В конце концов, похоже, что это была проблема конфигурации программного обеспечения, хотя я не смог точно определить причину.
Теперь и Radeon HD7970, и RX 480 работают почти безупречно с моей конфигурацией.
Я также написал руководство, если у кого-то возникнут подобные проблемы: GPU Passthrough with QEMU on Arch Linux