miniatur|250px|ATI Radeon HD 5870 miniatur|250px|Eine Radeon HD 5450 von Sapphire Technology
Die Radeon-HD-5000-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips der Firma AMD, die im Herbst 2009 als Nachfolger für die Radeon-HD-4000-Serie eingeführt wurde. Alle Grafikprozessoren dieser Serie unterstützen das Shader-Model 5.0 nach DirectX 11 und OpenGL 4.4 sowie auch OpenCL 1.2 in der aktuellen Version. AMD vermarktet die Fähigkeit der Grafikkarten für Aufgaben abseits der Grafikberechnung unter dem Begriff ATI Stream.AMD: Der Nachfolger der Radeon-HD-5000-Serie ist die Radeon-HD-6000-Serie.
Für die Radeon-HD-5000-Serie verwendet AMD auch den Codenamen Evergreen. Die mobilen Grafiklösungen werden als ATI-Mobility-Radeon-HD-5000-Serie vermarktet.
Geschichte Erste lauffähige Modelle der Evergreen-Serie präsentierte AMD im Juli 2009 auf der Computex in Taipeh.ComputerBase: AMD zeigt lauffähige DirectX-11-Grafikkarte (Update), Nachricht vom 3. Juni 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 Am 10. September 2009 stellte AMD die Radeon-HD-5000-Serie der Fachpresse vor. Die offizielle Vorstellung der Radeon HD 5850 und HD 5870 fand am 23. September 2009 statt, wobei jedoch nur Test-Exemplare der HD 5870 vom Hersteller geliefert wurden. Test-Exemplare der HD 5850 wurden später geliefert, so dass diese erst zum 30. September 2009 getestet werden konnten.
Der Cypress-Kern, welcher in der Fachpresse teilweise noch als RV870 bezeichnet wurde, verwendete die Terascale 2 Architektur und war mit ca. 2,1 Mrd. Transistoren zum Zeitpunkt seiner Vorstellung die bis dahin komplexeste GPU auf dem Markt. Der Cypress-Kern wird im 40-nm-Fertigungsprozess hergestellt und erreicht damit eine Die-Fläche von 334 mm². Er unterteilt sich in mehrere Shader-Cluster, wobei jedes Cluster aus 16 5D-Shadereinheiten und 4 Textureinheiten besteht. Er übernimmt somit die Aufteilung der RV770- und RV790-GPUs, allerdings erhöht sich die Anzahl der Shadercluster von 10 auf 20. Im Vergleich zur Vorgängergeneration hat sich somit auf dem Cypress-Kern die Anzahl der Streamprozessoren von 800 auf 1600 verdoppelt. Unabhängig von den Shader-Clustern hat sich auch die Anzahl der Raster Operation Processors (ROP) verdoppelt. Da allerdings weiterhin ein 256-Bit-Speicherinterface verwendet wird, sind nun pro Speichercontroller zwei ROP-Cluster vorhanden, die von einem 128-KB-L2-Cache umgeben sind.ComputerBase: ATi Radeon HD 5870 - Technik im Detail Part 1, Testbericht vom 23. September 2009, abgerufen am 31. Januar 2010
Die Radeon HD 5870 wies bei ihrer Präsentation in etwa die Performance der Dual-Grafikkarte Radeon HD 4870 X2 auf.ComputerBase: ATi Radeon HD 5870 - Performancerating, Testbericht vom 23. September 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 Neben der Performance erhielt AMD in der Fachpresse Lob für den verbesserten Energiesparmechanismus,ComputerBase: Test: ATi Radeon HD 5870 - Fazit, Testbericht vom 23. September 2009, abgerufen am 31. Januar 2010Hardwareluxx: Seite 27: ATI Radeon HD 5870 - Fazit, Testbericht vom 23. September 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 nachdem dieser auf der Vorgängergeneration bei der Verwendung von GDDR5-Speicher nur begrenzt effektiv arbeitete. Auf der Radeon HD 5850 wurden zwei Shadercluster deaktiviert und auch die Taktraten reduziert. Obwohl beide Karten zur offiziellen Präsentation am 23. September bereits gelistet waren, war zunächst keine lieferbar, weshalb es sich dabei um einen sogenannten Paperlaunch handelte.ComputerBase: ATis Radeon HD 5850 & HD 5870 gelistet, Nachricht vom 23. September 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 Die Verfügbarkeit der Karten besserte sich zunächst auch nicht,ComputerBase: ATis Cypress-GPU will nicht erhältlich werden, Nachricht vom 25. November 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 wobei hierfür, neben einer hohen Nachfrage, begünstigt durch fehlende Konkurrenzprodukte von Nvidia, primär technische Schwierigkeiten mit dem 40-nm-Fertigungsprozess beim Auftragsfertiger TSMC ursächlich waren. Erst als TSMC Anfang 2010 nach eigenen Angaben diese beheben konnte,Hardwareluxx: TSMC: Fertigungsprobleme behoben, Nachricht vom 23. Januar 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 wurde eine flächendeckende Verfügbarkeit der Radeon HD 5850 und HD 5870 erreicht.
Am 13. Oktober 2009 präsentierte AMD schließlich die Radeon HD 5750 und HD 5770, welche auf dem Juniper-Chip basieren. Bei diesem handelt es sich weitgehend um eine halbierte Version der Cypress-GPU, welche mit 1,04 Mrd. Transistoren eine Die-Größe von 166 mm² aufweist.Radeon3D.org: Im Gegensatz zur Radeon HD 5870 und HD 5850 waren die HD 5770 und HD 5750 zur Präsentation bereits flächendeckend auf dem Markt vorhanden, wobei bei letzteren AMD die Testsamples erneut nicht rechtzeitig an die Fachpresse liefern konnte. Leistungsmäßig ersetzte AMD mit der Karte die in etwa gleich schnellen Vorgängermodelle Radeon HD 4850 und HD 4870.ComputerBase: Test: ATI Radeon HD 5750 - Performancerating, Testbericht vom 24. Oktober 2009, abgerufen am 31. Januar 2010
Am 18. November 2009 präsentierte AMD die Dual-GPU-Grafikkarte Radeon HD 5970. Es werden dabei zwei Cypress-GPUs mit einem PCIe-Switch auf der Karte verbaut. Grafikkarten mit zwei Cypress-GPUs werden von AMD auch unter dem Codenamen Hemlock geführt. Um die offiziellen PCIe-Spezifikationen einhalten zu können und eine Leistungsaufnahme von unter 300 Watt aufzuweisen, reduziert AMD die Taktraten auf das Niveau der Radeon HD 5850. Auf die Deaktivierung von Shaderclustern konnte verzichtet werden. Bei der Vorstellung der Radeon HD 5970 wies diese eine deutlich höhere Performance auf als die bis dahin schnellste Grafikkarte auf dem Markt, die Geforce GTX 295.ComputerBase: Test: ATi Radeon HD 5970 - Performancerating, Testbericht vom 18. November 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 Entgegen einigen Erwartungen hatte AMD keine Verbesserungen im Bereich der Mikroruckler vorgenommen.PC Games Hardware: Test Radeon HD 5970 (Hemlock): Die schnellste DirectX-11-Grafikkarte der Welt, Testbericht vom 18. November 2009, abgerufen am 31. Januar 2010 Eine Besonderheit der Radeon HD 5970 ist ihre Länge von 30,5 cm, womit sie nicht in alle Midi-Tower einbaubar ist.
Am 14. Januar 2010 stellte AMD die Radeon HD 5670 vor, mit welcher die Radeon-HD-5000-Serie auf den Mainstream-Sektor erweitert wurde. Dabei basiert die Radeon HD 5670 auf dem Redwood-Grafikprozessor, wobei es sich im weitesten Sinne um einen halbierten Juniper-Chip handelt. Da auch die Anzahl der Rastereinheiten halbiert wurde, aber weiterhin ein 128 Bit Speicherinterface verwendet wird, ist nun wieder pro Speichercontroller nur eine ROP-Partition vorhanden. Leistungsmäßig platzierte AMD die Radeon HD 5670 zwischen den Nvidia-Konkurrenten Geforce GT 240 und Geforce 9800 GT.ComputerBase: Test: ATi Radeon HD 5670 - Performancerating, Testbericht vom 14. Januar 2010, abgerufen am 31. Januar 2010
Am 4. Februar 2010 veröffentlichte AMD mit der Radeon HD 5450 die erste Low-End-Grafikkarte der HD-5000-Serie. Die HD 5450 ist nach dem Referenzdesign von AMD eine passiv gekühlte Karte im Ultra Low-Profile-Format, welche sich z. B. für Home Theater PCs eignet. Die Grafikkarte verwendet den Cedar-Grafikprozessor. Bei diesem weicht der Aufbau der Shadercluster etwas ab, es werden nur jeweils 8 Shadereinheiten mit 4 Textureinheiten gekoppelt, so dass Cedar aus 2 Clustern mit insgesamt 16 Shader-, aber dafür 8 Textureinheiten besteht. Am 9. Februar 2010 folgte die HD 5570, die auf dem gleichen Chip wie die HD 5670 basiert, jedoch niedriger getaktet und mit langsamerem Speicher ausgestattet ist.Hardtecs4u: AMD Radeon HD 5570 - kleinster Mainstream-Vertreter mit HTPC-Ambitionen?, Testbericht vom 9. Februar 2010, abgerufen am 1. März 2010 Die am gleichen Tag vorgestellte Radeon HD 5550 basiert auf einer teildeaktivierten Redwood-GPU, hatte aber aufgrund der geringen Unterstützung der Boardpartner keine Marktrelevanz.TechPowerUp: Club 3D Unveils Radeon HD 5550 and HD 5570 Accelerators, Nachricht vom 10. Februar 2010, abgerufen am 16. März 2010 Wenig später, am 25. Februar, komplettierte vorerst die Radeon HD 5830 die Produktfamilie. Dabei ist das Modell preislich zwischen der Radeon HD 5770 und HD 5850 platziert. Die Grafikkarte verwendet den größeren RV870-Chipsatz, der jedoch stark eingeschränkt wurde, sodass nun nur noch 1120 Stream-Prozessoren 56 TMUs sowie 16 ROPs der Radeon HD 5830 zur Verfügung stehen. Dafür wurden gegenüber der Radeon HD 5850 die Taktraten leicht angehoben, was jedoch in einer leicht erhöhten Leistungsaufnahme resultiert.Radeon3D.org:
Technik Architektur AMD verwendete für die Radeon-HD-5000-Serie erstmals seine Terascale 2 Architektur, bei der es sich um eine Weiterentwicklung der Unified-Shader-Architektur der R600-GPU handelt. Aufgrund der Auslegung für DirectX 11 mussten verschiedene Änderungen vorgenommen werden, u. a. die Unterstützung des Shader-Model 5.0. Dieses enthält die Verwendung der neuen Compute-, Hull- und Domain-Shader, machte die Verbesserung der Texturkomprimierung notwendig (z. B. 6:1-Komprimierung bei 16-Bit-HDR-Texturen) und verlangt von den Textureinheiten die maximale Texturauflösung von 16k×16k (vorher 8k×8k). Der Compute-Shader dient der Unterstützung von Direct Compute, also der Berechnung nicht grafischer Daten auf der GPU (GPU-Computing). Direct Compute steht dabei in Konkurrenz zu OpenCL. Die Architektur wurde auch für GPU-Computing optimiert und unterstützt den IEEE-754-2008-Standard, weshalb die GPU Fused Multiply Add (FMA) durchführen kann. Neben Optimierungen an den Caches wurden noch weitere Befehle, wie etwa Sum of Absolute Differences (SAD) sowie für Direct Compute wichtige Befehle wie Bit count, insert, extract, implementiert. Bereits seit dem R600-Grafikprozessor verbaut ATI sogenannte Tessellator-Einheiten, welche mit der DirectX-11-Unterstützung grundsätzlich notwendig werden. Mit ihnen ist es möglich, durch relativ geringem Rechenaufwand die Anzahl der Polygone in einem Objekt zu erhöhen. Neu ist dabei die Verknüpfung mit den Hull- und Domain-Shadern, während auf der Vorgängergeneration der Tessellator weitgehend nur mit dem Geometrie-Shader agierte. Unabhängig von der DirectX-11-Implementierung präsentiert AMD unter dem Namen „ATI Eyefinity“ die Möglichkeit, mehr als zwei Bildschirme nativ anzusteuern.ComputerBase: ATi Radeon HD 5870 - Technik im Detail Part 2, Testbericht vom 23. September 2009, abgerufen am 31. Januar 2010
Die Terascale 2 Architektur verwendet ein neues Speichermanagement, welches nun EDC (Error Detecting Code) beherrscht, wobei die Fehler durch zyklische Redundanzprüfung (CRC) erkannt werden. Dies wird primär im Bereich von GPU-Computing-Aufgaben relevant, welche bei AMD unter dem Begriff ATI Stream behandelt wird. Durch sogenanntes Link Retraining ist es zudem möglich, Takt und Spannung des Speichers schnell und zuverlässig zu verändern, weswegen der GDDR5-Speicher im Gegensatz zur Vorgängerserie auch im Leerlauf automatisch tief herunter getaktet wird.Hardwareluxx: ATI Radeon HD 5870 - RV870-Architektur, Testbericht vom 23. September 2009, abgerufen am 31. Januar 2010
Grafikprozessoren Grafik-chip Archi-tektur Fertigung Einheiten API-Support Video-pro-zessor Bus-Schnitt-stelle Pro-zess Transi-storen Die-Fläche ROPs Unified-Shader Textureinheiten DirectX OpenGL OpenCL Stream-prozessoren Shader-Einheiten Shader-Cluster TAUs TMUs Cedar (RV810) Terascale 2 40 nm 292 Mio. 63 mm² 4 80 16× 5D-VLIW 2 8 8 11.0 4.4(Linux Mesa 18+:4.4+, Mesa 19+, 4.5+) 1.2 (Linux Mesa: 1.1 nahezu komplett,1.2 in Arbeit) UVD 2.2 PCIe 2.0 Redwood (RV830) 627 Mio. 104 mm² 8 400 80× 5D-VLIW 5 20 20 Juniper (RV840) 1040 Mio. 166 mm² 16 800 160× 5D-VLIW 10 40 40 Cypress (RV870) 2154 Mio. 334 mm² 32 1600 320× 5D-VLIW 20 80 80
Namensgebung