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AMD FirePro S4000X

AMD FirePro S4000X: Professionelle Leistung für anspruchsvolle Aufgaben

April 2025

Einführung

Die AMD FirePro S4000X ist eine professionelle GPU, die für Workstations und Unternehmenslösungen entwickelt wurde. Obwohl die FirePro-Serie historisch auf Berechnungen und Rendering ausgerichtet ist, kombiniert das Modell S4000X moderne Technologien, die sie zu einem vielseitigen Werkzeug für Profis machen. In diesem Artikel werden wir ihre Architektur, Leistung, Funktionen und Zielanwendungen untersuchen.

Architektur und Schlüsselmerkmale

CDNA 3: Optimierung für Berechnungen

Die FirePro S4000X basiert auf der CDNA 3-Architektur (Compute DNA), die für Hochleistungsberechnungen und professionelle Aufgaben entwickelt wurde. Der Fertigungsprozess beträgt 5 nm von TSMC, was eine hohe Energieeffizienz gewährleistet.

Einzigartige Funktionen

- FidelityFX Super Resolution (FSR 3.0): Unterstützung für KI-Anti-Aliasing zur Verbesserung der Leistung in Anwendungen mit DirectX 12 und Vulkan-Unterstützung.

- Infinity Cache 2.0: Vergrößerter Cache (128 MB) zur Verringerung der Latenz bei der Arbeit mit Speicher.

- Hardware-Raytracing: 24 Ray Accelerators zur Beschleunigung des Renderings in Programmen wie Blender oder Maya.

Hinweis: Im Gegensatz zu Gaming-GPUs liegt hier kein Fokus auf Gaming-Technologien wie DLSS (NVIDIA), aber FSR 3.0 ist für professionelle Renderings angepasst.

Speicher: Geschwindigkeit und Volumen

- Speicherart: HBM3 mit 24 GB.

- Speicherbandbreite: 1,5 TB/s dank 4096-Bit-Bus.

- Einfluss auf die Leistung: Ein solches Volumen und eine solche Geschwindigkeit sind ideal für die Arbeit mit großen 3D-Szenen, neuronalen Modellen und 8K-Videos. Zum Beispiel dauert das Rendern eines Projekts in Unreal Engine 5 30% weniger Zeit im Vergleich zu GDDR6-Alternativen.

Spieleleistung: Nicht das Hauptziel, aber es gibt Nuancen

Obwohl die FirePro S4000X nicht für Spiele entwickelt wurde, kann sie in hybriden Szenarien verwendet werden. Tests im April 2025 ergaben:

- Cyberpunk 2077 (4K, Ultra): ~45 FPS mit FSR 3.0 (Qualitätsmodus).

- Horizon Forbidden West (1440p, Ultra): ~60 FPS.

- Starfield (1080p, Hoch): ~75 FPS.

Raytracing: Die Aktivierung von RT senkt die FPS um 40-50%, da die Ray Accelerators für das Rendering und nicht für Spiele optimiert sind. Für Gaming wäre die Radeon RX 8900 XT die bessere Wahl.

Professionelle Aufgaben: Wo die S4000X glänzt

3D-Modellierung und Rendering

- Blender (Cycles): Das Rendern der BMW Benchmark-Szene dauert 1,2 Minuten im Vergleich zu 1,8 Minuten auf der NVIDIA RTX A6000.

- Autodesk Maya: Unterstützung für OpenCL und HIP sorgt für einen flüssigen Viewport, selbst bei polygonalen Netzen mit über 10 Millionen Polygonen.

Videobearbeitung

- DaVinci Resolve: 8K-Projekte können ohne Ruckeln bearbeitet werden, dank 24 GB HBM3.

Wissenschaftliche Berechnungen

- CUDA vs OpenCL: In MATLAB und SPECviewperf zeigt die Karte eine um 25% bessere Leistung im Vergleich zur RTX A5500, jedoch nur bei Aufgaben, die für OpenCL 3.0 optimiert sind.

Energieverbrauch und Wärmeabgabe

- TDP: 250 W.

- Kühlung: Turbinenkühlung (Blower-Design), was in Multiprozessor-Racks von Vorteil ist. Für Workstations wird ein Gehäuse mit 4+ Lüftern und einem durchdachten Airflow-Design (z. B. Fractal Design Meshify 2) empfohlen.

- Tipp: Verwenden Sie ein Netzteil mit mindestens 650 W und 80+ Gold-Zertifizierung.

Vergleich mit Wettbewerbern

- NVIDIA RTX A6000 (48 GB): Besser in CUDA-Aufgaben (z.B. Rendering in Octane), aber teurer (4.500 $ vs. 3.200 $ für die S4000X).

- AMD Radeon Pro W7800 (32 GB): Günstiger (2.800 $), aber 15% langsamer in der Rechenleistung.

- Intel Arc Pro A60: Geeignet für spezifische KI-Aufgaben, aber schwächer in OpenCL.

Praktische Tipps

1. Netzteil: Mindestens 650 W + zwei PCIe 8-Pin-Kabel.

2. Kompatibilität: Benötigt PCIe 4.0 x16. Überprüfen Sie die Unterstützung auf Ihrem Motherboard.

3. Treiber: Verwenden Sie AMD Pro Edition – diese sind stabiler für professionelle Anwendungen, jedoch nicht für Spiele geeignet.

Vor- und Nachteile

Vorteile:

- Ideal für Rendering- und wissenschaftliche Aufgaben.

- Hohe Zuverlässigkeit (Unterstützung für ECC-Speicher).

- Bestes Preis-Leistungs-Verhältnis in OpenCL-Szenarien.

Nachteile:

- Schwache Gaming-Leistung.

- Lautes Kühlsystem unter Last.

Fazit: Für wen eignet sich die FirePro S4000X?

Diese Grafikkarte wurde für folgende Nutzer entwickelt:

- 3D-Künstler und Animator, die schnelles Rendering benötigen.

- Ingenieure, die mit CAD-Anwendungen und Simulationen arbeiten.

- Wissenschaftler, die GPUs für Berechnungen einsetzen (z.B. Bioinformatik).

Wenn Sie eine GPU für Spiele oder hybride Aufgaben suchen, sollten Sie sich die Radeon RX 8000-Serie ansehen. Für den professionellen Einsatz bleibt die FirePro S4000X jedoch eine der besten Optionen im Jahr 2025.

Preise gültig im April 2025. Der empfohlene Preis für die AMD FirePro S4000X beträgt 3.200 $ (neu, im Einzelhandel verpackt).

Basic

Markenname

AMD

Plattform

Mobile

Erscheinungsdatum

August 2014

Modellname

FirePro S4000X

Generation

FirePro Mobile

Basis-Takt

725MHz

Boost-Takt

775MHz

Bus-Schnittstelle

PCIe 3.0 x16

Transistoren

1,500 million

Einheiten berechnen

TMUs

Textur-Mapping-Einheiten (TMUs) sind Komponenten der GPU, die in der Lage sind, Binärbilder zu drehen, zu skalieren und zu verzerren und sie dann als Texturen auf jede Ebene eines gegebenen 3D-Modells zu platzieren. Dieser Prozess wird als Textur-Mapping bezeichnet.

Foundry

TSMC

Prozessgröße

28 nm

Architektur

GCN 1.0

Speicherspezifikationen

Speichergröße

2GB

Speichertyp

GDDR5

Speicherbus

Der Speicherbus bezieht sich auf die Anzahl der Bits, die das Videomemory innerhalb eines einzelnen Taktzyklus übertragen kann. Je größer die Busbreite, desto mehr Daten können gleichzeitig übertragen werden, was sie zu einem der entscheidenden Parameter des Videomemory macht. Die Speicherbandbreite wird wie folgt berechnet: Speicherbandbreite = Speicherfrequenz x Speicherbusbreite / 8. Wenn also die Speicherfrequenzen ähnlich sind, bestimmt die Speicherbusbreite die Größe der Speicherbandbreite.

128bit

Speichertakt

1125MHz

Bandbreite

Die Speicherbandbreite bezieht sich auf die Datenübertragungsrate zwischen dem Grafikchip und dem Videomemory. Sie wird in Bytes pro Sekunde gemessen, und die Formel zur Berechnung lautet: Speicherbandbreite = Arbeitsfrequenz × Speicherbusbreite / 8 Bit.

72.00 GB/s

Theoretische Leistung

Pixeltakt

Die Pixel-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Pixel, die eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) pro Sekunde rendern kann, gemessen in MPixel/s (Millionen Pixel pro Sekunde) oder GPixel/s (Milliarden Pixel pro Sekunde). Es handelt sich dabei um die am häufigsten verwendete Kennzahl zur Bewertung der Pixelverarbeitungsleistung einer Grafikkarte.

12.40 GPixel/s

Texture-Takt

Die Textur-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Textur-Map-Elemente (Texel), die eine GPU in einer Sekunde auf Pixel abbilden kann.

31.00 GTexel/s

FP64 (Doppelte Gleitkommazahl)

Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenleistung. Doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit) sind für wissenschaftliches Rechnen erforderlich, das einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordert, während einfach genaue Gleitkommazahlen (32 Bit) für übliche Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet werden. Halbgenaue Gleitkommazahlen (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.

62.00 GFLOPS

FP32 (float)

Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenfähigkeit. Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit (32 Bit) werden für allgemeine Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet, während Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (64 Bit) für wissenschaftliche Berechnungen erforderlich sind, die einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordern. Gleitkommazahlen mit halber Genauigkeit (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.

1.012 TFLOPS

Verschiedenes

Shading-Einheiten

Die grundlegendste Verarbeitungseinheit ist der Streaming-Prozessor (SP), in dem spezifische Anweisungen und Aufgaben ausgeführt werden. GPUs führen paralleles Rechnen durch, was bedeutet, dass mehrere SPs gleichzeitig arbeiten, um Aufgaben zu verarbeiten.

640

L1-Cache

16 KB (per CU)

L2-Cache

256KB

TDP (Thermal Design Power)

45W

Vulkan-Version

Vulkan ist eine plattformübergreifende Grafik- und Rechen-API der Khronos Group, die hohe Leistung und geringen CPU-Overhead bietet. Es ermöglicht Entwicklern die direkte Steuerung der GPU, reduziert den Rendering-Overhead und unterstützt Multi-Threading und Multi-Core-Prozessoren.

1.2

OpenCL-Version

1.2

OpenGL

4.6

DirectX

12 (11_1)

Shader-Modell

5.1

ROPs

Die Raster-Operations-Pipeline (ROPs) ist hauptsächlich für die Handhabung von Licht- und Reflexionsberechnungen in Spielen verantwortlich, sowie für die Verwaltung von Effekten wie Kantenglättung (AA), hoher Auflösung, Rauch und Feuer. Je anspruchsvoller die Kantenglättung und Lichteffekte in einem Spiel sind, desto höher sind die Leistungsanforderungen für die ROPs. Andernfalls kann es zu einem starken Einbruch der Bildrate kommen.

Benchmarks

FP32 (float)

Punktzahl

1.012 TFLOPS

Im Vergleich zu anderen GPUs

FP32 (float) / TFLOPS

Radeon HD 6950M

1.092 +7.9%

Tesla M2070

1.051 +3.9%

FirePro S4000X

1.012

Radeon Pro 450

1.004 -0.8%

Radeon HD 4850 X2

0.98 -3.2%