Test Radeon HD 7870 und 7850: Teurer Nachfolger der Radeon HD 5870
Das halbe Dutzend ist komplett: Nach Radeon HD 7970 und 7950 für das High-End und den 7770 und 7750 für die Mittelklasse stellen die neuen 7870 und 7850 bereits die Grafikkarten Nummer fünf und sechs mit AMDs Architektur GCN dar. Wie die anderen Modelle der Serie Radeon 7000 werden auch die neuen GPUs mit 28-Nanometer-Technik bei TSMC gefertigt, die bereits DirectX-11.1 für Windows 8 unterstützen.
Und auch wie bei der Radeon HD 7970, die unbedingt noch vor Weihnachten angekündigt werden musste, aber erst Anfang Januar 2012 erhältlich war, geht AMD auch mit den Radeon 7800 das Risiko eines Paper Launchs ein. In der Woche vor der Cebit wurden Testexemplare im Referenzdesign an Journalisten verschickt, und genau einen Tag vor der Messe fiel die Sperrfrist. Damit können die Grafikkartenhersteller ihre Produkte auf der Cebit zeigen, in den Handel sollen die Geräte aber erst ab dem 19. März 2012 kommen.
Solche Aktionen lösen bei vielen potenziellen Käufern Unmut und oft einen Ansturm auf die Onlineshops am Erstverkaufstag aus, so dass die lange erwarteten Karten schnell knapp werden. AMD pokert hoch, um jeden Tag zu nutzen, an dem Nvidias Konkurrenzprodukte mit der 28-Nanometer-GPU Kepler noch nicht verfügbar sind. Die hat Nvidia zwar noch nicht einmal angekündigt, der völlig überraschende Verkaufsstart der GTX 580 dürfte aber bei AMD noch in guter Erinnerung sein - noch vor dem Marktstart der Radeon HD 6970 wurde der High-End-Markt von Nvidia im November 2010 schon abgegrast.
Bis die Kepler-Grafikkarten verfügbar sind, verlangt AMD für alle Radeon-7000-Karten stolze Preise, auch die neuesten Modelle machen hier keine Ausnahme. Die Preisempfehlungen für die Radeon HD 7870 und 7850 lauten 349 und 249 Euro. Damit müssen sie mindestens die Radeon HD 6970 und 6950 schlagen, die schon unter 300 beziehungsweise 250 Euro erhältlich sind. Bei Nvidia sind in diesem Preissegment GTX 570 und 560 Ti die direkten Gegner.
AMD will mit der 7870 den Nachfolger der vor über zwei Jahren sehr erfolgreichen Radeon HD 5870 stellen, die auch in den Hardwareumfragen von Steam noch stark vertreten ist. Zwei Jahre seien der typische Upgradezyklus für Spielehardware, meint AMD. Wir testen im Folgenden die Referenzdesigns von Radeon HD 7870 und 7850 um zu sehen, ob insbesondere die 7870 diesem Anspruch gerecht wird.
GPU Pitcairn: kleiner, aber kaum langsamer
Die Serien Radeon HD 7900, 7800 und 7700 sind nicht nur jeweils abgespeckte Versionen ein und desselben Grafikprozessors. Zwar basieren alle auf der Architektur Graphics Core Next (GCN), AMD hat aus diesem Chipdesign jedoch drei recht unterschiedliche GPUs abgeleitet. Sie heißen Tahiti, Pitcairn und Cape Verde, die gesamte Chipfamilie läuft unter dem Begriff Southern Islands. Die folgende Tabelle zeigt die wesentlichen Unterschiede anhand der offiziellen technischen Daten für das jeweils schnellere Modell der Serie.
| GPU | Tahiti (7970) | Pitcairn (7870) | Cape Verde (7770) |
| Transistoren | 4,31 Milliarden | 2,8 Milliarden | 1,5 Milliarden |
| Diegröße | 365 qmm | 212 qmm | 123 qmm |
| Rechenwerke | 2.048 | 1.280 | 640 |
| Textureinheiten | 96 | 80 | 40 |
| ROPs | 32 | 32 | 16 |
Darin ist deutlich zu sehen, dass AMD recht clever anhand der angepeilten Preispunkte die Funktionseinheiten reduziert - aber nur immer die, die für den geplanten Einsatzzweck entbehrlich sind. Für AMD ist dabei entscheidend, die Dies immer so klein zu halten, dass sie wirtschaftlich herstellbar sind.
So protzt die High-End-Karte Radeon HD 7970 zwar mit 2.048 der bei AMD "Stream Processor" genannten Rechenwerke, aber das ist eher der Hinweis auf Modelle für Rechenanwendungen in professionellen Umgebungen. Fürs Spielen sind diese Rechenwerke zwar auch von Vorteil, zum Beispiel bei aufwendigen Post-Processing-Effekten, Tessellation und Directcompute-Shadern, in allen Fällen profitieren Grafikkarten aber von einem hohen Texturdurchsatz und den Rasterprozessoren (ROP).
Hier hat AMD bei Pitcairn kaum gespart, die Zahl der ROPs blieb dabei sogar von Tahiti zu Pitcairn unverändert. Die Zahl der Texture Units wurde nur leicht von 96 auf 80 reduziert, so dass die Radeon HD 7970 vor allem bei sehr hohen Auflösungen mit Filterfunktionen noch Vorteile hat. Für Spielen auf einem Monitor mit höchsten Detailstufen und Anti-Aliasing ist die 7870 aber mehr als gut gerüstet.
Zusammen mit dem hohen Takt kommt die 7870, wie die Benchmarks gleich noch zeigen werden, aber manchmal sogar an die 7950 heran - wenn die Auflösungen 1.920 x 1.080 Pixel nicht überschreiten. Die namentlich direkten Vorgänger 6870 und 6850 lassen die neuen Karten sämtlich hinter sich, sie dürften schnell vom Markt verschwinden.
Das gilt nicht für die Serien Radeon HD 6600, 6500 und 6400 (Northern Islands), also die Preisklasse unter 100 Euro. Diese Grafikkarten, die trotz schwacher Leistung oft für komplette Spiele-PCs von der Stange beworben werden, bleiben mit der bisherigen 40-Nanometer-Fertigung weiter im Angebot. Damit wäre das Kapitel Southern Islands bis auf die Doppel-GPU-Karte New Zealand eigentlich vorerst abgeschlossen.
Doch schon gibt es erste Hinweise bei Xfastest(öffnet im neuen Fenster) auf eine neue GPU mit Codenamen Tenerife, die nochmals 20 Prozent schneller als die 7970 sein soll - das wäre dann AMDs Konter auf Nvidias GPU Kepler. Bis auf New Zealand sind jedoch offiziell noch keine weiteren Grafikkarten von AMD angekündigt.
Testsystem und Verfahren
Als Antrieb für die Grafikkarten kommt unsere Testplattform für Grafikkarten zum Einsatz. Als Mainboard dient das Asus P6T Deluxe 1.0 mit X58-Chipsatz und einem Core i7 975 mit 3,33 GHz nominalem Takt. 6 GByte DDR3-1.333-Speicher von Corsair werden von Windows 7 Ultimate in der 64-Bit-Version voll genutzt. Die Timings für das RAM liegen bei 8-8-8-24.
Das Netzteil, ein Dark Power Pro von Bequiet mit 850 Watt Nennleistung, blieb auch für die Radeon HD 7800 unverändert, es ist mit Zertifizierung nach 80+ recht effektiv - kleinere Netzteile können jedoch auch insgesamt geringere Leistungsaufnahmen ergeben. Intels SSD-X25 lieferte die Daten, eine Barracuda ES.2 von Seagate diente für Patches und Images.
Die Spieletests führen wir in der praxisnahen Einstellung mit achtfacher anisotroper Filterung und vierfachem Antialiasing durch, die spielinternen Detailstufen werden stets auf das Maximum gesetzt, um die High-End-Karten zu fordern. Einige synthetische Benchmarks wie "Heaven" geben ein Abschalten des Antialiasing vor, da sonst die Werte noch niedriger werden. Wir haben deshalb diese Einstellung beibehalten.
Um die Grafikkarten zu fordern, wird der Lasttest mit 3DMark Vantage bei 16xAF und 8xAA durchgeführt (Voreinstellung "Extreme"), das Warten auf den Bildaufbau (VSync) ist bei allen Tests per Treiber und wenn möglich in der Anwendung ausgeschaltet. Die Einstellungen für die Filterfunktionen finden sich auch stets in den Bildunterschriften der Diagramme.
Wir unterscheiden bei den Diagrammen nach Programmen für DirectX-10 und solchen für DirectX-11 sowie OpenGL. Bei den Spielen mit DirectX-11-Funktionen werden nur die Grafikkarten getestet, welche diese Schnittstelle auch unterstützen.
Durch das kurzfristige Eintreffen der 7870 und 7850 direkt vor der Cebit und einem sehr spät zur Verfügung gestellten Treiber konnten nicht mehr alle relevanten Karten auch mit den für unseren Parcours neuen Spielen wie Skyrim und Modern Warfare 3 vermessen werden. Daher finden sich nicht alle Karten in allen Diagrammen. Der Vergleich zwischen 7870, 7850, 6870, 6850 und GTX 580 ist jedoch stets gegeben.
Zu beachten ist auch, dass das Testexemplar der 7850, das auf demselben Board wie die 7870 basiert, so nicht auf den Markt kommen wird. AMD wies darauf ausdrücklich hin, vielmehr sehen die 7850 im Referenzdesign aus wie eine 7770. Bilder der sehr unterschiedlichen Designs der Grafikkartenhersteller sind in der Galerie zu finden.
Synthetische Benchmarks und Tessellation
Wie viel die geschickte Ausstattung der Funktionseinheiten in Verbindung mit hohen Takten bringt, zeigt sich schon bei 3DMark11. Der synthetische Benchmark lässt die 7870 sogar nahe an die 7950 rücken, aber nur im Performance-Profil mit 1.280 x 720 Pixeln und weniger Effekten. Bei Full-HD und mehr Post-Processing sind die Tahiti- den Pitcarin-GPUs deutlich überlegen. Das Ziel, eine GTX 570 zu überholen, wird ebenfalls stets erreicht.
Seit seinem Erscheinen ist Heaven von Unigine das Aushängeschild für die DirectX-11-Funktion der Tessellation. Nvidia hatte vor dem Marktstart der GTX 480 stets betont, AMD in diesem Punkt überlegen zu sein. Das ist nun Geschichte: Selbst bei der Einstellung "Extreme" für die Tessellation liegt die 7870 noch 16 Prozent vor der GTX 580, AMDs umstrittene Optimierung des Tessellationsfaktors war dabei abgeschaltet. Mehr als anderthalbmal so schnell wie die 5870 ist die 7870, hier zeigt sich der Fortschritt in zwei Jahren am deutlichsten.
Der ältere 3D Mark Vantage zeichnet das gleiche Bild: Vor allem im Extreme-Profil ist die 7870 wesentlich schneller als ältere AMD-Karten, sie kommt sogar fast an die teurere GTX 580 heran. Im Extreme-Profil fällt dabei die Radeon HD 7850 zurück, sie verfügt nur über 64 statt 80 Textureinheiten und 1.024 statt 1.280 Rechenwerke. Bei den anspruchsvollen Effekten des Benchmarks wirkt sich mehr Hardware stärker aus als in vielen Spielen.
DirectX-10: Far Cry 2 und Call of Duty MW2
Einer der grafisch eindrucksvollsten Shooter aus der DirectX-10-Ära muss zeigen, was er mit modernen Grafikarchitekturen zu leisten imstande ist. Der Benchmark-Klassiker Crysis ist nun nicht in unserem Benchmark-Parcours, dafür auf den folgenden Seiten sein Nachfolger Crysis 2.
Far Cry 2 kann wesentlich besser mit mehr GPU-Power umgehen als das erste Crysis. War Far Cry 2 bisher eine Domäne der Nvidia-Karten, so hat sich das mit AMDs Radeon 7000 geändert: Alle GCN-Karten erreichen auch bei 1.920 x 1.200 Pixeln über 90 fps.
Bei Call of Duty MW2 verwenden wir eine Sequenz am Anfang der Mission "Teamspieler", die hohe Bildraten liefert - diese können sich im weiteren Verlauf des Spiels aber auch halbieren. Auch dafür sind die getesteten Grafikkarten aber schnell genug; wie viele "The way it's meant to be played"-Spiele ist auch Call of Duty MW2 auf Nvidia-Karten viel schneller als auf AMD-Geräten. Auch die 7870 und 7850 erreichen aber über 80 Bilder pro Sekunde, sie liegen sogar nur wenig hinter den viel teureren 7970 und 7950 - hier hat AMD offenbar die Treiber kaum auf das ältere Spiel optimiert.
DirectX-11: Call of Duty MW3 und Stalker CoP
Dass sich AMD vor allem auf aktuelle Spiele konzentriert hat, zeigen die Werte für Modern Warfare 3. Das Spiel wird in seinen Standardeinstellungen auch bei maximalen Details nicht schneller als 120 fps, die erreicht aber nur die 6970. Die 7950 liegt knapp dahinter und wird fast von der 7870 eingeholt. Selbst die 7850 ist kaum langsamer.
In der Einstellung "Ultra" ist das dritte Stalker-Spiel - das an den ersten Teil anschließt - eine moderne Grafikdemo im typischen Stil der russischen Entwickler. Als einer der ersten DirectX-11-Titel wurde das Programm auf AMD-Grafikkarten entwickelt, was der Chiphersteller inzwischen auch bestätigt hat.
Da Stalker CoP stark auf Tessellation setzt, profitiert das Spiel auch von den schnelleren Einheiten dafür auf den Radeon 7000. Hier zeigt sich dann auch, dass die Radeon 7800 doch schwächer ausgestattet sind als die Serie 7800: Sie sind langsamer, erreichen aber auch immer noch gut spielbare Bildraten.
DirectX-11 und OpenGL: Crysis 2, Rage und Skyrim
Ein Spezialfall für Benchmarks ist Crysis 2 . Zusammen mit dem DirectX-11-Patch und dessen Einstellungen "Ultra" sowie den Hires-Texturen treibt das Spiel auch schnellste Grafikkarten an die Leistungsgrenze. Im Unterschied zum ersten Crysis skalieren die Karten dabei aber immer noch gut mit der Auflösung.
Mit einem so umgebauten Crysis können die 3 GByte lokaler Speicher der Radeon HD 7970 und der 7950 voll zur Geltung kommen. Das Spiel ist damit deutlich schneller als mit anderen Single-GPU-Karten, aber bei der Auflösung 2.560 x 1.440 mit im Mittel 32,9 fps immer noch viel zu langsam. Schon die Reduktion um eine Detailstufe bringt auf der 7970 rund 45 fps zutage, was erträglicher ist.
Gleiches gilt für die Radeon HD 7870 und 7850, sie laufen mit den hier vermessenen höchsten Detailstufen zu langsam und zwingen zum Reduzieren von Details. Der kleinere Speicher von 2 GByte zeigt sich hier deutlich. Mit der 7870 sind aber immerhin noch konstant über 30 fps machbar, auch mit den Hires-Texturen.
Mit Rage kommen die AMD-Treiber nach ersten großen Schwierigkeiten gut zurecht. Da das Spiel auch mit abgeschaltetem VSync nie mehr als 60 fps erreicht, liegen alle Karten eng beisammen. Bei der hohen Auflösung von 2.560 x 1.440 Pixeln reicht der Speicher der Radeon 7800 aber auch hier nicht mehr aus, spielbar bleibt der Endzeit-Shooter aber dennoch.
Wie viele Elder-Scrolls-Spiele bleibt auch das neue Skyrim ein Hardwarefresser, wenn man die automatische Anpassung an die Hardware abschaltet und alle Einstellungen identisch von Hand vor dem Spielstart vornimmt. AMD hat auch hier die Treiber stark optimiert, in den Diagrammen ist für die Radeon HD 7800 der aktuelle Betatreiber auf Basis des Catalyst 12.4 dem Catalyst 12.1 gegenübergestellt - die günstigeren Karten sind damit sogar schneller.
Mit dem aktuellen Catalyst 12.3 erreichen aber auch die Radeon 7900 die angestrebten 60 fps bis zu 1.920 x 1.080 Pixel, erst bei 2.560 x 1.440 Pixeln fallen die Karten etwas zurück. Wir vermessen im Übrigen ein Außenlevel, das die CPU stark fordert, der schnelle Quad-Core der Testplattform bremst dabei aber noch nicht. Auch schwächere Karten können aber bei Skyrim in Innenleveln viel schneller sein, umso ärgerlicher ist dann aber der Schritt in die Außenwelt.
Benchmarks von weiteren Spielen auch im Vergleich mit anderen Grafikkarten finden sich bei unseren Kollegen von PC Games Hardware(öffnet im neuen Fenster) .
Leistungsaufnahme und Übertakten
Den Umstieg auf 28-Nanometer-Fertigung hat AMD konsequent fürs Stromsparen genutzt. Selbst ältere Mittelklassekarten wie eine Radeon HD 5770 nehmen mehr Energie fürs Nichtstun in Anspruch, wenn gerade kein Spiel läuft. Im Rahmen der Messtoleranz liegt dabei, dass beide Radeon 7800 mit 95 Watt für das Gesamtsystem 1 Watt mehr als die Serie 7900 aufnehmen.
Eine kleine Enttäuschung ist die 7870 unter Last mit 3DMark Vantage. Sie ist zwar über 30 Watt sparsamer als eine 5870 - und dabei noch schneller -, aber auch nicht so viel weniger energiehungrig, wie man im Vergleich zur 7950 erwarten dürfte. Der Takt von 1 GHz fordert seinen Tribut.
Das zeigt sich auch, wenn die GPU der 7870 auf 1.220 MHz übertaktet wird. Dann sind statt vorher 210 Watt gleich 242 Watt gefordert, fast so viel wie bei der 7950 mit Standardtakten. Dafür erreiche die Grafikkarte dann aber auch 7231 Punkte bei 3DMar11 im Extreme-Profil, bei Standardtakt sind es 6078 Punkte. Eine übertaktete 7870 ist damit sogar schneller als eine 7950 ab Werk, die aber auch ähnlichen Spielraum für Overclocking bietet.
Solche Experimente mit Testexemplaren sind aber nur selten auf Serienprodukte übertragbar, nach den bisherigen Erfahrungen auch unserer Leser sind aber rund 20 Prozent mehr Takt für die GPU bei den Radeon 7000 meist machbar.
Beim nur auf maximale Energieverschwendung getrimmten Burning-Test von Furmark 1.80 zeigt sich dann, was die geringere Strukturbreite von 28 Nanometern wirklich bringen kann: Der Rechner mit 7870 benötigt höchstens 252 Watt, mit der 5870 sind ganze 343 Watt gefordert. Das liegt aber auch an der Taktbeschränkung durch AMDs Powertune. Wird der damit mögliche Spielraum von 20 Prozent nach oben voll ausgenutzt, nimmt die Testplattform mit der 7870 schon 278 Watt auf, was aber immer noch unter einer 5870 liegt. Selbst die GTX 570 kommt dabei schon auf 334 Watt.
Ohne Last sind weder 7850 noch 7870 in einem geschlossenen PC hörbar, beim Spielen werden sie dann wahrnehmbar, erreichen aber subjektiv keine störenden Lautstärken. Zu bewerten ist das aber nur für die 7870, die im getesteten Referenzdesign auch verkauft werden soll. Die zahlreichen Kühler der Grafikkartenhersteller mit oft zwei Lüftern können sich aber in der Praxis auch anders verhalten.
Fazit
Je 50 Euro weniger - und die Radeon HD 7870 und 7850 wären echte Kracher. Ihren Preis wert sind die Grafikkarten schon jetzt, der Abstand zu 6970, 6950 sowie GTX 570 und 560 Ti ist bei Auflösungen bis 1.920 x 1.080 Pixeln aber zu gering, um ein Upgrade zu rechtfertigen. Wer ohnehin eine neue Grafikkarte braucht, macht mit den neuen Radeons aber nichts falsch.
Die Vorteile aller GCN-Grafikkarten wie Eyefinity 2.0 , bessere Filterfunktionen, geringe Leistungsaufnahme ohne Last und Zerocore haben auch die neuen Modelle. Insbesondere bei der Radeon HD 7870 ist der Energiebedarf beim Spielen aber genauso hoch wie bei der Radeon HD 5870, die eigentlich durch diese Karte ersetzt werden soll. Dafür ist die 7870 aber auch mit hohem Übertaktungspotenzial eine Option für risikofreudige Anwender, die sie sogar in die Nähe einer 7950 jagen können - bei nochmals deutlich höherer Leistungsaufnahme.
Schon die sparsamere 7850 reicht aus, um auch moderne Spiele mit allen Details bei Full-HD-Auflösung und mit Filterfunktionen nutzen zu können. Eine Ausnahme bleibt wie immer Crysis 2 mit dem Update für besonders hochauflösende Texturen. Besitzer von 27- oder 30-Zoll-Monitoren mit Auflösungen ab 2.560 x 1.440 oder Nutzer von Mehrschirmkonfigurationen zum Spielen werden aber bei voller Bildqualität mit AMDs neuer Oberklasse nicht glücklich. Hier sind weiterhin Karten für mehr als 400 Euro gefragt, wenn keinerlei Kompromisse eingegangen werden sollen.
Zu beachten ist auch, dass der Großteil der jetzt schon bekannten 7870 und 7850 nicht in AMDs Referenzdesign erscheinen wird - insbesondere gilt das für die 7850, die meist mit Platinen und Lüftern erscheinen wird, die für die 7770 entworfen wurden. AMD unterstützt das und gibt den Grafikkartenherstellern freie Hand beim Design ihrer Geräte. Die 7870 bieten nach bisherigem Stand nur Club 3D und Powercolor im Referenzdesign an, andere Anbieter wie Asus, HIS und XFX setzen auf eigene Lösungen mit mehreren Lüftern.
Zu erwarten ist also, dass sich die Hersteller gegenseitig mit Preisen zu unterbieten und mit Taktfrequenzen zu überbieten versuchen. Bis AMD wieder echte Konkurrenz durch vielleicht ähnlich sparsame und sogar schnelle Nvidia-Grafikkarten hat, ist also gerade bei der Oberklasse dennoch etwas Vielfalt geboten.