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Trotz 14LPP nicht sparsam

AMD lässt beide Polaris-Chips beim Auftragsfertiger Globalfoundries produzieren, der Herstellungsprozess nennt sich 14LPP (Low Power Plus). Dahinter verbirgt sich ein FinFET-Node, bei dem die Metal-Layer (Back End of Line) noch auf 20-nm-Technik basieren und Transistoren (Front End of Line) mit einem feineren 14-nm-Verfahren gefertigt werden. Den Prozess hat Globalfoundries von Samsung lizenziert und er kommt unter anderem auch bei Qualcomms Snapdragon 820 und Samsungs eigenem Exynos 8890 zum Einsatz. Beide sind aber kleine Smartphone-Chips statt große GPUs.

  • 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
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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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  • 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
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  • 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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AMD verspricht eine hohe Effizienz, vergleicht aber Mobile-Modelle. (Bild: AMD)
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Zusätzlich zu den bereits erwähnten Optimierungen des GCN v4 wie einer besseren Kompression, neuen und größeren Caches sowie einer generell besseren Shader-Auslastung hat AMD weitere Funktionen zur Effizienzsteigerung in die zwei Polaris-Chips integriert. Die meisten davon sind vom Kombiprozessor Bristol Ridge bekannt: Eine weniger konservative Auslegung des Alterungsprozesses der Chips kombiniert mit einer Prüfung beim Booten packt bei gleicher Leistungsaufnahme ein paar MHz oben drauf.

Allerhand Sensoren (Adaptive Voltage and Frequency Scaling) prüfen zudem ständig die anliegende Last, um Takt, Spannung, Temperatur und Energieverwaltung zu optimieren. Bei Polaris 10 können die Compute Units nur komplett per Power Gating vom Strom getrennt werden, bei Polaris 11 hat AMD zusätzliche Transistoren aufgewendet. Damit ist es möglich, einzelne Compute Units abzuschalten, was die Effizienz verbessert - wichtig für Notebooks. Im Desktop ist das wenig relevant, weshalb darauf verzichtet wurde.

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  • Testszene Unreal Tournament (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
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  • Encodieren kann der Chip VP9 allerdings nicht. (Bild: AMD)
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Testbau zum Messen der Leistungsaufnahme (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Unter Strich kommt von allen Verbesserungen zumindest bei der Radeon RX 480 nur im Vergleich mit den alles andere als sparsamen Vorgängern etwas an: Gegen Nvidias zwei Jahre alte Maxwell-Modelle sieht der Polaris-Pixelbeschleuniger hier nicht gut aus. Auf das Gesamtsystem bezogen ordnet sich die Leistungsaufnahme der nominellen 150-Watt-Karte zwischen der Geforce GTX 970 (145 Watt) und der Geforce GTX 980 (180 Watt) ein. Anders ausgedrückt: AMDs neue Grafikkarte mit 14-nm-Technik weist eine ähnliche Effizienz auf wie Nvidias 28-nm-Generation, was wir ziemlich enttäuschend finden.

Also haben wir mit Ampere- und Multimeter und Extender nachgemessen: Die Radeon RX 480 benötigt im Leerlauf bei 300/300 MHz rund 15 Watt [Update: ein kommender Treiber soll den Wert auf 10 Watt senken], eine Geforce GTX 970 im Referenzdesign kommt auf 10 Watt. Unter Last ist das Nvidia-Modell hart auf 140 bis 145 Watt limitiert, anders die Radeon. Die erreicht in Spielen in 1080p durchschnittlich zwischen 161 und 170 Watt - mehr als AMD angibt. Das ist zwar schade, wäre aber grundsätzlich kein ernsthaftes Problem.

  • Typische Taktrate der RX 480 in einem 1080p-Benchmark (Screenshot: Marc Sauter/Golem.de)
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  • 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
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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
  • 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
  • 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
  • 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)
Asus Z170-Deluxe, Core i7-6700K, 4 x 4 GByte DDR4-2133, Seasonic 520W Platinum Fanless; Win10 x64, Radeon Software 16.6.2

Unsere Messungen zeigen jedoch, dass das Referenzdesign den PCIe-Slot leicht überbelastet. Spezifiziert sind 5,5 Ampere auf 12 Volt, was 66 Watt ergibt. Die Radeon RX 480 zieht allerdings zwischen 78 und 83 Watt aus dem Steckplatz, statt mehr Ampere über den 6-Pin-Anschluss vom Netzteil zu holen. Bei den allermeisten Mainboards führt die zu hohe Belastung des PCIe-Slots nicht zu einer Einschränkung, da Sicherheitsreserven vorhanden sind.

Im schlimmsten Fall sollen Schutzschaltungen dafür sorgen, dass das Mainboard oder ein eventuell zu schwaches Netzteil abschaltet oder aber es kommt (bei Dauerlast) zu Beschädigungen. Auf unserem Asus Z170-Deluxe samt Seasonics 520W Platinum Fanless lief die Radeon RX 480 problemlos, auch mit dem Z97 Gaming 3 von MSI und gleichem Netzteil gab es keine Auffälligkeiten.

Nachtrag vom 8. Juli 2016, 15:41 Uhr

AMD hat per Treiber die Lastverteilung überarbeitet: Der PEG-Slot wird weniger belastet, dafür der 6-Pol-Anschluss mehr.

 Flotter als Nvidias GTX 970Overclocking mit Wattman 
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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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