ARTIKEL/TESTS / Sapphire Radeon R9 285 ITX Compact OC

Die Radeon R9 290X und R9 290 Grafikchips bilden momentan AMDs Flaggschiffe im Single-GPU-Bereich und setzen auf die Hawaii-GPU. Mit der Radeon R9 285 auf Basis der Tonga-GPU verpasst AMD auch dem Mainstream-Markt eine Frischzellenkur und präsentiert die mittlerweile dritte Generation der GCN-Architektur. Tonga ist mit einer Die-Fläche von 359 mm² zwar nicht größer als als Tahiti (365 mm²), setzt mit ca. 5,0 Mrd. Transistoren aber auf eine höhere Komplexität (Tahiti kommt auf etwa 4,3 Mrd.). 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 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.

Kompaktes Design: Die R9 285 ITX Compact OC von Sapphire.

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 285 aus jeweils 7 CUs, was in Summe 1.792 ALUs ergibt. 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 285 bei einer Maximalfrequenz von 918 MHz, was verglichen mit 933 MHz der R9 280 einer minimalen Reduktion entspricht – die theoretische Rechenleistung beträgt somit 3.290 GFLOPS (SP). Für das Erreichen der spezifizierten 918 MHz gilt es wie schon bei Tahiti bestimmte Temperature- und Power-Targets zu erfüllen. Sapphire hat den Maximaltakt der ITX Compact OC nochmals etwas nach oben korrigiert und auf 928 MHz festgelegt, was einer Steigerung von rund einem Prozent gleichkommt. Ob hierfür die gesonderte Deklaration "OC Edition" gerechtfertigt ist, darf ernsthaft bezweifelt werden.

Seitlich sind die Heatpipes der ITX Compact OC gut zu erkennen.

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 im Referenzdesign mit 2 GB GDDR5-Speicher bestückt wird. Zwar hat AMD die technischen Eckdaten mittlerweile überarbeitet und auf bis zu 4 GB erweitert, doch sind entsprechende Karten noch nicht im Einzelhandel. Der Speichertakt beträgt 2.750 MHz, was auch für den hier im Test befindlichen Sapphire-Sprössling gilt. Als Sonderentwicklung für kleine PCs ist dieses Modell mit einer verkürzten Leiterplatte von nur 171 mm Länge sowie einem effizienten Heatpipe-Kühler mit nur einem Lüfter ausgestattet. Bei der Bauhöhe hat sich nichts geändert und es werden weiterhin zwei Slots benötigt. Wie sich die Karte in Sachen Temperatur- und Geräuschentwicklung schlägt, klären wir ab Seite 15 des Artikels.

Der obligatorische BIOS-Umschalter für ein zweites BIOS ist zwar auf der Karte vorhanden, bietet jedoch keine unterschiedlichen Lüfterprofile, sondern eine alternative UEFI-Version für neuere Mainboards. Dadurch kann beispielsweise der Systemstart bei Verwendung von Windows 8 beschleunigt werden. Die typische Leistungsaufnahme gibt AMD mit 190 Watt an. Entsprechend wird die AMD-Referenzkarte mit zwei 6-Pin-PCIe-Anschlüssen ausgestattet. Sapphire hat sich stattdessen für einen 8-Pin-Anschluss (ebenso für 150 Watt ausgelegt) entschieden und legt dem Lieferumfang einen entsprechenden Adapter bei, damit auch ältere Netzteile nicht zum Hindernis werden.

Am Slot-Bracket hat die Karte einige Anschlüsse zu bieten.

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) und einem HDMI-Port sowie zwei Mini-DisplayPorts (1.2) ist eine Konfiguration mit mehreren Monitoren problemlos möglich. DirectX 11.2 wird von der Tonga-GPU vollständig (volles Feature-Level) unterstützt, ebenso auch TrueAudio. Tonga kommt außerdem mit einem überarbeiteten Unified Video Decoder (UVD 5) sowie einer neuen Video Codec Engine (VCE 3) daher, die allgemein in der Performance zugelegt hat. Das Setup von Multi-GPU-Systemen ist bei Teilen der R9-Serie nun noch einfacher geworden, denn die interne Kommunikation der Karten läuft vollständig über den PCIe-Bus, so dass keine zusätzliche CrossFire-Bridge mehr installiert werden muss. Der CrossFire-Betrieb ohne Brücke (XDMA) wird bei der R9 285 für bis zu zwei Karten unterstützt. Folgend die technischen Eckdaten im Überblick und im Vergleich zur GeForce GTX 960 aus dem Hause Nvidia.

Hersteller	AMD	Nvidia	Nvidia
Produktbezeichnung	Radeon R9 280	Radeon R9 285	GeForce GTX 960
Logo
Grafikchip	Tahiti	Tonga	GM206
Fertigung	28 nm	28 nm	28 nm
Transistoren	ca. 4,3 Mrd.	ca. 5,0 Mrd.	ca. 2,94 Mrd.
Shader-Einheiten	1.792 (1D)	1.792 (1D)	1.024 (1D)
Basis-Frequenz	-	-	1.127 MHz
Boost-Frequenz	933 MHz	918 MHz	1.178 MHz
SP-Rechenleistung	3.344 GFLOPS	3.290 GFLOPS	2.308 GFLOPS (Basis) 2.413 GFLOPS (Boost)
ROPs	32	32	32
TMUs	112	112	64
Pixelfüllrate	29.856 MPixel/s	29.376 MPixel/s	36.064 MPixel/s (Basis) 37.696 MPixel/s (Boost)
Texelfüllrate	104.496 MTexel/s	102.816 MTexel/s	72.128 MPixel/s (Basis) 75.392 MPixel/s (Boost)
Speicher-Frequenz	2.500 MHz	2.750 MHz	3.504 MHz
Speicher-Interface	384 Bit	256 Bit	128 Bit
Speicher-Bandbreite	240.000 MB/s	176.000 MB/s	112.128 MB/s
Speicher-Volumen	3 GB GDDR5	2 GB GDDR5	2 GB GDDR5
DirectX (vollständig)	11.2	11.2	11.2
Multi-GPU	4-Way CrossFireX	2-Way CrossFireX	2-Way SLI
Stromsparmechanismus	√ (ZeroCore)	√ (ZeroCore)	√
Leistungsaufnahme typ.	250 Watt	190 Watt	-
Leistungsaufnahme max.	-	-	120 Watt

Die Rückseite der neuen Radeon R9 285 ITX Compact OC.

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn