, Polaris unterstützt wie gehabt die Mantle-Schnittstelle und weist das Direct3D Feature Level 12_0 auf. Dafür soll Frame Pacing für Multi-GPU unter D3D12 kommen und gibt neue Display- und Video-Optionen für High Dynamic Range (HDR).

 Radeon RX 480 im Test: Eine bessere Grafikkarte gibt es für den Preis nichtGerüstet für 5K und HDR 
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ElDiablo 13. Jul 2016

Wo biege ich mir die Argumente zurecht? Nur weil ich zwischen zwei Spec-Verletzungen...

Der Held vom... 08. Jul 2016

Die meisten Reviews zu verschiedenen Modellen testen die Leistungsaufnahme über PCIe gar...

PSmith 08. Jul 2016

Lol ... eine Custom GTX 970 (also eine mit Hersteller-OC) ist im Durchschnitt mindestens...

ElDiablo 06. Jul 2016

Warum gibt es dann einen Treiber von AMD mit Fix? Warum garantiert AMD das nicht...

ElDiablo 06. Jul 2016

Ja, denn das Referenzdesign hat nun mal keinen 8-Pin. Pech gehabt. Man sollte schon die...


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