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

Wolfgang Andermahr 2.306 Kommentare
AMD Radeon VII im Test: Zu laut, zu langsam und zu teuer, aber mit 16 GB HBM2

tl;dr: AMD hat mit der Radeon VII ein neues Flaggschiff, das die GeForce RTX 2080 angreifen soll. Im Test zeigt die Grafikkarte eine gegenüber der Radeon RX Vega 64 deutlich gesteigerte Performance, gegen die GeForce RTX 2080 hat sie es aber schwer. Zudem gibt es Schwierigkeiten beim Kühlsystem.

Die Radeon VII: AMDs neues Grafikkarten-Flaggschiff

Update 08.02.2019 12:48 Uhr

Auf Wunsch der Leser hat ComputerBase die Testreihe 8 GB vs. 16 GB in Spielen zusätzlich auf einer Radeon RX Vega 64 mit aktiviertem HBCC durchgeführt. In speicherlimitierten Szenarien bringt der HBCC eine mess- und spürbare Verbesserung. Allerdings gibt es auch Probleme, die ohne das Feature nicht auftreten. Der HBCC ist damit kein Ersatz für einen größeren Speicher, kann aber etwas Abhilfe schaffen.

2018 war kein gutes Grafikkarten-Jahr für AMD. Denn in den zwölf Monaten hat es nur eine neue Grafikkarte in den Handel geschafft. Und die Radeon RX 590 ist zwar ein gutes Mittelklasse-Modell geworden, schlussendlich handelt es sich aber nur um eine leicht verbesserte Radeon RX 580. Echte Neuheiten ließ AMD im letzten Jahr vermissen, während Nvidia mit der GeForce-RTX-Serie auf Basis von Turing gleich mehrere, vollständig neue Grafikkarten herausgebracht hat.

Nach dem Tief von 2018 soll 2019 nun ein Hoch folgen, denn AMD plant gleich mehrere neue Grafikkarten. Darunter auch „wirklich neue“ Produkte, denn mit dem immer noch ziemlich geheimnisvollen Navi steht entweder eine gänzlich neue oder eine überarbeitete GCN-Architektur an. Bis Navi im zweiten Halbjahr erscheint, soll ein neues Flaggschiff übergangsweise für Aufmerksamkeit sorgen: Die auf der CES angekündigte Radeon VII.

So kreativ bei der Namensgebung war keine andere Grafikkarte zuvor

Bei der Radeon VII macht AMD vieles anders. Das fängt beim kreativen Namen an, der gleich mehrere Bedeutungen hat. So handelt es sich um die erste GPU, die im 7-nm-Prozess gefertigt wird (VII = 7). Und um die zweite Vega-Generation (VII = Vega 2). Und gar das Erscheinungsdatum steckt im Namen (VII = 7. 2.). Doch auch abseits der Namensgebung handelt es sich um eine ungewöhnliche Grafikkarte.

AMD Radeon VII im Test
AMD Radeon VII im Test

AMD: Für 729 Euro die Leistung einer RTX 2080

Denn es kommt mit Vega 20 eine eigentlich für professionelle Zwecke entwickelte GPU zum Einsatz. Da es sich somit immer noch um Vega handelt, gibt es technisch nichts Neues. Aber der 3D-Beschleuniger macht doch einiges anders als der Vorgänger und soll aufgrund der besseren Fertigung deutlich schneller als die Radeon RX Vega 64 sein. AMD spricht von der Performance einer GeForce RTX 2080. Der Kostenpunkt liegt bei 729 Euro. Ob es sich bei der Radeon VII um eine ernste Alternative oder nur um ein interessantes Produkt handelt, klärt ComputerBase im Test.

Ein professioneller Vega 20 auf Abwegen

Die Radon VII hat als Herzstück die erste im 7-nm-Prozess gefertigte Vega-20-GPU, die mit 13,2 Milliarden Transistoren etwas komplexer als Vega 10, mit 331 mm² zu 495 mm² aber deutlich kleiner ist. Als Architektur kommt erneut Vega zum Einsatz, wobei es sich jedoch um die „zweite Vega-Generation“ handelt, die kleine Verbesserungen bietet.

Neu bei Vega 20 ist ein weiteres Rechenformate. Bereits Vega 10 auf der Radeon RX Vega beherrschte neben der normalen Rechengenauigkeit FP32 auch voll beschleunigtes FP16, INT8 und INT4. Neu bei Vega 20 ist ein ebenso voll beschleunigtes FP64. Die maximale Double-Precision-Performance gibt es auf der Radeon VII aber nicht, diese bleibt den professionellen Radeon Instinct MI50 und MI60 vorbehalten. Da sich die Radeon VII nicht nur an Spieler, sondern auch an Content Creator richtet, belässt es AMD bei einer Reduzierung der Double-Precision-Performance auf das Leistungsverhältnis 1:4 (3,46 TFLOPS). Damit hat die Radeon VII eine deutlich bessere FP64-Performance als die Radeon RX Vega 64 (0,84 TFLOPS) und die GeForce RTX 2080 (0,35 TFLOPS), die DP nur im Verhältnis 1:16 beziehungsweise 1:32 unterstützen. An dem ausgebauten Rechenformaten bei Vega 20 lässt sich gut erkennen, dass die GPU eigentlich für professionelle Zwecke wie HPC gedacht ist. Denn Double Precision wird dort benötigt, bei Consumer-Anwendungen dagegen überhaupt nicht. Dort reichen FP32 und ab und zu FP16 aus.

GPU Im Einsatz auf Fertigung Größe Flächenunterschied
zu Vega 10
Transistoren Packdichte*
Vega 20 Radeon VII 7 nm 331 mm² ­­-33 % 13,2 Mrd. 39,9
Vega 10 Radeon RX Vega 64 & 56 14 nm 495 mm² 12,5 Mrd. 25,3
TU104 GeForce RTX 2080 12 nm 545 mm² +10 % 13,6 Mrd. 24,95
*In Mio. Transistoren pro mm²

Async Compute soll schnell sein, PCIe 4.0 fehlt aber

Darüber hinaus will AMD auf Vega 20 Async Compute verbessert haben, sodass die Leistung mit DirectX 12 und Vulkan höher ausfallen soll. Was AMD genau gemacht hat, verrät der Entwickler allerdings nicht. Es hat auch weitere Optimierungen auf Vega 20 gegeben, um die Taktraten weiter zu erhöhen und die Latenz zu verringern. Zudem sollen die Integer- und die Floating-Point-Accumulatoren (benötigt für Additionen und Multiplikationen) für eine verbesserte Compute-Leistung optimiert worden sein. Vega 20 unterstützt zudem als erste GPU PCIe 4.0, was aber ebenso den Profi-Modellen vorbehalten bleibt und auf der Radeon VII zu PCIe 3.0 degradiert worden ist.

Die Architektur ist immer noch Vega

In Verbindung mit den Vorteilen der 7-nm-Fertigung soll Vega 20 schneller als Vega 10 arbeiten, obwohl die Anzahl der Recheneinheiten gleich geblieben sind. Auch die eigentliche Architektur ist unangetastet geblieben, sodass es keine größeren Vorteile geben soll – diese wird es eher in Spezialfällen geben. Auch gibt es keine Neuigkeiten bezüglich der groß umworbenen Primitive Shader inklusive des Next-Generation-Geometry-Pfades, die mit Vega 10 Einzug gefunden haben. Da sich seit anderthalb Jahren diesbezüglich nichts geändert hat – und die Primitive Shader damit weder automatisch funktionieren noch von Entwicklern manuell anzusteuern sind – ist davon auszugehen, dass diese auf Vega nicht wie geplant funktionieren. Das ist etwas, das ComputerBase auch unter der Hand gehört hat. Offenbar gibt es bezüglich der Primitive Shader ein grundsätzliches (und für AMD unerwartetes) Problem, das erst bei Navi behoben sein soll.

Der Basis-Aufbau von Vega 20 entspricht dem von Vega 10. Es gibt insgesamt 64 Compute Units und damit 4.096 Shadereinheiten. Bei gleichem Takt haben Vega 10 und Vega 20 damit dieselbe Rechenleistung. Auf der Radeon VII kommt allerdings nicht der Vollausbau zum Einsatz, vier CUs werden abgeschaltet. Mit 60 CUs und damit 3.840 ALUs platziert sich die Consumer-Grafikkarte damit genau zwischen Radeon RX Vega 64 (64 CUs) und Radeon RX Vega 56 (56 CUs) und entspricht so einer Radeon Instinct MI50. Die Radeon VII kompensiert den Nachteil durch einen höheren Takt. Der maximal mögliche Takt beträgt 1.800 MHz, in Spielen sollen es meist um die 1.750 MHz sein. Eine Radeon RX Vega 64 arbeitet in Spielen dagegen meist mit 1.450 bis 1.500 MHz.

Die erste Consumer-Grafikkarte mit 16 GB und 1 TB/s

Deutlich aufgebohrt wurde bei Vega 20 der Speicher mitsamt dem Interface. Anstatt zwei HBM2-Stacks gibt es nun deren vier. Das verdoppelt automatisch das Speicherinterface auf 4.096 Bit. Da AMD den Speicher auf der Radeon VII mit 1.000 MHz arbeiten lässt, ist die Speicherbandbreite mit knapp über einem Terabyte in der Sekunde mehr als doppelt so hoch wie auf der Radeon RX Vega 64. Und auch generell deutlich höher als auf jeder anderen Grafikkarte inklusive Nvidias Titan RTX. Auch der Speicherausbau ist verdoppelt, denn es bleibt bei 4.096 MB pro Stack. Die Radeon VII bietet damit 16 GB Speicher, die doppelten 32 GB gibt es nur bei den Profi-Modellen. Da die ROPs seit Vega an den L2-Cache anstatt das Speicherinterface gekoppelt sind, werden diese bei Vega 20 nicht verdoppelt. Es gibt immer noch insgesamt 16 Pixel-Engines mit je vier ROPs und damit insgesamt 64 ROPs.

AMD gibt für die Radeon VII eine „Board Power“ von 300 Watt an, bei der Radeon RX Vega 64 sind es 295 Watt. Anders als bei der Radeon RX Vega rennt die Radeon VII aber nicht durchweg in den maximalen erlaubten Wert. Wie die Messungen zeigen, ist die Leistungsaufnahme der Radeon VII trotz anderslautendem Wert aufgrund der effizienteren 7-nm-Fertigung trotz höherer Geschwindigkeit etwas niedriger als beim Vorgänger.

AMD Radeon RX Vega 56 AMD Radeon RX Vega 64 AMD Radeon VII Nvidia GeForce RTX 2080 Founders Edition
Chip: Vega 10 Vega 20 TU104
Transistoren: ca. 12,5 Mrd. ca. 13,2 Mrd. ca. 13,6 Mrd.
Fertigung: Globalfoundries 14 nm TSMC 7 nm TSMC 12 nm
Shader-Einheiten: 3.584 4.096 3.840 2.944
Basis-Chiptakt: 1.156 MHz 1.247 MHz 1.450 MHz 1.515 MHz
Maximaler Chiptakt: 1.525 MHz 1.580 MHz 1.800 MHz 1.890 MHz
TFLOPs (FP32): 10,9 TFLOPs 12,9 TFLOPs 13,8 TFLOPs 11,1 TFLOPs
TFLOPs (FP16): 21,8 TFLOPs 25,8 TFLOPs 27,6 TFLOPs 22,2 TFLOPs
KI-Kerne: Keine 368
TFLOPs (FP16) mit KI: Nein 89,0 TFLOPs
Raytracing: Nein
ROPs: 64
Pixelfüllrate: 98 GPix/s 101 GPix/s 115 GPix/s 121 GPix/s
TMUs: 224 256 240 184
Texelfüllrate: 342 GTex/s 405 GTex/s 432 GTex/s 348 GTex/s
DirectX (Feature-Level): 12_1
Speichermenge: 8.192 MB HBM2 16.384 MB HBM2 8.192 MB GDDR6
Speichertakt: 800 MHz 945 MHz 1.000 MHz 7.000 MHz
Speicherinterface: 2.048 Bit 4.096 Bit 256 Bit
Speicherbandbreite: 410 GB/s 484 GB/s 1.024 GB/s 448 GB/s
Leistungsaufnahme Typisch/Maximal: 210 Watt/? 295 Watt/? 300 Watt/? ?/215 Watt

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