AMD Radeon RX Vega - »Rapid Packed Math« für mehr fps

Die neuen Radeon RX Vega-Grafikkarten von AMD sollen durch beschleunigte FP16-Berechnungen in Spielen Leistungsvorteile bieten können.

AMD will mit der so genannten »Rapid Packed Math«-Technik in Spielen für spürbare höhere fps sorgen. Sie wird von den neuen Radeon RX Vega-Grafikkarten unterstützt, erste Spiele mit der Technik sollen Far Cry 5 (siehe auch das Video weiter unten) und Wolfenstein 2 sein. Aber was genau hat es damit auf sich?

Zur Erklärung holen wir etwas weiter aus: Wenn über die Leistung von Grafikkarten (oder auch von Konsolen wie der Xbox One X) gesprochen wird, fällt oft der Begriff »Teraflops«. Dabei handelt es sich um die Zahl der theoretisch möglichen Gleitkomma-Berechnungen pro Sekunde (»Floating-Point Operations per Second« beziehungsweise »FLOPS«).

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Sie hängt von der Menge der vorhandenen Shader-Einheiten und von der Taktrate der Grafikkarte ab, es kommt allerdings noch ein weiterer Faktor hinzu: Die Unterscheidung zwischen einfacher Genauigkeit der Berechnungen (auch als »Single-Precision« oder »FP32« bekannt) und halber Genauigkeit (Half-Precision oder FP16). Die deutlich langsamere doppelte Genauigkeit (Double-Precision oder FP64) ist dagegen für die Art von Berechnungen, die aktuell in Spielen relevant sind, nicht von Bedeutung.

Bis zu 25 Prozent mehr Leistung

Im noch nicht veröffentlichten 3D-Mark-Serra-Benchmark liegt der Leistungsvorteil durch Rapid Packed Math laut AMD je nach Effekt zwischen 20 und 25 Prozent.

Mit Blick auf Gaming-Grafikkarten beziehen sich Teraflop-Angaben meist auf FP32-Berechnungen in 32 Bit, da sie in Spielen die Regel sind. Reicht für eine bestimmte Art von Berechnung allerdings die halbe Genauigkeit in 16 Bit aus, kann sie theoretisch mit einer passenden Grafikkarte in deutlich kürzerer Zeit durchgeführt werden.

Genau diesen Umstand soll sich die Rapid-Packed-Math-Technik zu nutze machen, wobei AMD zusätzlich zu den Gleitkomma-Berechnungen auch Leistungsgewinne bei Ganzzahl-Berechnungen (Integer-Datentyp, INT16) in Aussicht stellt.

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In einem vom Futuremark erstellten Benchmark namens »3D Mark Serra« sollen die Leistungsgewinne je nach Effekt zwischen 20 und 25 Prozent liegen. Bei den insgesamt berechneten Bildern pro Sekunde dürfte der Gewinn ein gutes Stück niedriger liegen.

Diese Art der »Mixed Precision« wird also wahrscheinlich vorerst nur zu überschaubaren Leistungsschüben führen können, zumal sie von Programmieren bewusst genutzt werden muss und nur bei bestimmten Berechnungen sinnvoll anwendbar sein dürfte. AMD selbst geht von 10 bis 15 Prozent aus.

Nvidias aktuelle Pascal-Architektur beherrscht zwar grundsätzlich FP16-Berechnungen, Geschwindigkeitsvorteile bieten dabei aber nur die Quadro-Modelle mit GP100-Chip für den professionellen Einsatz (siehe auch die ausführlichen Erläuterungen der Kollegen von Anandtech.com dazu). AMDs Polaris-Architektur (Radeon RX-400- und RX-500-Reihe) bietet bei FP16-Berechnungen ebenfalls keine zu Vega vergleichbare Leistungssteigerung.

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