MSI R9 Fury X 4G mit HBM-Speicher

4K-Grafikkarte mit High-Speed-Speicher

| Autor / Redakteur: Klaus Länger / Rainer Graefen

Die MSI R9 Fury X 4G wird mit Wasser gekühlt, die Schläuche zum 120-mm-Radiator sind fest montiert.
Die MSI R9 Fury X 4G wird mit Wasser gekühlt, die Schläuche zum 120-mm-Radiator sind fest montiert. (Bild: MSI)

Die 4 K-Videotechnik fordert Grafikprozessoren und Protokolle wie Display Port. Nun kommen erste Grafikkarten auf den Markt, die bei vielen Anwendungen auch die übliche Bildwiederholrate von 60 Hertz liefern können. Interessant für Speicherspezialisten ist wie der Speicher immer näher an die Prozessoren gerückt wird. PCIe-Schnittstellen liefern derzeit nur ein Drittel der Bandbreite.

Bisher hatte AMD noch keinen Grafikchip zu bieten, der fähig war, den Maxwell-GM200-Chips auf Nvidias Geforce Titan X oder der neuen Geforce GTX 980 Ti Paroli zu bieten. Das hat sich nun mit dem Fiji XT auf der neuen R9 Fury X geändert.

Er ist mit 4.096 Stream-Prozessoren, verteilt auf 64 Recheneinheiten, der bislang komplexeste AMD-Chip. Der auch gerade neu vorgestellte AMD Radeon R9 390 X bringt es hier „nur“ auf 44 Recheneinheiten.

High Bandwith Memory

Um die GPU auch schnell genug mit Daten zu füttern, setzt AMD beim Radeon R9 Fury X nicht auf die bewährte GDDR5-Technik für den Grafikspeicher, sondern auf High Bandwith Memory (HBM). Bei dieser Technik werden jeweils vier DRAM-Dies gestapelt und als so genannte Stacks rund um den Grafikchip angeordnet.

Die vier DRAM-Dies sitzen auf einem Basis-Die und sind durch jeweils zwei 128 Bit breite Datenleitungen mit diesem verbunden. Damit liegt die Busbreite eines HBM-Stacks bei 1024 Bit gegenüber 32 Bit bei herkömmlichen GDDR5-Chips.

Der Speicher selbst ist bei HBM mit 500 MHz niedriger getaktet als GDDR5 mit bis zu 1.750 MHz.. Durch den breiteren Bus liegt die Speicherbandbreite bei einem HBM-Stack bei mehr als 100 GByte/s, GDDR5 leistet maximal 28 GByte/s pro Chip.

Zudem kommt HBM mit 1,3 statt 1,5 Volt Versorgungsspannung aus. Die Verbindung zwischen den Stacks, die R9 Fury X besitzt davon vier für insgesamt vier GByte Grafikspeicher und der GPU, stellt ein Interposer-Chip her. Diese "Verbindungsplattform" wird auf die Platine der Grafikkarte gelötet.

Technisch sieht das so aus, dass die Verbindung zwischen den einzelnen Bestandteilen mittels Through Silicon Vertical Interconnect Access (TSV) hergestellt wird, die Datenleitungen laufen also vertikal durch die Dies. Zudem kommt HBM mit 1,3 statt 1,5 Volt Versorgungsspannung aus und ist damit sparsamer als GDDR5.

Schnellerer Speicher und kleinere Karten

Die neue HBM-Technik hat zwei Vorteile. Der eine liegt in der höheren Speicherbandbreite, der andere in kompakteren und einfacher aufgebauten Grafikkarten. Bei der Speicherbandbreite gibt AMD für R9-Fury-X-Karten 512 GByte/s an, eine Radeon R9 390X mit GDDR5 bringt es auf 384 GByte/s.

Geforce Titan X und Geforce 980 TI kommen laut Nvidia auf 336,5 GByte/s. Das noch größere Problem bei Grafikkarten mit GDDR5 und großem Grafikspeicher liegt in der schieren Menge der Speicherchips und den komplexen Datenleitungen auf den Karten.

So sitzen etwa auf einer R9-390X-Grafikkarte nicht weniger als 16 einzelne Speicherchips, die über 32-Bit-Datenleitungen mit der GPU verbunden sind. Das führt nicht nur zu einem komplexen Platinenlayout, sondern auch zu entsprechend großen Grafikkarten. Karten mit AMDs Radeon R9 Fury X sind dagegen vergleichsweise kompakt, müssen aber derzeit mit Wasser gekühlt werden, da die GPU und die vier HBM-Stacks viel Wärme auf wenig Fläche produzieren.

Die MSI R9 Fury X 4G ist ab Juli für 699 Euro (UVP) erhältlich.

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