ARTIKEL/TESTS / Sapphire NITRO+ Radeon RX 6800 im Test
GPU-Architektur: RDNA 2

Nachdem AMD im Sommer 2019 die Ära der Graphics Core Next (GCN) Architektur beendet und mit RDNA eine völlig neue Architektur eingeführt hatte, präsentierte das Unternehmen im Herbst 2020 mit RDNA 2 den offiziellen Nachfolger. Die entsprechende Grafikkarten-Familie nennt sich Radeon-RX-6000-Serie, die aus verschiedenen Modellen, basierend auf unterschiedlichen RDNA-2-Ausbaustufen, besteht. In Summe gibt es mittlerweile fünf unterschiedliche Varianten der neusten Radeon-Serie: RX 6900 XT, RX 6800 XT, RX 6800, RX 6700 XT sowie RX 6600 XT.

Die Modelle Radeon RX 6800, Radeon RX 6800 XT und auch die Radeon RX 6900 XT setzen dabei auf die gleiche und vorerst größte RDNA-2-GPU, die namentlich als Navi 21 oder auch als „Big Navi“ bekannt ist. Dieses Derivat wird in einem (gegenüber Navi 10 der RX-5000-Familie) optimierten 7-nm-Fertigungsprozess von TSMC hergestellt und ist mit 519 mm² und satten 26,8 Milliarden Transistoren eine stattliche GPU. Zum Vergleich: Das Ampere-Flaggschiff alias GA102 (z.B. in RTX 3090) basiert auf 28 Milliarden Transistoren. Die kleineren Modelle RX 6700 XT und RX 6600 XT verwenden jeweils abgespeckte Grafikchips namens Navi 22 (6700 XT) sowie Navi 23 (6600 XT).

Die zweite RDNA-Generation bringt verschiedene Neuerungen, aber auch einige alte Bekannte (Bildquelle: AMD).

Die zweite RDNA-Generation bringt verschiedene Neuerungen, aber auch einige alte Bekannte (Bildquelle: AMD).

Mehr Performance und Energieeffizienz sind Key-Features von RDNA 2 und der RX-6000-Familie (Bildquelle: AMD).

Mehr Performance und Energieeffizienz sind Key-Features von RDNA 2 und der RX-6000-Familie (Bildquelle: AMD).

Gemeinsamkeiten mit RDNA (1)

Bei RDNA 2 handelt es sich derweil nicht um eine vollständige Überarbeitung der ursprünglichen RDNA-Architektur, sondern vielmehr um eine verbesserte Version mit leichten Anpassungen. Ganz grob zusammengefasst, bringt die maximale Ausbaustufe (Navi 21) deutlich mehr Ausführungseinheiten, höhere Taktraten, gesteigerte Performance-pro-Watt und auch verschiedene neue Features. Werfen wir einen Blick auf den GPU-Aufbau des Navi 21 und vergleichen diesen mit dem Vorgänger Navi 10, fallen vier statt zwei Shader Engines auf. Die Anzahl der ROPs wurde im Vergleich zur 1. RDNA Generation verdoppelt. Das Speicherinterface bleibt bei 256 Bit, setzt sich nun jedoch aus 16 einzelnen 16-Bit-Controllern zusammen (statt der bisherigen 4 x 64 Bit).

Da die interne Struktur einer Shader Engine im Wesentlichen unverändert blieb, beherbergt sie auch bei RDNA 2 bis zu 20 Compute Units (CUs). Dies gilt jedenfalls für das Flaggschiff Navi 21 XTX, das bei der RX 6900 XT eingesetzt wird und damit auf 80 CUs (4 x 20) bzw. 5.120 FP32-ALUs zurückgreifen kann. Die RX 6800 XT (Navi 21 XT) darf sich über 72 CUs bzw. 4.608 ALUs freuen und bei der RX 6800 (Navi 21 XL) sind es noch 60 CUs bzw. 3.840 ALUs. Radeon RX 6700 XT Grafikkarten arbeiten mit der Navi 22 XT Variante, die mit 40 CUs ausgestattet wurde und somit 2.560 ALUs zu bieten hat. Der Navi 23 XT Chip bildet die Basis der RX 6600 XT und hat 32 CUs bzw. 2.048 ALUs in petto.

Die Compute Units sind effizienter (Bildquelle: AMD).

Die Compute Units sind effizienter (Bildquelle: AMD).

Schnelle Speicherzugriffe per Infinity Cache (Bildquelle: AMD).

Schnelle Speicherzugriffe per Infinity Cache (Bildquelle: AMD).

Boost-Frequenzen von mehr als 2 GHz (Bildquelle: AMD).

Boost-Frequenzen von mehr als 2 GHz (Bildquelle: AMD).

Neuerungen in RDNA 2

Es gibt aber neben die zahlreichen Gemeinsamkeiten auch echte Neuerung in RDNA 2, zu denen AMD unter anderem auch eine Technologie namens „Infinity Cache“ zählt. Dabei handelt es sich um einen schnellen, 128 MB großen Puffer, der zwischen dem GDDR6-Speicher und dem L2-Cache der GPU angesiedelt ist. Über das bereits von Ryzen bekannte Infinity Fabric ist der Cache über 16 64-Bit-Kanäle mit den Recheneinheiten der GPU verbunden und erreicht damit extrem hohe Bandbreiten. Das eigentlich eher moderate 256-Bit-Speicherinterface zum VRAM wird so effektiv schneller, da viele der Anfragen Richtung Grafikspeicher bereits durch den deutlich schnelleren Infinity Cache abgefangen werden.

Deutlich höhere Taktraten gehören auch mit zur Liste der großen Neuerungen. Für die schnellste RX-6000-Version alias RX 6900 XT beträgt die Spielfrequenz 2.015 MHz. Unter der „Spielfrequenz“ versteht AMD die erwartete GPU-Taktung beim Ausführen typischer Gaming-Anwendungen, eingestellt auf die TGP (Total Graphics Power – Gesamtleistung der Grafikkarte). Tatsächliche Taktraten-Ergebnisse von Spielen können abweichen. Den Boosttakt gibt der Hersteller mit satten 2.250 MHz an. Wie auch z.B. bei Nvidia, ist dies die maximale Frequenz, die auf der GPU unter stoßweiser Volllast erreicht werden kann. Die Erreichbarkeit, Häufigkeit und Dauer der Boosttaktung variiert basierend auf mehreren Faktoren, darunter thermale Bedingungen und Workloads.

RDNA 2 bietet eine deutlich gesteigerte Energieeffizienz, die sich aus drei einzelnen Elementen zusammensetzt (Bildquelle: AMD).

RDNA 2 bietet eine deutlich gesteigerte Energieeffizienz, die sich aus drei einzelnen Elementen zusammensetzt (Bildquelle: AMD).

Die Radeon RX 6900 XT als Flaggschiff bietet mit 65 Prozent die größte Performance-pro-Watt-Steigerung (Bildquelle: AMD).

Die Radeon RX 6900 XT als Flaggschiff bietet mit 65 Prozent die größte Performance-pro-Watt-Steigerung (Bildquelle: AMD).

Die enorm gesteigerte Energieeffizienz ist ein weiterer Pluspunkt von RDNA 2. AMD verspricht für die Radeon RX 6800 XT eine um 54 Prozent verbesserte Performance-pro-Watt, bei der Radeon RX 6900 XT sind es sogar satte 65 Prozent. Außerdem beherrscht RDNA 2 nun auch Hardware-Raytracing (DXR) und bringt Features wie DX12 Ultimate, Smart Access Memory (SAM), AV1, neue Videocodecs und HDMI 2.1.

Die neue RDNA 2-Architektur bietet auch zahlreiche neue Features wie Hardware-Raytracing (Bildquelle: AMD).

Die neue RDNA 2-Architektur bietet auch zahlreiche neue Features wie Hardware-Raytracing (Bildquelle: AMD).

Autor: Patrick von Brunn, Stefan Boller
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