AMD's HD 4770 getest: een 40nm-gpu aan het werk

De ATI Radeon HD 4770 is een interessante videokaart. Het is niet alleen de eerste grafische kaart met een gpu die op 40nm is gebakken; de kaart spreekt ook boekdelen over AMD's strategie in de huidige economische situatie. High-end videokaarten zijn allemaal leuk en aardig, maar van de goedkopere mainstream-videokaarten waar nog een aardig potje mee gegamed kan worden, worden er veel meer verkocht. De HD 4770 is AMD's poging om Nvidia's traditioneel sterke budget- en mainstream-line-up te doen vergeten.

De videokaart kan ook gezien worden als vingeroefening voor de RV870, die eveneens op 40nm zal worden gebakken. Tweakers.net nam de HD 4770 onder handen en vergeleek deze met de HD 4830, de HD 4850, en de 9800GT van Nvidia, waar de HD 4770 naar verluidt de strijd mee aan moet gaan. De 8800GTS 640MB werd getest om te laten zien waar de budget-kaarten van nu staan ten opzichte van de high-end kaarten van ongeveer 2,5 jaar geleden.

De 40nm-gpu is voor AMD goedkoper om te produceren, maar in theorie verbruikt de gpu dankzij het productieprocedé ook minder energie. Het testexemplaar dat wij van AMD ontvingen is overigens voorzien van een zogenaamde 'premium'-koeler. Het gros van de HD 4770's die in de pricewatch te vinden zijn, heeft een andere koeler; het verschil zou echter niet erg groot zijn. De games zijn ditmaal alleen op de resoluties 1280x1024 en 1680x1050 getest, omdat de resolutie van 1920 bij 1200 beeldpunten te hoog gegrepen is voor een videokaart van het kaliber van de HD 4770.

De prestaties van de 40nm-gpu van de HD 4770, met name op het vlak van energieverbruik, zijn ook interessant omdat ze een voorproefje geven van de prestaties van het 40nm-productieprocedé. Dat AMD het 40nm-tijdperk begint met het uitbrengen van een kleine gpu, heeft te maken met de yields. In het begin heeft een nieuw productieprocedé vaak nog de nodige kinderziektes en zijn de yields niet al te hoog. Een grote gpu heeft meer transistoren en dus een grotere kans op productiefouten; het uitvalpercentage van kleinere chips is lager en de opbrengsten zijn dus hoger.

Met 137 vierkante milimeter is de RV740-gpu op de HD 4770 allesbehalve groot. Met de naam HD 4770 positioneert AMD de videokaart onder de HD 4850, maar ogenschijnlijk ook onder de HD 4830. De HD 4830 zou naar verluidt echter de end-of-lifestatus bereikt hebben: AMD zou al geen RV770LE-gpu's meer aan zijn AIB's leveren. Dat de HD 4770 de HD 4830 aflost is toch al niet heel verwonderlijk, want de specificaties van beide videokaarten hebben veel gemeen. De 256bit-geheugenbus is ingeruild voor een 128bit-geheugenbus, maar die wordt wel gecombineerd met het bijna twee keer zo snelle gddr5-geheugen in plaats van het gddr3-geheugen van de HD 4830. De kloksnelheid van de gpu ging ook fors omhoog; het aantal streamprocessors bleef met 640 stuks weer gelijk.

Tot dusverre was de HD 4830 de directe concurrent van de 9800GT. De HD 4850 heeft ook een RV770-gpu aan boord, maar dan met het maximale aantal van 800 streamprocessors.

De 9800GT had dezelfde gpu als een 8800GT, al zijn er tegenwoordig ook exemplaren met een 55nm-gpu in omloop. De beide 9800GT's die Tweakers.net  van Point of View en Gigabyte mocht ontvangen, waren echter nog met een op 65nm gebakken gpu uitgerust. 

Testopstelling

Het testsysteem is opgetrokken rond een Core i7 920-processor, die op 3,2GHz werd geklokt door de bclk tot 160MHz te verhogen. De keuze voor het  besturingssysteem viel op de 64bit-versie van Windows Vista Ultimate met Service Pack 1 en alle beschikbare patches geïnstalleerd. De ATI-kaarten worden met versie 9.4 van de Catalyst-drivers aangestuurd. Verder streven we ernaar om altijd de nieuwste drivers te gebruiken, en als er bèta-drivers gebruikt zijn, wordt dat vermeld. Voor de benchmarks zijn de games Call of Duty: World at War, Crysis: Warhead, Far Cry 2, Stalker: Clear Sky, Race Driver: GRID en Tom Clancy's H.A.W.X. uitgezocht. Ook van deze games zijn, voor zover beschikbaar, alle patches geïnstalleerd. Indien mogelijk is van de interne benchmarks van de games gebruikgemaakt.

Intels X58-platform zal naar verwachting nog geruime tijd de prestatiekroon in handen houden. Dit platform zal bij het uitvoeren van de benchmarks niet snel een bottleneck vormen. Ook biedt het platform de mogelijkheid om videokaarten in sli- en in CrossFire-modus te draaien.

Elke game is getest op de resoluties 1280x1024 en 1680x1050. De instellingen verschillen per game en zullen daarom telkens vermeld worden. In principe wordt altijd anti-aliasing toegepast, tenzij dit resulteert in onspeelbaar lage framerates. Hetzelfde geldt voor sommige ingame-settings, die naar beneden worden bijgesteld als de videokaart anders onvoldoende fps produceert. Wel is er altijd 16xAF toegepast; bij games die dat niet ondersteunen is deze instelling afgedwongen met behulp van ATI's CCC of Nvidia's Control Panel.

In het Catalyst Control Center is de adaptive aliasing op de hoogste kwaliteit gezet, wordt de toepassing van AA/AF waar mogelijk aan de applicatie overgelaten, en is mipmapping op de hoogste kwaliteit ingesteld. In Nvidia's Control Panel staat de anti-aliasing transparancy-modus op multisampling en is de texture quality op high quality ingesteld. Ook hier wordt AA/AF waar mogelijk door de applicatie verzorgd.

Bij alle tests wordt zowel het minimale als het gemiddelde aantal frames per seconde gegeven, waarbij een hogere score uiteraard altijd beter is.

We trappen af met Far Cry 2. De HD 4770 laat meteen zijn tanden zien en krijgt het voor elkaar de prestaties van de HD 4850 bijna te evenaren. Zoals verwacht maken de HD 4830 en de 9800GT elkaar het leven zuur. De 8800GTS 640MB weet zich nog aardig te weren en bevestigt nog maar eens dat Nvidia in november 2006 een topkaart uitbracht.

Far Cry 2 1280x1024 4xAA/16xAF
HD 4770	28,1 / 36,9
HD 4850	28,6 / 36,8
9800GT	24 / 32,6
HD 4830	24,9 / 32,3
8800GTS	25,5 / 31,1

Op de resolutie van 1680x1050 nemen de verschillen af. Alleen de 9800GT valt op door volledig in te storten. Het extra geheugen en de hoge geheugenbandbreedte van 8800GTS 640MB laten de kaart lekker meedraaien in de middenmoot.

Far Cry 2 1680x1050 4xAA/16xAF
HD 4850	20,2 / 28,2
HD 4770	19,7 / 28,1
8800GTS	20,5 / 27,1
HD 4830	19,8 / 26,8
9800GT	13,4 / 26,2

Crysis laat interessante resultaten zien. De ATI's mogen dan hoge gemiddelde framerates neer zetten, beide Nvidia-kaarten laat beduidend hogere minima zien. Waarschijnlijk zijn de drivers van Nvidia beter voor het spel geoptimaliseerd. Het mag duidelijk zijn dat de grafische instellingen flink omlaag geschroefd moeten worden om het spel speelbaar te maken.

Crysis: Warhead 1280x1024 16xAF
HD 4850	10 / 30
9800GT	15 / 29
HD 4770	10 / 28,5
HD 4830m	10 / 26
8800GTS	13,5 / 22

Op de hogere resolutie zien we eigenlijk niets nieuws. De gemiddelde framerates van de HD 4850 en de HD 4770 zijn aardig, maar de 9800GT en zelfs de 8800GTS 640MB laten hogere minima zien.

Crysis: Warhead 1680x1050 16xAF
HD 4850	7 / 25
HD 4770	7 / 23
9800GT	12 / 22
HD 4830	7 / 21
8800GTS	10,5 / 17

Tom Clancy's H.A.W.X., dat voor het eerst door ons wordt gebenchmarkt, laat meteen een duidelijke voorkeur zien voor de DirectX 10.1-kaarten van ATI. Met DirectX 10.1 ingeschakeld laat de HD 4770 niets heel van de concurrent, en ook de HD 4850 moet het - zij het nipt - tegen zijn kleinere broertje afleggen.

Bij deze benchmark moet echter wel een kanttekening worden geplaatst: zodra er met behulp van ATI's CCC anisotropic filtering wordt afgedwongen, storten de framerates van de ATI-kaarten in. De 9800GT en de 8800GTS hadden hier geen last van. Nader onderzoek zal moeten uitwijzen waar dit probleem door veroorzaakt wordt; wellicht is een driverupdate genoeg om dit probleem te verhelpen. Alle tests zijn in elk geval zonder AF uitgevoerd.

Tom Clancy's H.A.W.X. 1280x1024 4xAA 0xAF
HD 4770	38 / 54,4
HD 4850	37,8 / 54,4
HD 4830	32,2 / 47,2
9800GT	28,4 / 37
8800GTS	21,6 / 28,8

Met 1680 bij 1050 beeldpunten wordt het verschil alleen nog maar groter. Het spel is met minima van rond de 30fps prima speelbaar op de HD 4770 en de HD 4850, terwijl het spel met de 9800GT een soort veredelde diavoorstelling wordt.

Tom Clancy's H.A.W.X. 1680x1050 4xAA 0xAF
HD 4770	31 / 44,5
HD 4850	28 / 42,9
HD 4830	24 / 34,7
9800GT	15,5 / 26
8800GTS	15 / 22,3

Clear Sky laat een vergelijkbaar resultaat zien als Crysis Warhead. De 9800GT legt het af als we kijken naar de gemiddelde framerates, maar produceert wel een significant hogere minimale framerate. De HD 4770 weet de HD 4830 wederom achter zich te laten en zet precies dezelfde prestaties neer als de HD 4850.

S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky - 1280x1024
HD 4850	12 / 27
HD 4770	12 / 27
9800GT	16 / 25
HD 4830	11 / 23
8800GTS	11 / 20

Ook op 1680x1050 zijn de prestaties van de HD 4770 identiek aan die van de HD 4850. De rangorde blijft verder hetzelfde als bij de lagere resolutie. Waar de framerates op 1280x1024 - met de instellingen op high en de sunrays ingeschakeld - de 30fps al niet halen, zal het spelen van Clear Sky met de geteste kaarten op de hogere resolutie helemaal geen plezierige ervaring opleveren.

S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky 1680x1050
HD 4850	11 / 22
HD 4770	11 / 22
9800GT	14 / 20
HD 4830	11 / 18
8800GTS	9 / 16

De 9800GT kruipt bij de Call of Duty-test uit de schaduw van zijn tegenstanders. De HD 4770 presteert wederom prima ten opzichte van de HD 4830, maar moet het wel afleggen tegen zowel de 9800GT als de HD 4850. De oude 8800GTS 640MB laat zich ook van zijn beste kant zien en zet hier nog heel acceptabele framerates neer.

Call of Duty: World at War - 1280x1024 - 4xAA/16xAF
HD 4850	40,5 / 62
9800GT	37,4 / 56,9
HD 4770	30,5 / 51
HD 4830	29,8 / 48,4
8800GTS	29,2 / 44,4

Op 1680x1050 wordt het kaf van het koren gescheiden. De HD 4770, de HD 4830 en de 8800GTS 640MB hadden bij deze benchmark net te veel last van gestotter. De 9800GT en de HD 4850 hadden hier echter geen last van. Als er alleen Call of Duty gespeeld wordt, moet de 9800GT zeker overwogen worden.

Call of Duty: World at War - 1680x1050 - 4xAA/16xAF
HD 4850	33,5 / 52,3
9800GT	29 / 45,8
HD 4770	23,8 / 41
HD 4830	23,9 / 39,3
8800GTS	24,3 / 36,4

Na H.A.W.X. is er nog een nieuwkomer in de testsuite: Race Driver Grid, een spel waar ATI-kaarten traditioneel goed in presteren. De resultaten liegen er ook in onze tests niet om: de Nvidia-kaarten wordt door alle ATI's voorbijgestreefd, al is het verschil tussen met name de HD 4830 en de 9800GT niet erg groot. De HD 4770 houdt het midden tussen de HD 4850 en de HD 4830.

Race Driver: GRID - 1280x1024 - 4xAA/16xAF
HD 4850	68,4 / 83,5
HD 4770	61,5 / 76
HD 4830	57 / 71,5
9800GT	56 / 68,4
8800GTS	40,4 / 51,7

De resultaten op 1680x1050 tonen hetzelfde beeld als de benchmarks op lagere resolutie. De HD 4770 kan de HD 4850 niet bijhouden, terwijl de 9800GT en de HD 4830 elkaar het leven zuur maken. De 8800GTS 640MB volgt eenzaam achteraan. Desondanks leveren alle videokaarten een plezierige spelervaring.

Race Driver: GRID - 1680x1050 - 4xAA/16xAF
HD 4850	57,4 / 70,5
HD 4770	49,5 / 64,2
HD 4830	45,3 / 59
9800GT	46,3 / 56,4
8800GTS	35 / 42,5

Bij de metingen van het energieverbruik van het systeem vallen de verschillen in ruststand enigszins tegen. Het vermogen dat de HD 4770 opneemt ligt hoger dan verwacht, maar dat komt door het gddr5-geheugen, dat zichzelf niet terugklokt. Alleen de HD 4830 en de 9800GT onderscheiden zich enigszins positief. De 8800GTS 640MB draagt het juk van het oude 90nm-procedé en verbruikt in idle-modus juist meer dan rest.

Vermogensopname - Gehele systeem - Idle
8800GTS	167W
HD 4850	151W
HD 4770	143W
HD 4830	135W
9800GT	132W

Het energieverbruik van de verschillende videokaarten laat onder belasting ook geen erg grote verschillen zien, totdat we onderaan het lijstje de HD 4770 en de 9800GT tegenkomen. Onder load verbruikt de HD 4770 maar liefst 56W minder dan de HD 4830. De HD 4770 biedt bij vergelijkbare of zelfs betere prestaties een vermogensopname die een dikke twintig procent lager ligt, en dat is uitstekend te noemen.

Vermogensopname - Gehele systeem - Load
HD 4850	271W
8800GTS	260W
HD 4830	258W
9800GT	217W
HD 4770	202W

In het begin van de review werd al opgemerkt dat het testexemplaar een koeler heeft die verschilt van de standaardkoeler van de HD 4770. Het verschil tussen de twee koelers zou echter niet al te groot zijn, zodat de testresultaten nog steeds een goede indicatie kunnen geven van de prestaties van andere kaarten.

In idle-modus liggen de meeste resultaten binnen één dBA van elkaar. Alleen het systeem met de 9800GT is merkbaar luider, en die kaart is bijna storend luidruchtig te noemen, zeker voor een kaart die niets aan het doen is. Ook de geteste 9800GT heeft overigens weer een andere koeler dan de standaardversie van deze kaart. De overige kaarten zijn voorzien van standaard verkrijgbare koelers.

Geluidsproductie - Gehele systeem - Idle
9800GT	48,6dBA
HD 4770	44,1dBA
8800GTS	44,0dBA
HD 4830	43,9dBA
HD 4850	43,1dBA

Wanneer de videokaarten belast worden, verandert de rangorde echter aanzienlijk. De geluidsproductie van de 9800GT en de 8800GTS 640MB blijft vrijwel op hetzelfde niveau, terwijl de ventilatoren van de ATI-kaarten hoorbaar vol aan de bak moeten om de gpu koel te houden. Het viel ons verder op dat de ventilator van de HD 4770 af en toe de neiging heeft om twee seconden op topsnelheid te draaien, om daarna weer stil te worden. Na langdurige belasting gebeurde dit echter niet meer.

Geluidsproductie - Gehele systeem - Load
HD 4830	52,1dBA
HD 4850	51,2dBA
HD 4770	50,5dBA
9800GT	48,6dBA
8800GTS	44,6dBA

Aan de hand van de verschillende benchmarks moet geconcludeerd worden dat AMD met de HD 4770 een winnaar in handen heeft. In de benchmarks streeft de HD 4770 zowel de 9800GT als de HD 4830 voorbij, terwijl de verschillen met de HD 4850 af en toe maar marginaal zijn. Het 40nm-procedé werpt voor AMD en voor de consument meteen zijn vruchten af: voor een schamele tachtig euro kan er een stevig potje gegamed worden.

Tijdens het gamen zal de stroommeter amper harder gaan lopen vanwege het lage verbruik van de 40nm-gpu. Het is jammer dat een zespins pci-e-stekker noodzakelijk is, maar een fatsoenlijke voeding zal zich niet druk maken als er twee molex-stekkers gebruikt worden om één zespins pci-e stekker te maken. Het idle-verbruik ligt vanwege het gddr5-geheugen wat hoger dan verwacht: hier heeft AMD punten laten liggen. De koeler doet zijn werk goed, maar een single-slot koeler was voor velen ook een bonus geweest.

Wat de toekomst te bieden heeft, moet nog even worden afgewacht. Halfgeleiderfabrikant TSMC zou problemen hebben met zijn 40nm-procedé, waardoor met name de nieuwe gpu van Nvidia vertraging op zou lopen. Het is nog volstrekt onduidelijk of de GT300, zoals deze chip gaat heten, eind 2009 of begin 2010 zal uitkomen. AMD zou al in het derde kwartaal van dit jaar met de op 40nm gebakken RV870-gpu komen, maar deze DirectX 11-chip kan net zo goed pas met de feestdagen of nog later verschijnen.

Ook over de specificaties van zowel Nvidia's als AMD's nieuwe generatie vliegen de geruchten ons om de oren, maar officiële berichten zijn er niet. Nvidia's GT300 zou een monsterchip zijn met 512 shaderprocessors, tegenover de 240 sp's op de huidige GT200-chips. De geheugenbus zou wederom 512bits zijn, maar wel in contact staan met gddr5- in plaats van gddr3-geheugen. AMD zou in de RV870-gpu maar liefst 1200 sp's willen verwerken, waar de RV770 er al 800 heeft. Het aantal raster operation units zou bovendien van 16 naar 32 verdubbeld worden.

Meer nog dan de high-end chips is de volgende generatie van budget- en mainstream-gpu's in nevelen gehuld. Over het algemeen brengen zowel AMD als Nvidia pas gpu's uit in de lagere prijssegmenten als de high-end gpu's al even uit zijn. AMD laat met de HD 4770 in elk geval wel zien wat de potentie van de 40nm-technologie is. AMD's jongste is dan ook niet alleen een goede kaart, het is een voorbode van nog veel meer leuk speelgoed.