Der Guide für AMDs R-Serie-Grafikkarten

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Praxisverhalten



Energieverbrauch



Zu einer modernen Grafikkarte gehört natürlich auch ein attraktives Verhalten bei Stromsparmechanismen. Seit Jahren versuchen die beiden großen Chiphersteller AMD und NVIDIA dafür zu sorgen, dass mit neuen Grafikkartenserien auch auf diesem Sektor etwas geschieht, und sorgen für eine stetige Senkung der Leistungsaufnahme, so weit eben möglich.

Unterschiedliche Szenarien der Leistungsaufnahme in der Praxis

Es gibt eben viele denkbare Szenarien, mit welchen man in der Praxis täglich konfrontiert wird. So gibt es die Anwendergruppe, die überwiegend nur 2D-Anwendungen betreibt (ein wenig Internet, ein bisschen Fotobearbeitung). Andere schauen beispielsweise regelmäßig DVDs oder Blu-rays über ihre Grafikkarte am PC-Monitor oder haben den PC an ein TV-Gerät angeschlossen. Vorsichtig sollte man bei der Betrachtung von Spielen werden, denn die einen spielen klar und bewusst 3D-Spiele, andere eben nur ein Kartenspiel oder manches Social-Network-Game. Und gerade die beiden zuletzt genannten Gruppen werden zwischenzeitlich grafisch eben auch mehr aufgepeppt, so dass in diesen Fällen volle 3D-Last von der Grafikkarte abverlangt wird. Die extreme Gruppe der 3D-Spieler, welche aktuelle Top-Titel spielt, neigt teils ebenfalls dazu, mehrere Monitore mit der Grafikkarte zu verbinden.

Alles das sind komplett unterschiedliche Szenarien, auf welche die Grafikkarten dann auch unterschiedlich reagieren, denn es gibt verschiedene "Leistungsstufen" (Power-Stufen). Darunter versteht der Grafikkartenhersteller den Umstand, dass man Spannungen und Taktraten der Chips entsprechend auf diese Anwendungsgebiete anpasst. Und natürlich wirkt sich beides auf die Energieeffizienz aus.

PowerTune-Version 1.0

Wir versuchen in den folgenden Absätzen nicht zu sehr technisch zu werden. Einen vollständigen Artikel zu PowerTune 1.0 (PT 1.0) haben wir hier zur Verfügung gestellt, und zu PowerTune Version 2.0 findet sich hier die passende Erklärung.

Treiber-Einstellungsmöglichkeiten bei PT-1.0-Grafikkarten


Unter PowerTune versteht man eine Technik, welche AMD mit der Radeon-HD-6900-Serie erstmals eingeführt hat und die mit dem Bonaire-Chip (HD 7790) und den Hawaii-Chips (R9 290-Serie) erstmals überarbeitet wurde und in Version 2.0 vorliegt.

Unter allen anderen Grafikkarten greift derzeit noch PowerTune in Version 1.0, und das darf man sich wie folgt vorstellen. Beim reinen 2D-Betrieb (etwa Internetsurfen, Textbearbeitung oder Bildbearbeitung) werden die Taktraten des Grafikchips und des Speichers auf ein Minimum abgesenkt (meist 300/150 MHz). Gleichzeitig benötigt man bei diesen Taktraten auch eine klar geringere Chipspannung. So tritt in diesem Szenario in aller Regel der geringste Energieverbrauch auf.

Zwei Power-Zwischenstufen hat man beim Betrieb von mehreren Bildschirmen gleichzeitig und der Wiedergabe von HD-Video-Material mit Kopierschutz eingeführt. Hier finden sich meist GPU-Taktraten von 300 bis 500 MHz und volle Speichertaktung. Die GPU-Spannung ist in aller Regel ein wenig reduziert, und die Speicherspannung auf Grund des vollen Takts auf Maximum.

Im dritten Szenario ist von voller 3D-Leistung auszugehen. Wir sehen hier vorrangig 3D-Spiele, bei welcher die Grafikkarte auf vollem Takt beim Grafikprozessor (GPU) und dem Speicher agiert. Dort wird die meiste Energie benötigt. PowerTune 1.0 bringt nun die Besonderheit mit sich, dass die Auslastung der Einheiten im Chip, aber auch die Leistungsaufnahme in Bruchteilen von Sekunden überwacht werden. Wird beides ungewöhnlich hoch überschritten, taktet die Grafikkarte automatisch den GPU-Takt herunter und kann dabei ebenfalls die GPU-Spannungen anpassen.

Bild: AMD Radeon HD 7970 GHz-Edition – Tahiti XT 2 stellt sich vor
Verhalten Radeon HD 7970 GHz Edition bei der Vorstellung


Dieses Verhalten traf man in der Praxis eigentlich überwiegend bei High-End-Grafikkarten an. Ab der Performance-Serie konnten wir eigentlich nie Eingriffe durch PowerTune 1.0 erkennen.

PowerTune 2.0

Bei PowerTune 2.0 – vorgestellt erstmals mit der Radeon HD 7790 und dem Bonaire-Chip – erblickten wir dann ein ungewöhnliches Verhalten im 2D-Betrieb und unter Blu-ray-Wiedergabe. Waren die Taktraten zuvor hier festgeschrieben, erblickten wir plötzlich eine permanente Veränderung/Anpassung des GPU-Taktes und der Spannungen.

Selbst im Internetbrowser, trotz manuell abgeschalteter 3D-Bechleunigung, durften wir beobachten, dass Grafikkarten mit dieser Technik anhaltend den Takt und die Spannung änderten, je nachdem was es darzustellen galt. Dieser Umstand wirkt sich höchst negativ auf die Leistungsaufnahme aus, denn so kann es ganz schnell auch Ausschläge vom Minimum (zirka 10 bis 20 Watt je nach Modell) auf 70 Watt (Top-Modelle) geben. Zu diesem Verhalten schuldet uns AMD bis heute noch eine Stellungnahme.

Bild: Der Guide für AMDs R-Serie-Grafikkarten


Doch auch bei der Wiedergabe von HD-Videomaterial stellt sich mit PT 2.0 ein ähnliches Verhalten ein. Der Takt der GPU ist nicht mehr festgesetzt, sondern fließend. Hier können mal 400 MHz und mal über 500 MHz Takt bei ebenfalls angepasster Spannung anliegen. Auch dies kann sich eben negativ auf die Leistungsaufnahme im Mittel auswirken.

Neu bei PowerTune 2.0 oder besser gesagt seit der neuen R-Serie ist der Umstand, dass sich der Betrieb von mehreren Bildschirmen sparsamer zeigt, zumindest dann, wenn es sich um zwei identische Geräte handelt oder um zwei Geräte mit gleicher Auflösung und gleichen Monitor-Timings. Dann eben kann die Grafikkarte den Chip in einen 2D-Modus (Idle) schalten und verbraucht nur unwesentlich mehr Energie, als im reinen Betrieb mit nur einem Gerät. Gerade das dürfte interessant für Anwender sein, welche immer mit mehreren Bildschirmen arbeiten. Wir konnten ein solches Verhalten allerdings auch mit Radeon-HD-7900-Modellen nachstellen und teils sogar mit drei identischen Geräten, so dass es sich möglicherweise um ein Zusammenspiel mit dem Anschlussstandard der digitalen Anschlüsse handelt. AMD hat uns auf Anfrage hier auch keine weiteren Informationen zur Verfügung gestellt, unsere eigenen Testfeststellungen aber als korrekt bestätigt.

Schließt man unterschiedliche Monitore an, so ist man definitiv in einer anderen Power-Stufe. Die Taktraten und Spannungen werden bei GPU und Speicher angehoben, und der Energieverbrauch steigt deutlich an. Unsere folgenden Gegenüberstellungen zeigen dies klar.

Zusätzlich hat sich bei PowerTune 2.0 und hier bislang erst bei den Radeon-R9-290-Modellen ein Temperaturlimit eingeschlichen. Sollte weder die Auslastung der GPU-Einheiten noch die Leistungsaufnahme drosseln, aber dieses Temperaturlimit erreicht sein, so drosselt nun dies bei voller 3D-Performance plötzlich den Takt. Diese Unart mag uns persönlich überhaupt nicht gefallen, findet sich eben auch nur bei High-End-Modellen und wurde prinzipiell bei NVIDIA abgeguckt. In der Praxis fanden wir aber bereits zwei High-End-Modelle von Sapphire und MSI, welche komplett auf dieses Temperaturlimit verzichtet haben, so dass sich uns aktuell die Herangehensweise von AMD zu diesem Thema nicht erschließt.

Bild: Der Guide für AMDs R-Serie-Grafikkarten
Eingriffsmöglichkeiten Treiber bei Temperatur- und Powerlimit


AMD Zero-Core-Power

Mit der Einführung der Radeon-HD-7000-Serie wirbt AMD mit der Zero-Core-Power-Technik – einem lobenswerten Feature, welches bei PCs im Idle-Zustand deutlich die Leistungsaufnahme senken soll. Sobald die Energieoptionen von Windows den Monitor in den Ruhezustand schicken, deaktiviert sich die Grafikkarte bis auf notwendige Standby-Spannungen und soll damit weniger als 3 Watt in der Leistungsaufnahme für sich beanspruchen.

Das hochgelobte AMD-Feature hat aber seine Macken und Tücken und funktioniert nach unseren Erfahrungen aktuell nicht, wenn der Monitor direkt mittels HDMI oder DisplayPort angeschlossen wird. AMD blieb uns leider bislang Antworten zu den Problemen schuldig. Schon die zuletzt getesteten Varianten der Radeon-R-Serie zeigten sich auf Anhieb – auch mit Betatreibern – unproblematisch mit dem Zero-Core-Power-Modus, solange der Betrieb am DVI-Anschluss erfolgte, und in aller Regel können wir die genannten 3 Watt von AMD bestätigen. Im Zeitalter von HDMI- und DiplayPort-Geräten können wir das Verhalten und auch das Schweigen von AMD nicht nachvollziehen.