Der Rage ist tot - es lebe der RADEON. Mit diesem Motto will ATI den verlorenen Boden auf dem Grafikchip-Sektor wieder gutmachen.
Lange hat ATI den Namen RADEON, Codename Rage 6, geheim gehalten. Erst zur WinHEC in New Orleans am 25. April bestätigten die Kanadier den Namen des RAGE-128-Nachfolgers.
ATI stellte uns einen Testkandidaten zur Verfügung, der in dieser Konfiguration serienmäßig produziert werden soll. Die Karte hatte 64 MByte DDR -SDRAM-Speicher mit einem aufgedruckten Timing von 5,5 ns. Der Chip- und Speichertakt betrug 183 MHz. Die Karte besaß Composite Video-in/out und S-Video-out.
Die RADEON lief mit den mitgelieferten A13-WHQL-Treibern für Windows 98 sehr stabil. Treiber für Windows 2000 und NT sind ebenfalls schon verfügbar. Erstaunlich - denn in der Vergangenheit hatte ATI mit dem Treibersupport immer Zeitprobleme.
Die Entscheidung, einen langsameren Chip- und Speichertakt als die 200 MHz der RADEON-Spezifikation zu wählen, begründete ATI mit dem hohen Preis und der schlechten Verfügbarkeit des schnellen Speichers. Schnellere Varianten, wie zum Beispiel eine MAXX-Version, sollen bei entsprechender Marktlage folgen.
Ob ATI mit der RADEON ein Meisterstück gelungen ist, zeigt unser ausführlicher Test. Auf den folgenden Seiten finden Sie Chip-Details und die Benchmark-Ergebnisse der ATI RADEON im Vergleich zu den 3D-Grafikkarten unseres aktuellen Vergleichstests. Details zu diesen Karten lesen Sie unter tecDaten - Alle Daten im Überblick.
Keyfeatures des RADEON
Die Keyfeatures des RADEON sind:
0,18-µm-Fertigungstechnologie, Chiptakt 200 MHz
Unterstützt maximal 128 MByte 200 MHz DDR-SDRAM, das entspricht einer Speicherbandbreite von 6,4 GByte/s
Charisma Engine mit Hardware Transform, Clipping und Lighting
Pixel Tapestry Architecture: Sie beinhaltet zwei Rendering Pipelines, getaktet mit 200 MHz. Jede Pipline ist mit drei Textureinheiten ausgestattet.
Integrierte Video Engine für HDTV- und DVD-Dekodierung
Neue Grafik-Features wie Vertex Skinning und Keyframe Interpolation sollen die Darstellungsqualität wesentlich verbessern. Nach eigenen Angaben arbeitet das Unternehmen mit id Software, Herausgeber des Shooters Quake, zusammen. Auch mit Microsoft verhandeln die Kanadier, um die Chip-Funktionalitäten in der nächsten Version von DirectX zu implementieren.
Die Chip-Architektur
Der RADEON besteht prinzipiell aus den Komponenten: 2D-, 3D-, Video- und Display-Engine.
Die 2D-Engine ist für alle 2D-Grafikoperationen zuständig. Sie kann über den internen Pixel Cache und den Speicher-Controller Daten zum Grafikspeicher schicken. Diese werden über den Grafikkontroller an den Monitor weitergeleitet.
Die neu entwickelte 3D-Engine beinhaltet die Charisma Engine, die Pixel Tapestry sowie einen Vertex- und Textur-Cache. Die Charisma Engine ist ihrerseits in vier Einheiten unterteilt:
Transform, Clipping und Lighting, auch TCL genannt
Vertex Skinning
Keyframe Interpolation
Triangle Setup
Die Charisma Engine leitet die Daten zum Rendern in die Pixel Tapestry. Sie besteht aus zwei Rendering Pipelines mit je drei Textureinheiten, die mit einer Taktfrequenz von 200 MHz arbeiten. Zusammen mit einer HyperZ-Funktion, die nicht sichtbare Pixelgruppen herausfiltert, ergibt sich eine maximale Füllrate von 1,5 Gigatexels/s.
In der Video Engine werden HDTV- und DVD-Formate hardwarebeschleunigt dekodiert. Ein Scaler übernimmt die Berechnung der Bildgröße und ein YUV-zu-RGB-Umsetzer sorgt für die Umwandlung in das korrekte RGB-Bildformat. Der Wandler überträgt die Bilddaten zur weiteren Verarbeitung über den Pixel Cache und den Memory Controller zur Display Engine.
Die Display Engine enthält alle Funktionsgruppen wie Hardware Cursor, Palette- und Overlay-Control, Graphics- und Video-Stream sowie TMDS Transmitter und einen 350 MHz RAMDAC für die Ausgabe von Bilddaten über die DVI- und VGA-Schnittstelle.
Details zur Charisma Engine
Mit der Charisma Engine will ATI Objekte und Charaktere in 3D-Animationen noch realitätsnäher darstellen als bisher. Zu diesem Zweck sind in die 3D-Engine des RADEON einige erweiterte und spezielle Funktionen eingebaut.
Die wichtigste ist die hardwarebeschleunigte Transform- und Lighting-Funktion. Sie ist um ein Clipping erweitert worden und heißt jetzt TCL. Sie soll maximal 30 Millionen Triangles/s verarbeiten können und acht unabhängige Lichtquellen unterstützen. Damit ist eine hochgradige Realitätstreue von 3D-Objekten und -Umgebungen gewährleistet. Ein zusätzlicher Vorteil: Die CPU ist teilweise von grafischen Rechenoperationen entlastet.
Mit dem Vertex Skinning präsentiert ATI ein weiteres 3D-Feature. Es berechnet dynamisch wirkende Objekte, zum Beispiel Körperoberflächen. Hierzu benutzt die Funktion vier Berechnungsmatrizen statt zwei wie beim GeForce 256. Diese genauere Berechnungsform soll Pixel - und Oberflächenfehler bei beweglichen Körperteilen vehindern.
Die Keyframe Interpolation soll besonders bei 3D-Animation für die Entlastung der CPU sorgen. Sie unterstützt Morphing-Effekte. Über ein vordefiniertes Ursprungs- und Zielbild kann die Funktion nach Vorgaben des Programmierers alle dazwischen liegende interpolierte Frames berechnen. Und das in Hardware ohne Performance-Verluste.
Details zur Pixel-Tapestry-Architektur
Den Kern der Pixel-Tapestry-Architektur bilden zwei Rendering Pipelines mit je drei Textureinheiten. Sie können bis zu drei Texturen per Pixel bilinear in einem Durchlauf rendern. Das bedeutet, Objekte können ohne Performance-Verluste bei der Berechnung detaillierter dargestellt werden.
Mit der Pixel-Tapestry-Architektur unterstützt der RADEON alle drei Formen des Bump Mapping wie Emboss, Dot Product 3 und Environment Mapped. Darüber hinaus arbeitet die Architektur mit allen derzeit aktuellen Formen des Environment Mapping zusammen. Im Einzelnen:
Spherical, eine Textur, abhängig von der Blickrichtung
Dual-Parabloid, zwei Texturen, abhängig von der Blickrichtung
Cubic, sechs Texturen, unabhängig von der Blickrichtung
Ein zusätzliches Feature der ATI-Architektur ist das Shadow Mapping. Bei den aktuellen Grafikchips wird ein Stencil-Buffer zur Bildung von Schatteneffekten benutzt. Der RADEON erzeugt diese Bildeffekte mit Hilfe eines speziellen Priority-Buffers. Dieser generiert aus dem Einfallswinkel des Lichts und dem Blickwinkel des darzustellenden Quellobjekts eine Schattentextur und legt sie darüber. Laut ATI garantiert diese Methode eine höhere Verarbeitungsgeschwindigkeit und Darstellungsqualität in 3D-Animationen.
Die hohe Füllrate von 1,5 Gigatexels/s ermöglicht zusätzlich die Nutzung von Full Screen Anti-Aliasing , Motion Blur und Depth of Field-Effekten.
ATI RADEON im Vergleich
ATI liefert die RADEON-Karte vorerst mit 64 MByte DDR-SDRAM aus. Modelle mit 32 MByte SDRAM und DDR-SDRAM sollen folgen. Die NVIDIA GeForce2 GTS kommt nur mit 32 MByte DDR-SGRAM. Ebenfalls mit 64 MByte, aber konventionellen SDRAM-Speicher ist die 3dfx Voodoo5 5500 ausgestattet. Diese teilt ihn allerdings auf 32 MByte pro Grafikchip auf. Daraus resultiert eine doppelte Speicherbandbreite.
Anders als die Konkurrenz verfügt die Karte serienmäßig über Composite Video-in/out und S-Video-out. Eine DVI-Schnittstelle ist nicht vorhanden, wird aber vom Chip Unterstützt.
In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten Daten der aktuellen Highend-Grafikchips zusammengestellt:
Chip | RADEON | GeForce2 GTS | Voodoo5 5500 |
|---|---|---|---|
| |||
Technologie | 0,18 Mikron | 0,18 Mikron | 0,25 Mikron |
Leistungsverbrauch | ca. 5 Watt | ca. 10 Watt | k.A. |
Speicher | 128 MByte DDR-SDRAM | 128 MByte DDR-SGRAM | 2 x 32 MByte SDRAM |
Chiptakt | 200 MHz | 200 MHz | 166 MHz |
Speichertakt | 200 MHZ SDRAM, 400 MHz DDR | 333 MHz DDR | 166 MHZ SDRAM |
Speicherbus | 128 Bit SDRAM/DDR | 128 Bit SDRAM/DDR | 2 x 128 Bit SDRAM |
Rendering Pipelines | 2 | 4 | 2 |
Texels/Takt | 3 | 2 | 2 |
Texels/s | 1,2 Giga, 1,5 Giga mit Hyper Z | 1,6 Giga | 0,67 Giga |
Polygone/s | 30 Millionen | 25 Millionen | 14 Millionen |
Speicherbandbreite | 3,2/6,4 GByte/s, 4/8 GByte/s mit Hyper Z | 5,3 GByte/s | 2 x 2,66 GByte/s |
T&L | Ja | Ja | Nein |
FSAA | Ja | Ja | Ja, T-Buffer |
Motion Blur | Ja | Nein | Ja |
Depth of Field | Ja | Nein | Ja |
Pixel Shader | Ja | Ja | Nein |
Keyframe Interpolation | Ja | Nein | Nein |
Vertex Skinning | 4xMatrix | 2xMatrix | Nein |
Hardware Bump Mapping | Environmental, Dot3 | Dot3 | Nein |
DVD | Ja | Ja | Nein |
DVI | Ja | Ja | Nein |
2D-Benchmarks
Wir überprüfen die 2D-Leistungsfähigkeit der Grafikkarten mit dem Benchmark-Paket SYSmark2000 unter Windows 98 und Windows 2000. Diese Suite besteht aus aktuellen Anwendungsprogrammen. Die reine 2D-Performance ist heute nicht mehr der entscheidende Grund für einen Kauf, weil die aktuellen Grafikboards auf gleichem Leistungsniveau liegen. Aus diesem Grund legt tecChannel.de gesteigerten Wert auf Kompatibilität und stabile Funktion der Grafikkarten.
3D-Benchmarks: 3DMark2000
Die mit 3DMark2000 ermittelten Benchmark-Werte verdeutlichen, wie gut der Hersteller die Grafikkarte und Treiber auf 3D-Software abgestimmt hat. Besondere Anforderungen werden dabei auf die T&L-Funktionalität gelegt. Durch speicherintensive Tests wird zusätzlich der AGP-Bus stark beansprucht.
3D-Benchmarks: Descent 3
Das Spiel beschränkt sich auf 16-Bit-Farbtiefe und beinhaltet keine komplexen 3D-Spielszenen. Es unterstützt neben Direct3D auch OpenGL und Glide.
3D-Benchmarks: Expendable
Expendable ist ein reines Direct3D-Spiel. Es bietet komplexe Lichteffekte und Texturen. Die Hardware wird besonders bei hohen Auflösungen und Farbtiefen stark belastet.
3D-Benchmarks: Quake III Arena
Quake III setzt ganz auf OpenGL. Hohe Polygonraten und komplexe Szenarien zeichnen dieses 3D-Spiel aus. Die Anforderungen an die Hardware sind bei Auflösungen jenseits von 1024x768 und 32-Bit-Farbtiefe sehr hoch.
3D-Benchmarks: Re-Volt
Re-Volt basiert rein auf Direct3D und verwendet eine geringe Polygonanzahl, aber große Texturen. Die Anforderungen an die Grafikprozessor- und CPU-Leistung sind hoch.
3D-Benchmarks: Unreal Tournament
Unreal Tournament eignet sich besonders gut als 3D-Benchmark. Es bietet viele rechenintensive Effekte und fordert von CPU und Grafikkarte eine hohe Leistung. Das Spiel unterstützt Direct3D, OpenGL sowie Glide und Metal (S3).
3D-Benchmarks: Indy3D
Indy3D ist ein OpenGL-basierender, synthetischer Benchmark. Er testet die drei wichtigsten Anwendungsgebiete für Grafikkarten im Highend-Bereich. Das sind CAD-Anwendungen, Animationen und Simulationen.
16-Bit-Performance & CPU-Leistung
Der Arena-Benchmark von Quake III nutzt die OpenGL-Schnittstelle. Ein Test bei verschiedenen Prozessor-Taktfrequenzen zeigt sehr deutlich, dass der GeForce2 GTS vor allem bei hohen Taktfrequenzen Vorteile bringt. Wer spürbar schneller spielen will, braucht allerdings schon einen Pentium III 533 oder eine vergleichbare CPU. Die Voodoo5 5500 erreicht bei keiner der getesteten Taktfrequenzen die Leistung des GeForce2 GTS. Trotz vergleichbarer Speicherbandbreite, aber höherer Füllrate kann die GeForce2 MX nicht den GeForce 256 schlagen. Auch die ATI RADEON kann leistungsmäßig die Karten mit GeForce2 GTS und GeForce 256 mit DDR-RAM nicht gefährden.
Beim Direct3D-Spiel Re-Volt fällt der neue GeForce2 MX erst bei sehr hohen Taktfrequenzen gegen die anderen GeForce-Karten ab. Die Leistung der ATI RADEON kann sich mit der GeForce2 GTS und GeForce 256 mit DDR-RAM messen.
Die CPU-Tests wurden mit einem speziellen Pentium III bei 133 MHz FSB-Taktfrequenz und mit 256 MByte Arbeitsspeicher in unserer Messplattform durchgeführt. Die AGP-Aperture-Size haben wir auf 128 MByte eingestellt. AGP 4x war bei allen Tests aktiviert. Der Quake-III-Arena-Benchmark lief mit der Einstellung High Quality mit der in den Diagrammen angegebenen Auflösung und Farbtiefe.
32-Bit-Performance & CPU-Leistung
Es ist schon fast ein Gesetz, dass die neuen Grafikchips ihre eigentlichen Performance-Vorteile erst bei hohen Auflösungen und Farbtiefen bringen. Wir haben bei 1024x768 Punkten und 32-Bit-Farbtiefe getestet.
GeForce 256 und die GeForce2 MX mit SDRAM werden sowohl bei Quake III als auch bei Re-Volt durch den langsamen Speicher ausgebremst. Die verwendete ELSA Erazor X setzt SDRAM mit 166 MHz Taktfrequenz ein. Die ebenfalls mit GeForce 256 ausgestattete ASUS AGP-V6800 Deluxe liegt mit DDR-SGRAM (150 MHz) besser. Allerdings bringt auch diese Kombination spätestens ab dem Pentium III mit 800 MHz keinen Vorteil mehr bei steigender CPU-Taktfrequenz. Wer einen schnellen PC hat, kann mit dem GeForce2 GTS und der ATI RADEON noch einmal Performance gut machen.
Erstaunlicherweise ist die ATI RADEON hier der Spitzenreiter noch vor den GeForce2-GTS-Karten. Hier hat ATI offensichtlich den Grafikchip auf hohe Auflösungen und Farbtiefen optimiert.
Die CPU-Tests wurden mit einem speziellen Pentium III bei 133 MHz FSB-Taktfrequenz und mit 256 MByte Arbeitsspeicher in unserer Messplattform durchgeführt. Die AGP-Aperture-Size haben wir auf 128 MByte eingestellt. AGP 4x waren bei allen Tests aktiviert. Der Quake-III-Arena-Benchmark lief mit der Einstellung High Quality mit der in den Diagrammen angegebenen Auflösung und Farbtiefe.
Leistungsaufnahme
Die Leistungsaufnahme aktueller Grafikkarten ist enorm. Der AGP-Slot kann aber nur begrenzt Strom über die zwölf dafür vorgesehenen Slot-Kontakte zur Verfügung stellen. Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über den Leistungsverbrauch aktueller Grafikkarten.
Die Voodoo5 5500 übernimmt die Spitzenposition. Mit diesem Leistungsverbrauch liegt die Karte deutlich über der AGP-Spezifikation, sodass 3dfx hier einen Kunstgriff angewendet hat: Über einen auf der Karte befindlichen Stromstecker muss sie vor Inbetriebnahme an das PC-Netzteil angeschlossen werden.
Der Grund für diesen hohen Leistungsbedarf der Voodoo-Karte liegt in der Verwendung von zwei Grafikprozessoren in der Fertigungstechnologie von 0,25 µm. Denn Chips in dieser Fertigungstechnologie haben einen erhöhten Strombedarf.
Betrug die Leistungsaufnahme beim GeForce 256 noch bis zu 30 Watt, ermittelten wir bei der Referenzkarte mit GeForce2 GTS inklusive aufgestecktem Video-out-Modul eine Grundlast von nur 16 Watt. Das entspricht einer Reduzierung des Leistungsverbrauchs um nahezu 47 Prozent. Positiv im Leistungsverbrauch überrascht auch die NVIDIA GeForce2 MX. Auf Grund der Chip-Fertigung in 0,18-Mikron-Technologie und reduziertem Chiptakt kommt sie auf nur 10 Watt. Das ist eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs um 37,5 Prozent. Auf eine aktive Kühlung des Grafikchips kann man hier verzichten.
Auch die ATI RADEON hat trotz acht DDR-SDRAM-Speicherchips (insgesamt 64 MByte) und Video-in/out einen sehr günstigen Stromverbrauch. Hier macht sich ebenfalls die 0,18-Mikron-Technologie bezahlt. Auf eine aktive Kühlung des Grafikchips verzichtet ATI dennoch nicht.
Fazit
Die getestete ATI -RADEON-Karte überrascht. Sie kann sich in der jetzigen Version in vielen Fällen durchaus mit der 3D-Leistung einer NVIDIA GeForce2 GTS und 3dfx Voodoo5 5500 messen. Allerdings sind die Resultate bei den 3D-Benchmarks uneinheitlich.
Unter Expendable, Descent 3 oder Indy3D enttäuscht die Karte. Hier liegt sie teilweise unter dem Leistungsniveau der GeForce-256-Karten mit SDRAM-Speicher. Aber in hohen Auflösungen und Farbtiefen unter 3Dmark2000, Quake, Unreal Tournament und Re-Volt kann der RADEON der Konkurrenz Paroli bieten.
Besonders bei der Messung der Grafikleistung in Abgängigkeit von der CPU-Leistung zeigt sich das Leistungspotenzial des ATI-Chips. In diesen Tests ist der RADEON unter Quake und Re-Volt bei hohen Farbtiefen der Konkurrenz überlegen.
Zu beachten ist, dass die Karte statt mit 200 MHz nur mit 183 MHz Chip- und Speichertakt arbeitet und keines der Spiele-Benchmarks für den ATI RADEON optimiert ist. Hier hat der Chip noch zusätzliches Potenzial, sodass 3dfx mit der Voodoo5 5500 und NVIDIA mit der GeForce2 GTS einen echten Konkurrenten fürchten müssen. Ein Plus der Karte ist der geringe Leistungsverbrauch von nur 11 Watt. Damit ist der Grafik-Chip auch für den Mobile-Bereich interessant.
In unserem Test gab es in punkto Stabilität und Grafikqualität nichts auszusetzen. Lediglich unter Unreal Tournament OpenGL zeigte die Karte Texturfehler.
Der Preis der ATI-RADEON in der getesteten Ausführung beträgt 750 bis 800 Mark. Eine 32-MByte-Version mit SDRAM soll 399 Mark und mit DDR-SDRAM etwa 599 Mark kosten. Alle Karten sind ab September erhältlich. Angesichts der Preispolitik der Konkurrenz und der Ausstattung ein fairer Preis, doch für eine Grafikkarte immer noch viel zu hoch. Auch die späte Auslieferung der Grafikkarten könnte für ATI ein Problem werden. Denn NVIDIA will im Herbst schon den Nachfolger der GeForce2 GTS präsentieren. (hal)
Testkonfiguration Benchmarkplattform
Nähere Informationen zu unseren Testverfahren finden Sie unter:
tecLab-Report - unsere Testverfahren
Komponente | Daten |
|---|---|
| |
Mainboard | Tyan Tsunamai ATX S1846SL |
Serien-Nr. | TY8503210176 |
Firmware | 1.07 / 25.01.2000 |
Sonstiges | Slot 1, Rev: E |
Prozessor | Pentium III 550 |
Serien-Nr. | 09230501-0270 |
Firmware | -- |
Sonstiges | -- |
RAM | 256 MByte PC100 |
Serien-Nr. | -- |
Firmware | -- |
Sonstiges | 2 x 128 MByte Module |
Soundkarte | TerraTec XLerate Pro |
Serien-Nr. | 1293900011593 |
Firmware | --- |
Sonstiges | Rev. C / 4.06.2016 / 13.03.1999 |
Netzwerkkarte | 3Com Fast Etherlink 3C905B-TX |
Serien-Nr. | 6TQ2E9F466 |
Firmware | Hardware-Ver.: 048 |
Sonstiges | Rev. A / 4.10.2222 / 05.05.1999 |
Festplatte | IBM DJNA-351520 |
Serien-Nr. | GLT0N167 |
Firmware | -- |
Sonstiges | 15,2GB |
DVD-ROM | Pioneer DVD-303S-A |
Serien-Nr. | TET0137971WL |
Firmware | 1.09 |
Sonstiges | --- |
Floppy | Teac FD-235HF |
Serien-Nr. | E081326 |
Firmware | -- |
Sonstiges | 3,5" |
Netzteil | Channel Well Technology CWT 235ATX |
Serien-Nr. | 96001427 |
Firmware | --- |
Sonstiges | 235 W |
Tastatur | Cherry RS 6000 M |
Serien-Nr. | G0624874 1L28 4 3 |
Firmware | --- |
Sonstiges | --- |
Maus | Logitech M-S35 |
Serien-Nr. | LZA84352096 |
Firmware | --- |
Sonstiges | 3-Tasten |
Testkonfiguration Skalierplattform
Nähere Informationen zu unseren Testverfahren finden Sie unter:
tecLab-Report - unsere Testverfahren
Komponente | Daten |
|---|---|
| |
Mainboard | Tyan Trinity 400 S1854 |
Serien-Nr. | TY9975315044 |
Firmware | Rev. 1.07 / 17.04.2000 |
Sonstiges | Slot 1, Rev: C |
RAM | 256 MByte PC133 |
Serien-Nr. | 9E4777 171C 02 0038 |
Firmware | -- |
Sonstiges | 2 x 128 MByte Modul |
Soundkarte | TerraTec XLerate Pro |
Serien-Nr. | 1293900011590 |
Firmware | --- |
Sonstiges | Rev. C / 4.06.2016 / 13.03.1999 |
Netzwerkkarte | 3Com Fast Etherlink 3C905B-TX |
Serien-Nr. | 6TQ2E9F603 |
Firmware | Hardware-Ver.: 048 |
Sonstiges | Rev. A / 4.10.2222 / 05.05.1999 |
SCSI-Controller | Adaptec AHA-2940UW Pro |
Serien-Nr. | BC0B90905QN |
Firmware | V.2.11.0 |
Sonstiges | V2.21A |
Festplatte | Quantum ATLAS IV 9 WLS |
Serien-Nr. | 369919430210 |
Firmware | 0808 |
Sonstiges | 8,7GB REV 01-D |
Floppy | Teac FD-235HF |
Serien-Nr. | E081317 |
Firmware | -- |
Sonstiges | 3,5" |
Netzteil | Channel Well Technology ATX-230 |
Serien-Nr. | 97131035 |
Firmware | --- |
Sonstiges | 230 W |
Tastatur | Cherry RS 6000 M |
Serien-Nr. | G 0064307 4 L28 3 1 |
Firmware | --- |
Sonstiges | --- |
Maus | Logitech M-S35 |
Serien-Nr. | LZA84352011 |
Firmware | --- |
Sonstiges | 3-Tasten |