Neuer Artikel: Aggressives Übertakten und Undervolting der Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT: wie man es macht und ob man es tun sollte

Alles ist mir erlaubt, aber nicht alles ist nützlich.

Neues Testament, Kor. 10:23

Grafikkarten von NVIDIA haben in den letzten Jahren den durchschnittlichen Gamer nicht mit Übertaktungsmöglichkeiten verwöhnt. Bereits auf den 10er-Serie-Platinen sind die Algorithmen zur automatischen Steuerung der GPU-Taktraten so eingestellt, dass der Großteil des Leistungsspielraums im Rahmen des festgelegten TDP und der Kühlmöglichkeiten genutzt wird. Die Turing-Beschleuniger haben im Übrigen die Übertakter endgültig enttäuscht, denn selbst 'extreme' Geräte, die für das Übertakten mit flüssigem Stickstoff ausgelegt sind – wie MSI GeForce RTX 2080 Ti LIGHTNING Z – sind faktisch ohne die Funktion des softwareseitigen Voltage-Modus. Die letzte Bastion, wo Übertaktung immer noch möglich ist, bleiben die AMD-Grafikkarten. Mit 'Radeon'-Modellen auf Polaris- und Vega-Chips kann man nach Herzenslust experimentieren, sogar mit der gegenteiligen Absicht – um die Leistungsaufnahme durch Undervolting zu senken.

Neu Radeon RX 5700 und RX 5700 XT sind ebenfalls bereit für Experimente. Die hohe Energieeffizienz, die durch die RDNA-Architektur und den 7-nm-Fertigungsprozess gewährleistet wird, eröffnet vielversprechende Perspektiven, und die Ausstattung der Referenzgrafikkarten ist keineswegs so schlecht, wie es auf den ersten Blick scheint. Sie verfügen über ein robustes VRM mit großzügigem Stromspielraum, und selbst die überhöhte GPU-Spannung kann positiv betrachtet werden: Es gibt Platz sowohl für Übertaktung als auch für Undervolting. Nur der Kühler ist enttäuschend, aber damit müssen wir bis zur Ankunft der ersten Partnergrafikkarten Mitte August leben. In jedem Fall wird es uns nicht hindern, im Voraus herauszufinden, was die Navi-Chips angesichts der letzten Fortschritte in der Übertakter-Szene leisten können, denn für euch, liebe Leser, sind wir bereit, das Geräusch des Turbinenlüfters bei hohen Drehzahlen zu ertragen.

Die PowerPlay-Software-Tabellen versprechen, dass die Radeon RX 5700 XT Taktraten von bis zu 2,3 GHz erreicht. Tests mit Wasserkühlung, die von unseren ausländischen Kollegen durchgeführt wurden, haben bereits bestätigt, dass, auch wenn es nicht 2,3 GHz sind, 2,2 GHz durchaus ein erreichbares Ergebnis sind. Das Übertakten der Basisversion der Radeon RX 5700 scheint eine gewinnbringende Investition zu sein, denn die Karte arbeitet mit ursprünglich reduzierten GPU-Taktraten. Aber wir wollen nicht so tun, als wären diese Zeilen geschrieben worden, bevor wir unsere eigenen Tests durchgeführt haben. Bei dem bedingt unbegrenzten Übertakten der Navi-Chips stellte sich heraus, dass es viel weniger praktischen Sinn hat, als wir angenommen hatten – zumindest gilt das für das Top-Modell. Dabei geht es nicht nur und nicht so sehr um die Kühlqualität und den Energieverbrauch, über die man beim maximalen Übertakten als letztes nachdenkt.

Aber in anderer Hinsicht haben die Experimente mit den neuen "Radeons" viele Denkanstöße geliefert – sowohl über die Perspektiven neuer GPUs im 7-nm-Prozess als auch über die Probleme, die die Leistung moderner Verbrauchergrafikkarten beider Hersteller bremsen. Letztendlich entstand eine andere Frage: Wie stark kann der Energieverbrauch der Radeon RX 5700 und RX 5700 XT durch Undervolting bei minimalen Leistungsverlusten (und damit auch Temperatur und Geräuschpegel) gesenkt werden? Es stellt sich heraus, dass es viel mehr ist, als anfänglich gedacht.

⇡#Wärmeleitmaterial der Referenzgrafikkarten: Grafitpad anstelle von Wärmeleitpaste

Bevor wir mit dem Übertakten, Undervolting und den anschließenden Leistungsmessungen der Radeon RX 5700 und RX 5700 XT beginnen, lassen Sie uns eine unwesentliche Frage klären. Es ist bekannt, dass seit Radeon VII als Wärmeleitmaterial zwischen GPU und Kühlkörper der Referenzgrafikkarten von AMD ein Grafitpad anstelle der gewohnten Wärmeleitpaste verwendet wird. Um Fotos der Leiterplatten für die ursprüngliche Überprüfung der Beschleuniger zu machen, haben wir das Kühlsystem demontiert, und das Wärmeleitpad hat das nicht überstanden und ist in Stücke gerissen. Warum also nicht überprüfen, wie sich die Arbeitsparameter des Kühlers nach dem Austausch des Wärmeleitmaterials durch die bewährte Paste ARCTIC MX-2 geändert haben?

Die Graphitdichtung, die AMD für Radeon VII und Navi ausgewählt hat, heißt Hitachi TC-HM03 und hat im Vergleich zu Wärmeleitpasten eine extrem hohe Wärmeleitfähigkeit von 40–90 W/(m·K). Zum Vergleich: Die Wärmeleitfähigkeit der ARCTIC MX-2 beträgt nur 5,6 W/(m·K), während die hochwertige Paste Thermal Grizzly Kryonaut 12,5 W/(m·K) erreicht. Unter allen Arten von thermischen Schnittstellen, die zur Ableitung von Wärme von Mikrochips verwendet werden, hat nur flüssiges Metall bessere Eigenschaften – wie zum Beispiel 73 W/(m·K) bei der Legierung Thermal Grizzly Conductonaut. Es gibt jedoch mehrere Gründe, warum Materialien wie Hitachi TC-HM03 die Wärmeleitpasten in Kühlsystemen bisher noch nicht verdrängt haben. Erstens sind sie einfach teuer, und zweitens ist die resultierende Wärmeleitfähigkeit der Schnittstelle umgekehrt proportional zu deren Dicke, die bei der Dichtung offenkundig größer ist als bei der Wärmeleitpaste – vorausgesetzt, der Kühler wird angemessen und gleichmäßig angepresst. Es wird jedoch gesagt, dass gerade die Mängel der Referenzkühler in diesem Punkt AMD veranlasst haben, bei Radeon VII zunächst von Wärmeleitpaste abzusehen, gefolgt von den Beschleunigern mit Navi-Chips.

Wie dem auch sei, in unseren Grafikkarten gibt es bereits keine Graphitdichtung mehr, und das hat folgende Konsequenzen. Die Wärmeleitpaste hatte keinen Einfluss auf das Geräuschniveau und die stabilen Frequenzen unter Last (sie verschoben sich lediglich um 12–37 MHz im Test von Crysis 3), aber die Temperaturen der GPU sanken dennoch – bei dem höheren Modell um 3 °C, während der Chip des 'einfachen' Radeon RX 5700 sogar um ganze 13 °C kühler wurde! Es scheint, dass im Testmuster anfangs nicht alles mit der Montage des Kühlsystems in Ordnung war. In jedem Fall haben wir jetzt bestätigt, dass Hitachi TC-HM03 anstelle der gewohnten Wärmeleitpaste kein Problem darstellt, aber auch kein Wundermittel ist, auf das die Referenz-Radeons nicht verzichten können. Wir mussten nicht einmal den Anpressdruck durch Unterlegscheiben an den Kühler-Schrauben erhöhen, um den Unterschied in der Dicke zwischen der Wärmeleitpaste und der Graphitdichtung auszugleichen. Und es macht auch keinen Sinn, sie zu entfernen, in der Annahme, dass man damit den Grafikprozessor besser übertakten kann – der offen schwache Kühler auf den Referenzplatinen wird das definitiv nicht verbessern.

⇡#Übertaktung von Radeon RX 5700 und RX 5700 XT mit Software-Tabellen PowerPlay

Vor der Beschreibung der Methode, die die Taktraten, die Betriebsspannung und die Reservestromversorgung von Grafikkarten mit Navi-Chips freischaltet, möchten wir eine allgemeine Warnung aussprechen. Jede Übertaktung, insbesondere weit über die Standardwerte hinaus, erfolgt auf Ihr eigenes Risiko, und Sie sind für die Folgen verantwortlich. Niemand garantiert die Sicherheit der Navi-Chips und anderer Komponenten der Grafikkarte unter solchen Bedingungen.

Wenn Sie also bereit sind, die rote Übertaktungstablette zu nehmen, können Sie die von der deutschen Quelle igor’sLAB veröffentlichten Dateien bedenkenlos herunterladen und anwenden – für die Basismodellversion Radeon RX 5700 und für XT. Diese enthalten Windows-Registry-Schlüssel mit den Softwaretabellen von PowerPlay, die die Ausgangswerte der von uns interessierenden Variablen und den Bereich festlegen, in dem ihre Anpassung zulässig ist. Dieses Rezept funktioniert, weil beim Installieren des AMD-Grafikkartentreibers eine Kopie der PowerPlay-Tabelle aus dem BIOS in die Registry eingetragen wird, doch bei jedem folgenden Neustart schaut der Treiber genau in die Registry. So wurden Karten mit Polaris- und Vega-Chips übertaktet. Und Navi – entgegen den Versprechen von AMD, die Hintertür zu schließen – bildete da keine Ausnahme.

Um PowerPlay zu hacken, muss eine der von igor’sLAB vorbereiteten reg-Dateien in die Registry importiert und der Computer neu gestartet werden, es ist jedoch zunächst ratsam, die Registry von allen Einträgen zu befreien, die mit Grafikadaptern zu tun hatten, die jemals im System waren, mithilfe des Programms Display Driver Uninstaller, gefolgt von einer sauberen Installation des Treibers. Andernfalls sollten Sie sicherstellen, dass die reg-Datei auf den entsprechenden Schlüssel der Variable DriverDesc verweist und die Adresse bei Bedarf anpassen. Nach dem Import in die Registry erscheint die Ersatz-PowerPlay-Tabelle innerhalb der 16-Bit-Variable PP_PhmSoftPowerPlayTable, und um die vom Board-Flash vorgegebenen Einstellungen wiederherzustellen, reicht es aus, sie aus der Registry zu löschen – entweder manuell oder mithilfe eines reg-Files.

Die aggressivsten Tabellen für Navi-Chips ermöglichen eine Erhöhung der Taktrate des Radeon RX 5700 XT Grafikprozessors auf 2300 MHz, die Betriebsspannung auf 1,25 V und eine Leistungsreserve von 90 %. Es sei darauf hingewiesen, dass das gesamte Schema, das den Stromverbrauch auf AMD-Grafikkarten registriert, an den Spannungsregler der GPU gebunden ist und den Energieverbrauch anderer Komponenten des Geräts sowie den Wirkungsgrad der Umwandlung nicht berücksichtigt (im Gegensatz zu NVIDIA-Platinen, die den Strom an Shunts in den 12-V-Leitungen messen). Infolgedessen bezieht sich der Schieberegler der verfügbaren Leistung in der WattMan-Software nur auf die GPU: Bei einem Standardlimit von 180 W ermöglichen die Softwaretabellen PowerPlay eine Erweiterung auf 342.

Die Basisversion der Radeon RX 5700 wird ihrerseits auf 2100 MHz Taktrate des Kerns, eine Betriebsspannung von 2,225 V und eine Grafikkartenleistung von 285 W (+ 90 %) begrenzt. In beiden Fällen ist eine Übertaktung der GDDR6-Chips auf 1 GHz zulässig, was einer Bandbreite von 16 Gbit/s pro Buskontakt entspricht. Es ist bedauerlich, dass es noch nicht möglich ist, die Radeon RX 5700 mit der Firmware des höherwertigen Modells zu flashen, um sie unter gleichen Ausgangsbedingungen zu betreiben.

Die Leistungsgrenzen, die der Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT dank der Softwaretabellen PowerPlay zur Verfügung stehen, erscheinen monströs. AMD selbst erlaubt eine Erhöhung des Energiebedarfs der GPUs beider Modelle nur auf 180 bzw. 270 W. Aber seltsamerweise sind die Referenzgrafikkarten durchaus in der Lage, einen so hohen Stromverbrauch zu gewährleisten – zumindest was den Spannungsregler betrifft. Die VRM der Referenzplatinen umfasst 6–7 Leistungsstufen (Power Stages) von ON Semiconductor FDMF3170 mit einem Nennstrom von 70 A pro Stück. Solche leistungsstarken und hochwertigen Komponenten sind bisher nur in der GeForce RTX 2080 Ti und Radeon VII zu finden gewesen. Zum Vergleich: Die Founders Edition-Beschleuniger mit TU106-Chips (GeForce RTX 2060, RTX 2060 SUPER und RTX 2070) kommen mit sechs Leistungsstufen mit je 55 A aus.

Unser Warnhinweis gilt jedoch nach wie vor. Die MOSFETs des Spannungsreglers sind nicht die einzigen Bauteile auf der Platine, die einer erhöhten Belastung ausgesetzt werden. Dies gilt insbesondere für den grafikprozessor Navi 10, der für eine Übertaktung über 2 GHz eine sehr hohe Betriebsspannung benötigt, die den Standards von 7-nm-Chips entspricht.

Um die Taktrate des Radeon RX 5700 XT Kern auf 2160 MHz einzustellen, musste das gesamte Spannungsreservoir genutzt werden, das in den verfügbaren PowerPlay-Tabellen bis zu 1,25 V reicht. Sowohl der Radeon RX 590 als auch der Radeon RX Vega 64 mit Wasserkühlung (und hier sind die Chips, die nach dem 12- und 14-nm-Norm hergestellt wurden, gemeint) sind mit weniger zufrieden. Bei der Basisausführung des Radeon RX 5700 sind wir bereits sicher: Das Übertakten des GPUs erreichte die Grenze von 2100 MHz, aber zur Stabilisierung reicht eine niedrigere Betriebsspannung als bei der XT bei der Standardfrequenz von 2010 MHz — 1,093 V. Bezüglich der Arbeitsparameter ist der Radeon RX 5700, optimiert mit PowerPlay-Softwaretabellen, faktisch die XT mit gleichzeitiger Übertaktung, größerem Leistungsreserve und Undervolting.

Das Übertakten des GDDR6-RAMs auf das Maximum von 1000 MHz war jedoch auf beiden Karten unmöglich. Bei dem höheren Modell, ausgestattet mit Samsung K4Z80325BC-H14 Chips, musste sogar auf einige der Verbesserungen verzichtet werden, die wir in der Hauptbewertung der Neuheiten erzielt hatten, und wir mussten uns mit einer resultierenden Bandbreite von 14,4 Gbit/s zufrieden geben. Der Radeon RX 5700 hingegen ermöglichte es, den Speicher (Micron 9GA77 D9WCW Chips) besser zu übertakten als zuvor — bis zu 14,8 Gbit/s. Es scheint, dass es bei der Montage des Kühlsystems dieser Karte tatsächlich Probleme gab.

Ein entscheidender Faktor für drastische Experimente mit den Navi-Chips ist die verbesserte Kühlung. Zukünftig werden dieses Problem die Partner von AMD lösen, für den Moment haben wir jedoch nur Referenzgrafikkarten zur Verfügung und müssen einfach die Turbine auf maximalen Drehzahlen betreiben — dies ist der einzige Weg, um die Temperatur im heißesten Punkt des Kerns (Junction Temperature), auf die die Automatik der Grafikkarte abzielt, unter 110 °C zu halten, nach denen ein Notfall-Reset der Taktraten erfolgt.

Auch die Betriebsfestigkeit des Referenzkühlers profitiert von einer besseren Luftzirkulation. Im Gegensatz zu den meisten NVIDIA-Beschleunigern überträgt die Radeon RX 5700 (XT) über die API die Temperaturwerte der GDDR6-Sensorkomponenten, die in GPU-Z und Übertaktungs-Utilities beobachtet werden können. Selbst bei Standard-Einstellungen erwärmt sich der Speicher auf 78–82 °C, was bereits eine ziemlich hohe Temperatur darstellt – zumindest für Micron-Chips, die für den Betrieb unter Bedingungen von bis zu 95 °C ausgelegt sind (Spezifikationen von Samsung haben wir nicht öffentlich gefunden). Sorgen um den Spannungsregler müssen nicht gemacht werden. Die Leistungsstufen von FDMF3170 haben einen so bemerkenswerten Wirkungsgrad, dass die Temperatur unter Last 68 °C auf der XT-Platine und 63 °C im „normalen“ Radeon RX 5700 nicht übersteigt – selbst wenn im gesamten Kühlsystem die GPU im Grunde ihr eigenes VRM erwärmt und nicht umgekehrt.

⇡#Undervolting

In der ursprünglichen Bewertung der Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT haben wir bereits festgestellt, dass auf beiden Karten die Grafikprozessoren mit überhöhten Versorgungsspannungen betrieben werden. Anscheinend hat AMD wieder einmal versucht, die Chips um jeden Preis vor dem Verkaufsstart zu übertakten und sich mit einer erhöhten Spannung gegen die unvermeidliche Variabilität in der Siliziumqualität abzusichern. Dabei hatte das Unternehmen noch zu Zeiten der Radeon RX 480 versprochen, überflüssige Spannungen abzusenken, um die Luft nicht unnötig zu erhitzen. Wir besitzen sogar noch Folien aus dem Jahr 2016 mit diesen Deklarationen.

Glücklicherweise kann das, was die Ingenieure von AMD nicht umgesetzt haben, der Käufer der Grafikkarte selbst in die Hand nehmen. In den ersten Versuchen mit dem Undervolting der Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT haben wir darauf geachtet, keinen FPS in Spielen zu verlieren, und bereits dabei erhebliche Einsparungen beim Stromverbrauch erzielt. Doch der Lärm des Referenzkühlungssystems zwingt zu einem aktiveren Vorgehen. Um die goldene Mitte zwischen Leistung und Verbrauch zu finden und Navi zurück auf die optimale Position in der Effizienzkurve zu bringen, müssen die maximalen GPU-Frequenzen zusammen mit der Betriebsspannung nach unten korrigiert werden. Bei der Radeon RX 5700 XT haben wir die Maximalfrequenz des Chips von 2010 auf 1860 gesenkt und die Betriebsspannung von 1,193 auf 0,991 V. Natürlich sind in einem solchen Fall bestimmte Leistungsverluste unvermeidlich, jedoch nicht so gravierend, wie man aufgrund der Spitzenfrequenzen annehmen könnte – das werden wir noch selbst feststellen.

Die Standardparameter der kleineren Version der Radeon RX 5700 liegen bereits nahe der Komfortzone des Navi-Chips, aber eine weitere Optimierung ist nach wie vor möglich. Um die Versorgungsspannung der GPU von 0,979 auf 0,839 V zu senken, reicht es aus, sich auf eine Spitzenfrequenz von 1700 MHz anstelle von 1750 zu beschränken.

⇡#Taktfrequenzen unter Last, Stromverbrauch, Temperatur, Geräuschpegel

Nach vorläufigen Messungen in Crysis 3 und den Arbeitsparametern in aktuellen Spielen haben die Softwaretabellen von PowerPlay ihren Zweck erfüllt. Mit einer durchschnittlichen GPU-Frequenz von 1864 MHz, die die Radeon RX 5700 XT in 12 Testspielen beibehält, sprang der ältere Navi auf bis zu 2100 MHz, während der Wert der Momentanfrequenz 2141 MHz erreicht. Die Delta-Taktfrequenzen liegen je nach spezifischer Anwendung zwischen 153 und 305 MHz und betragen relativ ausgedrückt 8–17 %.

Aber wie zu erwarten war, ist die gesamte Energieeffizienz von Navi bei einem übertakteten Zustand in den Keller gefallen. Der Chip arbeitet praktisch kontinuierlich bei einer offen gesagt alarmierenden Spannung von 1,245 V (so viel Volt war vor sieben Jahren nötig, um die Grafikprozessoren Tahiti, die im 28-nm-Prozess gefertigt wurden, zu übertakten), und die Leistungsaufnahme in Crysis 3 erreichte 325 anstelle von 222 W im Standardmodus. Kein Wunder, dass wir das Referenzdesign auf maximaler Drehzahl gestartet haben: Die GPU-Temperatur fiel am Randfühler sogar von 80 auf 77 °C, während die GDDR6-Chips von 82 auf 78 °C sanken. Aber der Wert der Hotspot-Temperatur (Junction Temperature) stieg dennoch von 92 auf 101 °C – nur noch einen Handgriff entfernt von der Marke von 110 °C, nach der das automatische Throttling beginnt.

Der Geräuschpegel des Kühlsystems, das mit etwa 4500 U/min arbeitet, mag die Ohren eines wahren Übertakters erfreuen, ist jedoch für den Dauerbetrieb völlig inakzeptabel. Der auf Volldampf übertaktete Radeon RX 5700 XT benötigt eindeutig einen stärkeren Kühler – am besten etwas Dreischlitziges mit mehreren Lüftern, am besten eine Wasserkühlung. Glücklicherweise sind Wasserkühler für Referenzplatinen bereits im Verkauf erhältlich.

Hinweis: Die Messung aller Parameter erfolgt nach dem Aufwärmen der GPU und der Stabilisierung der Taktfrequenzen.

Das Basismodell Radeon RX 5700 hat sich dank der Software-Tabellen PowerPlay noch besser übertaktet, und auch insgesamt betrachtet, scheint es überlebensfähiger zu sein. Anstelle der stabilen durchschnittlichen Frequenz von 1683 MHz in den Testspielen erhielten wir 2053, und der Unterschied zwischen den Taktfrequenzen im übertakteten und im Standardbetrieb liegt zwischen 325 und 353 MHz (19–21 %). Die übertaktete RX 5700 taktet höher als das Standardniveau XT, wobei die Betriebsspannung nahezu gleich bleibt - 1,093 V. Der Anstieg der Leistung von 187 auf 250 W - das ist natürlich keine erfreuliche Nachricht, aber wenn man beide Grafikkarten im übertakteten Zustand vergleicht, gewinnt das stärkere Modell nur 72 MHz bei den durchschnittlichen Gaming-Frequenzen, während es bereits 75 W mehr verbraucht. So werden die Megahertz erkauft, wenn der Chip nahe seiner Frequenzgrenze arbeitet. Für Navi 10 beginnt die Zone mit schnell abnehmendem Gewinn bei etwa 2 GHz, und alles, was über 2,1 GHz liegt, hat eher akademisches als praktisches Interesse.

Es sei darauf hingewiesen, dass auch NVIDIA-Grafikkarten beim Übertakten auf einem Niveau von etwas über 2 GHz mit einer Betriebsspannung, die mit der von Radeon RX 5700 vergleichbar ist, ins Stocken geraten, obwohl die Turing-Chips nicht über eine so feine Fotolithografie verfügen wie das 7-Nanometer-Navi. Aber der Anstieg der Transistordichte, den der neue TSMC-Fertigungsprozess ermöglicht hat, bedeutet noch nicht, dass die Betriebsspannung (insbesondere außerhalb typischer Betriebsbedingungen) immer niedriger sein muss.

Hinweis: Die Leistung der Grafikkarten wird separat von der CPU und anderen Komponenten des PCs mit einem Amperemeter JUNTEK VAT-1050 registriert. Um gleichzeitig den Strom zu messen, der durch die Anschlüsse der Zusatzstromversorgung und den Steckplatz des Motherboards fließt, wird die Grafikkarte über einen starren PCI Express x16-Riser angeschlossen, bei dem die Stromleitungen getrennt und auf ein separates Kabel ausgeführt sind.

Eine verstärkte Kühlung bei maximalen Drehzahlen der Turbine ist für den Boost des Radeon RX 5700 nicht so dringend erforderlich wie im Falle des XT und wurde eher zur Absicherung benötigt, um Throttling sicher zu vermeiden. Im Test von Crysis 3 fiel die maximale GPU-Temperatur an dem Randfühler von 81 auf 66 °C, die Junction-Temperatur blieb bei 79–80 °C, während die GDDR6-Chips nicht über 72 °C erhitzten. Aber obwohl man bei dauerhaftem Betrieb des übertakteten Radeon RX 5700 mit dem Referenzkühler nicht unbedingt das Heulen der Turbine bei 4500 U/min ertragen muss, sind einige Anpassungen an der Lüfterkurve trotzdem erforderlich (schließlich verbraucht er 14 % mehr Strom als das XT im Normalbetrieb). Aus Neugier ließen wir Crysis 3 auf dem übertakteten Radeon RX 5700 mit erhöhtem Leistungsreserven ohne Änderungen an der automatischen Kühlung laufen, doch das Ergebnis war nicht positiv: der Grafikprozessor erwärmte sich relativ schnell auf 90 °C am Randfühler und bis zu 107 °C im Hotspot. Die RAM-Chips überschritten die kalkulierten Parameter bei 98 °C, was dazu führte, dass das Betriebssystem ohne Möglichkeit zur Wiederherstellung der Grafiktreiberprozesse einfrohr – wie es typisch bei einem GPU-RAM-Fehler ist.

Durch das Undervolt-Modding kamen beide Grafikkarten mit akzeptablen Verlusten bei den Taktraten aus. Die Grenzfrequenz des Kerns im Radeon RX 5700 XT senkten wir um 200 MHz, aber in nur drei von zwölf getesteten Spielen litten die Durchschnittsfrequenzen stärker als um 100 MHz. Der Unterschied schwankt zwischen –142 und +11 MHz (manchmal führt Undervolt-Modding zu einem automatischen Boost innerhalb des Standard-TDP), während die durchschnittliche Delta 64 MHz (3 % unter Normalniveau) beträgt. Nur die durchschnittliche Spitzenfrequenz fiel sofort um 107 MHz. Dafür konnte der Stromverbrauch der Grafikkarte bei gesenktem Spannungs- und Taktniveau von 219 auf 191 W reduziert werden. Leider hatte dies nur einen geringen Einfluss auf die GPU-Temperatur — der Unterschied beträgt nur 3 °C, und der Lüfter arbeitet nach wie vor relativ laut: auf dem Niveau des Basismodells RX 5700 im Normalbetrieb.

Das Untervolting der Radeon RX 5700 ist unter Last schwieriger zu erkennen als bei der XT. Die durchschnittliche GPU-Frequenz in Spielen sank um 35–61 MHz (3 %), während die maximale um 43 MHz fiel. Aber das Wichtigste ist, dass die Leistungsaufnahme der RX 5700 unter Last in Crysis 3 nicht mehr 187, sondern 157 W beträgt: selbst die GeForce RTX 2060 SUPER verbraucht mehr. Auch mit dem Kühlsystem gibt es jetzt keinerlei Beanstandungen: Die GPU-Temperatur blieb gleich, und das Geräuschlevel ist geringer als bei den niedrigeren Founders Edition-Grafikkarten.

⇡#Leistung nach Übertaktung und Untervolting

Für die Beurteilung der Spielleistung haben wir uns auf Tests bei einer Auflösung von 1440p beschränkt: In diesem Modus stoßen Radeon RX 5700 und RX 5700 XT bereits nicht mehr auf die Leistungsgrenzen des Prozessors, während sie in 4K bei maximalen Grafikeinstellungen oft eine so niedrige Bildrate liefern, dass ein Vergleich der Ergebnisse mit der nötigen Genauigkeit nicht möglich ist. Und wie Sie an den Hinweisen in dem theoretischen Teil des Berichts erkennen konnten, hat das Übertakten der Navi-Chips nicht die Ergebnisse gebracht, die man angesichts der reinen Taktraten erwarten würde.

Radeon RX 5700 XT erzielte trotz eines durchschnittlichen Anstiegs der GPU-Taktfrequenz um 13 % (und einer Leistungsaufnahme von 106 W) nur 5 % zusätzliche FPS. Wenn man die Parameter in einzelnen Spielen analysiert, zeigt sich, dass im Durchschnitt nur 44 % der theoretischen Leistung, die durch das Übertakten erreicht wurde, in den Testresultaten zum Ausdruck kamen. Schlimmer noch, die minimale Bildrate, gemessen an 1 % der Framerate-Verteilung, ist in einigen Spielen sogar gesunken. Offensichtlich lief beim Übertakten von Navi etwas schief, aber was die Taktraten betrifft, sind wir uns sicher - das zeigt sich an der Energieaufnahme. Der Hauptgrund, der die ernüchternden Ergebnisse erklären kann, ist der Mangel an Bandbreite des Arbeitsspeichers, da die Leistung des kleineren Modells enger mit den Taktraten korreliert.

Die Radeon RX 5700 erzielte beim Übertakten eine Steigerung der Bildrate um 13 % bei einem durchschnittlichen Anstieg der Taktraten um 21 % – bereits 63 % der zusätzlichen Rechenleistung haben die Benchmarks erreicht. Es ist anzumerken, dass der Micron-Speicher auf der RX 5700 besser übertaktet wurde als die Samsung-Chips auf der Radeon RX 5700 XT (14,8 gegenüber 14,4 Gbit/s), aber das schlechte Skalieren der FPS beim Übertakten des Top-Modells Navi lässt sich kaum auf den Unterschied von 3 % in der Speicherbandbreite zurückführen. Bei der Radeon VII zum Beispiel steigt die Leistung fast im Verhältnis 1:1 zu den Taktraten des GPU, da die Bandbreite von vier HBM2-Stapeln im Vergleich zu dem 256-Bit-Bus von GDDR6 deutlich höher ist, und sie lassen sich gut übertakten.

Es ist jedoch nicht angebracht, sich über die Radeon RX 5700 XT und die Entwickler von AMD lustig zu machen, nur weil der Grafikkarte die Speicherbandbreite fehlt. Wenn man die Daten der NVIDIA-Beschleuniger der GeForce RTX 20-Serie hernimmt und die theoretische Rechenleistung mit den FPS in Spielen vergleicht, wird schnell deutlich, dass je größer die GPU, desto mehr Gigaflops einfach verloren gehen. Die begrenzte Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers könnte dabei eine wesentliche Rolle gespielt haben, da bei all diesen Modellen auf Basis von TU106 und TU104, mit Ausnahme der GeForce RTX 2060, dieselbe RAM-Konfiguration vorliegt, und der größte Sprung im Verhältnis von theoretischer Leistung zu Spielergebnissen findet genau zwischen der RTX 2060 und der RTX 2060 SUPER statt: Bei der Basisversion gibt es einen 192-Bit-Speicherbus, während die SUPER-Version einen 256-Bit-Bus hat. Und nicht umsonst hat NVIDIA bereits damit begonnen, GDDR6-Chips mit einer Bandbreite von 16 Gbit/s auf den Platinen der GeForce RTX 2080 SUPER einzusetzen.

Die Radeon RX 5700 XT hat mit Sicherheit lediglich das Problem aufgezeigt, mit dem beide Grafikkartenhersteller konfrontiert sind, denn kein NVIDIA-Chip lässt sich ohne Hardwaremodifikationen so stark übertakten (abgesehen von den „exklusiven“ Platinen, für die Firmware und Software nur auf Sonderanforderung bereitgestellt werden). Allerdings liegt ein Teil der Schuld an den Tränen der Overclocker wahrscheinlich auch beim Softwareteam der Radeon Technologies Group. Es gibt auch bei den Standardtaktraten Probleme mit der gleichmäßigen Rendergeschwindigkeit der Frames bei Navi. Außerdem ist RDNA eine völlig neue Grafikarchitektur, und das Treiber-Tuning bis zur Premiere der AMD 5000-Serie, wie es bei diesem Unternehmen üblich ist, wurde nicht rechtzeitig abgeschlossen.

Aber wenn die Leistung von Navi in Spielen nicht gut mit steigenden Taktfrequenzen skalierbar ist, dann gilt das umgekehrt: Man kann die Frequenzen senken, aber die Leistung auf dem gleichen Niveau halten. Infolgedessen haben beide Varianten der Radeon RX 5700 durch Undervolting mit reduzierten Spitzenfrequenzen im Durchschnitt 1–2 % FPS verloren und im schlechtesten Fall nur 5 %. Solche bescheidenen Verluste überwiegen bei weitem die Einsparungen von 28–30 W an Leistungsaufnahme und den verringerten Geräuschpegel.

Quelle: 3dnews.ru