AMD Radeon VII im Test: Zu laut, zu langsam und zu teuer, aber mit 16 GB HBM2

Die Radeon VII im Detail

AMD lässt sich beim Referenzdesign der Radeon VII – und zumindest vorerst wird es keine eigenen Designs der Bordpartner geben – nicht lumpen. Während die Referenzkarte einer Radeon RX Vega optisch recht billig wirkt, sieht die Radeon VII deutlich hochwertiger aus und nimmt es von der Verarbeitung mit Nvidias neuen Referenzkarten auf. Allerdings ist die Grafikkarte optisch zurückhaltend gestaltet.

Beim Kühler ist AMD vom üblichen Radial- auf den Axial-Zug aufgesprungen. So werden drei im Durchmesser 75 mm große und recht tiefe Axial-Lüfter verbaut, die für die nötige Frischluft sorgen. Damit wird die erwärmte Luft nicht mehr aus dem Gehäuse herausgeblasen, potenziell bleibt die Kühlung dafür aber leiser. Die maximale Drehzahl der Lüfter beträgt 3.850 Umdrehungen in der Minute. Auf dem Desktop sind es 850 Umdrehungen – die Lüfter schalten nicht ab. Der Dual-Slot-Kühler der 27 cm langen Grafikkarte ist mit zwölf cm höher als gewöhnlich, was den Platz für den Kühlkörper vergrößert.

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AMD nutzt ein Graphit-Pad zwischen GPU und Kühler

AMD setzt bei der Radeon VII auf eine Kupfer-Vapor-Chamber direkt über der Vega-20-GPU und auf fünf flache Heatpipes, die den Wärmetransport beschleunigen sollen. Ein Aluminium-Kühler bedeckt die gesamte Vorderseite der Grafikkarte. Umgeben ist die gesamte Konstruktion von einer Aluminium-Abdeckung auf der Vorder- und einer Backplate auf der Rückseite. Das Gewicht der Grafikkarte liegt bei 1.280 Gramm. Interessantes Detail am Rande: AMD nutzt keine klassische Wärmeleitpaste, sondern ein Graphit-Pad, um den Kontakt zwischen GPU und Kühler herzustellen. Dieses kann mehrmals verwendet werden und weist eine hohe Leitfähigkeit auf.

Auf eine RGB-Beleuchtung verzichtet AMD bei der Radeon VII. Allerdings gibt es einen rot beleuchteten Radeon-Schriftzug sowie einen R-Würfel, die beide nicht abgeschaltet werden können. Monitore können an drei DisplayPort-1.4- und einem HDMI-2.0b-Ausgang angeschlossen werden. VirtualLink gibt es nicht.

Die Radeon VII bietet einen Basis-Takt von 1.400 MHz, einen „typischen Boost“ von 1.750 MHz und einen maximalen Takt von 1.800 MHz. Der 16 GB große HBM2-Speicher arbeitet mit 1.000 MHz. Auf dem Windows-Desktop werden die Frequenzen auf bis zu 25 MHz beziehungsweise 350 MHz zurückgefahren. Letzteres ist deutlich höher als noch bei der Radeon RX Vega (167 MHz). Zwei Acht-Pin-Stromstecker sind für den Betrieb notwendig. Diese decken die offizielle Bord-Power von 300 Watt ab.

Merkmal		AMD Radeon VII
Karte	PCB-Design	AMD
	Länge, Breite	27,0 cm, 12,0 cm
	Stromversorgung	2 × 8 Pin
Kühler	Design	2,0 Slot
	Kühlkörper	Vapor Chamber 5 Heatpipes Alu-Radiator
	Lüfter	3 × 75 mm (axial)
	Lüfter abgeschaltet (2D)	Nein
	Anlaufdrehzahl	Immer an
Takt (Stromsparmodus)	GPU-Basis	1.400 (25) MHz
	GPU-Durchschnitt	1.750 MHz
	GPU-Maximum (offizielle Angabe)	1.800 MHz
	Speicher	1.000 (350) MHz
Speichergröße		16 GB HBM2
Leistungsaufnahme	Standard-TDP	300 Watt
	Maximale TDP (manuell)	360 Watt
Anschlüsse		3 x DisplayPort 1.4 1 x HDMI 2.0b

Testsystem und Testergebnisse

Das Review der Radeon VII nutzt den Testparcours aus dem Spätsommer 2018, bei dem sämtliche Spiele-Benchmarks neu erstellt wurden, dasselbe gilt für alle Temperatur-, Lautstärke- und Leistungsaufnahme-Messungen. Für die Benchmarks wurde Windows 10 mit dem Oktober-Update (Version 1809) sowie sämtlichen Patches genutzt.

Ein auf 4,7 GHz übertakteter Intel Core i7-8700K dient als Prozessor. Zwei 16 Gigabyte große DDR4-Module (Dual-Rank) werden mit DDR4-3200 bei den Timings 16-16-16-38-1T betrieben. Es wurden verschiedene Grafikkarten-Treiber für den Test genutzt, da es innerhalb kurzer Zeit mehrere neue Versionen gab, die zudem längst nicht alle Modelle unterstützen. Im Frühjahr wird der gesamte Parcours noch einmal erneuert – mit einheitlichen Treibern und weiteren neuen Spielen.

Grafikkarte	Genutzter Treiber
AMD Radeon VII, RX Vega 64	Launch-Treiber (18.50.15.02)
AMD Radeon RX Vega 56	Adrenalin 18.9.3
AMD Radeon RX 590	Launch-Version
Nvidia GeForce GTX 1080 Ti, GTX 1080	GeForce 399.07
Nvidia GeForce RTX 2080 Ti, RTX 2080	GeForce 411.51
Nvidia GeForce GTX 1070	GeForce 411.70
Nvidia GeForce GTX 1060	GeForce 416.16
Nvidia GeForce RTX 2070	GeForce 416.33
Nvidia GeForce RTX 2060	GeForce 417.54

Details zu den Spieletests

Sämtliche Grafikkarten wurden mit den Standardvorgaben von AMD und Nvidia getestet. Soweit nicht anders in den Diagrammen angegeben, wurde immer DirectX 11 genutzt. Die Ausnahmen sind Shadow of the Tomb Raider (DirectX 12) und Wolfenstein II (Vulkan).

Die Benchmarks in 1.920 × 1.080 sowie 2.560 × 1.440 wurden durchweg mit der maximalen Detailstufe des Spiels durchgeführt. Für 3.840 × 2.160 wurden die Details in Elex, Hellblade, Kingdom: Come sowie Monster Hunter: World leicht reduziert.

Radeon VII im Test × 3

Die Radeon VII wird in Ultra HD nicht nur in den Standard-Einstellungen, sondern auch übertaktet (OC) und mit weniger Spannung (UV) getestet. Die zwei speziellen Testreihen sind mit einem Kürzel hinter dem Namen gekennzeichnet. Was genau beim Overclocking und beim Undervoltage eingestellt wurde, erläutern die entsprechenden Abschnitte.

Die tatsächlichen Taktraten unter Last

AMD hat bei der Radeon VII erneut den Turbo-Mechanismus verändert. Bei der Radeon RX Vega 64 gab es einen maximalen Takt, der in der Praxis allerdings nie erreicht worden ist, da vorher das Power Limit eingeschritten ist. Bei der Radeon VII hat sich AMD bezüglich des Turbos erneut an Nvidia orientiert.

Auch die Radeon VII rennt in manchen Spielen sofort ins Power Limit – aber längst nicht mehr immer. Stattdessen gibt es einen maximal mögliche Takt, der bei 1.800 MHz liegt. Dieser liegt jedoch nur bei niedrigen Temperaturen und bei geringer GPU-Last an. In Spielen sieht man die 1.800 MHz zu keiner Zeit.

Der Basis-Takt spielt keine Rolle

Dann gibt es einen von AMD angegebenen Takt, der bei 1.750 MHz liegt. Das ist aber kein fester Wert, sondern vielmehr eine Frequenz, mit der die Grafikkarte in den meisten Fällen arbeiten soll. Und dann gibt es noch einen Basis-Takt, der 1.400 MHz beträgt. Um diese zu erreichen, muss es aber Extremsituationen wie eine unzureichende Kühlung geben.

Spiel (3.840 × 2.160)	AMD Radeon RX Vega 64 (Referenz)	AMD Radeon VII
Maximal möglicher Takt in Spielen	~1.580 MHz	~1.780 MHz
Assassin's Creed Origins	1.515-1.525 MHz	1.748-1.780 MHz
Call of Duty: WWII	1.436-1.476 MHz	1.715-1.765 MHz
Destiny 2	1.448-1.459 MHz	1.740-1.770 MHz
Elex	1.490-1.505 MHz	1.734-1.775 MHz
F1 2018	1.460-1.488 MHz	1.755-1.770 MHz
Far Cry 5	1.455-1.470 MHz	1.749-1.774 MHz
Final Fantasy XV	1.465-1.481 MHz	1.757-1.771 MHz
Ghost Recon Wildlands	1.495-1.510 MHz	1.763-1.785 MHz
Hellblade: Senua's Sacrifice	1.429-1.448 MHz	1.752-1.768 MHz
Jurassic World: Evolution	1.485-1.490 MHz	1.750-1.770 MHz
Kingdom Come: Deliverance	1.440-1.460 MHz	1.740-1.770 MHz
Mittelerde: Schatten des Krieges	1.440-1.460 MHz	1.751-1.774 MHz
Monster Hunter: World	1.468-1.488 MHz	1.769-1.788 MHz
Shadow of the Tomb Raider	1.478-1.489 MHz	1.761-1.781 MHz
Star Wars Battlefront II	1.387-1.401 MHz	1.721-1.749 MHz
Wolfenstein II	1.420-1.454 MHz	1.756-1.783 MHz

Limitiert weder die Leistungsaufnahme, noch die Temperatur, taktete die Radeon VII in Spielen maximal mit 1.785 MHz und lag damit nahe am theoretischen Maximum. In den meisten Spielen arbeitet die Grafikkarte in der Tat mit circa 1.750 MHz, mal etwas mehr und mal etwas weniger. Die geringste Frequenz zeigte sich in Call of Duty: WWII. In dem Spiel lagen teilweise auch nur 1.715 MHz an. In diesem Fall hat vermutlich das Power Limit eingegriffen. Aktuell ist es aber schwer einzuschätzen, wann genau das Power Limit eingreift und wann gerade noch keine Limitierung einsetzt. Zwar gibt es auf der Radeon VII erneut eine Anzeige zur ASIC-Power, doch schwankt diese innerhalb von Sekunden um mehr als 100 Watt, was auf einen Fehler hindeutet. Wird das Power Limit händisch maximiert, zusätzliche 20 Prozent sind möglich, arbeitet die Grafikkarte in Spielen mit mindestens circa 1.750 MHz.

Ein neuer Faktor: Die Junction-Temperatur

Darüber hinaus kann eine zu hohe GPU-Temperatur den Takt reduzieren, was sich auch nicht im Treiber verändern lässt. Die Radeon VII zeigt erstmals zwei GPU-Temperaturen an: Den normalen und bekannten Wert und eine sogenante Junction-Temperatur. Bei dieser handelt es sich um den höchsten Wert, den einer der 64 Temperatursensoren auf Vega 20, doppelt so viele wie auf Vega 10, ausliest. Durch den neuen Wert will AMD das „Thermal Throttling“ genauer gestalten können als bisher, um damit die Geschwindigkeit minimal zu verbessern.

Die Junction-Temperatur ist entsprechend deutlich höher als die gewohnte Angabe. Für den maximalen Takt ist es wichtig, dass die Junction-Temperatur 110 Grad Celsius nicht überschreitet. Ist das der Fall, taktet die Radeon VII die GPU herunter. Im Testsystem zeigte sich bei normaler Gehäusebelüftung eine maximale Junction-Temperatur von 108 Grad nach einer 30 minütigen Lastphase. Entsprechend griff der Mechanismus in den Testreihen zu keiner Zeit ein. Testweise wurde einer der beiden Gehäuselüfter abgeschaltet. Dann wurden die 110 Grad erreicht und die GPU taktet kurzzeitig immer wieder herunter. Auf die Performance hatte dies eine geringe Auswirkung von ein bis zwei Prozent.

Mäßiges OC lässt sich deutlich besser steuern (OC)

Übertakten auf der Radeon RX Vega 64 war einfach. Da die Grafikkarte durchweg ins Power Limit rennt, muss man an den Taktraten selbst gar nichts ändern, sondern nur das Power Limit erhöhen. Dann wurde die Grafikkarte automatisch schneller, benötigte aber deutlich mehr Energie als ohnehin schon.

Auf der Radeon VII funktioniert das Overclocking dagegen anders. Alleine schon, weil die Grafikkarte eben nicht immer ins Power Limit läuft. Dieses lässt sich übrigens auf dem Flaggschiff nur noch um 20 Prozent anstatt 50 Prozent beim Vorgänger erhöhen, was in einem maximalen Verbrauch von etwa 360 Watt resultiert. Das ist deutlich weniger als bei der Radeon RX Vega 64, die in solchen Szenarien auf 450 Watt und mehr kommt.

Die Leistungsaufnahme explodiert nicht mehr bei mehr Takt

Solch extreme Verbräuche sind bei der Radeon VII aber auch gar nicht nötig. Denn anders als zuvor explodiert die Leistungsaufnahme bei höherem Takten nicht; beziehungsweise deutlich weniger. Zudem ist es hilfreich, dass AMD auf der Radeon VII Takt und Spannung vollständig voneinander getrennt hat.

Es lassen sich drei Punkte festlegen. Der „Low-Power-Modus“ liegt standardmäßig bei 808 MHz und 0,723 Volt. Der Punkt für den „Low-Performance-Modus“ beträgt 1.304 MHz bei 0,785 Volt und für den „High-Performance-Modus“ 1.801 MHz bei 1,055 V. Die beiden äußeren Punkte lassen sich völlig frei verschieben, der mittlere Punkt wird denn automatisch angepasst. Maximal lassen sich 2.200 MHz und etwa 1,220 Volt einstellen.

Bei der Standard-Spannung von 1,055 Volt hat sich 1.926 MHz als eine stabile Frequenz herausgestellt. In Spielen arbeitet die Grafikkarte dann mit maximal etwa 1.880 MHz. Der Schritt ist problemlos möglich, wenn die Lüftersteuerung angepasst wird. Mehr Drehzahl ist notwendig, da die Junction-Temperature der Grafikkarte ansonsten zu hoch wird. Eine höhere Spannung ist hingegen mit dem Standard-Kühler sinnlos, da die Temperaturen sofort außer Kontrolle geraten – auch bei voller Drehzahl. Mit einem besseren Luft- oder einem Wasserkühler sind vermutlich auch die 2.000 MHz in Reichweite.

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Der 16 GB große HBM2-Speicher lässt sich maximal um 200 MHz auf 1.200 MHz übertakten. Das ist das, was der Treiber maximal zulässt und auf dem Testsample lief der Takt auch stabil. Die Speicherbandbreite beträgt dann enorme 1,25 Terabyte in der Sekunde.

Undervoltage ist der eigentliche König der Radeon VII (UV)

Undervolting auf der Radeon RX Vega 64 hat zwar ganz gut funktioniert, war aber kompliziert. Auf der Radeon VII funktioniert das Reduzieren der GPU-Spannung nicht nur deutlich einfacher, sondern ist auch noch effektiver. Zunächst verliert man keine Performance mehr, wenn die Spannung reduziert wird. Denn der Takt wird anders als bei dem vorherigen Flaggschiff nicht automatisch ebenso reduziert.

Zudem hat zumindest das Testsample der Redaktion einen großen Spielraum für UV. Ohne Taktreduzierung konnte die Vega-20-Spannung um 0,1 Volt auf 0,95 Volt reduziert werden, ohne dass es im Betrieb zu einem einzigen Problem gekommen ist. Bei noch geringeren Spannungen stürzte die Grafikkarte hingegen nach wenigen Minute ab. Die Folgen des Undervolting sind sofort spürbar: Eine deutlich geringere Leistungsaufnahme, ein hörbar leiserer Betrieb und die Performance bleibt gleich oder wird in wenigen Fällen sogar minimal besser – falls vorher das Power Limit eingeschritten ist.