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  • Radeon R9 Fury X im PCGH-Test: Die leiseste High-End-Grafikkarte seit fast einer Dekade

    Mit der brandneuen Fiji-GPU, vier GiByte Hochgeschwindigkeitsspeicher "HBM" und einer serienmäßigen Flüssigkeitskühlung ausgestattet, soll die rund 700 Euro teure Radeon R9 Fury X AMD wieder zurück ins High-End-Geschehen der Single-GPU-Grafikkarten bringen und die Technologie- und Leistungskrone an sich reißen. Der PCGH-Test klärt, ob das gelingt, wieviel Strom die Fury X verbraucht und wie laut sie beim Spielen wird.

    05:51
    AMD Radeon R9 Fury X in Aktion: Lautstärketest im schallarmen Raum

    AMD Radeon R9 Fury X im Test: Spezifikation

          

    Mit 8,9 Milliarden Transistoren und einer Fläche von 596 mm² ist der Grafikchip mit dem Codenamen Fiji die bei Weitem komplexeste GPU, die AMD jemals entworfen hat, und stellt in Sachen Transistorzahl auch Nvidias derzeitiges Flaggschiff, den GM200, in den Schatten. Dabei ist Fiji allerdings minimal (ca. 5 mm²) kleiner als der GM200, AMD packt ergo mehr Transistoren auf engerem Raum.

    AMD unterteilt seine Chips mit der aktuellen Graphics Core Next-Architektur traditionell in sogenannte Compute Units (CUs). Von denen enthält jede neben Caches und Register File auch 64 Shader-Rechenwerke (ALUs) sowie eine Textureinheit, die vier Bildpunkte in einem Rutsch mit Pixeltapeten bekleben kann (Quad-TMU). Von diesen CUs integriert der Hersteller satte 64 Stück in die Fiji-GPU, sodass insgesamt 4.096 Shader-ALUs sowie 256 TMUs zu Werke gehen können. Zusammen mit dem dank Flüssigkeitskühlung in unseren Spieletest durchweg anliegenden Turbo-Takt von 1.050 MHz resultiert das in 8,6 TFLOPS Rechenleistung sowie 268,8 GTex/Sek. Texturfüllrate. Beide Werte liegen mit rund 30 respektive 42 Prozent Vorsprung auf dem Papier deutlich über dem, was Nvidia derzeit in Form der GTX Titan X beziehungsweise der GTX 980 Ti auffahren kann.

    AMD Fiji Block DiagramAMD Fiji Block DiagramQuelle: AMDDas Technik-Niveau der dritten GCN-Generation entspricht dabei dem von Tonga (Radeon R9 285/R9 380), erfüllt DirectX 11.2 und genügt laut AMD für DirectX 12 FL12_0 - hier liegt Nvidias Maxwell 2.0 mit FL12_1 nominell vorn. Mit an Bord ist die Framebuffer-Komprimierung, welche bereits in Tonga die effizient nutzbare Transferrate erhöhte. Allerdings wirkt sich die Komprimierung nur auf die zu schreibenden Datenmengen aus, nicht auf den Speicherverbrauch. Hier könnte die Fury X mit ihren 4 Gigabyte in künftigen Spielen Probleme bekommen.

    ModellR9 280XR9 290XR9 390XR9 Fury XGTX Titan XGTX 980 TiGTX 980GTX 970GTX 780 Ti
    CodenameTahiti XTLHawaii XTHawaii XTFiji XTGM200-400GM200-310GM204-400GM204-200GK110-425
    DX-12-Feature-Level11_112_012_012_012_112_112_112_111_0
    Chipgröße (reiner Die)352 mm²438 mm²438 mm²596 mm²601 mm²601 mm²398 mm²398 mm²550 mm²
    Transistoren Grafikchip (Mio.)4.3136.2006.2008.9008.0008.0005.2005.2007.100
    Shader-/SIMD-/Textureinheiten2.048/32/1282.816/44/1762.816/44/1764.096/64/2563.072/24/1922.816/22/1762.048/16/1281.664/13/1042.880/15/240
    Raster-Endstufen (ROPs)326464649696646448
    GPU-Basistakt (Megahertz)950727 (inoffz.)unbekanntunbekannt1.0021.0021.1261.050876
    GPU-Boost-Takt (Megahertz)1.0001.0001.0501.0501.0751.0751.2161.178928
    Rechenleistung SP/DP (Mrd./s)3.891/9735.632/7045.914/7398.602/5386.604/2066.054/1894.981/1563.920/1235.345/223
    Durchsatz Pixel/Texel (Mrd./s)30,4/121,664,0/176,067,2/184,867,2/268,8103,2/206,494,6/189,277,8/155,761,3/122,537,1/222,7
    Takt Grafikspeicher (MHz)3.0002.5003.0001.0003.5063.5063.5063.5063.506
    Speicheranbindung (Bit)3845125124.096384384256224+32**384
    Speicherübertragung (GB/s)288320384512336,6336,6224,4196+28,8**336
    Übliche Speichermenge (MiB)3.0724.0964.0964.09612.2886.1444.0963.584+512**3.072
    PCI-Express-Stromanschlüsseje 1× 6-/8-pol.je 1× 6-/8-pol.je 1× 6-/8-Pol2× 8-poligje 1× 6-/8-pol.je 1× 6-/8-pol.2× 6-polig2× 6-poligje 1× 6-/8-pol.
    Typische Leistungsaufnahme*250 Watt250 Watt275 Watt275 Watt250 Watt250 Watt165 Watt145 Watt250 Watt


    *Angabe bei Standard-Boosttakt, abhängig vom automatischen GPU-Boost fallen die tatsächlichen, theoretischen Durchsatzwerte höher aus. **RAM-Segmentierung; siehe PCGH 04/2015 und hier.

    HBM-KonzeptzeichnungHBM-KonzeptzeichnungQuelle: AMDDer HBM-Grafikspeicher ist AMDs technisches Glanzstück, geht es nach der Eigendarstellung der Firma. Die Fury X ist die erste Karte mit dem besonders breit angebundenen Speichertyp. Anstelle von einem 512 Bit breiten Interface, wie es auf R9 290X oder 390X zum Einsatz kommt, bindet Fiji den Grafikspeicher mit 4.096 parallelen Datenleitungen an. Ja, Sie haben richtig gelesen: Das ist acht Mal so viel wie bisher und erfordert eine gänzlich neue Herangehensweise an die Verbindung zwischen GPU und Grafikspeicher, denn eine solche Menge an Leitungen auf der Grafikkartenplatine unterzubringen, ist schier unmöglich. Gleichzeitig spart HBM unter anderem aufgrund der niedrigeren Taktrate und Spannung reichlich Strom gegenüber GDDR5 und erlaubt dank der hohen Integration auf ein - im Falle von Fiji 5,5 × 5,5 Zentimeter großes - Package für GPU und Speicher besonders kleine Grafikkarten. AMD gab PCGH gegenüber ferner an, dass selbst die Chipfläche des 4.096-Bit-Interfaces etwas kleiner ausfalle als bei Hawaiis 512-Bit-Controllern. Weitere Details zu HBM lieferten wir bereits in der PCGH-Ausgabe 07/2015, daher beschränken wir uns hier auf die wichtigsten Fakten.

    03:32
    AMD Fiji: Die GPU der Radeon R9 Fury X im Video


    HBM ist in sogenannten Stacks, also Stapeln, organisiert und wird auf demselben Package wie die GPU selbst untergebracht. Ein spezieller Silizium-Chip, der Interposer, mit mikroskopisch kleiner Durchkontaktierung (Through-Silicon-Vias, TSVs) sorgt für die 1.024 nötigen elektrischen Verbindungen zwischen GPU und jedem einzelnen HBM-Stack.

    HBM-SpeicherchipHBM-SpeicherchipQuelle: SK-Hynix

    Derzeit befinden sich in den HBM-Stapeln vier einzelne Speicherplättchen à 2 GBit und ein Logik-Chip, ergo fasst ein Stack genau ein Gigabyte Daten. Da AMD sich für eine 4.096 Bit breite Schnittstelle entschieden hat, ist die Fury X pro GPU derzeit auf 4 Gigabyte Speicher beschränkt, der laut Spezifikation mit "niedlichen" 500 MHz läuft und im Double-Data-Rate-Verfahren arbeitet (effektiv 1.000 MHz). Die Transferrate beträgt pro HBM-Stack also genau 128 Gigabyte pro Sekunde, die Fury X kommt damit auf runde 512 GB/s - über 50 Prozent mehr als es derzeit bei Nvidias Geforce GTX 980 Ti oder Titan X gibt. Auch die hauseigene Radeon R9 390X mit ihrem 512 Bit breiten und 3 GHz schnellen GDDR5-Interface wird um 33 Prozent geschlagen. AMD gibt an, dass Fiji so viel Transferrate besitzt, dass selbst eine 25-prozentige Speicherübertaktung nur in zwei bis drei Prozent Mehrleistung resultiere.

    AMD Radeon R9 Fury X im Test: Lautheit und Kühlung

          

    Um sowohl den 596 Quadratmillimeter großen Fiji-Chip als auch den ihn direkt umgebenden Speicher zu kühlen, setzt AMD beim Referenzdesign wie eingangs erwähnt auf eine wartungsfreie, geschlossene Flüssigkeitskühlung. Diese Idee sorgte bereits bei der mit zwei Hawaii-Chips ausgestatteten Radeon R9 295X2 für relativ niedrige Temperaturen und eine geringe Lärmentwicklung. Bei der Fury X kommt zwar nur eine GPU zum Einsatz, durch die kompakte Bauweise der HBM-Karte rutschen die Hitze erzeugenden Bauteile jedoch sehr eng zusammen, die Wärmedichte steigt.

    Die Radeon R9 Fury X hinterlässt in Sachen Lautheit gemischte Gefühle. Auf der einen Seite steht die für eine High-End-Grafikkarte exzellente Lautheit unter anhaltender Volllast, unser Messgerät zeigt zu keiner Zeit mehr als 1,7 Sone an (Messabstand: 50 Zentimeter). Das Problem ist, dass dieser Wert im Leerlauf kaum unterschritten wird, selbst beim Nichtstun erzeugt das Kühlsystem der Fury X eine Lautheit von 1,4 Sone. Schnell stellt sich heraus, dass nicht der hochwertige, am Radiator befestigte Lüfter der Übeltäter ist, sondern die auf der Grafikkarte montierte Pumpe. Sie erzeugt ein konstantes, hochfrequentes Laufgeräusch, das so ähnlich klingt wie das berüchtigte Spulenfiepen. Im Test mit angehaltenem Lüfter und absoluter Stille im Raum beziffert unser Messgerät dieses Geräusch auf 1,3 Sone. Der Lüfter, im Leerlauf nur mit 15 Prozent PWM-Impuls angesteuert und in einer Lüfterdrehzahl von ~950 U/Min. resultierend, ist folglich kaum wahrnehmbar. Unter Volllast erreicht die PWM-Ansteuerung höchstens 24 Prozent (ca. 1.337 U/Min.), egal ob wir 30 Minuten den "Anheizer" Anno 2070 oder das PCGH VGA-Tool laufen lassen.

    Bezüglich des Pumpengeräusches - schauen Sie sich unbedingt unser Begleitvideo an - gibt AMD zu Protokoll, dass ein solches Geräusch normal für Hochgeschwindigkeitspumpen sei, es andererseits nur im offenen Testaufbau prominent wahrnehmbar sei: Sobald das System in einem Gehäuse installiert ist, sei im Normalfall das Lüftergeräusch lauter - nur eben beim leise laufenden Lüfter der Fury X nicht. Das deutlich hörbare Pumpengeräusch beträfe zudem nur eine kleine Charge aus der ersten Produktionsreihe und AMD hätte bereits mit dem Hersteller (Cooler Master) Maßnahmen ergriffen, um weitere Karten ruhiger zu betreiben. In unserem manuellen Test genügt bereits minimaler Druck auf das Kühlergehäuse bei abgeschraubter Frontplatte, um das Geräusch deutlich zu mildern - ein winziges, flaches Stück Schaumstoff könnte in der Produktion bereits ausreichen.

    00:57
    Kühlung der Radeon R9 Fury X und Ashes of the Singularity im Video

    AMD Radeon R9 Fury X im Test: Zweite Test-Karte und Kühlungs-Mod

          

    Zwischen Pumpengehäuse und Frontplatte klafft ein Spalt von ca. 3 MillimeternZwischen Pumpengehäuse und Frontplatte klafft ein Spalt von ca. 3 MillimeternQuelle: PC Games Hardware Update, 26.06.2015: Wir haben inzwischen eine weitere Radeon R9 Fury X erhalten, die bezüglich des Pumpengeräusches dasselbe Verhalten aufweist. Wahrscheinlich ist, das auch sie aus der ersten Produktionscharge stammt. Eine Veränderung der Radiatorposition ergab keine nennenswerten Unterschiede in Sachen Lautheit und selbst bei "unmöglichsten" Varianten war der Betrieb (nach kurzem, ca. 1-2 Sekunden währenden "Ausgluckern" von Luftbläschen in den Ausgleichsbehälter aufgrund der Positionsänderung im laufenden Betrieb und dem damit verbundenen, verstärkten Pumpenrauschen) wieder bei der inzwischen gewohnten Lautstärke.

    Mittels eines einfachen, 1,5er-Inbus-Schlüssels lässt sich die Frontplatte der Karte demontieren, ohne die Kühlung zu beeinträchtigen. AMD gibt sogar an, ein 3D-Modell zum Download bereitstellen zu wollen, mit dessen Hilfe User eigens angefertigte Frontplatten mit personalisiertem Bedruck anfertigen können.

    Wir haben uns das zunutze gemacht und unsere Vermutung auf Faktengehalt überprüft. Zur Erinnerung: bereits leichter Druck auf die Mitte des Pumpengehäuses genügte, um das permanente Laufgeräusch der Pumpe subjektiv zu verringern. Wir haben ein ca. 3 Millmeter dünnes und 1×1 Zentimeter großes Stück Schaumstoff zurechtgeschnitten und beim Verschrauben der Frontplatt einfach mittig auf das Pumpengehäuse gelegt. Das Resultat in unserer schallarmen Kabine war das Absinken des Pumpengeräusches (bei kurzzeitig angehaltenem Lüfter) von 1,3 auf 1,1 Sone. Nicht die Welt, aber immerhin. Aus einem geschlossenen Gehäuse unter dem Schreibtisch dürfte die Pumpe damit nur noch extrem ruhiger Umgebund wahrzunehmen sein.Ein einfaches Stückchen Schaumstoff wirkt bereits Wunder.Ein einfaches Stückchen Schaumstoff wirkt bereits Wunder.Quelle: PC Games Hardware

    Auf die Kühlleistung selbst hatte unsere Modifikation erwartungsgemäß keine Auswirkung.

    AMD Radeon R9 Fury X im Test: Leistungsaufnahme

          

    Radeon R9 Fury X: Nach einer vollen Runde des aktuellen 3DMark inklusive jeweiliger Demos bleiben die Temperaturen von Spannungswandler, Spulen und Kühler deutlich geringer als unter Volllast.Radeon R9 Fury X: Nach einer vollen Runde des aktuellen 3DMark inklusive jeweiliger Demos bleiben die Temperaturen von Spannungswandler, Spulen und Kühler deutlich geringer als unter Volllast.Quelle: PC Games HardwareRadeon R9 Fury X: Dem Cooler Master auf die Innereien geschaut. Unter Volllast (maximal rund 380 Watt nur für die Grafikkarte) werden in der Spitze rund 100 Grad Celsius im Bereich neben der gut gekühlten GPU erreicht, was auch unsere separaten Temperaturmessfühler bestätigen.Radeon R9 Fury X: Dem Cooler Master auf die Innereien geschaut. Unter Volllast (maximal rund 380 Watt nur für die Grafikkarte) werden in der Spitze rund 100 Grad Celsius im Bereich neben der gut gekühlten GPU erreicht, was auch unsere separaten Temperaturmessfühler bestätigen.Quelle: PC Games HardwareDie Leistungsaufnahme der Radeon R9 Fury X ist aus High-End-Perspektive in Ordnung: Mit 21 Watt im Leerlauf - nicht zu verwechseln mit dem noch sparsameren "Zero Core"-Modus bei abgeschaltetem Bildschirm - liegt das AMD-Flaggschiff nur unwesentlich über dem mittleren Verbrauch aktueller GM200-Karten wie der Geforce GTX 980 Ti und Titan X; diese rangieren im Bereich zwischen 15 und 20 Watt.

    Unter Last wird der von AMD angegebene, typische Verbrauch von 275 Watt ebenso überschritten wie die mittlere genannte Kerntemperatur von 50 Grad Celsius. Unser Messprotokoll zeigt schlimmstenfalls eine Leistungsaufnahme von 383 Watt PCGH VGA-Tool bei 65 °C - von diesen Werten ist die Radeon R9 Fury X unter Spielelast jedoch weit entfernt, hier beträgt die maximale Leistungsaufnahme 329 Watt [Update 26.06.: Dieser Wert wurde gemessen mit unserem bewährten Savegame in Risen 3, welches als Ausgangspunkt auch für unsere Fps-Messungen dient. In Anno 2070 beträgt die Leistungsaufnahme geringere 313 Watt, weniger anspruchsvolle Spiele oder Benchmarks kommen teils mit deutlich weniger Strom aus.].

    Powerarme Spiele wie Crysis 3 und Skyrim (von uns im Rahmen des Launch-Reviews nicht gemessen) liegen noch deutlich darunter. Insgesamt steigt die Effizienz gegenüber der Radeon R9 290X deutlich, begünstigt durch die geringe, vom Flüssigkühldesign erzeugten Temperaturen.

    Beachten Sie bitte, dass wir sowohl die Lautheit als auch die Leistungsaufnahme in Anno 2070 und Risen 3 messen – Spiele, die sich in unzähligen PCGH-Tests als die anspruchsvollsten Titel in Sachen Heizpotenzial und Ausfüllung des Powerlimits erwiesen. In Crysis 3, Skyrim, Wolfenstein TNO oder generell mit aktiven Framelimits fallen Verbrauch und Geräuschentwicklung geringer aus als hier.

    LautstärkeR9 Fury XGTX Titan XGTX 980 TiGTX 980GTX 780 TiR9 290X „Uber“
    Leerlauf (Windows-Desktop)1,4 Sone0,3 Sone0,3 Sone0,3 Sone0,6 Sone0,6 Sone
    Anno 2070 (3.840 × 2.160)1,7 Sone4,3 Sone4,5 Sone3,0 Sone4,3 Sone9,6 Sone
    Risen 3 (3.840 × 2.160)1,7 Sone4,3 Sone4,5 Sone2,7 Sone4,6 Sone9,6 Sone
    Leistungsaufnahme      
    Leerlauf (Windows-Desktop)21 Watt18 Watt15 Watt12 Watt16 Watt21 Watt
    Anno 2070 (3.840 × 2.160)313 Watt243 Watt234 Watt163 Watt245 Watt289 Watt
    Risen 3 (3.840 × 2.160)329 Watt245 Watt236 Watt160 Watt248 Watt269 Watt
    Wissenswert: Mehr Informationen zum Thema finden Sie in:
    Radeon Catalyst Treiber Download: Crimson 16.5.3
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Radeon R9 Fury X im PCGH-Test: Die leiseste High-End-Grafikkarte seit fast einer Dekade
Mit der brandneuen Fiji-GPU, vier GiByte Hochgeschwindigkeitsspeicher "HBM" und einer serienmäßigen Flüssigkeitskühlung ausgestattet, soll die rund 700 Euro teure Radeon R9 Fury X AMD wieder zurück ins High-End-Geschehen der Single-GPU-Grafikkarten bringen und die Technologie- und Leistungskrone an sich reißen. Der PCGH-Test klärt, ob das gelingt, wieviel Strom die Fury X verbraucht und wie laut sie beim Spielen wird.
http://www.pcgameshardware.de/AMD-Radeon-Grafikkarte-255597/Tests/Radeon-R9-Fury-X-Test-1162693/
28.06.2015
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2015/06/AMD_Radeon_R9_Fury_X_Explosionsbild-pcgh_b2teaser_169.jpg
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