Neuer Artikel: Aggressives Overclocking und Undervolting von Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT: So geht's und ist es nötig?

Alles ist mir erlaubt, aber nicht alles ist nützlich

Neues Testament, Kor. 10:23

In den letzten Jahren haben NVIDIA-Grafikkarten den durchschnittlichen Gamer nicht mit Übertaktungsmöglichkeiten verwöhnt. Bereits bei den 10er-Serien-Platinen sind die Algorithmen zur automatischen Steuerung der GPU-Taktraten so eingestellt, dass sie den Großteil des Leistungsspielraums innerhalb des nominalen TDP und der Kühlkapazitäten aufbrauchen. Die Turing-Beschleuniger haben die Übertakter wiederum endgültig enttäuscht, denn selbst die 'extremen' Modelle, die für die Übertaktung unter flüssigem Stickstoff ausgelegt sind — wie die MSI GeForce RTX 2080 Ti LIGHTNING Z — sind faktisch ohne die Funktion eines softwaregestützten Spannungssystems. Die letzte Bastion, in der Übertaktung noch lebt, sind die AMD-Grafikkarten. Mit den Radeon-Modellen auf Polaris- und Vega-Chips kann man sich richtig austoben, sogar mit dem gegenteiligen Ziel — nämlich die Leistungsaufnahme durch Undervolting zu senken.

Neu Radeon RX 5700 und RX 5700 XT sind auch bereit für Experimente. Die hohe Energieeffizienz, die durch die RDNA-Architektur und den 7-nm-Prozess gewährleistet wird, eröffnet verlockende Perspektiven. Auch die Anbindung der Referenzgrafikkarten ist nicht so schlecht, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag. Sie verfügen über ein robustes VRM mit ausreichender Stromreserve, und selbst die erhöhte Spannung des Grafikprozessors kann positiv betrachtet werden: Es gibt Spielraum für Übertaktung und Untervolting. Lediglich der Kühler hat nicht ganz überzeugt, aber damit müssen wir uns bis zur Ankunft der ersten Partnergrafikkarten Mitte August vorerst arrangieren. Auf jeden Fall wird ein schwaches Kühlsystem nicht davon abhalten, im Voraus herauszufinden, was die Navi-Chips angesichts der neuesten Entwicklungen im Bereich Overclocking leisten können. Schließlich sind wir, liebe Leser, bereit, den Lärm eines Turbokühlers bei höheren Drehzahlen zu ertragen.

Die PowerPlay-Software-Tabellen versprechen für die Radeon RX 5700 XT Taktraten von bis zu 2,3 GHz. Tests mit Wasserkühlung, die von unseren internationalen Kollegen durchgeführt wurden, haben bereits bestätigt, dass 2,2 GHz durchaus erreichbar sind, auch wenn 2,3 GHz vielleicht etwas optimistisch erscheinen. Das Übertakten der Basisversion der Radeon RX 5700 erweist sich als nahezu sichere Investition, da die Karte mit ursprünglich niedrigeren GPU-Taktraten arbeitet. Doch lassen Sie uns nicht so tun, als wären diese Zeilen geschrieben worden, bevor wir unsere eigenen Tests durchgeführt haben. Bei der theoretisch unbegrenzten Übertaktung der Navi-Chips stellte sich heraus, dass sie weniger praktischen Nutzen hat, als wir angenommen hatten — zumindest gilt dies für das Spitzenmodell. Dabei geht es nicht nur um die Kühlleistung und den Stromverbrauch, über die man beim maximalen Übertakten erst ganz zuletzt nachdenkt.

Die Experimente mit den neuen Radeon-Grafikkarten haben viele Denkanstöße geliefert – sowohl zu den Perspektiven neuer GPUs im 7-nm-Technologieprozess als auch zu den Herausforderungen, die die Leistungsfähigkeit moderner Verbraucher-Grafikkarten beider Hersteller einschränken. Daraus ergab sich eine neue Frage: Wie stark kann der Stromverbrauch der Radeon RX 5700 und RX 5700 XT durch Undervolting gesenkt werden, ohne signifikante Leistungsverluste zu erleiden (und damit auch ohne Erhöhung von Wärme und Geräuschpegel)? Es stellt sich heraus, dass deutlich mehr möglich ist als zunächst angenommen.

⇡#Wärmeleitpaste bei 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 nebensächliche Frage klären. Bekannt ist, dass ab Radeon VII Als thermische Schnittstelle zwischen GPU und Kühler verwenden die Referenzgrafikkarten von AMD eine Graphit-Pads anstelle der üblichen Wärmeleitpaste. Um Fotos der gedruckten Schaltungen im ursprünglichen Test der Beschleuniger zu machen, haben wir das Kühlsystem demontiert, und das Wärmepad hat das nicht überstanden, es ist in Stücke gerissen. Warum also nicht überprüfen, wie sich die Betriebsparameter des Kühlers nach dem Austausch der thermischen Schnittstelle gegen die bewährte Paste ARCTIC MX-2 verändert haben?

Die Graphitwärmeleitpaste, die von AMD für die Radeon VII und Navi ausgewählt wurde, trägt den Namen Hitachi TC-HM03 und bietet eine außergewöhnlich hohe Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Wärmeleitpasten – 40–90 W/(m·K). Zum Vergleich: Die Wärmeleitfähigkeit der ARCTIC MX-2 beträgt lediglich 5,6 W/(m·K), während die hochwertige Paste Thermal Grizzly Kryonaut 12,5 W/(m·K) erreicht. Unter den verschiedenen Wärmeleitmaterialien, die zur Ableitung von Wärme von Mikroprozessoren eingesetzt werden, hat nur flüssiges Metall bessere Eigenschaften – wie zum Beispiel 73 W/(m·K) beim Thermal Grizzly Conductonaut. Dennoch gibt es einige Gründe, warum Materialien wie Hitachi TC-HM03 Wärmeleitpasten in Kühlsystemen nicht vollständig verdrängt haben. Erstens sind sie einfach teuer, und zweitens ist die resultierende Wärmeleitfähigkeit des Interfaces umgekehrt proportional zur Dicke, die bei der Dichtung offensichtlich größer ist als bei Wärmeleitpaste – vorausgesetzt, der Kühler wird angemessen und gleichmäßig angepresst. Es wird jedoch gesagt, dass genau die Mängel der Referenzkühler in diesem Punkt AMD dazu veranlasst haben, zunächst bei der Radeon VII und später bei den Beschleunigern mit Navi-Chips auf Wärmeleitpaste zu verzichten.

Wie dem auch sei, in unseren Grafikkarten gibt es kein Graphitpad mehr, und das hat folgende Folgen. Die Wärmeleitpaste hatte überhaupt keinen Einfluss auf den Geräuschpegel und die stabilen Frequenzen unter Last (diese verschoben sich lediglich um 12–37 MHz im Crysis 3-Test), jedoch sanken die GPU-Temperaturen dennoch – beim Topmodell um 3 °C, während der Chip des "einfachen" Radeon RX 5700 um ganze 13 °C kühler wurde! Es scheint, als ob im Testmuster ursprünglich nicht alles mit dem Kühlsystem in Ordnung war. So oder so haben wir nun festgestellt, dass Hitachi TC-HM03 anstelle der gewohnten Wärmeleitpaste keine Probleme verursacht, aber auch kein Wundermittel ist, auf das die Referenz-Radeons nicht verzichten können. Wir mussten nicht einmal den Druck durch Scheiben an den Schrauben des Kühlers erhöhen, um den Unterschied in der Dicke zwischen der Wärmeleitpaste und dem Graphitpad auszugleichen. Und erst recht sollte man es nicht entfernen, in der Hoffnung, den Grafikprozessor besser übertakten zu können – der eindeutig schwache Kühler auf den Referenzkarten kann das definitiv nicht beheben.

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

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

Wenn Sie bereit sind, die rote Überwachungstablette zu nehmen, können Sie problemlos die von der deutschen Ressource igor’sLAB veröffentlichten Dateien herunterladen und anwenden — für die Basismodelle Radeon RX 5700 und für XT. Diese enthalten Windows-Registrierungsschlüssel mit Software-Tabellen von PowerPlay, die die Startwerte der für uns interessanten Variablen und den Bereich festlegen, in dem sie reguliert werden dürfen. Dieses Rezept funktioniert, weil beim Installieren des AMD-Grafikkartentreibers eine Kopie der PowerPlay-Tabelle aus ihrem BIOS in die Registrierung geschrieben wird, aber bei jedem Neustart schaut der Treiber genau in die Registrierung. So wurden auch die Platinen mit Polaris- und Vega-Chips übertaktet. Und Navi — entgegen dem, was AMD versprochen hat, die Hintertür zu schließen — bildete hier keine Ausnahme.

Um PowerPlay zu hacken, müssen Sie eine der von igor’sLAB vorbereiteten reg-Dateien in die Registry importieren und den Computer neu starten. Zuvor ist es jedoch ratsam, die Registry von allen Einträgen zu bereinigen, die jemals mit Grafikkarten in Verbindung standen, und zwar mit dem Programm Display Driver Uninstaller, gefolgt von einer sauberen Installation des Treibers. Andernfalls sollten Sie sicherstellen, dass die reg-Datei auf den richtigen Schlüssel über die Variable DriverDesc verweist, und den Pfad bei Bedarf anpassen. Nach dem Import in die Registry wird die PowerPlay-Ersatztabelle innerhalb der 16-Bit-Variable PP_PhmSoftPowerPlayTable angezeigt. Um die durch das Board-Flash festgelegten Einstellungen zurückzusetzen, genügt es, sie aus der Registry zu löschen — entweder manuell oder mit Hilfe von reg-Datei.

Die aggressivsten Tabellen für Navi-Chips ermöglichen eine Erhöhung der Taktrate des Radeon RX 5700 XT-Grafikprozessors auf 2300 MHz, die Versorgungsspannung auf bis zu 1,25 V und eine Leistungsreserve von 90 %. Es ist zu beachten, dass das gesamte Schema, das den Stromverbrauch auf AMD-Grafikkarten registriert, an den GPU-Spannungsregler gebunden ist und den Energieverbrauch der anderen Komponenten des Geräts sowie die Effizienz 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 für die verfügbare Leistung in der WattMan-Software ausschließlich auf den Grafikprozessor: Mit einem Standardlimit von 180 W ermöglichen die PowerPlay-Tabellen, dieses auf 342 zu erweitern.

Die Basisversion des Radeon RX 5700 hingegen ist auf 2100 MHz bei der Kern-Taktrate, 2,225 V Versorgungsspannung und 285 W Grafikprozessorleistung (+ 90 %) begrenzt. In beiden Fällen ist eine Übertaktung der GDDR6-Chips auf bis zu 1 GHz zulässig, was einer Bandbreite von 16 Gbit/s pro Buskontakt entspricht. Schade nur, dass es derzeit keine Möglichkeit gibt, den Radeon RX 5700 mit der Firmware des leistungsstärkeren Modells zu flashen, um sie auf gleiche Ausgangsbedingungen zu bringen.

Die Leistungsgrenzen, die durch die PowerPlay-Softwaretabellen für die Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT verfügbar sind, sind erstaunlich. AMD selbst erlaubt es, den Energiebedarf der GPUs beider Modelle nur auf 180 W bzw. 270 W zu erhöhen. Merkwürdigerweise sind die Referenzgrafikkarten jedoch bestens für einen so hohen Energieverbrauch vorbereitet – zumindest was den Spannungsregler betrifft. Das VRM der Referenzplatinen umfasst 6–7 leistungsstarke ON Semiconductor FDMF3170-Stufen mit einem Nennstrom von 70 A pro Stufe. Solch leistungsstarke und qualitativ hochwertige Komponenten waren bisher nur im GeForce RTX 2080 Ti und der Radeon VII zu finden. Zum Vergleich: Die Founders Edition-Beschleuniger mit TU106-Chips (GeForce RTX 2060, RTX 2060 SUPER und RTX 2070) kommen mit sechs Phasen à 55 A aus.

Unser Hinweis bleibt jedoch weiterhin bestehen. MOSFETs des Spannungsreglers sind nicht die einzigen Komponenten auf der Leiterplatte, die einer höheren Belastung standhalten müssen. Dies gilt insbesondere für den Grafikprozessor Navi 10, für den zum Übertakten über 2 GHz eine sehr hohe Betriebsspannung gemäß den Standards der 7-nm-Fotolithografie erforderlich ist.

Um die Taktrate des Radeon RX 5700 XT-Kerns auf 2160 MHz festzulegen, musste die gesamte Spannungsreserve ausgeschöpft werden, die in den verfügbaren PowerPlay-Tabellen bis zu 1,25 V reicht. Sowohl der Radeon RX 590 als auch der wassergekühlte Radeon RX Vega 64 (und hier sprechen wir von Chips, die im 12- und 14-nm-Prozess gefertigt wurden) kommen mit weniger aus. Bei der Basisversion des Radeon RX 5700 sind wir bereits beruhigt: Die Übertaktung des GPUs erreichte ihr Maximum bei 2100 MHz, aber für die Stabilität reicht eine niedrigere Versorgungsspannung als beim XT mit der Standardfrequenz von 2010 MHz – 1,093 V. In Bezug auf die Arbeitsparameter ist der Radeon RX 5700, verarbeitet mit den PowerPlay-Softwaretabellen, faktisch ein XT mit gleichzeitiger Übertaktung, größerem Leistungsreserve und Undervolting.

Der Übertaktungsversuch des GDDR6-RAMs auf ein Maximum von 1000 MHz war auf beiden Karten nicht möglich. Bei dem leistungsstärkeren Modell mit Samsung K4Z80325BC-H14-Chips musste ich sogar auf die Verbesserungen verzichten, die wir im Haupttestbericht erzielt haben, und mich mit einem Gesamtdurchsatz von 14,4 Gbit/s zufriedengeben. Im Gegensatz dazu erlaubte die Radeon RX 5700 eine bessere Übertaktung des Speichers (Micron 9GA77 D9WCW-Chips) – bis zu 14,8 Gbit/s. Anscheinend gab es tatsächlich einige Probleme mit der Kühlung bei dieser Karte.

Ein entscheidender Faktor für ambitionierte Experimente mit den Navi-Chips ist die verstärkte Kühlung. In Zukunft werden AMD-Partner dieses Problem angehen, aber im Moment haben wir nur Referenzgrafikkarten zur Verfügung. Daher bleibt uns nichts anderes übrig, als die Turbine auf maximalen Drehzahlen laufen zu lassen – das ist der einzige Weg, um die Temperatur im heißesten Punkt des Kerns (Junction Temperature), auf den die Automatik der Grafikkarte ausgerichtet ist, unter 110 °C zu halten, nach denen ein Notabgleich der Taktfrequenzen erfolgt.

Und mehr Luft unter dem Referenzkühler kann dem Arbeitsspeicher nicht schaden. Im Gegensatz zu den meisten NVIDIA-Beschleunigern gibt die Radeon RX 5700 (XT) über die API die Temperaturwerte der GDDR6-Temperatursensoren aus, die in GPU-Z und Übertaktungs-Utilities angezeigt werden können. Selbst bei Standard-Einstellungen erwärmt sich der Speicher auf 78–82 °C, was bereits eine recht hohe Temperatur ist – zumindest für Micron-Chips, die für den Betrieb unter Bedingungen bis zu 95 °C ausgelegt sind (für Samsung-Spezifikationen haben wir keine öffentlich zugänglichen Informationen gefunden). Um sich um den Spannungsregler muss man sich keine Sorgen machen. Die FDMF3170-Leistungsstufen haben eine so bemerkenswerte Effizienz, dass die Temperatur unter Last 68 °C auf der XT-Platine und 63 °C beim „normalen“ Radeon RX 5700 nicht übersteigt – selbst wenn das Kühlsystem der GPU tatsächlich den eigenen VRM kühlt und nicht umgekehrt.

⇡#Undervolting

In der ursprünglichen Übersicht über die Radeon RX 5700 und Radeon RX 5700 XT haben wir bereits festgestellt, dass die Grafikprozessoren auf beiden Karten mit überhöhtem Strom betrieben werden. Anscheinend hat AMD sich erneut entschieden, die Chips um jeden Preis zu übertakten, bevor sie in den Verkauf gehen, und sich mit erhöhtem Spannungsbedarf gegen die unvermeidliche Variabilität der Siliziumqualität abzusichern. Noch zur Zeit der Radeon RX 480 versprach das Unternehmen, überflüssige Spannungen abzubauen, um die Luft nicht umsonst zu erhitzen. Wir haben sogar Folien aus dem Jahr 2016 mit diesen Aussagen erhalten.

Glücklicherweise kann der Käufer einer Grafikkarte selbst das erledigen, was die Ingenieure von AMD ausgelassen haben. 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 dabei bereits eine signifikante Reduzierung des Energieverbrauchs erreicht. Doch der Lärm des Referenz-Kühlsystems zwingt zu aktivem Handeln. Um ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Energieverbrauch zu finden und die Navi-Grafik auf die optimale Position der Energieeffizienz-Kurve zurückzubringen, müssen die Spitzenfrequenzen der GPU mit der Versorgungsspannung nach unten angepasst werden. Bei der Radeon RX 5700 XT haben wir die maximalen Taktrate des Kerns von 2010 auf 1860 MHz gesenkt und die Versorgungsspannung von 1,193 auf 0,991 V reduziert. Natürlich sind dabei bestimmte Leistungseinbußen unvermeidlich, jedoch nicht so stark, wie man aufgrund der Spitzenfrequenzen annehmen könnte – dies werden wir noch bestätigen.

Die Standardparameter der Einstiegsversion Radeon RX 5700 nähern sich bereits der komfortablen Zone des Navi-Chips, jedoch ist eine weitere Optimierung weiterhin möglich. Um die Versorgungsspannung der GPU von 0,979 auf 0,839 V zu senken, reicht es aus, bei einer maximalen Taktrate von 1700 MHz statt der ursprünglichen 1750 MHz zu bleiben.

⇡#Taktraten unter Last, Energieverbrauch, Temperatur, Geräuschpegel

Bereits anhand der vorläufigen Messungen in Crysis 3 und den Leistungswerten in modernen Spielen zeigen die PowerPlay-Tabellen ihre Wirkung. Mit einer durchschnittlichen GPU-Frequenz von 1864 MHz, die die Radeon RX 5700 XT in 12 Testspielen hält, sprang die neue Navi-Grafik auf 2100 MHz, während die temporäre Frequenz bis zu 2141 MHz erreicht. Die Delta-Taktraten liegen je nach spezifischer Anwendung zwischen 153 und 305 MHz und entsprechen relativ 8–17 %.

Doch wie zu erwarten war, ist die gesamte Energieeffizienz der Navi bei solch einem Overclocking im Eimer. Der Chip läuft praktisch ununterbrochen unter einem offen beängstigenden Spannungsniveau von 1,245 V (diese Spannung wurde vor sieben Jahren für die Übertaktung der grafikprozessoren von Tahiti, die nach dem 28-nm-Prozess gefertigt wurden, benötigt), und der Stromverbrauch in Crysis 3 erreichte 325 anstelle von 222 W im Normalbetrieb. Es ist kein Wunder, dass wir das Referenzmodell unter extremen Bedingungen getestet haben: Die GPU-Temperatur sank am Randfühler sogar von 80 auf 77 °C, während die GDDR6-Chips von 82 auf 78 °C fielen. Dennoch stieg die Junction-Temperatur von 92 auf 101 °C — sie ist nur einen Schritt von der kritischen Marke von 110 °C entfernt, nach der automatisches Throttling beginnt.

Der Geräuschpegel des Kühlers, der mit etwa 4500 U/min läuft, mag die Ohren eines wahren Overclockers erfreuen, ist aber für den Dauereinsatz völlig inakzeptabel. Die bis zum Limit übertaktete Radeon RX 5700 XT benötigt eindeutig einen leistungsstärkeren Kühler — idealerweise etwas Dreischlitziges mit mehreren Lüftern, noch besser eine Wasserkühlung. Zum Glück sind die Wasserblöcke für Referenzplatinen bereits erhältlich.

Hinweis: Die Messung aller Parameter erfolgt nach dem Aufwärmen des GPUs und Stabilisierung der Taktraten.

Das Basismodell der Radeon RX 5700 hat dank der PowerPlay-Software-Tables noch bessere Übertaktungsmöglichkeiten und zeigt sich insgesamt als nachhaltiger. Anstelle der durchschnittlichen stabilen Frequenz von 1683 MHz in Testspielen erreichten wir 2053 MHz. Der Unterschied in den Taktraten zwischen übertaktetem und Standardbetrieb liegt zwischen 325 und 353 MHz (19–21 %). Die übertaktete RX 5700 taktet höher als das Standardmodell XT, doch die Betriebsspannung bleibt nahezu gleich bei 1,093 V. Ein Anstieg des Stromverbrauchs von 187 auf 250 W ist natürlich nicht erfreulich, aber wenn man beide Grafikkarten im übertakteten Zustand vergleicht, gewinnt das leistungsstärkere Modell nur 72 MHz bei den durchschnittlichen Spieltaktraten, während es bereits 75 W mehr konsumiert. So viel Leistung kostet jeder Megahertz, wenn der Chip nahe seiner Frequenzgrenze arbeitet. Für Navi 10 beginnt die Zone sinkender Rendite bei etwa 2 GHz, und alles über 2,1 GHz hat eher akademisches als praktisches Interesse.

Es ist bemerkenswert, dass auch bei NVIDIA-Grafikkarten die Übertaktung etwas über 2 GHz liegt bei einer vergleichbaren Spannung wie bei der Radeon RX 5700, obwohl die Turing-Chips nicht die gleiche feine Fotolithografie wie das 7-Nanometer-Navi besitzen. Der Anstieg der Transistordichte, ermöglicht durch den neuen Fertigungsprozess von TSMC, bedeutet jedoch 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 mithilfe eines JUNTEK VAT-1050-Amperemeters erfasst. Um gleichzeitig den Strom zu messen, der durch die Anschlüsse der zusätzlichen Stromversorgung 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 werden.

Eine verstärkte Kühlung bei maximalen Turbinenumdrehungen ist für das Übertakten der Radeon RX 5700 nicht so zwingend erforderlich wie bei der XT und wurde eher zur Absicherung benötigt, um ein Throttling sicher zu vermeiden. Im Test von Crysis 3 sank die maximale GPU-Temperatur am Randfühler von 81 auf 66 °C, während die Junction-Temperatur bei 79–80 blieb und die GDDR6-Chips nicht über 72 °C erhitzten. Doch auch wenn es für den ständigen Betrieb einer übertakteten Radeon RX 5700 mit Referenzkühler nicht notwendig ist, den Lärm des Turbinengebläses bei 4.500 U/min zu ertragen, werden dennoch Anpassungen an der Lüfterkurve erforderlich sein (schließlich benötigt sie 14 % mehr Leistung als die XT im Normalbetrieb). Aus Neugier starteten wir Crysis 3 auf der übertakteten Radeon RX 5700 mit erhöhtem Leistungsspielraum, jedoch ohne Änderungen an der automatischen Kühlmittelsteuerung, was jedoch nicht gut ausging: Der Grafikprozessor erhitzte sich recht schnell auf 90 °C am Randfühler und bis zu 107 °C im Hotspot. Die RAM-Chips überschritten die berechneten Parameter mit 98 °C, was dazu führte, dass das Betriebssystem ohne Möglichkeit zur Wiederherstellung der Grafikkartentreiberprozesse abstürzte — wie es üblicherweise bei einem GPU-Speicherfehler der Fall ist.

Durch das Undervolting haben beide Grafikkarten akzeptable Verlusten bei den Taktraten erlitten. Die maximale Kerntaktfrequenz der Radeon RX 5700 XT haben wir um 200 MHz gesenkt, jedoch litten in nur drei der zwölf Testspiele die durchschnittlichen Frequenzen stärker als 100 MHz. Die Abweichung liegt zwischen –142 und +11 MHz (manchmal führt Undervolting zu einem automatischen Übertakten innerhalb des Standard-TDP), und die durchschnittliche Differenz beträgt 64 MHz (3 % des Standardniveaus). Nur die durchschnittliche Spitzenfrequenz ist sofort um 107 MHz gesunken. Dafür konnte die Leistungsaufnahme der Grafikkarte bei gesenktem Spannungs- und Taktniveau von 219 auf 191 W reduziert werden. Schade, dass dies die GPU-Temperatur nur geringfügig beeinflusste – die Differenz beträgt 3 °C, und der Lüfter arbeitet immer noch ziemlich laut: auf dem Niveau des Basismodells RX 5700 im Standardbetrieb.

Das Undervolting der Radeon RX 5700 ist unter Last noch schwerer an den Taktraten zu erkennen als bei der XT. Die durchschnittliche GPU-Frequenz in Spielen ist um 35–61 MHz (3 %) gesunken, während die maximale um 43 MHz zurückgegangen ist. Am wichtigsten ist jedoch, dass die Leistung der RX 5700 unter Last in Crysis 3 nun 157 W beträgt, anstatt 187 W: sogar die GeForce RTX 2060 SUPER benötigt mehr. An das Kühlsystem gibt es jetzt keinerlei Beanstandungen: Die GPU-Temperatur blieb gleich und der Geräuschpegel ist niedriger als bei den kleineren Founders Edition-Grafikkarten.

⇡#Leistung nach Übertaktung und Undervolting

Für die Bewertung der Gaming-Leistung haben wir uns auf Tests bei einer Auflösung von 1440p beschränkt: In diesem Modus stoßen die Radeon RX 5700 und RX 5700 XT bereits nicht mehr an die Leistung des Prozessors, und in 4K bei maximalen Grafikeinstellungen liefern Grafikkarten dieser Klasse manchmal so niedrige Framerates, dass ein Vergleich der Ergebnisse nicht mit der notwendigen Genauigkeit durchgeführt werden kann. Und wie Sie bereits aus Andeutungen in dem theoretischen Teil des Tests erahnen konnten, haben die Übertaktungen der Navi-Chips nicht die Erwartungen erfüllt, die man aufgrund der reinen Taktraten haben könnte.

Die Radeon RX 5700 XT erzielte, trotz eines durchschnittlichen Anstiegs der GPU-Taktrate von 13 % (und einer Leistungsaufnahme von 106 W), nur 5 % zusätzliche FPS. Wenn man die Parameter in einzelnen Spielen analysiert, finden sich im Durchschnitt nur 44 % der theoretischen Leistung, die durch das Übertakten erreicht wurde, in den Testergebnissen wieder. Schlimmer noch, die minimale Framerate, gemessen am 1. Perzentil der Verteilung der Framezeiten, verringerte sich in einigen Spielen sogar. Bei der Übertaktung von Navi scheint eindeutig etwas schiefgelaufen zu sein, aber bei den Taktraten sind wir uns sicher – das sieht man am Energieverbrauch. Der Hauptgrund, der die ernüchternden Ergebnisse erklären kann, ist der Mangel an Speicherbandbreite (SB), denn bei dem Basismodell korreliert die Leistung enger mit den Taktraten.

Die Radeon RX 5700 erreichte bei Übertaktung eine Steigerung der Bildrate um 13 % bei einem durchschnittlichen Anstieg der Taktraten um 21 % – bereits 63 % zusätzlicher Rechenleistung sind in den Benchmarks angekommen. Es ist erwähnenswert, dass der Micron-Speicher auf der RX 5700 besser übertaktet als die Samsung-Chips der Radeon RX 5700 XT (14,8 gegen 14,4 Gbit/s), jedoch ist die mangelhafte Skalierung der FPS bei der Übertaktung des Topmodells Navi kaum auf den Unterschied von 3 % im Speicherbandbreite zurückzuführen. Im Vergleich dazu zeigt die Radeon VII beispielsweise, die Leistung wächst praktisch im Verhältnis 1:1 zu den Taktraten des GPUs, da die Bandbreite von vier HBM2-Stapeln im Vergleich zu dem 256-Bit-GDDR6-Bus deutlich höher ist, und sie lassen sich ordentlich 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 PSF fehlt. Betrachtet man die Daten der NVIDIA-Grafikbeschleuniger der GeForce RTX 20-Familie und vergleicht die theoretische Rechenleistung mit den Gaming-FPS, wird schnell deutlich, dass je größer das GPU ist, desto mehr Gigaflops verloren gehen. Die begrenzte Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers könnte dabei eine wesentliche Rolle gespielt haben, denn alle Modelle auf Basis von TU106 und TU104, mit Ausnahme der GeForce RTX 2060, besitzen die gleiche RAM-Konfiguration. Der größte Sprung im Verhältnis von theoretischer Leistung zu Spielergebnissen erfolgt genau zwischen der RTX 2060 und der RTX 2060 SUPER: Das Basismodell hat einen 192-Bit-Speicherbus, während die SUPER-Version mit einem 256-Bit-Speicherbus ausgestattet ist. Kein Wunder, dass NVIDIA bereits GDDR6-Chips mit einer Bandbreite von 16 Gbit/s auf den Platten der GeForce RTX 2080 SUPER eingesetzt hat.

Die Radeon RX 5700 XT hat sicherlich nur das Problem aufgedeckt, mit dem beide Grafikkartenhersteller konfrontiert sind, denn kein NVIDIA-Chip kann ohne Hardware-Modifikationen so stark übertaktet werden (abgesehen von den "Eliten"-Karten, für die Firmware und Software nur auf Anfrage bereitgestellt werden). Allerdings trägt wahrscheinlich auch das Softwareteam der Radeon Technologies Group eine gewisse Verantwortung für die Tränen der Overclocker. Die Navi-Grafikarchitektur hat selbst bei Standardtaktraten Probleme mit gleichmäßigem Rendering. Zudem handelt es sich bei RDNA um eine völlig neue Grafikkartenarchitektur, und wie üblich hat es diese Firma nicht geschafft, den Treiber bis zur Premiere der 5000er Serie von AMD zu optimieren.

Wenn die Leistung von Navi in Spielen bei steigenden Taktraten so schlecht skalierbar ist, gilt das umgekehrt: Man kann die Frequenzen senken und die Leistung auf dem gleichen Niveau halten. Infolgedessen haben beide Varianten der Radeon RX 5700 bei Undervolting mit reduzierten Spitzenfrequenzen im Durchschnitt 1–2 % FPS verloren, und selbst im schlimmsten Fall lediglich 5 %. Solche bescheidenen Verluste rechtfertigen die Einsparungen von 28–30 W an verbrachter Leistung und ein reduziertes Geräuschniveau.

Quelle: 3dnews.ru