Test Radeon HD 5970 (Hemlock): Die schnellste DirectX-11-Grafikkarte der Welt

Mit der Radeon HD 5870 erschufen AMDs Grafikspezialisten nicht nur die schnellste Single-GPU-Karte der Welt, sondern integrierten auch erstmals DX11-Schaltungen in die Hardware. Heute am 18.11. schickt AMD mit der Radeon HD 5970 (finden Sie die günstigste HD 5970 im Preisvergleich) die eigentliche Speerspitze der HD-5000-Serie ins Rennen. Sie folgt der bald zweijährigen Ati-Tradition, mithilfe von zwei Grafikchips auf einer Karte die höchsten Bildraten einer Generation auf die Bildschirme der Enthusiasten zu zaubern.

Im Benchmark-Test der PC Games Hardware tritt die Radeon HD 5970 sowohl gegen Nvidias aktuelles Spitzenmodell Geforce GTX 295 an, muss sich jedoch auch gegen zwei Geforce GTX 285 im SLI-Verbund und natürlich die eigene Schwester Radeon HD 5870 behaupten. Dabei kommen auch zwei neue Benchmarks zum Einsatz: Anno 1404 und Call of Duty: Modern Warfare 2.

Radeon HD 5970: Spezifikation
Das "X2"-Anhängsel ist Geschichte: AMDs neueste Dual-GPU-Grafikkarte bekommt stattdessen - zum Leidwesen der Eindeutigkeit - eine höhere Modellnummer spendiert. Wie alle Grafikchips der "Evergreen"-Familie (HD 5000) beherrscht auch die Radeon HD 5970 Direct X 11 in vollem Umfang. Der größte Unterschied zu den Geschwistern betrifft die Ausführungsgeschwindigkeit aller geforderten Arbeiten: Dank zweier GPUs soll diese schneller denn je vonstatten gehen. An Bord der HD 5970 befinden sich zwei vollwertige Cypress-Grafikprozessoren, wie sie auch auf der HD 5870 (PCGH-Test der HD 5870) zum Einsatz kommen. Zur Einhaltung diverser Parameter wie Leistungsaufnahme und Kühlung arbeiten die Chips auf der HD 5970 jedoch nur mit HD-5850 -Takt: 725/2.000 MHz (GPU/VRAM) liegen hier an. Theoretisch stehen demnach 1.600 Shader-ALUs, 160 Textureinheiten und 64 ROPs zur Verfügung. Da die eingesetzte Multi-GPU-Technologie Crossfire jedoch nicht zu 100 Prozent skaliert (und prinzipbedingt nur selten kann), fällt die Leistung in der Praxis geringer aus.

Die Kommunikation der zwei Chips auf einer Platine erfolgt mithilfe eines neuen Brückenchips der Firma PLX - diesmal sogar mit Ati-Heatspreader. Dieser sitzt wie bei den Vorgängern Radeon HD 4870 X2 und HD 3870 X2 mittig und beherrscht neuerdings den PCI-Express-Standard gemäß Version 2.1. Damit steht den Grafikchips die maximale Bandbreite zur Verfügung. Diese war im Gegensatz zum gleich beschriebenen Problem aber noch nie ein Leistungsdämpfer.

Alle Specs finden Sie in dieser Tabelle:

* Die Einzelwerte addieren sich nicht zwangsläufig im Multi-GPU-Betrieb
** Zusätzliche MUL-Leistung im Regelbetrieb nicht dauerhaft verfügbar
Beim GDDR5-Speicher geben wir die Übertragungsleistung der Write-Clocks an

Beachten Sie bitte, dass die Asus Mars (PCGH-Test) nur exemplarisch mit aufgelistet ist; denn mittlerweile ist die limitierte 1.000-Euro-Grafikkarte nicht mehr zu erwerben. Sie wäre die einzige, welche der Radeon HD 5970 wirklich gefährlich werden kann.

Radeon HD 5970: Mikroruckeln
Von vielen gehofft, bei der Radeon HD 5970 jedoch nicht beseitigt, ist das Phänomen des Mikroruckelns. Hierbei handelt es sich um eine unregelmäßige Ausgabe der einzelnen Bilder (Frames) an den Monitor. Die Ursache hierfür liegt bei der Multi-GPU-Rendermethode AFR. Beim Alternate Frame Rendering arbeitet jeder Grafikchip im Verbund abwechselnd mit den anderen an ganzen Bildern. Aufgrund von unterschiedlichen Workloads einzelner Frames kommt es oft vor, dass mehrere Bilder fast gleichzeitig fertig werden, gefolgt von einer größeren Zeitspanne bis zum nächsten Frame. Die Folge ist eine gefühlt niedrige Framerate, obwohl nominell genug Bilder pro Sekunde vorliegen (siehe auch das große Multi-GPU-Special in der PCGH-Printausgabe 10/2009). Anders formuliert: Auch bei der Radeon HD 5970 ist es eher Regel denn Ausnahme, dass die angezeigte Framerate nicht dem gefühlten Ergebnis entspricht.

Die Ausmaße des Mikroruckel-Phänomens sind vergleichbar mit der eigenen Vorgängerin Radeon HD 4870 X2 und damit zwischen akzeptabel (Crysis Warhead) bis katastrophal unregelmäßig (Call of Duty 5/6).

Mikroruckeln (in Foren auch "Fake Fps" genannt) wird von jedem Menschen anders wahrgenommen. Normalerweise wird das Problem unterhalb von 40 Fps fühlbar; unterhalb von 30 Bildern pro Sekunde ist es sehr deutlich. Hier liegt ein Vorteil der Radeon HD 5970: Dank ihrer üppigen Rechenleistung rangiert sie in üblichen Einstellungen nur selten in diesen Fps-Regionen. Da Ati jedoch mit dem optisch hervorragenden Supersampling-AA wirbt und dieses die Bildrate schnell unter die 30er-Marke drückt, wird das Problem schnell akut.

Radeon HD 5970 im Test: Platine und Kühlung
Mit von uns gemessenen 30,9 Zentimetern gehört die Radeon HD 5970 zu den längsten Grafikkarten überhaupt. Damit reiht sie sich nur knapp hinter den "Brettern" Geforce 7900 GX2 und Voodoo5 6000 (Entstehungsgeschichte der 3dfx-Karte) ein. Wie bezeichnend, dass Ati die Karte (vermutlich mit anderer Intention) "Hemlock" taufte, angelehnt an eine kanadische Tanne, die bis zu 30 Meter hoch wird. Ihre Länge verdankt die Radeon HD 5970 jedoch nicht der Platine, sondern der Kunststoff-Haube des Kühlers - das PCB misst "nur" 29,3 Zentimeter. Diese Maße stellen für sehr viele handelsübliche Gehäuse ein Problem dar. Interessenten der HD 5970 sollten nachmessen und gegebenenfalls handeln: Lassen sich Lüfter und/oder Festplattenkäfige hinter der Grafikkarte entfernen, besteht Hoffnung auf einen Einbau.

Werfen wir einen Blick auf die nackte Platine:

Quelle: PC Games Hardware Radeon HD 5970 Platine
Quelle: PC Games Hardware Radeon HD 5970 PLX Brückenchip Quelle: PC Games Hardware Radeon HD 5970 Spannungsversorgung Wie bei den Vorgängern sitzen die zwei Grafikchips links und rechts auf dem PCB, umringt von jeweils 1 GiByte GDDR5-Grafikspeicher, die Hälfte auf der Vorder-, die andere auf der Rückseite der Platine. Das RAM entstammt wie bei allen anderen HD-5000-Karten der T2C-Selektion von Hynix, welche bis 2.500 MHz spezifiziert ist (0,4 Nanosekunden Zugriffszeit). Auf der Radeon HD 5970 ist der Speicher also deutlich untertaktet.

Interessant ist neben der freien Lötstelle für einen zweiten 8-Pin-Stromanschluss auch das "Loch" bei der Spannungsversorgung rechts von der zweiten GPU: Eine Phase hätte noch Platz. Mit diesen beiden Erweiterungspunkten hält sich AMD wohl künftige OC-Versionen der Karte offen, welche einer stärkeren Stromversorgung bedürfen. A propos Versorgung: Die Controllerchips bezieht AMD wieder von Volterra, bei den eingesetzten Exemplaren handelt es sich erneut um jene des Typs VT1165. Ein AMD-eigenes Overvolting-Tool kann diese bereits ansprechen - ebenso wie die Version 1.4 von MSIs Afterburner.

Der Kühler verfügt über eine optisch schlichte, aber mächtige Vapor-Kammer, welche laut AMD bis zu 400 Watt Abwärme abtransportieren kann. Die nötige Frischluft spendet der schon von den HD-5800-Geschwistern bekannte Radiallüfter mit 0,8 Ampere Stromstärke. Sowohl eine dicke Grund- als auch eine metallene Rückplatte bedecken dabei stets GPU, Speicher, VRMs und den Brückenchip.

Radeon HD 5970 im Test: Leistungsaufnahme und Lautstärke
Mit unserem Messgerät nehmen wir aus 50 Zentimetern Entfernung senkrecht zur Lüfternabe das Laufgeräusch der Grafikkartenkühler auf und ermitteln die Lautheit in Sone. Das restliche System kommt ohne bewegliche Teile aus und besteht aus einem Scythe-Orochi-Kühler, einem AMD Athlon X2 BE-2350 mit 2,1 GHz, einem Asrock A780 FDP mit AMD-780G-Chipsatz, dem Nesteq-X-Zero-Netzteil mit 600 Watt Nennleistung und einer Hama-SSD. Das "Grundrauschen" in unserem schallarmen Testlabor beträgt 0,1 Sone.

Um Ihnen präzise Temperatur- und Leistungsaufnahme-Werte zu liefern, messen wir nicht den Verbrauch des Gesamtsystems, sondern ermitteln aufwendig nur den Konsum der Grafikkarte. Dabei kommen die Messstation Adexelec PEX16IX und das Zangenamperemeter Chauvin Arnoux F09 AC/DC zum Einsatz. Einerseits messen wir die 2D-Werte auf dem Vista-Desktop, andererseits auch die Last-Temperaturen. Hierbei setzen wir auf Race Driver: Grid in 1.920 x 1.200 mit 4x MSAA und 16:1 AF. Das Spiel fordert die Karten gleichmäßiger und stärker als Crysis Warhead und viele andere Spiele. Als absolutes Worst-Case-Szenario ziehen wir zudem den Ozone3D Furmark in der Version 1.6.5 heran. Dieser lastet spätestens mit umbenannter Ausführungsdatei alle Prüflinge zu 100 Prozent aus und treibt das Kühlsystem an den Rand der Leistungsgrenze. Dieser Worst-Case zeigt, mit welchen Werten, was Lüfterlautstärke und Leistungsaufnahme (im Rahmen des gegebenen Testsystems) angeht, Sie im schlimmsten Fall rechnen müssen - praxisnah ist der Furmark jedoch nicht. Der Furmark wird seit dem Catalyst 9.7 jedoch dauerhaft per Catalyst-Treiber gedrosselt, AMDs HD-Radeons arbeiten nicht unter Volllast.

Die Emissionswerte der Radeon HD 5970 sind - für eine Dual-GPU-Grafikkarte - gut. Im Leerlauf bei kaum wahrnehmbaren 1,1 Sone, dreht die Karte unter Spielelast auf bis zu 5,5 Sone auf. Das ist bereits deutlich hörbar. Wird die Karte richtig gefordert, etwa im Furmark oder mit aktivem Supersampling-AA, werden jedoch weit lautere Werte erreicht.

Der Strom-"Verbrauch" der HD 5970 indes kann sich sehen lassen. Im Leerlauf taktet die Karte wie ihre Geschwister herunter und deaktiviert außerdem (laut Aussagen AMDs) die sekundäre GPU. Anscheinend bleiben jedoch Speicher und weitere Bauteile aktiv, denn 45 sind eben doch mehr als rund 28 Watt. Immerhin: Die 74 Watt der Radeon HD 4870 X2 und 59 Watt von Nvidias Geforce GTX 295 werden klar unterboten. Alle Werte im Überblick:

Radeon HD 5970 im Test: Overclocking
Unser Exemplar der Radeon HD 5970 stammt direkt von AMD und spiegelt daher nicht unbedingt das Übertaktungsverhalten von Retail-Grafikkarten wider. Dies sollten Sie bei den folgenden Aussagen beachten. Nichtsdestotrotz gelingt uns mit 50 Prozent Lüfterdrehzahl (fast 10 Sone Lautheit!) der stabile Betrieb bei 820/2.300 MHz. Die Spieleleistung erhöht sich dadurch um etwa zehn Prozent.

Quelle: PC Games Hardware Radeon HD 5970: Unlocked Overdrive für maximalen Taktspielraum
Mutigen Übertaktern bleibt steht noch mehr Leistung die Option offen, via MSIs Afterburner-Tool die GPU-Spannung zu erhöhen. Der Standard bei unserem Modell (und wohl den meisten anderen auch) beträgt 1,05 Volt pro GPU. Der Afterburner erlaubt die Erhöhung auf bis zu 1,3 Volt - wovon wir an dieser Stelle klar abraten, da die Verlustleistung ansonsten weit über 400 Watt hinausgeht und die Komponenten "out of spec" arbeiten.

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Atis Radeon HD 5970 (Codename 'Hemlock') tritt im Test an, um mittels zweier Cypress-GPUs im Crossfire-Betrieb die DirectX-11-Leistungskrone an sich zu reißen. PC Games Hardware macht den Grafikkarten-Performance-Test.

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1. Seite 1 Radeon HD 5970: Die schnellste DirectX-11-Grafikkarte im Test - Einleitung, Specs
2. Seite 2 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Testsystem und Benchmarkauswahl
3. Seite 3 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Crysis Warhead (DirectX 10, 64 Bit)
4. Seite 4 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Far Cry 2 (DirectX 10)
5. Seite 5 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Call of Duty: Modern Warfare 2 (DirectX 9)
6. Seite 6 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Call of Duty: World at War (DirectX 9)
7. Seite 7 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Fallout 3 + HD-Pack (DirectX 9)
8. Seite 8 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Grand Theft Auto 4 (GTA IV)
9. Seite 9 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Race Driver GRID (DirectX 9)
10. Seite 10 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark World of Warcraft: WotLK (DirectX 9)
11. Seite 11 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Benchmark Anno 1404 (DirectX 10)
12. Seite 12 Radeon HD 5970: Die schnellste DX11-Grafikkarte im Test - Fazit