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Test-Setup and Benchmark-Suite

AMD Radeon R9 285 im Test: Tonga und das GCN-Update 3.0
Von , Don Woligroski

Messung der Leistungsaufnahme

Unser deutsches Testsystem für die möglichst exakte Messung der Leistungsaufnahme von Grafikkarten, CPUs und anderen Komponenten wurde in Kooperation mit HAMEG (Rohde & Schwarz) für die besonders exakte Messung in möglichst kleinen Intervallen konzipiert und ermöglicht eine Auflösung von bis zu einer Mikrosekunde und besser.

Nur der Einsatz aufwändiger Technik kann speziell bei den gesteigerten Anforderungen von AMDs Power Tune und Nvidias Boost (Wechsel der Kernspannung im Zeitfenster von unter 10 Mikrosekunden), sowie den damit verbundenen sehr großen und schnellen Lastwechseln noch einigermaßen gerecht werden. Werfen wir einfach mal einen Blick darauf, was in nur einer einzigen Millisekunde passiert und nutzen Messintervalle von jeweils 10 Mikrosekunden:

Deshalb werten wir alle zu messenden Ströme und Spannungen mit einem 500 MHz schnellen Mehrkanal-Oszillographen (HAMEG HMO 3054) und sehr schnellen Stromzangenadaptern aus, was im Zusammenspiel auch das gemeinsame Speichern dieser Daten und eine sinnvolle Fernsteuerung erlaubt.

Die Messungen der drei hochauflösenden DC-Stromzangenadapter (HAMEG HZO50) erfolgen zum einen an einer speziell für uns angefertigten Riser-Card für die 3,3- und die 12-Volt-Schiene, die auch PCI-E 3.0 unterstützt und auf kurze Signalwege setzt, sowie an der Versorgung über die PCIe-Stromversorgungskabel, die wir entsprechend präpariert haben.

Die Spannungen messen wir direkt an den jeweiligen Rails. Für unsere Detailmessungen arbeiten wir jetzt mit einer Auflösung von einer Millisekunde, da somit alle Schwankungen von AMDs Power Tune bzw. Nvidias Boost sicher kumuliert aufgezeichnet und bewertet werden können.

Auf Grund des sehr hohen Datenvolumens für alle zu messenden Kanäle haben wir die Messdauer auf insgesamt eine Minute begrenzt. Nur bei Detailauswertungen verringern wir die Messintervalle weiter bis zur physikalischen Grenze unseres Messsystems.

Messverfahren:
berührungslose Gleichstrommessung am PCI-E Slot (Riser-Card)
berührungslose Gleichstrommessung an der externen PCI-E Stromversorgung
direkte Spannungsmessung am Netzteil
Infrarot-Überwachung in Echtzeit
Messgeräte:
1x HAMEG HMO 3054, 500 MHz Mehrkanal-Oszillograph mit Speicherfunktion
4x HAMEG HZO50 Stromzangenadapter (1mA-30A, 100 KHz, DC)
4x HAMEG HZ355 (10:1 Tastteiler, 500 MHz)
1x HAMEG HMC 8012 Digitalmultimeter mit Speicherfunktion
1x Optris PI450 80Hz Infrared Camera + PI Connect
Testsystem:
Intel Core i7-5960X
MSI X99 Gaming 7
16GB G.Skill Ripjaws DDR4 2666 (4 x 4GB)
Samsung 840 EVO 500GB
Raijintek Water Cooling
Be Quiet Dark Power Pro 1200W
Microcool Banchetto 101


Benchmarks: Verwendete Hardware und Software

Unsere Tests der Radeon R9 285 basieren auf der Verwendung des zum Launch verfügbaren Catalyst 14.8 Beta-Treibers. Für alle anderen AMD-Grafikkarten verwenden wir den Catalyst 14.8 RC1, GeForce-Karten werden mit dem aktuellen WHQL-Treiber in der Version 340.52 auf den Prüfstand geschickt.

Um der Radeon R9 285 und ihren Gegnern eine Auswahl an fordernden, realitätsnahen Workloads zu bieten, setzen wir auf eine Reihe neuerer Spieletitel in Full-HD-Auflösung.

Um zu zeigen, wie eine normale R9 285 im Vergleich zu unserem leicht übertakteten Modell von Asus abschneiden würde, haben wir deren Takt einfach auf 918 MHz abgesenkt. Da es keinen Referenzkühler für diese Grafikkarte gibt, werden sich die Modelle der unterschiedlichen Hersteller in dieser Hinsicht sehr stark unterscheiden.

Einigen Lesern wird vielleicht auffallen, dass die Ergebnisse der R9 280, die wir für unseren Vergleich nutzen, aus dem Test zur Sapphire Dual-X Radeon R9 280 stammen. Diese taktet mit 940 MHz gerade einmal sieben Megahertz höher, als es Nvidias Referenzvorgabe vorsieht. Ein direkter Vergleich zu einer Karte mit sieben Megahertz weniger GPU-Takt zeigte sehr schnell, dass sich die Unterschiede im Bereich der Messungenauigkeit bewegen, also können wir hier auch problemlos auf die Resultate der Karte von Sapphire zurückgreifen. Dabei sollte bedacht werden, dass es auch schon für die R9 280 keinen Referenzkühler gab.

Da mit Thief und Battlefield 4 zwei der von uns zu Benchmark-Zwecken verwendeten Spiele AMDs Mantle-API unterstützen, haben wir in diesen beiden Titeln Mantle in einem Durchlauf aktiviert und im nächsten deaktiviert, um Aussagen über etwaige Leistungsunterschiede treffen zu können.

Eine Grafikkarte vom Schlage einer R9 280 verlangt nach einer stabilen Stromversorgung, weshalb uns XFX sein PRO850W Netzteil mit 80-PLUS-Bronze-Zertifikat zur Verfügung stellte. Der modulare Stromspender basiert auf einem Single-Rail-Design und kann 70 Ampere auf der +12-Volt-Schiene bereitstellen. XFX wirbt damit, dass das Netzteil die vollen 850 Watt Leistung dauerhaft bei höchstens 50 °C bereitstellen kann.

Mittlerweile haben wir beinahe alle mechanischen Festplatten aus dem Testlabor entfernt und bevorzugen SSDs, um bei unseren Benchmarks Flaschenhälse aufgrund des I/O-Durchsatzes zu umgehen. Samsung hat uns zu diesem Zweck einige Modelle vom Typ 840 Pro bereitgestellt, so dass wir diese bei einem Teil der Messungen als standardisierte Ausrüstung in verschiedenen Test-Labs nutzen können.


Test System
CPU:
Intel Core i7-3960X (Sandy Bridge-E), 3.3 GHz, Six Cores, LGA 2011, 15 MB Shared L3 Cache, Hyper-Threading enabled.
Motherboard:
ASRock X79 Extreme9 (LGA 2011) Chipset: Intel X79 Express
Networking:
On-Board Gigabit LAN controller
Memory:
Corsair Vengeance Low Profile PC3-1600, 4x 4 GB, 1600 MT/s, CL 8-8-8-24-2T
Graphics:
Asus Strix Radeon R9 285
954 MHz GPU, 2 GB GDDR5 at 1375 MHz (5500 MT/s)
(underclocked GPU to reference 918 MHz specification for benchmarks)

AMD Radeon R9 280X
850/100 MHz GPU, 3 GB GDDR5 at 1500 MHz (6000 MT/s)

Sapphire Dual-X R9 280 OC

850/940 MHz GPU, 3 GB GDDR5 at 1250 MHz (5000 MT/s)

AMD Radeon R9 270X

1050 MHz GPU, 2 GB GDDR5 at 1400 MHz (5600 MT/s)

Nvidia GeForce GTX 660
980/1033 MHz GPU, 2 GB GDDR5 at 1502 MHz (5008 MT/s)

Nvidia GeForce GTX 760

980/1033 MHz GPU, 2 GB GDDR5 at 1502 MHz (5008 MT/s)

Nvidia GeForce GTX 770
1046/1085 MHz GPU, 2 GB GDDR5 at 1752 MHz (7008 MT/s)
SSD:
Samsung 840 Pro, 256 GB SSD, SATA 6Gb/s
Power:
XFX PRO850W, ATX12V, EPS12V
Software and Drivers
Operating System:
Microsoft Windows 8 Pro x64
DirectX:
DirectX 11
Graphics Drivers:
Radeon R9 285: AMD Catalyst 14.8 beta
All other Radeon cards: AMD Catalyst14.7 RC 1
All GeForce Cards: Nvidia 340.52 WHQL
Benchmarks
Watch Dogs:
Version 1.04.497, Custom THG Benchmark, 90-second Fraps run, Driving
Arma 3:
V. 1.26.126.789, 30-sec. Fraps "Infantry Showcase"
Battlefield 4:
Version 1.3.2.3825, Custom THG Benchmark, 90-Sec
Assassin's Creed IV: Black Flag:
Custom THG Benchmark, 40-Sec
Thief:Version 1.6.0.0, Built-in Benchmark
Titanfall:Version 1.0.5.7, Demeter Map, Custom THG Benchmark
Grid Autosport:Version 1.0.101.4672, Built-In benchmark
Far Cry 3:
Version 1.05, Custom THG Benchmark

Hardware Testsystem Energieeffizienz:

Hardware und Software Testsystem Performance:

Benchmark-Games:

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Alle 13 Kommentare anzeigen.
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  • Michalito , 2. September 2014 14:14
    Geil die neue Wärmekamera.. Und die Risercard ist auch cool.. Ihr habt da m.E. das beste Meßequipment im Deutschsprachigen Raum.. Und nun lesen..
  • Tesetilaro , 2. September 2014 15:47
    jo, das hat schon was - man kann halt die vielen Faktoren für die Anschaffung einer neuen Graphikkarte auf baisis dieser tests vollkommen anders bewerten als alleine mit technischen Daten oder simplen user benchmarks ;) 

    zumal hier quasi standardisierte Bedingungen geschaffen werden!!! Danke!
  • MyRunner , 2. September 2014 16:03
    Hmm, koennt Ihr den Test mit der Waermeverteilung auf der Rueckseite eventuell mit nem geschlossenen Gehaeuse nochmal wiederholen, so mit Kamera durch abgedichtetes Loch in der Seite. Weil das es auf nem offenen Aufbau ohne Luftzug warm werden kann, duerfte klar sein. Aber ob das in einem beluefteten Gehaeuse eventuell besser ist?
  • Big-K , 2. September 2014 16:05
    Das ist bislang die erste GPU die diese Farbkompremierung kann? Oder könnte das Hawaii mit passendem Treiber auch?
    Und dieses Auslagern von Rechenvorgängen auf die GPU ist auch immer interessant. Kann es sein das Creed das als einziges Spiel unterstützt oder was ist hier passiert?
  • MBaumi , 2. September 2014 21:06
    Zitat :
    Geil die neue Wärmekamera.. Und die Risercard ist auch cool.. Ihr habt da m.E. das beste Meßequipment im Deutschsprachigen Raum.. Und nun lesen..

    Haben wir tatsächlich. Hat schon einen Grund, warum auch die Amis auf die deutschen Daten zurückgreifen ;) 
  • FormatC , 2. September 2014 21:25
    Unter uns:
    Ich rüste morgen noch einmal gehörig auf. Ich werde nämlich zwei dieser Oszillographen miteinander koppeln (Trigger, Master-Slave) und habe dann faktisch 8 analoge Eingänge, die ich gleichzeitig nutzen und aufzeichnen kann. Also insgesamt 4 Rails, für die ich parallel Strom UND Spannung gleichzeitig messen kann. Das hat dann außer uns keine andere Redaktion. Weltweit.

    Da geht mein Dank auch an den Industriepartner, der mittlerweile einen guten Kompaktwagen im Lab versenkt hat:) 
  • numerobis , 2. September 2014 22:28
    Super Test. Da habt ihr ja echt ganz schön was aufgefahren!
    Wo ihr grad so am Aufrüsten seid... ;)  was mich persönlich für den nächsten Workstation-Graka-Test noch freuen würde, wäre der neue SPECapc für 3ds Max 2015 ( http://www.spec.org/gwpg/apc.static/max2015info.html ) Ich weiss ja nicht, ob das lizenztechnisch möglich wäre, aber das ist endlich mal wieder ein realistischer Benchmark für Max, da Autodesk ja schon länger auf DirectX bzw. Nitrous setzt. Und Tests damit hab ich bisher noch nirgends entdecken können. Besonders das Abschneiden der Gamerkarten wäre hier interessant...
  • Michalito , 3. September 2014 01:41
    @MBaumi.. Habe ich schon gerafft, der Artikel von Igor war noch nicht Übersetzt in Amiland da war der schon auf der Main..

    Große Lob an Igor, tolle Schreibe, lustig, aber immer sehr sachlich. Und dazu viel Sachverstand, hat schon seinen Grund warum die Industriepartner soooo spendabel sind. Mein Bruder ist Elektroniker für Geräte und Systeme und ist ganz beeindrukt von dem was du da machst..

    P.s. Wenn du dabei bist neue Maßstäbe zu setzen, dann hast du halt das Pech die Erwartungshaltung des hungrigen Publikums auch erfüllen zu müssen (noch mehr Arbeit...)
    Ab jetzt will ich von jeder Graka die Infrashots..

    Wie Tesetilaro schon sagt: Sehr aufschlussreich, und Standatisiert..
  • Tesetilaro , 3. September 2014 08:48
    @michalito - unterhaltsam setze ich bei Igor voraus - da wars wieder mit der Erwartungshaltung *g*
  • drno , 3. September 2014 10:47
    http://www.auswaertiges-amt.de/DE/Aussenpolitik/Laender/Laenderinfos/01-Nodes_Uebersichtsseiten/Tonga_node.html

    Ich war schon auf ein paar Inseln in Asien - aber noch nie auf Tonga!
  • FormatC , 3. September 2014 11:49
    Das hätte eigentlich Tanga heißen sollen, aber man wollte wohl nicht so direkt drauf abzielen, dass es für den A... sein könnte. :D 
  • oXe , 3. September 2014 12:45
    Mir zeigt der Test, dass die R9 280 das Beste P/L Verhältnis hat - Straßenpreis 175 Euro.
    Die R9 280X bringt 10-15% mehr Leistung, kostet aber mindestens 50 Euro mehr - also knapp 30% Aufpreis.
    Die Leistungsunterschiede sind einfach zu gering, diesen Preisunterschied zu rechtfertigen.
  • woidviertla , 12. September 2014 09:25
    Guter Test, gute Karte, wenn dann auch der Preis passt.

    Ich stelle einmal eine Annahme auf:
    Die GCN 1.2 Architektur wird durch ihre Farbkompression und damit effizientere Speichernutzung auch in den kommenden Carizzo-APUs zu einem ordentlichen Leistungsschub führen. Besonders, weil bei den APUs die Speicherbandbreite ja von CPU & GPU gleichzeitig genutzt und damit besonders knapp ist.
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