Radeon RX 5700 (XT) seziert: Bildqualität, Effizienz, Compute-Benchmarks, Tessellation

AMDs neuer Navi-Chip in Form der Radeon RX 5700 XT und RX 5700 (PCGH-Test) hat bereits unzählige Messungen im PCGH-Testlabor hinter sich gebracht. Bei einem derart vielseitigen Produkt reicht ein Artikel aber nicht ansatzweise aus, um alle Facetten abzubilden. Aus diesem Grund haben wir, der Tradition folgend, einen Teil der Betrachtungen ausgelagert - in den vorliegenden Artikel, welcher sich Disziplinen abseits der bekannten großen "L" (Leistung, Lautheit, Leistungsaufnahme) widmet. Das ist nur der Anfang, in den kommenden Tagen und Wochen folgen weitere Analysen.

Radeon RX 5700 (XT) mit Navi 10: Anisotrope Filterung

Die Qualität des anisotropen Texturfilters war in den vergangenen Jahren immer wieder Gegenstand hitziger Diskussionen. Kurz nach der Jahrtausendwende eingeführt, um Texturen endlich ohne den Einsatz hochstufigen Supersamplings frisch und knackig darzustellen, stellte man rasch fest, dass gutes AF mit trilinearer Grundfilterung über alle Texturlagen eine rechenintensive Aufgabe ist. In den Jahren danach folgten "Optimierungen" der Filterung, mit anderen Worten: Die Hersteller sparten Rechenzeit, wo es nur ging, mit mehr oder minder gravierenden Auswirkungen. Den Gipfel der Unzumutbarkeit erklomm Nvidia mit der Geforce 6 und 7, hier flimmerte der Standardzustand mit der unpassenden Bezeichnung "Qualität" mehr als deutlich. Mit dem Ende 2006 erschienenen G80, besser bekannt als Geforce 8800 GTX wurde schließlich der Grundstein selbst für heutiges Geforce-AF gelegt. Bei Turing gibt es kaum etwas am AF auszusetzen.

AMD-Grafikkarten boten in den Jahren 2005 und 2006 überlegenes AF an, entwickelten sich jedoch in den Folgejahren teilweise rückwärts - die HD-6000-Reihe fiel zuletzt mit flimmrigen Oberflächen auf. Auch hier wurde mit einem großen Schritt alles gut: Seit Anfang 2012, als der Graphics Core Next mit der Radeon HD 7970 debütierte, liegt AMDs anisotroper Filter auf Augenhöhe mit Nvidia. Die Qualität ist ausdrücklich nicht gleich, aber gleichwertig. Folgende GCN-Iterationen wie Polaris und Vega übernahmen das AF-Niveau von Tahiti. Nun, mit Navi, steht erneut ein Architektur-Umbruch an. Ob RDNA, das Navi-Erbgut, genauso gut filtert wie GCN? Wie bei jedem GPU-Launch zuvor haben wir uns diese wichtige Disziplin natürlich angesehen. Vorweg wissenswert: Auch bei Navi steckt eine Quad-TMU in jeder Compute Unit, Stunts zu Ungunsten der Qualität sind ergo nicht nötig.

Die erleichternde Kurzform: Navi filtert ab Werk gut - genauso gut wie GCN-Chips und vergleichbar mit Maxwell, Pascal und Turing. Nennenswerte Unterschiede zwischen GCN und RDNA können wir nicht ausmachen. Erwähnenswert ist, dass auch Navi bzw. eine Radeon RX 5700 (XT) noch über drei AF-Qualitätsmodi verfügt, welche in der Radeon Software eingestellt werden können: "Leistung", "Standard" und "Qualität". Wir haben uns in mehreren Tests davon überzeugt, dass dieser Schalter nach wie vor funktionsfähig ist - mit der seit Jahren geltenden Ausnahme der Low-Level-APIs; hier filtern AMD-Chips ungeachtet der Einstellung mit "Standard"-AF. Mit ebendiesem führen wir (auch aus diesem Grund) alle Benchmarks durch, wie auch Geforce-Grafikkarten mit dem optisch vergleichbaren "Qualität" getestet werden.

Was gibt es Besseres zur AF-Bewertung als die legendäre Schienenszene aus Half-Life 2? Nichts - von gezielten Worstcases wie dem 3DCenter Filtertester abgesehen. Im Folgenden sehen Sie Navi in Aktion. Die Basislinie erhalten wir durch die Einstellung 1x, also kein AF. Dagegen sieht bereits 16:1 AF mit der Performance/Leistung-Einstellung fantastisch aus. Schaut man genauer hin - siehe den unteren Vergleich - fallen die seit Jahren gleichen Sparmaßnahmen auf. Die Grundfilterung ist nicht mehr trilinear, sondern zeigt Banden, an deren Übergang es zu mehr oder minder subtilem Flimmern in Bewegung kommt. Zwischen Standard- und Performance-AF tut sich relativ wenig; beide flimmern, Performance zu Gunsten der Leistung etwas mehr. Beinahe flimmerfrei und somit bestmöglich ist lediglich die Einstellung "Qualität", hier fließen die Texturdetailstufen (MIP-Maps) weich ineinander über. Fazit: Bezüglich der anisotropen Filterung agiert Navi auf dem bekannten, hohen Niveau.

Navi 10: AF - Bild per Mausklick auswählen

1x AF (1080p upscaled)) 16x L-AF (Performance/Leistung, 1080p upscaled) 16x S-AF (Standard, 1080p upscaled) 16x H-AF (High Quality/Hohe Qualität, 1080p upscal 16x H-AF (High Quality/Hohe Qualität @ UHD)

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Sehen wir uns die besonders kritischen Stellen einmal unter der Lupe an. Die Bilder wurden selbstverständlich verlustfrei komprimiert und ohne Aufwertung resized (nicht resampled). Faustregel: Sehen Sie keine Unterschiede, können Sie ruhig mal auf "Leistung" wechseln und profitieren dadurch von minimal besseren Bildraten. Modernes Temporal-AA glättet die meisten Flimmerartefakte weg, allerdings kein Banding.

Navi 10 AF: Zoom - Bild per Mausklick auswählen

1x AF 16x L-AF (Performance) 16x Standard-AF 16x HQ-AF 16x HQ-AF UHD@FHD (wirkt wie 4x SSAA)

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Radeon RX 5700 XT mit Navi 10 XT: Tessellation

Tessellation erlaubt es, Polygone effizient auf dem Grafkchip in viele kleinere Dreiecke zu zerlegen. Die Alternative wäre, konsequent mit deutlich polygonlastigeren Modellen zu arbeiten, was jedoch primär aus Performance-Gründen (Datenverkehr) vermieden wird. Seit der Einführung von DirectX 11 vor einigen Jahren wurde es wesentlich ruhiger um Tessellation, wenngleich das Feature mittlerweile fest in modernen Engines und somit Spielen etabliert ist. Im Folgenden sehen wir uns an, wie es um die Zerlegungsleistung der Radeon VII bestellt ist. Der Test stammt aus dem DirectX Software Development Kit, wird von PC Games Hardware seit Jahren bei Grafikchipanalysen verwendet und ist bewusst synthetisch: Er legt alleinigen Fokus auf die Tessellationsleistung, wohingegen Spiele durch erweitertes Shading andere Limits erzeugen. Der Vorteil des Sub-D-Tests ist, dass sich der Unterteilungsfaktor von 1 (keine Tessellation) bis 64 (maximale Tessellation) feinkörnig einstellen lässt. Die Ergebnisse:

Seit der 2010 veröffentlichten Fermi-Architektur dominieren Nvidia-GPUs diese Disziplin. Dass AMD der Tessellation keine hohe Bedeutung beimisst, wird von Navi 10 unterstrichen - er macht keine Fortschritte. Vega 20 in Form der Radeon VII liefert die beste Vorstellung ab, doch selbst er unterliegt jeder modernen Geforce GTX/RTX. Die Radeon RX 5700 XT kann sich zumindest bei sehr niedrigen Unterteilungsfaktoren in Szene setzen, hier führt der hohe Takt nahe 2 GHz direkt zu besserer Leistung. Doch Navi 10 XT bricht mit höheren Faktoren stärker ein als Vega 10 XTX und Vega 20. Unter dem Strich (im wahrsten Sinne des Wortes) liegt Navi 10 deutlich hinter seinen beiden Vorgängern und diese wiederum meilenweit hinter Turing.

In Spielen limitiert die Tessellationsleistung selbstverständlich nicht im dargestellten Maße, allerdings kann man anhand der Zahlen davon ausgehen, dass eine Radeon RX 5700 (XT) beim Einsatz bildfüllender, hochstufiger Tessellation Federn gegenüber der Konkurrenz lässt. Die gute Nachricht lautet, dass zumindest 64x Tessellation abseits von Techdemos und ein paar Showcase-Spielen (wie Crysis 2 und Metro 2033) kaum verbreitet ist. Die meisten modernen Titel verwenden Tessellation zwar relativ großflächig, allerdings mit geringen Unterteilungsfaktoren. Wir werden uns in Kürze ansehen, wie sich der Faktor-Begrenzungsregler in der Radeon Software auswirkt.
Quelle: PC Games Hardware Radeon RX 5700 XT Tessellation Performance Test SubD11

Radeon RX 5700 (XT) mit Navi 10: GPU Compute

Compute, die Fähigkeit, den "Grafik"-Chip für allgemeine Berechnungen einzuspannen, ist seit mehr als einer Dekade möglich. Um die Rechenleistung abzurufen, sind verschiedene Schnittstellen verfügbar, wobei die verbreitetsten Nvidias CUDA und der Industriestandard OpenCL sind. Einige Programme unterstützen beides, andere nur eine der Schnittstellen. AMD bietet aus naheliegenden Gründen keinen Support für das proprietäre CUDA, sondern macht sich für OpenCL stark. Dementsprechend gut schneiden Radeon-GPUs in dafür optimierter Software ab. An dieser Stelle werfen wir genaue Blicke auf das Systeminformations-/Analysetool AIDA64. Der dort enthaltene General Purpose Benchmark (GPGPU) untersucht diverse Disziplinen, vom Speicherdurchsatz bis hin zu doppeltgenauen Berechnungen.

Beachten Sie bitte, dass AIDA64 in der aktuellen Version 6.00 noch nicht mit Navi 10 respektive den RX-5700-Geschwistern vertraut ist. Das Tool liest die Compute Units und diverse andere Informationen falsch aus. Der GPGPU-Benchmark funktioniert jedoch schon jetzt tadellos und erlaubt somit Rückschlüsse auf Effizienz der Einheiten. Wissenswert dabei ist, dass der Durchsatz der arithmetisch-logischen Einheiten, der ALUs, hier nach dem Bestfall-Prinzip dargestellt wird. Aufgrund der schieren Anzahl an ALUs sieht Vega entsprechend stark aus; diese Kraft schlägt gewöhnlich nur bei reinen Compute-Tasks wie Rendering durch.

Effizienzabriss

Wie wir in den zahlreichen Spiele-Benchmarks und der Theorie zum Shader-Multiprozessor ausführen, leistet Navi deutlich mehr pro Takt, doch das hilft ihm in diesem Durchsatztest nicht. Der Vergleich mit ähnlich bestückten Turing-GPUs ist jedoch hochinteressant, vor allem da diese mit ähnlichen Taktraten arbeiten. Wer schneidet besser ab, eine RTX 2070 mit 2.304 FP32-ALUs und 448 GByte/s schnellem GDDR6-DRAM oder eine Radeon RX 5700 mit ebenso vielen ALUs und gleicher Brutto-Transferrate zum Speicher? Basierend auf Erfahrungen mit Polaris und Vega lautet die spontane Antwort Nvidia - doch Zeiten ändern sich. Zumindest teilweise.

Werfen wir zunächst einen Blick auf "Memory Copy", den Test der Speichertransferrate (Read & Write testen den PCI-Express-Durchsatz). In einer perfekten Welt schlügen besagte 448 GByte/s linear durch, in der Praxis ist dies trotz diverser Effizienzkniffe jedoch kaum zu erreichen. Turing-Grafikkarten punkteten in den vergangenen Analysen dieser Art mit einem guten Verhältnis aus Brutto und Netto. So erreichen die getesteten Founders-Editionen der RTX 2070 und RTX 2080 beide rund 365 GByte/s, was einer Effizienz von 77 Prozent entspricht. Eine Radeon RX Vega 56 erzielt rund 74 Prozent Effizienz (~325 von ~410 GByte/s), eine Radeon RX 590 nur 61 Prozent (~184 von ~256 GByte/s).

Sowohl die Radeon RX 5700 als auch die RX 5700 XT, beide mit dem gleichen Speichersubsystem ausgestattet, schleusen satte 388 GByte/s durch - das ist der mit Abstand beste Wert und unterstreicht AMDs Aussagen, wonach unter anderem die Farbkompression durchweg funktioniert und somit die Bandbreitennutzung optimiert. Unter dem Strich steht eine Effizienz von über 84 Prozent. Selbstverständlich ist das nur ein einziger Test und keineswegs allgemeingültig, zeigt jedoch die Verbesserungen innerhalb der RDNA-Architektur in Gestalt von Navi 10.

AIDA64 GPGPU Benchmark - Bild per Mausklick auswählen

Radeon RX 5700 XT Radeon RX 5700 Radeon VII Radeon RX Vega 56 Radeon RX 590 Geforce RTX 2070 Geforce RTX 2080

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Weitere Tests theoretischer und praktischer Natur werden folgen.

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Radeon RX 5700 (XT) seziert: Bildqualität, Effizienz, Compute-Benchmarks, Tessellation Eine neue Grafikkarte ist mehr als Fps, Sone und Watt. In diesem Artikel analysieren wir die Radeon RX 5700 XT abseits ausgetretener Spiele-Pfade. Was leistet Navi 10, AMDs fortschrittlichste GPU, bei Compute-Aufgaben, wie sieht die anisotrope Filterung aus und wie steht es um die Tessellation-Performance? Das und mehr erfahren Sie hier.

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