ATI Radeon HD 4000

Die Radeon-HD-4000-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips der Firma AMD und der Nachfolger der ATI-Radeon-HD-3000-Serie. Alle Grafikprozessoren dieser Serie unterstützen das Shadermodell 4.1 (SM 4.1) nach DirectX 10.1. In dieser Serie wird zum ersten Mal GDDR5-Speicher verwendet.[1]

Inhaltsverzeichnis

Beschreibung

Die offizielle Vorstellung des auf den Grafikkarten HD 4850 und HD 4870 verwendeten Grafikchips RV770 fand am 25. Juni 2008 statt. Aufgrund der frühzeitigen Verfügbarkeit im Handel und dadurch früh erscheinenden Berichten von Käufern zog AMD die Vorstellung der HD 4850 auf den 19. Juni vor, unter der Bedingung, dass nur Leistungsvergleiche angestellt werden, aber keine Details über die Architektur bekannt gegeben werden.

Der RV770-Chip basiert auf der Unified-Shader-Architektur des R600-Chips der Radeon HD 2900 XT. Im Gegensatz zum direkten Vorgänger, dem RV670, erhöhte sich die Anzahl der 5D-Shadereinheiten von 64 auf 160. Obwohl auch die Anzahl der Textureinheiten auf das Zweieinhalbfache stieg (von 16 auf 40), erhöhte sich die Anzahl der Transistoren nur von 666 auf 956 Mio. Transistoren. Im gleichbleibenden 55-nm-Fertigungsprozess vergrößerte sich die Die-Fläche von 193 mm² auf 256 mm². Da der Konkurrenzchip von Nvidia, der GT200, mit 576 mm² deutlich größer ist (bedingt durch die deutlich höhere Transistoranzahl sowie dem älteren 65-nm-Fertigungsprozess), kann ATI den RV770 kosteneffizienter herstellen. In Folge dessen konnte ATI die Radeon HD 4870 deutlich günstiger auf dem Markt anbieten als die zunächst etwa gleichschnelle Geforce GTX 260 von Nvidia. Als äußerst erfolgreich erwies sich die Radeon HD 4850 im Marktbereich der Performanceklasse, da sie deutlich leistungsfähiger ist als die in etwa gleichteure Geforce 9800 GT. ATI bewarb ihre neue Grafikkartengeneration auch mit der Stromsparfunktion „PowerPlay 2.0“. Diese geriet aber teilweise massiv in die Kritik, da sie deutlich weniger effizient arbeitete als die Vorgängerversion auf der Radeon HD 3000 Serie. Gerade im Zusammenhang mit dem GDDR5-Speicher auf der Radeon HD 4870 wurde der Stromverbrauch im Leerlauf als zu hoch kritisiert, was auch mit Treiberupdates nicht behoben werden konnte.

Mit zwei RV770-Chips, die mittels Crossfire-Technologie zusammenarbeiten, wurden im August 2008 die Dual-GPU-Karten HD 4870 X2 und die HD 4850 X2 vorgestellt. In 2D-Betrieb hilft die Stromsparfunktion „PowerPlay“ die Leistungsaufnahme in Grenzen zu halten, unter Last bricht die Leistungsaufnahme der HD 4870 X2 jedoch alle bisherigen Negativrekorde, weswegen auch ein starkes Netzteil eine Voraussetzung für diese Karte ist.[2] Mit der Radeon HD 4870 X2 stellte ATI erstmalig seit der X1-Serie wieder die leistungsstärkste Grafikkarte auf dem Markt zur Verfügung, bis Nvidia im Januar 2009 die Geforce GTX 295 vorstellte.

Am 10. September 2008 präsentierte AMD die Radeon-HD-4600er Serie für den den Mainstream-Markt, sowie am 30. September die Radeon-HD-4500er und die Radeon-HD-4300er Serie für den Low-End-Markt. Die Grafikkarten, die auf den RV730- oder RV710-GPUs basieren, zeichnen sich durch eine geringe Verlustleistung insbesondere im Leerlauf aus.[3] Da die Radeon HD 4670 durchaus erfolgreich gegen Nvidias Geforce 9600 GSO agierte, allerdings nicht mit der Geforce 9600 GT konkurrieren konnte, präsentierte ATI am 23. Oktober 2008 die Radeon HD 4830. Dabei handelt es sich um eine Radeon HD 4850 mit reduzierten Taktraten sowie zwei deaktivierten Shaderclustern.

Am 2. April 2009 stellte AMD die Radeon HD 4890 vor, welche auf dem RV790 basiert. Dabei handelt es sich um ein RV770-Derivat, welcher in einem verbesserten 55-nm-Fertigungsprozess hergestellt worden ist, um höhere Taktraten zu erreichen. Dies ermöglicht der Radeon HD 4890 in etwa die Performance der zu diesem Zeitpunkt nicht mehr produzierten Geforce GTX 280 zu erreichen. Nvidia reagierte mit der Präsentation der ungefähr gleich schnellen Geforce GTX 275, welche allerdings architekturbedingt kostenintensiver in der Herstellung ist. Auf eine Dual-GPU-Grafikkarte auf Basis des RV790 verzichtete AMD, da solch eine Karte einen TDP von über 300 Watt hätte (was jenseits der nach dem PCI-Express-Standard erlaubten Leistungsaufnahme läge) und nach AMDs Einschätzung auch „einfach nicht nötig“ sei.[4] Allerdings kündigten kurz darauf einige Grafikkartenhersteller bereits eine solche Karte an, dabei sollen – nicht standardkonform – zwei 8-Pin-Stromanschlüsse eingesetzt werden.[5] Ferner gab AMD an, dass man die Stromverbrauch der Radeon HD 4890 im Vergleich zur 4870 im Leerlauf von 90 auf 60 Watt reduziert habe, dies konnten allerdings von den ersten unabhängigen Testmessungen nicht bestätigt werden.[6]

Am 28. April 2009 stellte AMD die Radeon HD 4770 vor, welche auf dem RV740 basiert und die Radeon HD 4830 ersetzte. Beim RV740-Chip handelt es sich um die erste im 40-nm-Fertigungsprozess hergestellte GPU. Dies ermöglichte AMD, die Karte mit einem guten Preis-Leistungs-Verhältnis auf dem Markt anzubieten[7] und sie erfolgreich gegen die etwa gleich teure, aber langsamere Geforce 9800 GT von Nvidia zu platzieren. Durch den neuen Fertigungsprozess wurden Fortschritte bei der Leistungsaufnahme erzeilt, welche allerdings im Leerlauf unter Windows nicht so groß waren wie erhofft, was auf die Verwendung von GDDR5-Speicher zurückgeführt wird.[8]

Technisches

Grafikprozessoren

Übersicht Grafikchips der ATI Radeon-HD-4000-Serie
Grafikchip Fertigung Einheiten DirectX / OpenGL
Version
Video-
prozessor
Schnitt-
stelle
Prozess
in nm
Transistoren
in Mio.
Die-Fläche
in mm²
ROPs Unified-Shader TAUs TMUs
Stream-
prozessoren
Shader-
Einheiten
Shader-
Cluster
RV710 55 242 72 4 80 16 1 8 8 10.1 / 2.1 UVD 2.0 PCIe 2.0
RV730 55 514 146 8 320 64 4 32 32 10.1 / 2.1 UVD 2.0 PCIe 2.0
RV740 40 826 137 16 640 128 8 32 32 10.1 / 2.1 UVD 2.0 PCIe 2.0
RV770 55 956 256 16 800 160 10 40 40 10.1 / 2.1 UVD 2.0 PCIe 2.0
RV790 55 959 282 16 800 160 10 40 40 10.1 / 2.1 UVD 2.0 PCIe 2.0

Namensgebung

Alle Grafikkarten werden mit „ATI Radeon HD“ und einer zusätzlichen vierstelligen Nummer bezeichnet, die generell mit einer „4“ (für die Serie) beginnt. Die zweite Ziffer teilt die Familie in verschiedene Marktsegmente auf. Die dritte und vierte Ziffer dient einer Unterteilung in die verschiedenen Modelle. Suffixe werden wie in der vorhergehenden Serie nicht genutzt, die Leistungseinordnung innerhalb der Serie bzw. des Marktsegments erfolgt lediglich über die Nummer.

Aufteilung:

  • HD 43x0: Low-End
  • HD 45x0/46x0: Mainstream
  • HD 47x0/48x0: Performance
  • HD 48x0 X2: High-End (Modelle mit zwei GPUs auf einer Karte)

Modelldaten

Übersicht Modelle der ATI Radeon-HD-4000-Serie
Grafikchip Offizieller
Launch
Grafikprozessor (GPU) Grafikspeicher TDP
in Watt
Typ Aktive Einheiten Takt
in MHz
Größe
in MB
Takt
in MHz
Typ Speicher-
interface
ROPs Shader-
Cluster
SPs TMUs
Radeon HD 4350 30. Sep. 2008 RV710 4 1 80 8 600 256 500 DDR2 64 Bit 20
Radeon HD 4550 30. Sep. 2008 RV710 4 1 80 8 600 512 800 DDR3 64 Bit 25
Radeon HD 4650 10. Sep. 2008 RV730 8 4 320 32 600 512 500 DDR2 128 Bit 48
Radeon HD 4670 10. Sep. 2008 RV730 8 4 320 32 750 512 1000 GDDR3 128 Bit 59
1024 900 DDR3
Radeon HD 4770 28. Apr. 2009 RV740 16 8 640 32 750 512 1600 (800) GDDR5 128 Bit 80
Radeon HD 4830 23. Okt. 2008 RV770 16 8 640 32 575 512 900 GDDR3 256 Bit 80
Radeon HD 4850 19. Jun. 2008 RV770 16 10 800 40 625 512
1024
993 GDDR3 256 Bit 114
Radeon HD 4870 19. Jun. 2008 RV770 16 10 800 40 750 512
1024
1800 (900) GDDR5 256 Bit 157
Radeon HD 4890 2. Apr. 2009 RV790 16 10 800 40 850 1024 1950 (975) GDDR5 256 Bit ca. 190
Radeon HD 4850 X2 12. Aug. 2008 R700
(2× RV770)
2× 16 2× 10 2× 800 2× 40 625 2× 1024 993 GDDR3 2× 256 Bit 226
Radeon HD 4870 X2 12. Aug. 2008 R700
(2× RV770)
2× 16 2× 10 2× 800 2× 40 750 2× 1024 1800 (900) GDDR5 2× 256 Bit 286

Hinweise:

  • Die angegeben Taktraten sind die von AMD empfohlenen bzw. festgelegten, beim Speichertakt wird der I/O-Takt angegeben. Allerdings kann der genaue Takt durch verschiedene Taktgeber um einige Megahertz abweichen, des Weiteren liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
  • Mit dem angegebenen Zeitpunkt ist der Termin der öffentlichen Vorstellung angegeben, nicht der Termin der Verfügbarkeit der Modelle.
  • Die TDP-Angaben des Herstellers können von den realen maximalen Leistungsaufnahmen abweichen.

Leistungsdaten

Für die jeweiligen Modelle ergeben sich folgende theoretische Leistungsdaten:

Theoretische Leistungsdaten ATI-Radeon-HD-4000-Serie
Modell Rechenleistung über die
Streamprozessoren in GFlops
Pixelfüllrate des
Grafikprozessors in MPixel/s
Texelfüllrate des
Grafikprozessors in MT/s
Datenübertragungsrate zum
Grafikspeicher in GB/s
Radeon HD 4350 96 2400 4800 8,0
Radeon HD 4550 96 2400 4800 12,8
Radeon HD 4650 384 4800 19200 16,0
Radeon HD 4670 480 6000 24000 32,0
Radeon HD 4770 960 12000 24000 51,2
Radeon HD 4830 736 9200 18400 57,6
Radeon HD 4850 1000 10000 25000 63,6
Radeon HD 4870 1200 12000 30000 115,2
Radeon HD 4890 1360 13600 34000 124,8
Radeon HD 4850 X2 2× 1000 2× 10000 2× 25000 2× 63,6
Radeon HD 4870 X2 2× 1200 2× 12000 2× 30000 2× 115,2

Hinweise:

  • Die angegebenen Leistungswerte für die Rechenleistung über die Streamprozessoren, die Pixelfüllrate, die Texelfüllrate und die Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.
  • Die Rechenleistung über die Streamprozessoren ist nicht direkt mit der Leistung der Nvidia-Geforce-Serie vergleichbar, da diese auf einer anderen Architektur aufbaut, welche anders skaliert.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. AMD: AMD Continues its Technology Leadership Employing GDDR5 to Fuel Next Generation ATI Radeon™ Graphics Solutions, Pressemitteilung, 21. Mai 2008
  2. Computerbase: Test: ATi Radeon HD 4870 X2, Abschnitt „Leistungsaufnahme“, Artikel vom 12. August 2008
  3. Computerbase: Test: ATi Radeon HD 4670, Abschnitt „Leistungsaufnahme“, Artikel vom 10. September 2008
  4. Computerbase: Zu hoher Leistungsbedarf: Keine HD 4890 X2 (Update), Nachricht vom 30. März 2009, aktualisiert am 7. April 2009
  5. Computerbase: ATi-Partner bringen Radeon HD 4890 X2, Nachricht vom 13. April 2009
  6. Computerbase: Test: ATi Radeon HD 4890 vs. Nvidia GeForce GTX 275, Kapitel „Leistungsaufnahme“, Artikel vom 2. April 2009
  7. Computerbase: Test: Test: ATi Radeon HD 4770, Kapitel „Preis-Leistung-Verhältnis“, Artikel vom 28. April 2009
  8. Computerbase: Test: Test: ATi Radeon HD 4770, Kapitel „Leistungsaufnahme“, Artikel vom 28. April 2009

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