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  • AMD Steamroller: Der A10-7850K im Prozessor-Test [Video-Update]

    A10-7850K im CPU-Test: AMDs neueste APU mit Codenamen Kaveri vereint GCN-1.1-Grafik mit Steamroller-CPU-Kernen. In unserem Prozessortest schauen wir uns die Leistung dieser Kerne genauer an und vergleichen sie auch Takt für Takt mit AMDs voriger Architektur Piledriver. Der getestete A10-7850K bietet 12 Compute-Cores: zwei Steamroller-Module à zwei Kerne und 8 Radeon-GCN-1.1-CUs.

    Neben seiner Rolle als Accelerated Processing Unit, als integrierter Kombiprozessor also, lässt sich AMDs APU-Reihe natürlich auch als normaler Hauptprozessor einsetzen, wobei dann viele seiner Vorteile - mit der integrierten Grafik auch die HSA-Features - brach liegen. Nichtsdestotrotz könnte für Spieler irgendwann der Zeitpunkt zum Aufrüsten gekommen sein, wenn sie mit der für heutige Verhältnisse durchaus potenten integrierten Grafik nicht mehr zufrieden sind oder wenn "das eine Killerspiel" auf den Markt kommt, für das man dann doch die CPU wechseln möchte. Hierfür bietet AMDs Kaveri-Plattform die Möglichkeit, steckbare Grafikkarten über den PCI-Express-Anschluss nachzurüsten - im Gegensatz zum Vorgänger "Richland" wird nun auch PCI-Express 3.0 unterstützt.

    Und genau diesen Anwendungsfall stellen wir in unserem Kaveri-Prozessortest nach, indem wir die 95-Watt-APU mit einer dedizierten Grafikkarte paaren, sodass einerseits genügend Grafikleistung vorhanden ist, damit sich alle vier Steamroller-CUs (2 Module) austoben können und anders als im APU-Einsatz das komplette TDP-Budget für die CPU-Kerne zur Verfügung steht. Noch einmal ganz deutlich also: Die integrierte Grafik spielt in diesem Test keine Rolle – lesen Sie hierfür bitte unseren Artikel "AMD A10-7850K –Spieleleistung der Kaveri-APU im Test".

    Wie schon vergangene APU-Generationen können auch Kaveris mit einer dedizierten Radeon wie der R7-Reihe verbunden werden, um über die sogenannte Dual-Graphics-Option IGP und PEG-Karte gemeinsam arbeiten zu lassen. AMD ist mit seinen Treibern zurzeit aber noch nicht so weit und bittet darum, einstweilen von dieser Betriebsart abzusehen, bis ein Frame-Pacing-fähiger Treiber erscheint, was in Kürze der Fall sein soll.

    AMD A10-7850K im Test

          

    Kaveri LeerlaufKaveri LeerlaufQuelle: amdAMD stellte uns rechtzeitig zum Fall der Stillschweigeperiode das einstweilige Spitzenmodell A10-7850K zur Verfügung. Die APU hat ein Leistungsbudget von 95 Watt (5 Watt weniger als die Richland- und Trinity-Modelle) und einen Basistakt von 3,7 GHz für die x86-Kerne. Der Turbo schraubt diesen bis auf 4,0 GHz hoch, in unseren Multithread-lastigen Tests sehen wir jedoch meistens 3,8-3,9 GHz anliegen.

    Die Radeon-GPU baisert auf GCN 1.1, unterstützt DirectX 11.2, OpenGL 4.4, Open CL 1.2 und AMDs kommenden Schnittstellen-Maßanzug Mantle. Sie verfügt damit über prinzipiell dasselbe Feature-Set wie die Hawaii-GPU in AMDs Spitzenmodell R9-290X inklusive der acht Asynchronous Compute Engines, welche die 512 Shader-Rechenwerke mit Compute-Aufgaben versorgen. Ferner bedeutet das auch, dass neben den zwei Steamroller-Modulen, dem 2x 64-Bit-Speichercontroler (derzeit für DDR3 spezifiziert) und der GPU eine Menge dedizierter Schaltkreise vorhanden sind. So hat PCI-Express 3.0 in AMDs APUs Einzug gehalten und True-Audio wird ebenso unterstützt wie der spezialisierte Video-Encoder VCE und der Unified Video Decoder (UVD4).

    Dank HSA, der Heterogeneous System Architecture, greifen CPU- und GPU-Teil gemeinsam und vor allem kohärent auf den gesamten Speicher von derzeit maximal 32 Gigabyte zu. System Level Atomics, RMW-Zugriffe (also Lesen-Ändern-Schreiben) auf einzelne Speicherblöcke, erfolgen systemweit und synchronisieren die CPU- und GPU-Teile. Laut AMD-Angaben macht diese Fähigkeit den Kaveri zum ersten OpenCL-2.0-fähigen Kombiprozessor - vorsichtig schreibt AMD selbst "capable" anstelle des prätenziöseren "compatible".

    Die komplette Kaveri-APU wird bei Global Foundries hergestellt, beinhaltet 2,41 Milliarden Transistoren und nutzt den 28nm-Prozess mit SHP-Option. Die Schwierigkeit ist es, eine Prozessoption zu finden, die nicht einseitig auf CPU- oder GPU-Erfordernisse optimiert ist, wie es beispielsweise bei Richland noch der Fall war. Denn während GPUs typischerweise eine hohe Packdichte für die Transistoren anstreben, um viele Recheneinheiten bei mäßigem Takt auf geringer Fläche unterzubringen, ist bei CPUs die erreichbare Maximalfrequenz wichtiger, da die üblicherweise wenigen Kerne gegenüber dem Cache einen vergleichsweise geringen Platzbedarf haben, serielle Aufgaben aber schnell bewältigen sollen.

    05:16
    AMD Kaveri Techdemos: HEVC, Dirt Showdown Eyefinity und Libre Office OpenCL

    Steamroller-Cores

          

    AMD hat in den vergangenen Jahren viele Neuerungen in den Prozessor-Architekturen eingeführt. Der größte Schritt war 2011 die lange erwartete Bulldozer-Architektur, von der es beinahe im Jahrestakt Verbesserungen gab: Bulldozer – Piledriver – Steamroller. Eine jede sollte eklatante Schwächen des originalen Bulldozer-Konzeptes ausbügeln. Denn Bulldozer war von seinen Genen her eine adaptierte Server-CPU, konzipiert für viele gleichzeitig ablaufende Aufgaben, aber eben nicht für eine hohe Single-Thread-Leistung. Eben diese war und ist es, die AMD-Prozessoren gegenüber ihren Intel-Counterparts das Leben in Spielen schwer macht – selbst in solchen, die eigentlich gut mit meheren Kernen skalieren. Doch genau dort sitzt das Problem, da es meistens einen Thread gibt, welcher die Hauptlast tragen muss - hier schlägt dann irgendwo doch wieder die IPC, die Pro-MHz-Leistung, durch.

    Zunächst legte AMD 2012 mit Piledriver, welche unter anderem in den aktuellen FX-Prozessoren wie zum Beispiel dem FX-9590, 9370, 8350 oder 6350 verwendet werden, eine Schippe nach und führt mit Kaveri nun die dritte Ausbaustufe namens Steamroller ein. Die hauptsächliche Arbeit fiel am Front-End an. Hier gibt AMD Verbesserungen bei der Trefferrate des Instruktion-Caches an, welcher zu diesem Zwecke mit 96 KiB pro Modul um 50% vergrößert wurde - die restlichen wichtigen Caches behalten ihre Größe. Auch die Sprungvorhersage konnte man verbessern - sie arbeitet laut AMD nun um 20% genauer. Das unterstreicht auch unser Benchmark mit dem intensiv branchenden Fritz Chessbench, bei dem Steamroller im Kaveri pro Takt genau diese 20% schneller arbeitet als Piledriver im Richland.

    Steamroller IPCSteamroller IPCQuelle: AMDAMD selbst gibt an, aufgrund der besseren Effizienzcharakteristik zum 28nm-SHP-Prozess gegriffen zu haben und dafür Einbußen in den maximalen Taktraten bei APUs mit hoher TDP hinnehmen zu müssen. In der Tat liegen die Takte mit dem Maximalturbo von 4 GHz und dem Basistakt von 3,7 GHz deutlich unter dem von Richland bekannten Niveau (4,1 GHz Basis). Nicht in allen Fällen gelingt es den Steamroller-Kernen, diesen Taktnachteil aufzuholen, doch dafür kann Kaveri mit einer niedrigeren Spannung an den Start gehen, die natürlich dem Stromverbrauch zu Gute kommt.

    09:59
    Kaveri-OC: A10-7850K übertakten mit Sami Mäkinen

    AMD A10-7850K im CPU-Spiele-Benchmark

          

    Wichtig: Die integrierte Grafik spielt in diesem Test keine Rolle – lesen Sie hierfür bitte unseren Artikel "AMD A10-7850K –Spieleleistung der Kaveri-APU im Test".

    02:10
    Video: A10-7850K vs. i5-4670K in Battlefield 4 - Wie sieht das erst mit Mantle aus?

    AMD A10-7850K im CPU-Anwendungs-Benchmark

          

    Wichtig: Die integrierte Grafik spielt in diesem Test keine Rolle. Lesen Sie hierfür bitte unseren Artikel "AMD A10-7850K –Spieleleistung der Kaveri-APU im Test".

     7-Zip (sec)Lightroom 5.3 (sec)Luxmark Sala (pts)x264-UHD (fps)
    Core i5-4570 (3,2 GHz+)3091893674,18
    AMD FX-6350 (3,9 GHz+)2642083673,42
    Core i5-3470 (3,2 GHz+)2921963603,49
    A10-6800K (4,1 GHz+)4202682462,52
    Phenom II X4 980 BE (3,7 GHz)4202662402,44
    A10-7850K (3,7 GHz+)4592752402,58
    Core i3-4130 (3,4 GHz)4623082902,57

    AMD A10-7850K im Pro-Takt- und Effizienzvergleich

          

    Wichtig: Die integrierte Grafik spielt in diesem Test keine Rolle. Wir haben auf die Geforce GTX 780 Ti zurückgegriffen, um die reine Pro-MHz-Leistung der Steamroller-Kerne herauszustellen. Hierzu haben wir beide APUs mit demselben Speicher ausgestattet und auf 3,7 GHz Taktrate fixiert. Trotz der knappen Zeit gelang es uns, auch den A10-6800K noch mit auf dem Asrock FM2A88X Extreme6+ zu vermessen, sodass die Leistungsaufnahme nicht von der Plattform beeinflusst wird.

     7-Zip (sec)Lightroom 5.3 (sec)Luxmark Sala (pts)x264-UHD (fps)
    A10-7850K (3,7 GHz, DDR3-2133)4803182282,48
    A10-6800K (3,7 GHz, DDR3-2133)4763012112,21
    Effizienz A10-7850K101,7112,1109,2119,0
    Effizienz A10-6800K100,0100,0100,0100,0

    AMD A10-7850K im CPU-Test: Fazit

          

    Kaveri OverviewKaveri OverviewQuelle: AMDDie Wahl des 28nm-SHP-Herstellungsprozesses kostet AMD Takt, verbessert aber die Effizienz. 300 bis 400 MHz fehlen im Vergleich zum Kaveri-Vorgänger Richland. Nicht in jedem Falle geht dieses Vabanque-Spiel zugungsten des Kaveri aus - unser 7-Zip-Benchmark zum Beispiel läuft sogar pro Takt auf dem Kaveri ein klein wenig langsamer. Betrachtet man jedoch das große Gesamtbild und nimmt die Energieeffizienz hinzu, hat AMD die richtige Wahl getroffen. Denn der Kaveri fährt als CPU schon in seiner höchsten Ausbaustufe - wo der Effekt am geringsten ist - und in dem Benchmark, der ihm am wenigsten liegt, einen knappen Vorsprung von 1,7 Effizienz-Prozent gegenüber Richland ein. Im Optimalfall, unserem x264-UHD-Benchmark, arbeiten die Steamroller-Kerne im Kaveri nicht nur 8 Watt sparsamer, sondern auch rund 12 Prozent schneller. Das macht einen Effizienzvorteil von 19 Prozent!

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    04:03
    HSA-Features im Kaveri ausprobiert: JPEG-Decoding 2,5x schneller
    Wissenswert: Mehr Informationen zum Thema finden Sie in:
    CPU-Tests 2016: Benchmark-Bestenliste - Leistungsindex für Prozessoren [Juni]
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    Es gibt 65 Kommentare zum Artikel
    Von biosat-lost
    Die Leistung der steamroller Kerne hat mich nach 12 jahren letztendlich wieder zu Intel wechseln lassen. Vor allem da…
    Von matty2580
    SC2 ist ein klassisches Bsp. das auf Intel CPUs sehr gut läuft, aber leider nicht auf AMD CPUs.Im Test des 4770K…
    Von Caanon
    Hast recht, die SC2-Frameraten sind verdammt niedrig, das macht es natürlich sehr schwierig den taktskalierten…
    Von GoldenMic
    Die SC2 Ergebnisse würde ich mal nicht überbewerten. Die FPS bewegen sich in so niedrigem Bereich, das man da…
    Von Caanon
    Die Starcraft 2-Ergebnisse finde ich sehr seltsam. Ohne Taktskalierung sind 7850K und 6800K praktisch gleichauf, trotz…
      • Von biosat-lost Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Die Leistung der steamroller Kerne hat mich nach 12 jahren letztendlich wieder zu Intel wechseln lassen. Vor allem da die sich ja anscheinend noch nicht mal trauen einen 4-kerner mit 8 threads rauszubringen. Ist ja auch verständlich bei der singlecore Leistungsentwicklung der letzten 5 jahre. sorry wenn das hier sehr pseudo-"wissenschaftlich" klingt. Na ja ich denke man weiß schon was ich zum Ausdruck bringen will.
      • Von matty2580 BIOS-Overclocker(in)
        SC2 ist ein klassisches Bsp. das auf Intel CPUs sehr gut läuft, aber leider nicht auf AMD CPUs.
        Im Test des 4770K Haswell war es mit das einzigste Game das von Haswell profitiert hatte.
        Alle anderen getesteten Games hatten nur geringes Leistungsplus gegenüber dem 3770K.
        Haswell im Test: Core i7-4770K, Core i5-4670K und Core i5-4570 [Artikel des Monats Juni 2013] - Haswell im Test: Benchmarks, Fazit

        Logisch das auch Kaveri hier nicht mit entsprechenden Intel CPUs konkurrieren kann.
      • Von Caanon Schraubenverwechsler(in)
        Hast recht, die SC2-Frameraten sind verdammt niedrig, das macht es natürlich sehr schwierig den taktskalierten Unterschied zu ermitteln, der zwischen Richland und Kaveri bestimmt keine 3% beträgt.
        Hier wäre vielleicht ein weniger extremes SC2-Benchmark-Szenario sinnvoll, bei dem die Frameraten im 30er-, 40er-Bereich liegen. Da könnte sich ein größerer taktskalierter Unterschied zeigen.

        Bei den taktskalierten Ergebnissen ist aber noch was faul (wenn ich hier nicht gerade irgendeinen Quatsch zusammengerechnet habe): Wenn ich den durchschnittlichen Unterschied bilde, komme ich auf ca. 5,5% und nicht auf 6,9%.
      • Von GoldenMic Lötkolbengott/-göttin
        Die SC2 Ergebnisse würde ich mal nicht überbewerten. Die FPS bewegen sich in so niedrigem Bereich, das man da bezüglich Takt und ähnlichen sowieso kaum eine Aussage machen kann. Grade bei 1-2 FPS hin oder her.
        Also bitte nicht auf die Goldwaage legen.
      • Von Caanon Schraubenverwechsler(in)
        Die Starcraft 2-Ergebnisse finde ich sehr seltsam. Ohne Taktskalierung sind 7850K und 6800K praktisch gleichauf, trotz ca. 10% Taktunterschied zugunsten des 6800K. Mit Taktskalierung ist der 7850K um gerade mal 3% schneller.
        Ich würde da 6-8% erwarten, oder dass sie ohne Taktskalierung eben doch nicht praktisch gleichauf sind.
        Der Turbo wird sich von Richland zu Kaveri jedenfalls wohl kaum so derartig massiv verbessert haben, dass diese Ergebisse Sinn ergeben könnten.
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1104921
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AMD Steamroller: Der A10-7850K im Prozessor-Test [Video-Update]
A10-7850K im CPU-Test: AMDs neueste APU mit Codenamen Kaveri vereint GCN-1.1-Grafik mit Steamroller-CPU-Kernen. In unserem Prozessortest schauen wir uns die Leistung dieser Kerne genauer an und vergleichen sie auch Takt für Takt mit AMDs voriger Architektur Piledriver. Der getestete A10-7850K bietet 12 Compute-Cores: zwei Steamroller-Module à zwei Kerne und 8 Radeon-GCN-1.1-CUs.
http://www.pcgameshardware.de/CPU-Hardware-154106/Tests/Kaveri-A10-7850K-CPU-Test-Benchmarks-1104921/
14.01.2014
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2014/01/Aufmacher_1_20140114133455-pcgh.jpg
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