Am 14. Januar 2014 launchte AMD die mittlerweile vierte Generation seiner APUs mit dem Codenamen “Kaveri”. Der Chip-Hersteller verspricht grundlegende Veränderungen und deutliche Leistungszuwächse. Unser Test gibt Aufschluss darüber, ob AMD einfach nur Marketing-Behauptungen in den Raum stellt oder auch mit harten Fakten überzeugen kann. Denn beim Preis muss niemand wirklich tief in seine Tasche greifen: Der A8-7600 bittet mit voraussichtlich nur 110 Euro zu Kasse.
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AMD A8-7600: Kaveri im Detail
Die Kaveri-Prozessorarchitektur lässt AMD in 28-Nanometer-Fertigungstechnik (bisher 32 nm) produzieren. Das sollte die neuen CPUs energieeffizienter als ihre Vorgängergenerationen Richland und Trinity machen. Dank der geschrumpften Strukturbreite kann AMD auch spürbar mehr Recheneinheiten pro Fläche unterbringen: Bei einer Die-Größe von knapp 250 Quadratmillimetern beträgt die Anzahl der Transistoren beim Kaveri rund 2,4 Milliarden. Im Vergleich zu Richland und Trinity mit fast 1,3 Milliarden verdoppelt sich damit nahezu die Anzahl der Schaltkreise. Bei den Prozessorkernen kommt zum ersten Mal die sogenannte “Steamroller”-Architektur zum Zuge, bei der es sich im Prinzip um eine zweite Optimierung der Bulldozer-Kerne handelt, die bereits in den Desktop-FX-CPUs ihr Debut feierten.
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Die Änderungen in der Architektur sind so einschneidend, das die Kaveri-CPUs einen neuen Prozessorsockel benötigen: den FM2+. Gleichzeitig führt AMD für FM2+-Sockel die neuen Chipsätze A88X und A78 ein. Wer den Kaveri verwenden will, kann die neue CPU also nicht in eine FM2-Hauptplatine einbauen. Immerhin ist es umgekehrt möglich Richland- und Trinity-CPUs in FM2+-Boards zu betreiben.
Mit dem Kaveri führt AMD die vielversprechende heterogene System-Architektur (HSA) ein, die das Zusammenspiel zwischen Prozessor- und Grafik-Recheneinheiten ganz eng verzahnt. Deswegen möchte AMD auch keinen Unterschied mehr zwischen CPU- und GPU-Kernen machen. Vielmehr spricht AMD nun von so genannten „Compute-Cores“, von denen der Kaveri ein Dutzend hat (4 + 8).
Gemeinsamer Speicherbereich für mehr Leistung
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Die entscheidende Rolle bei der HSA soll dabei der gemeinsame Speicherzugriff spielen (Shared System Memory), so dass alle Compute-Cores jederzeit Zugriff auf die berechneten und zwischengespeicherten Daten aller anderen Cores haben. Dazu muss AMD mit einem Dogma brechen: Bisher steuerte der Prozessor den Programmablauf. In der HSA darf jetzt auch der Grafikprozessor der CPU die Durchführung von Berechnungen vorgeben. AMD nennt diese Technik Heterogeneous Queuing (HQ).
Die Vorteile dieses gleichberechtigten Arbeitens liegen auf der Hand: Jede Einheit kann dann für die Berechnung eingesetzt werden, die sie am besten beherrscht. So liegen die Stärken der CPU-Kerne eher in seriellen Berechnungen, während sich die Grafikkerne aufgrund ihrer vielen Untereinheiten besser für parallele Berechnungen eignen. Zudem reduziert HQ die Latenzen bei der Datenverarbeitungen zwischen CPU und GPU auf ein Minimum. Und jeder Compute-Core weiß, was der andere gerade macht und kann direkt auf Zwischen- und Endergebnisse von Berechnungen zugreifen, die er vielleicht selber für seine Aufgaben benötigt.
Die zweite einschneidende Neuerung des Kaveri betrifft die Architektur der Grafikkerne. Hier stellt AMD von der ineffizienten seriellen VLIW- auf die moderne „Graphic Core Next“- Architektur (GCN) um, die AMD seit der Radeon-HD-7000-Baureihe bei seinen Grafikkarten verwendet. Die GNC-Architektur ist auf die parallele Abarbeitung von Berechnungen spezialisiert und fasst jeweils 4 SIMD und 16 ALUs in einem Shader-Cluster zusammen. Gemeinsam mit den 4 nachfolgenden TMUs bildet der Cluster einen Compute-Core des Grafikprozessors.
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Die GPU des Kaveri besitzt 8 Compute-Cores mit, je nach Modell, maximal 512 Shader-Prozessoren, die über ein 128 Bit breites Speicherinterface angeschlossen sind. Konzipiert ist das Interface für RAM-Geschwindigkeiten von DDR3-2133, schnellerer Speicher ist allerdings auch kein Problem. Im Gegenteil: Je schneller, desto besser, denn schließlich fungiert der Arbeitsspeicher einfach gesagt als Videospeicher. Wie die aktuelle Grafikkarten-Generation soll auch die Grafiklogik des Kaveri PCI Express 3.0, die hauseigene API „Mantle“ und die AMD-Technik True Audio unterstützen. Hinzu komm nocht das Feature “Tiled Resources” aus DirectX 11.2 und OpenGL 4.3.
Nur drei Kaveri-Modelle zum Launch
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Zum Start der neuen CPU-Baureihe ist der AMD A10-7850K mit einer Basis-Taktfrequenz von 3,7 (Turbo: 4,0) GHz das Kaveri-Spitzenmodell. Der A10 greift auf insgesamt 4 MB Cache zurück, ist für eine maximale Verlustleistung von 95 Watt spezifiziert. Der Grafikchip mit seinen 512 Shader-Einheiten arbeitet mit 720 MHz.
Den Kronprinzen zum Launch gibt der 3,4 GHz schnelle AMD A10-7700K, der im Turbomodus die Taktrate auf bis zu 3,8 GHz erhöhen kann. Der 7700K besitzt wie das Kaveri-Topmodell vier CPU-Kerne und 8 Shader-Cluster, die allerdings nur 384 aktive Shader-Prozessoren aufweisen können. Immerhin ist der Takt mit 720 MHz nicht eingebremst.
Wir testen hier allerdings den A8-7600, die von den technischen Daten her sehr seinem obigen sowie größeren Bruder entspricht. Einen entscheidenen Unterschied gibt es allerdings: Dank der sogenannten cTDP lässt sich die Leistungsaufnahme auf 45 oder 65 Watt einstellen. Unsere Tests erfolgen im Hinblick auf den Vorgänger mit einer TDP von 45 Watt.
Testplattform des AMD A8-7600
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Für unsere Tests stattet uns AMD gleich mit einem schicken kompletten PC im Small-Form-Factor aus, der sich auch gut im Wohnzimmer machen könnte. Maßgebliche Komponente ist natürlich die APU A8-7600, für die nötige Kühlung sorgt der flüsterleise Low-Profile-Kühler NH-L9a von Noctua . Beim Arbeitsspeicher lässt sich AMD natürlich nicht lange bitten und verbaut zwei 8 GB große DDR3-Speicherriegel mit einem flotten Arbeitstakt von 2133 MHz. Das üppig ausgestattete Mini-ITX-Mainboard kommt von Gigabyte und führt die Modellbezeichnung GA-F2A88XN-WIFI : Mit an Bo(a)rd sind WLAN-ac, Bluetooth 4.0 sowie zweimal HDMI, USB 3.0 und einmal Dual-Link-DVI.
Für die Stromversorgung kommt das 400 Watt starke Netzteil Straight Power E9 aus dem Hause Bequiet zum Einsatz. Die 80-Plus-Zertifizierung in Gold beweist, dass das Netzteil im hohen Maße effizient Energie liefert – bis zu 92,9 Prozent Effizienz müssen es nämlich sein, um sich mit dem Logo schmücken zu dürfen. Bei dem kleinformatigen Gehäuse handelt es sich um das Xigmatek Nebula , bei dem sich drei der vier Gehäusewände im Handumdrehen abnehmen lassen.
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Kaveri gegen Richland in Leistungstests
Wir lassen die Kaveri-APU gegen seinen Vorgänger Richland antreten, genauer gesagt gegen den A8-6500T mit einer TDP von ebenfalls 45 Watt. Die Taktfrequenz beträgt bis zu 2,1 GHz, im Turbo sind es sogar bis zu 3,1 GHz. Genau wie die neue Version enthält die APU zwei CPU-Module und eine integrierte Radeon-Grafik mit Namen HD 8550D, die mit maximal 720 MHz arbeitet. Die Leistungsunterschiede gegenüber Richland sollten also dank der vergleichbaren APU deutlich erkennbar sein.
Computing-Leistung im Test
Bei den APUs betont AMD stets die Computing-Leistung abseits von Spielen. Denn immer mehr Programme setzen auf die parallele Rechenkraft von Grafikprozessoren, einfach weil sie die Daten flotter verarbeiten. Im Multimedia-Bereich ist die Hardwarebeschleunigung durch GPUs schon längst an der Tagesordnung. Deshalb testen wir mit Basemark, Luxmark, Computemark und Programmen wie PCMark 8 die Performance. Und es kristallisiert sich schnell heraus, dass AMD mit Kaveri ein großer Schritt gelungen ist.
Der Klassiker am Anfang: Cinebench R15 ist ein weit verbreitetes Tool, um die Leistung der CPU zu messen, beim Ergebnis lässt sich auch zwischen Einzel- und Mehrkernleistung unterscheiden. Und bereits hier lässt Kaveri den älteren Richland ziemlich alt aussehen: Bei der Multicore-Wertung gibt es einen Zuwachs von satten 91 Prozent, bei der Singlecore-Wertung sind es rund 42 Prozent mehr.
Im Basemark CL greift auf die Schnittstellen OpenCL oder OpenGL zurück und prüft anhand von Bildbearbeitungseffekten, Physiksimulationen und Raytracing die parallele Rechenkraft von Prozessoren. In den verschiedenen Szenen setzt sich der A8-7600 teils überdeutlich von seinem Vorgänger ab, in der Gesamtwertung ist Kaveri über 72 Prozent flotter untwegs. Gleiches ergibt sich auch im OpenCL-Benchmark Luxmark 2.0 , bei dem sich das Ergebnis fast verdoppelt.
Computemark ist der einzige Test, der auf die DirectX-Schnittstelle Direct-Compute setzt.Auch hier muss Richland seinem jüngeren Bruder das Feld überlassen, der A8-7600 arbeitet über 50 Prozent schneller – auch wenn sich die Ergebnisse im Hinblick auf separate Grafikkarten natürlich in Grenzen halten.
Beim PCMark 8 erfolgen alle Benchmarks mit der Beschleunigung durch OpenCL. Hier erfolgt eine Belastungssimulation in drei “Workloads” mit dem Namen Home, Creative und Work – viel mehr müssen wir wohl nicht mehr erläutern. Bereits bei der Ausführung fällt uns auf, dass sich die Richland-APU stellenweise viel mehr Zeit nimmt als die Kaveri-Version. Und leider verweigert PCMark 8 den Durchlauf in zwei von drei Workloads. Deshalb lässt sich hier lediglich der Durchlauf “Work” miteinander vergleichen, doch auch hier schneidet Kaveri rund 27 Prozent besser ab.
Computing-Leistung | ||
|---|---|---|
| AMD A8-7600 | AMD A8-6500T |
Cinebench R15: ein Kern / alle Kerne | 81 / 265 Punkte | 57 / 139 Punkte |
BasemarkCL: Gesamtpunktzahl | 63 Punkte | 36 Punkte |
Luxmark 2.0: Sala-Benchmark | 512 Tausend-Samples/Sekunde | 282 Tausend-Samples/Sekunde |
Computemark: Gesamtpunktzahl, Complex, Full-HD | 369 Punkte | 242 Punkte |
PCMark 8: Home / Creative / Work (accelerated) | 3057 / 3490 / 3960 Punkte | – / – / 3119 Punkte |
Spiele-Leistung: enorme Steigerung
Die Performance in Spielen beurteilen wir mit Hilfe des neusten 3DMark sowie den beiden Spielen Battlefield 4 und Tomb Raider, letztere in den jeweils niedrigsten Voreinstellungen – schließlich erwarten wir keine Wunder. Im synthetischen 3DMark kommen drei Leistungsstufen zum Einsatz, in denen jeweils verschieden fordernde Grafikeffekte die Rechenchips auslasten. Und die Ergebnisse sind beeindruckend gut für eine integrierte Grafik! Auch hier verdoppeln sich fast alle Ergebnisse!
Auch in den beiden Spielen ist ein großer Unterschied zu sehen: Battlefield 4 läuft auf der A8-7600 fast in ansehnlichen 30 Bildern pro Sekunde und ist damit etwa 21 Prozent schneller als sein Vorgänger, in Tomb Raider ist der Abstand mit über 55 Prozent besseren Bildraten noch weitaus größer. Wirklich spielbar sind die Titel aber beide nicht, hier müssen Sie auch noch die Auflösung herunterschrauben. Sollten Sie allerdings bereits eine Radeon-R7-Grafikkarte Ihr Eigen nennen, dann dürfen Sie sich glücklich schätzen: Die interne Grafik der APU lässt sich zusammen mit der separaten Grafikkarte zu einem Verbund zusammenschalten – AMD verspricht hier eine Leistungssteigerung von bis zu 95 Prozent! Wirklich beweisen können wir das aufgrund des Beta-Treibers aber noch nicht.
Spiele-Leistung | ||
|---|---|---|
| AMD A8-7600 | AMD A8-6500T |
3DMark: Ice Storm / Cloud Gate / Firestrike | 53146 / 5925 / 1299 Punkte | 30519 / 3381 / 697 Punkte |
Battlefield 4: Niedrige Details, Full-HD | 29 Bilder pro Sekunde | 24 Bilder pro Sekunde |
Tomb Raider: Normale Details, Full-HD | 28 Bilder pro Sekunde | 18 Bilder pro Sekunde |
Leistungsaufnahme: Richland erstmals vor Kaveri
Im Leerlauf nehmen sich beide APUs kaum etwas, die Leistungsaufnahme der gesamten Testplattform beläuft sich lediglich auf 25 bis 28 Watt. Für ein derart flott agierendes System inklusive großer SSD ist der Wert hervorragend gering. Doch wie steht es um die Leistungsaufnahme bei komplett ausgelasteter APU? Hier setzt sich der Richland-Chip das erste Mal vor Kaveri, da er um über 23 Prozent weniger Energie aufnimmt als sein Nachfolger. Insgesamt ist die Leistungsaufnahme beider APUs sehr zurückhaltend.
Leistungsaufnahme (gesamte Testplattform) | ||
|---|---|---|
| AMD A8-7600 | AMD A8-6500T |
Leerlauf | 28 Watt | 25 Watt |
Last | 90 Watt | 73 Watt |
Modus “Energie sparen” | 2,3 Watt | 2,5 Watt |
Heruntergefahren | 1,6 Watt | 1,5 Watt |
Test-Fazit zum AMD A8-7600
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Mit Kaveri hat AMD eines der besten Gesamtpakete in Sachen Prozessoren auf dem Markt: Das Zusammenspiel aus CPU und GPU sowie des heterogenen Speichers machen den A8-7600 zu einem multimedialen Rechenchip, der sich nicht einmal einen hohen Energieverbrauch vorwerfen lassen muss. Und diese einzigartige Mischung nutzt AMD nicht aus, indem der Hersteller unverschämte Preise aufruft, denn die hier getestete APU beläuft sich vermutlich auf etwas über 110 Euro – ein Schnäppchen für die gebotenen Features. Besonders in den nun aufkommenden Steam-Machines dient eine Kaveri-APU als idealer Unterbau. Und wenn erst einmal Mantle das hält, was es aktuell verspricht, dürfen wir noch weitere Überraschungen erleben!
Doch zurück zu den Tatsachen: Der A8-7600 zählt nicht zu den schnellsten Prozessoren und die integrierte Radeon-Grafik hinkt separaten Grafiklösungen noch weit hinterher. Doch wer weder ein Hardcore-Gamer, noch ein Videocutter ist, der darf sich mit der Leistung der APU durchaus zufrieden geben.