AMD Radeon R9 285 mit Tonga-GPU im Test: Graphics Core Next 1.2, das Effizienzwunder? [Test der Woche]

Tonga, dieser Name geistert seit Monaten durchs Internet. Damit ist nicht etwa der Inselstaat im Südpazifik gemeint, sondern ein nach ihm benannter Grafikchip aus dem Hause AMD. Nachdem Tonga als Profi-Grafikkarte Fire Pro W7100 debütierte, wird nun auch das Gaming-Segment beliefert: Die neue Radeon R9 285 tritt das Erbe der R9 280 an und soll Nvidias Geforce GTX 760 das Leben noch schwerer machen als es die R9 270X und R9 280 bereits tun. PC Games Hardware prüft im Test, was Tonga in Form der Radeon R9 285 gegen die Nvidia-Chips und die hauseigenen Abverkaufsschlager ausrichten kann.

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Schon jetzt ist klar, dass die Radeon R9 285 AMDs neue "Brot und Butter"-Karte darstellt: Bei Tonga handelt es sich um einen Mittelklasse-Grafikchip, vergleichbar mit Nvidias Tausendsassa GK104 (Geforce GTX 680/770/760), welcher dank seiner kompakten Größe und ausgereiften Fertigungsverfahren relativ günstig hergestellt werden kann. Obwohl Tonga mit 359 mm² Kernfläche keineswegs winzig ist - Tahiti ist 365 mm² und GK104 noch 294 mm² groß -, haben wir Grund zur Annahme, dass Tonga mit seiner schlanken Speicherschnittstelle auch geringere Kosten aufseiten der Trägerplatte ermöglicht. Tahiti, ein Ende 2011 veröffentlichter und bis heute als Radeon R9 280X und R9 280 weitergeführter High-End-Chip, eignet sich weder für besonders kompakte Grafikkarten noch ist er günstig zu fertigen oder technisch auf der Höhe der Zeit. AMD tut folglich in mehrfacher Hinsicht gut daran, ihn in die wohlverdiente Rente zu schicken. Doch was steckt wirklich hinter der Radeon R9 285, für die AMD zum Launch immerhin 250 US-Dollar aufruft?

Radeon R9 285 im Test: Tech-Talk

AMD bewirbt die Radeon R9 285 wenig überraschend als optimale Grafikkarte für Spieler, schließlich bringt sie nicht nur Unterstützung für die AMD-Technologien Mantle sowie True Audio mit, sondern nach aktuellem Stand auch DX12-Support. Da die Spezifikation von Direct X 12 noch nicht final ist, ist dieser Punkt zwar wacklig, aber ein gefundenes Fressen für Marketing-Experten. Wir klammern diese Zukunftsmusik zunächst aus und widmen uns den Fakten im Hier und Jetzt.

Tonga beziehungsweise die Radeon R9 285 ist der bislang fortschrittlichste Grafikprozessor aus AMDs Grafiksparte (welche sich übrigens unternehmensintern immer noch Ati nennt), selbst Hawaii (R9 290) muss sich in Details hintenan stellen. AMD spricht von der dritten GCN-Iteration, ergo Graphics Core Next 1.2 - Tahiti und Pitcairn/Curacao entsprechen Version 1.0, Bonaire und Hawaii der Version 1.1. Gegenüber seinen Vorgängern bietet Tonga Detailverbesserungen, ohne jedoch Bahnbrechendes einzuführen. Neben erhöhtem Geometriedurchsatz und verlustfreier Farbkompression, welche der Spieleleistung zugutekommen, hat auch die Videosparte innerhalb des Chips neue Funktionen erhalten: Der UVD (Unified Video Decoder) und die VCE (Video Encoding Engine) arbeiten mit entsprechender Software-Unterstützung nicht nur schneller, sondern zaubern auch schönere Bilder auf den Schirm. So beherrscht der Decoder neuerdings 4K-/H.264-Beschleunigung selbst bei hoher Bildrate (High Profile Level 5.2), während der Encoder nicht nur schneller als zuvor arbeitet, sondern ebenfalls um 4K-Support erweitert wurde. Ein weiteres neues Feature, AMD Fluid Motion Video, verhilft Blu-ray-Filmen zu stotterfreier Wiedergabe. Hierfür ist jedoch eine kompatible Abspielsoftware nötig; AMD spricht von Power DVD 14. Zu guter Letzt handelt es sich bei der Radeon R9 285 laut AMD um die erste Grafikkarte, welche "Project Freesync" unterstützt, das als Adaptive Sync in den Displayport-Standard 1.2a aufgenommen wurde. Dieser Punkt ist pikant, da AMD vor einigen Monaten meldete, dass auch die GCN-1.1-Chips R7 260(X) und R9 290(X) nach einem Treiber-Update dazu in der Lage sind. PC Games Hardware bleibt diesbezüglich natürlich am Ball.

In unseren Benchmark-Tests, die sich natürlich auch außerhalb der Spiele-Welt erstrecken, wird klar: Massive Vorteile kann Tonga gegenüber Tahiti nirgends erringen, außer im reinen Dreiecksdurchsatz, der vom verdoppelten, nun vierfach vorhandenen Front-End profitiert. In Szenarien, wo doppelte Genauigkeit gefragt ist, zieht der ältere Chip deutlich davon, da Tonga als R9 285 nur über 1/16 DP-Rate verfügt. Das hat unser AIDA64-Benchmark bestätigt, doch gehen wir davon aus, dass Tonga als Fire Pro W7100 Double-Precision-Berechnungen mit halber Geschwindigkeit (1:2) berechnen kann. Im Open-CL-Bereich wollte unsere ab Werk übertaktete Testkarte im Gegensatz zu DirectX oder OpenGL nicht auf einen niedrigeren Takt umschwenken, sodass die OpenCL-Werte etwa in Luxmark oder BaseMark CL 1.1 mit dem Werkstakt von 973 MHz entstanden sind - hier haben wir eine gleich getaktete R9 280 genutzt, um Vergleichswerte zu erhalten. Im Luxmark 2.0 konnte sich die ältere R9 280 mit 2.139 gegenüber 1.819 Punkten, also 17,5 Prozent Vorsprung in der Sala-Szene, gegen die R9 285 durchsetzen. Im BaseMark CL betrugt der Vorteil hingegen nur knapp 5 Prozent.

Radeon R9 285 im Test: Tessellation und Color Compression

Quelle: AMD Tonga GCN 1.2 Delta Color Compression Die für Spieler spannendsten Neuerungen sind definitiv das verstärkte Frontend und die sogenannte Delta Color Compression. Ersteres geht effektiv gegen einen Kritikpunkt vor, welchen AMD seit der Radeon HD 5870 mitschleppt: Gegenüber den Nvidia-GPUs hinken die AMD-Chips bei der Geometrie-Erzeugung, wichtig für die Tessellationsleistung und die "Fütterung" der anschließenden Rechenwerke, deutlich zurück. Konnte die Radeon HD 5870 mit ihrem einfachen Frontend lediglich eine geometrische Grundform, ein sogenanntes Primitiv, pro Takt erzeugen, verdoppelte AMD diesen Wert mit dem Dual-Frontend der HD-6900-Reihe. Mit dem Wechsel auf GCN (1.0) in Form von Tahiti (HD 7900) und Pitcairn (HD 7800) hielten zwar weitere Verbesserungen Einzug in die Geometrie-Erzeugung, die Zahl 2 hatte jedoch Bestand - und Nvidia mit Fermi sowie anschließend Kepler enorme Vorteile bei hochstufiger Tessellation. Diesen Engpass ging AMD erst mit Hawaii (R9 290(X)) an: Diese GPU bietet ein vierfach ausgelegtes Frontend und damit auf dem Papier die doppelte Polygonleistung (pro Takt) gegenüber Tahiti & Co. Ebenso Tonga, dieser Chip kann mit seinem maximalen Referenzboost von 918 MHz bis zu 3.672 Millionen Dreiecke pro Sekunde erzeugen und kann damit erstmals einer Mittelklasse-Geforce wie der GTX 760 (2.940 Mio./s) das Wasser reichen. Zum Vergleich: Bereits die fast vier Jahre alte Geforce GTX 580 kommt auf einen Wert von 3.088 Mio./s, die Radeon HD 5870 von Ende 2009 auf lediglich 850 Mio./s.

Quelle: AMD Tonga GCN 1.2 Tessellation Doch auch abseits tessellierter Welten hat das vierfache Frontend positive Auswirkungen, denn immer wieder gibt sich der Dreiecksdurchsatz auf den ersten GCN-Grafikkarten als Flaschenhals zu erkennen. Kann sich eine Radeon HD 7970 oder R9 280 kaum von einer R9 270X mit ihrem deutlich höheren Kerntakt absetzen, limitiert das Frontend. Ist letzteres stärker, stallt die Render-Pipeline nicht schon zum Start und die anschließenden Rechenwerke wie Shader werden besser ausgelastet. Tonga alias Radeon R9 285 sollte folglich in niedrigen Auflösungen die größten Gewinne gegenüber den Vorgängern einfahren, während bei steigender Auflösung wieder die Arithmetikleistung limitiert und die Unterschiede schrumpfen.

Die Delta Color Compression hat es zur Aufgabe, Tongas mit 256 Datenleitungen relativ schlanke Speicherschnittstelle zu entlasten. Verlustfreie Kompression im Stile des Bildformats PNG ist das Stichwort: Der Grafikchip komprimiert Farbinformationen und arbeitet anschließend ganz normal mit ihnen, was laut AMD bis zu 40 Prozent des Datenverkehrs innerhalb der GPU einspart. Weniger Daten bedeuten, dass weniger Stau auf der Datenautobahn (Caches, Speicher) aufkommt, die vorhandene Transferrate effektiver genutzt wird und infolgedessen die Leistung steigt. Belastbare Zahlen liegen uns nicht vor, Wunder sollte man durch diesen Eingriff jedoch nicht erwarten. Die Rohdaten der Radeon R9 285 im Vergleich mit der R9 280, Geforce GTX 760 und weiteren Grafikkarten:

*Angaben mit GPU-Boost-Frequenzen

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Radeon R9 285 mit Tonga-GPU im Test: Die neueste Grafikkarte aus den AMD-Laboren schickt sich an, Nvidias Geforce GTX 760 das Fürchten zu lehren und tritt gleichzeitig das Erbe der beliebten Radeon R9 280 an. PC Games Hardware prüft, ob die dritte Iteration der GCN-Architektur (Graphics Core Next) das Zeug zum Kassenschlager hat.

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1. Seite 1 Radeon R9 285 im Test: Einleitung, Spezifikation und Positionierung
2. Seite 2 Radeon R9 285 im Test: Das neue PCGH-Testsystem 2014/2015
3. Seite 3 Radeon R9 285 im Test: Kühlung, Lautheit, Leistungsaufnahme
4. Seite 4 Radeon R9 285 im Test: Spiele-Benchmarks, Tessellation & Overclocking
5. Seite 5 Radeon R9 285 im Test: Fazit
6. Seite 6 Radeon R9 285 im Test: PCGH-Benchmarkszenen als Videos