Test: PowerColor Radeon HD 7870 PCS+

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tul-7870pcs-logoMit der Radeon HD 7870 und 7850 (Hardwareluxx-Artikel) hat AMD eine neue Mittelklasse eröffnet. Die Radeon HD 7870 zeichnete sich in der Standard-Ausführung bereits durch eine Performance auf dem Niveau der GeForce GTX 570 und 580 sowie knapp hinter der Radeon HD 7950 aus. Die geringe Leistungsaufnahme und damit hohe Effizienz spielten ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Beurteilung der Karten. Doch ein Makel hatte der ursprüngliche Artikel - wir hatten nur die Referenzversionen vorliegen. Mit der PowerColor Radeon HD 7870 PCS+ erreicht uns das erste Retail-Modell mit alternativer Kühlung und werksseitiger Übertaktung.

PCS steht bei PowerColor für eine komplette Modellreihe an Grafikkarten durch die unterschiedlichsten GPU-Generationen. Gemeinsam haben alle die alternative Kühlung in verschiedensten Ausführungen, die aber allesamt eines zum Ziel haben: niedrigere Temperaturen und Lautstärke sowie das Potenzial für ein werksseitiges Overclocking.

Uns stellte PowerColor die Radeon HD 7870 PCS+ zur Verfügung, die aktuell noch nicht im Hardwareluxx-Preisvergleich gelistet ist.

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Zunächst aber kommen wir zu den Eckdaten:

Hersteller und Bezeichnung PowerColor Radeon HD 7870 PCS+
Straßenpreis 235 Euro
Homepage http://www.powercolor.com/
Technische Daten
GPU Pitcairn XT
Fertigung 28 nm
Transistoren 2,8 Milliarden
GPU-Takt 1100 MHz
Speicher-Takt 1225 MHz
Speichertyp GDDR5
Speichergröße 2048 MB
Speicherinterface 256 Bit
Speicherbandbreite 156,8 GB/Sek.
Shader Model Version 5.0
Shadereinheiten 1280 (1D)
Shadertakt 1100 MHz
Texture Units 80
ROPs 32
Pixelfüllrate 35,2 Gigapixel
SLI/CrossFire CrossFire

Die PowerColor Radeon HD 7870 PCS+ basiert natürlich auf der Pitcairn-XT-GPU, deren 2,8 Milliarden Transistoren in 28 nm gefertigt werden. Anstatt des Referenz-Taktes von 1000 MHz legt PowerColor eine Übertaktung um 10 Prozent auf 1100 MHz an. Beim Speicher konnte man sich wohl nur zu mageren 25 MHz an Mehrtakt durchringen. Alle weiteren technischen Details sind identisch mit dem Referenzdesign.

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Die wichtigsten technischen Daten der PowerColor Radeon HD 7870 PCS+ in der GPU-Z-Übersicht.


Beginnen wir mit der äußeren Betrachtung der Karte.

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Von der eigentlichen Karte ist aufgrund des großen Kühlers nicht viel zu sehen. Dominiert wird das Design vom 100-mm-Lüfter in der Mitte, der für ausreichend kühle Luft sorgen soll. Auf die Details der Kühlung und Karte selbst wollen wir nun genauer eingehen.

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Vergleicht man die Rückseite des PCBs mit der Referenzversion, so sind hier keinerlei Unterschiede zu erkennen. PowerColor verwendet also noch das von AMD vorgegebene PCB für seine Karte. Eine Metallleiste am oberen Ende des PCBs soll dieses verstärken und verwindungssteifer machen. Der Kühler sitzt somit fest und plan auf der GPU auf.

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Hinter dem 100-mm-Lüfter ist der Heatsink aus Aluminium zu erkennen. Ebenfalls bereits sichtbar sind die drei Heatpipes, die direkt durch die Bodenplatte des Kühlers geführt sind. Die Luft wird vom Lüfter nicht in eine Richtung gerichtet, sondern entweicht in 360°, also alle Richtungen. Daher gelangt auch nur ein Teil in Richtung der Slotblende und wird damit aus dem PC-Gehäuse hinausgeblasen.

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Anders als die Radeon-HD-7900-Serie verfügt die Radeon-HD-7800-Serie nur über einen CrossFire-Anschluss. Daher ist der Aufbau eines CrossFire-System auf zwei Karten beschränkt.

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Die Stromversorgung erfolgt wie im Referenzdesign über zwei 6-Pin-Anschlüsse, die zusammen mit dem PCI-Express-Steckplatz 225 Watt an die Karte bringen können. Da AMD eine maximale Leistungsaufnahme von 175 Watt vorsieht, haben wir trotz Übertaktung also noch etwas Spielraum.

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Die Slotblende kommt im üblichen AMD-Design daher: Zu zweimal Dual-Link-DVI gesellen sich ebenfalls zweimal Mini-DisplayPort und einmal HDMI 1.4a.

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Noch einmal ein Blick auf die PowerColor Radeon HD 7870 PCS+ aus einer anderen Perspektive. Hier sind die drei Heatpipes zu sehen, die sich im Verhältnis eins zu zwei auf den Heatsink aufteilen.


Um die Treiber-Generationen anzugleichen, aber auch um die Hardware auf ein neues Level vorzubereiten, haben wir das Testsystem etwas umgestellt. Der Intel Core i7-3960X wird von 3,2 GHz auf 4,2 GHz übertaktet, um Limitierungen durch den Prozessor weitestgehend auszuschließen. Folgende Systemkomponenten kommen dabei zum Einsatz:

Testsystem
Prozessor Intel Core i7-3960X 3,3 GHz übertaktet auf 4,2 GHz
Mainboard ASUS P9X79
Arbeitsspeicher ADATA XPG Gaming Series Low Voltag 4x 2 GB PC3-12800U CL 9-9-9-24
Festplatte ADATA S510 SSD 60 GB
Netzteil Seasonic Platinum Series 1000 Watt
Betriebssystem Windows 7 64 Bit SP1
Grafikkarten
NVIDIA NVIDIA GeForce GTX 590 (608/1215/854 MHz, 3072 MB - 1536 MB effektiv)
NVIDIA GeForce GTX 580 (772/1544/1000 MHz, 1536 MB)
NVIDIA GeForce GTX 570 (732/1464/950 MHz, 1280 MB)
NVIDIA GeForce GTX 560 Ti 448 Cores (732/1464/950 MHz, 1280 MB)
NVIDIA GeForce GTX 560 Ti (820/1640/1000 MHz, 1024 MB)
NVIDIA GeForce GTS 550 Ti (900/1800/1026 MHz, 1024 MB)
NVIDIA GeForce GTX 480 (700/1401/924 MHz, 1536 MB)
NVIDIA GeForce GTX 470 (608/1215/838 MHz, 1280 MB)
NVIDIA GeForce GTX 465 (608/1215/802 MHz, 1024 MB)
NVIDIA GeForce GTX 460 (675/1350/900 MHz, 1024 MB)
NVIDIA GeForce GTS 450 (783/1566/902 MHz, 1024 MB)
AMD AMD Radeon HD 7970 (925/925/1375 MHz, 3072 MB)
AMD Radeon HD 7950 (800/800/1250 MHz, 3072 MB)
AMD Radeon HD 7870 (1000/1000/1200 MHz, 2048 MB)
AMD Radeon HD 7850 (860/860/1200 MHz, 2048 MB)
AMD Radeon HD 7770 (1000/1000/1125 MHZ, 1024 MB)
AMD Radeon HD 7750 (800/800/1125 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 6990 (830/830/1250 MHz, 4096 MB - 2048 MB effektiv)
AMD Radeon HD 6970 (880/880/1375 MHz, 2048 MB)
AMD Radeon HD 6950 (800/800/1200 MHz, 2048 MB)
AMD Radeon HD 6870 (900/900/1050 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 6850 (775/775/1000 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 5970 (725/725/1000 MHz, 2048 MB - 1024 MB effektiv)
AMD Radeon HD 5870 (850/850/1200 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 5850 (725/725/1000 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 5830 (800/800/1000 MHz, 1024 MB)
Treiber:
NVIDIA

GeForce 295.73 WHQL

AMD AMD Catalyst 12.3 Preview

Treibereinstellungen NVIDIA:

Textureinstellungen AMD:

Folgende Benchmarks kommen mit den genannten Settings zum Einsatz:

Futuremark 3DMark 11 (DX11):

LuxMark 2.0 (OpenCL):
  • Sala

Anno 2070 (DX11):

Battlefield 3 (DX11):

Call of Duty: Modern Warfare 3 (DX9):

Crysis Warhead (DX10):

Crysis 2 (DX11):

  • 1680x1050 1xAA 16xAF 
  • 1680x1050 16xAA 16xAF
  • 1920x1080 1xAA 16xAF
  • 1920x1080 16xAA 16xAF
  • 2560x1600 1xAA 16xAF
  • 2560x1600 16xAA 16xAF

Rage (OpenGL):

  • 2560x1600 8xAA 16xAF

The Elder Scrolls V: Skyrim (DX9):

  • 1680x1050 1xAA 16xAF 
  • 1680x1050 8xAA 16xAF
  • 1920x1080 1xAA 16xAF
  • 1920x1080 8xAA 16xAF
  • 2560x1600 1xAA 16xAF
  • 2560x1600 8xAA 16xAF

The Witcher 2 (DX9):

  • 1680x1050 AA aus 16xAF 
  • 1680x1050 MLAA 16xAF
  • 1920x1080 AA aus 16xAF
  • 1920x1080 MLAA 16xAF
  • 2560x1600 AA aus 16xAF
  • 2560x1600 MLAA 16xAF

Metro 2033 (DX11):

  • 1680x1050 1xAA 16xAF 
  • 1680x1050 4xAA 16xAF
  • 1920x1080 1xAA 16xAF
  • 1920x1080 4xAA 16xAF
  • 2560x1600 1xAA 16xAF
  • 2560x1600 4xAA 16xAF 

Beginnen wollen wir mit den Messungen:

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Trotz des identischen PCB-Designs messen wir für die PowerColor Radeon HD 7870 PCS+ eine um fast sieben Watt geringere Leistungsaufnahme im Vergleich zur Referenzversion. Welche Optimierungen dazu führen, ist uns nicht bekannt, der Treiber ist der gleiche. Dies soll den positiven Eindruck zu Beginn der Messungen allerdings nicht schmälern.

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Unter Last steigt der Verbrauch natürlich an. Mit fast 312 Watt liegen wir knapp 12 Watt über der Referenzversion, was hier aufgrund der Übertaktung allerdings auch nicht weiter verwunderlich ist. Damit liegt die PowerColor Radeon HD 7870 PCS+ im Last-Verbrauch knapp hinter der Radeon HD 7950. Ob sich dies auch auf die Benchmarks übertragen lässt, werden wir später sehen.

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PowerColor hat mit den PCS+-Ausführungen der Karten eine niedrigere Temperatur zum Ziel. Zumindest bei diesem Modell gelingt dies wieder einmal - wir messen gerade einmal 33 °C und somit 3 °C weniger als bei der Referenzversion.

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Viel entscheidender aber ist die Last-Temperatur und hier hält PowerColor eine Überraschung bereit, die allerdings erst mit einem Blick auf die Lautstärke an Bedeutung gewinnt. Mit 77 °C messen wir gut 6 °C mehr als bei der Referenzversion, dabei hat uns PowerColor doch niedrigere Temperaturen versprochen.

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Wieder im erwarteten Rahmen bewegt sich die Radeon HD 7870 PCS+ von PowerColor bei der Idle-Lautstärke. Die Abstände sind hier allerdings denkbar gering.

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Mit der niedrigen Last-Lautstärke von gerade einmal 48,5 dB(A) schließt sich der Kreis zur relativ hohen Last-Temperatur. Offenbar hat PowerColor eine etwas höhere Temperatur in Kauf genommen und die Drehzahl des Lüfters dafür reduziert. Wir können diesen Schritt nur begrüßen, denn mit 77 °C bewegen wir uns in einem technisch unbedenklichen Bereich.


Auch die neuste Generation des 3DMark wollen wir mit in den Benchmark-Parcour aufnehmen. Beim 3DMark 11 handelt es sich um den ersten vollständigen DirectX-11-Benchmark aus dem Hause Futuremark. Aus diesem Grund macht er auch ausgiebig Gebrauch von Tessellation, Depth of Field, Volumetric Lighting und Direct Compute. Obligatorisch ist natürlich auch die Unterstützung für Multi-Core-Prozessoren mit mehr als vier Kernen. Der Download ist in unserer Download-Area möglich.

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Zum kostenlosen Download von Futuremarks 3DMark 11 gelangt man über diesen Link.

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Sowohl AMD wie auch NVIDIA legen immer größeren Wert auf die Compute-Performance ihrer GPUs. Neben zahlreichen Engines mit OpenCL-Unterstützung wollen wir auch die Performance gesondert betrachten. Dazu nutzen wir den LuxMark 2.0, der in der Testszene "Sala" über RayTracing ein Bild berechnet und als Ausgabe die Samples pro Sekunde ausgibt.

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Zum kostenlosen Download von LuxMark 2.0 gelangt man über diesen Link.

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Als Geralt von Riva, dem Helden und Protagonisten des Fantasy-Rollenspiels The Witcher 2, kämpft und zaubert sich der Spieler durch die detailreich inszenierte Spielwelt. Assassins of Kings knüpft als Nachfolger von The Witcher nahtlos an dessen Ereignisse an, wobei der nicht-lineare Handlungsverlauf auch bei mehreren Durchgängen Spannung verspricht. Die eigens für den im Jahr 2010 veröffentlichten Titel entwickelte Red Engine (DX9) hob den Grafikstandard für Rollenspiele an und stieß bei Spielern und der Fachpresse auf hohe Anerkennung. So bezeichneten die Programmierer von CD Projekt RED ihre Engine als "beste Rollenspiel-Engine der Welt".

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Zur Vollversion von The Witcher 2 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Die Erfolgsmarke Call of Duty wurde mit Modern Warfare 3 Ende 2011 zum bereits achten Mal mit einer Fortsetzung versehen. Der Egoshooter besticht durch bildschirmfüllende Daueraction ohne echte Verschnaufspausen. Durch die starke und brachiale Inszenierung fühlt sich der Spieler dank der Möglichkeiten der IW Engine 4.0 (DX9) in den Mittelpunkt des Kriegsgeschehens versetzt. Laut Entwickleraussagen zeichnet sich die Engine vor allem durch das vertikale Gameplay und die äußerst detailliert ausgearbeiteten Texturen aus.

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Zur Vollversion von Call of Duty: Modern Warfare 3 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Anno 2070 spielt entgegen seiner vier Vorgänger nicht mehr in der Vergangenheit sondern knapp 60 Jahre in der Zukunft. Das Spielprinzip blieb grundsätzlich gleich, das heißt fremde Inseln erkunden, besiedeln, Wirtschaftskreisläufe aufbauen, um die Bedürfnisse der unterschiedlichen Bevölkerungsteile zu befriedigen, und sich in der Diplomatie üben. Neu sind die drei Fraktionen: Die Ecos setzen auf regenerative Energie und erhalten die Natur, während ihr Gegenpart, die Tycoons, durch Schwerindustrie die Umwelt verschmutzen. Die dritte Fraktion, die Techs, ermöglicht es, neue Techniken zu nutzen und auf dem Meeresboden zu siedeln. Die großen Inseln, die lebendige Flora und Fauna und die fantastischen Wassereffekte der eigens von Related Designs entwickelten Engine (DX11) verlangen auf der höchsten Detailstufe der Grafikkarte einiges ab.

 
 

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Die Battlefield-Serie erfuhr mit der Veröffentlichung des dritten Teils den vorläufigen Höhepunkt der virtuell erlebbaren Multiplayer-Action auf weitläufigen Schlachtfeldern. Differenzierte Soldatenklassen, realitätsgetreu modellierte Waffen und Fahrzeuge stellen in Verbindung mit der leistungsstarken Frostbite 2-Engine (DX11) das momentane Nonplusultra des Actiongenres dar. Die grafische Darstellung besticht durch enorme Weitsicht und wirklichkeitsnahe Bewegungsabläufe des eigenen Soldaten. Langzeitmotiviation ist dank des Aufstiegssystems mit unzählig vielen freischaltbaren Waffen und Gadgets garantiert, wobei mit Hilfe des Battlelogs stets die Übersicht gewahrt wird.

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Immer wieder für grafische Highlights verantwortlich zeichnen die Macher von Crysis. Die als Basis dienende CryEngine 2 sorgt dafür, dass selbst aktuelle High-End-Systeme den Anforderungen nicht immer gewachsen sind. Daher eignet sich Crysis Warhead ideal für unsere Benchmarks. Wir verwenden Crysis Warhead im DirectX-10-Modus, alle Details auf Maximum.

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Das auf der CryEngine 3 (DX11) basierende Crysis 2 entführt den Spieler in das apokalyptisch inszenierte New York. Die Ceph, die dem Insider bekannte Alienrasse aus dem ersten Teil, setzen auch im zweiten Teil alles daran, die Menschheit zu vernichten. Der Hauptcharakter namens Alcatraz, der zu Beginn durch unglückliche Umstände in Besitz des Nano-Suits gelangt, setzt sich fortan mit Waffengewalt und übermenschlichen Fähigkeiten, die der Anzug seinem Träger verleiht, gegen die Invasion zur Wehr. Im Gegensatz zum ersten Teil kommen auch Besitzer schwächerer PCs im optionalen Direct-X-9 Modus in den ruckelfreien Spielgenuss. Dies ist vor allem dem technischen Kompromiss geschuldet, den die Entwickler hinsichtlich der Konsolenportierung eingehen mussten. Die entsprechend vorhandene Hardware vorausgesetzt, kann als kleines Gimmick sogar im 3D-Modus auf Alienjagd gegangen werden.

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Der fünfte Teil der The-Elder-Scroll-Reihe spielt in der namensgebenden Provinz Skyrim (dt. Himmelsrand). Die Handlung dreht sich um die Rückkehr der Drachen, wie sie in den "Elder Scrolls" vorhergesagt wurde. Der Spieler übernimmt die Rolle eines "Dovahkiin", eines Individuums mit dem Körper eines Menschen und der Seele eines Drachen. Der Spieler durchstreift bei dem Kampf gegen die Drachen opulente Städte mit verschlungenen Gassen und atemberaubende Landschaften, deren Grenze buchstäblich der Himmel ist. Mit seiner hohen Weitsicht und der detaillierten Vegetation bringt Skyrim so manches System ins Schwitzen.

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Eine unwirtliche und verstrahlte Umwelt, Mutanten und ständige Bedrohungen - all diese Elemente nutzen die Ex-S.T.A.L.K.E.R. Entwickler 4A Games Studios, um den Spieler in die Welt von Metro 2033 zu entführen. Im Jahr 2033 hat sich die Menschheit mal wieder bekriegt und durch einen Atomschlag gegenseitig fast in die Luft gebombt. Eine Hand voll Überlebende hat sich in die Systeme der Moskauer U-Bahn zurückgezogen, um dort Zuflucht zu suchen. Zum Leidwesen der Flüchtlinge ist dieser Ort nicht ihre alleinige Heimat, auch feindselige Kreaturen, die sich an die giftige Atmosphäre gewöhnt haben, sind dort anzutreffen. Ihr Ziel: die verbleibenden Menschen ausrotten! Ob sie nun rohe Gewalt oder ausgeklügelte Taktik anwenden, es bleibt ihnen überlassen, wie sie das Ziel erreichen. Wie schon bei ihrem Erstlingswerk schaffen die Entwickler eine Wahnsinnsatmosphäre und lassen mit der A4-Engine (DX11) selbst moderne Grafikkarten an ihre Grenzen kommen.

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AMD liefert die Radeon HD 7870 bereits mit einem Referenztakt von 1000 MHz aus. PowerColor legt eine werksseitige Übertaktung von 10 Prozent auf 1100 MHz oben drauf. Wir haben versucht der Karte noch ein paar Megaherz zu entlocken.

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Viel war allerdings nicht mehr möglich. Von 1100 MHz konnten wir noch einmal hinauf auf 1140 MHz, was einer Übertaktung zwischen drei und vier Prozent entspricht. Den Speicher konnten wir um weitere 30 MHz übertakten.

Diese Taktsteigerung wirkte sich in den Benchmarks wie folgt aus:

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Natürlich hat eine Steigerung des Taktes auch Auswirkungen auf weitere Werte:

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AMD richtet sich mit der Radeon HD 7870 an den preisbewussten Spieler und lässt den Herstellern dabei (fast) alle Freiheiten. Vom Start an sollen eigene Umsetzungen der Karte die Mittelklasse aufmischen. Einer der ersten Vertreter in unseren Tests ist nun die PowerColor Radeon HD 7870 PCS+. Sie vereint eine alternative Kühlung mit einer werksseitigen Übertaktung und betritt somit bekannte Pfade.

Das Design der Karte und die technische Umsetzung stellen keine Überraschung dar - wohl aber das Endergebnis. Aufgrund der Übertaktung um 10 Prozent bewegt sich die PowerColor Radeon HD 7870 PCS+ durchgängig entsprechend oberhalb der Radeon HD 7870 in der Referenzausführung und verkürzt den Abstand zur ohnehin recht dicht positionierten Radeon HD 7950. Der geringe Abstand in den Referenzversionen sorgt dann auch dafür, dass die Karte von PowerColor teilweise recht deutlich vor der Radeon HD 7950 liegt. Die GeForce GTX 580 wird folgerichtig ebenfalls teilweise in ihre Schranken gewiesen. Für eine Karte aus der Mittelklasse gar nicht schlecht.

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Differenzierter ist der Stromverbrauch und die Kühlung zu betrachten. Sowohl im Last- wie auch im Idle-Betrieb sind wir mit der Leistungsaufnahme zufrieden. Gerade unter Last muss der Verbrauch in Relation zur Performance gesetzt werden. Bei den Temperaturen kommen wir zu den zwei Gesichtern der Karte. Im Idle kühler als die meisten Referenzversionen der Radeon-HD-7000-Serie wird sie unter Last etwas wärmer. Dies nimmt PowerColor aber allem Anschein nach in Kauf und lässt den Lüfter etwas langsamer unter Last arbeiten. Dies tut den Gehörgängen und Nerven des Käufers gut und belastet die Karte technisch dennoch nicht.

Bislang ist es um die Verfügbarkeit der Radeon HD 7870 noch nicht gut bestellt und somit findet sich auch das Modell von PowerColor noch nicht in unserem Preisvergleich.

Positive Aspekte der PowerColor Radeon HD 7870 PCS:

Negative Aspekte der PowerColor Radeon HD 7870 PCS: