GeForce GTX 590 im Test: Multi-GPU von Nvidia versucht sich an AMDs HD 6990

Einleitung

AMD hat das Dual-GPU-Rennen gewonnen! Zumindest was die Erstvorstellung angelangt, denn die Radeon HD 6990 hat als erste Multi-GPU-Karte der aktuellen GPU-Generation den Sprung ins Regal geschafft. Die Grafikkarte kann mit einer enormen Geschwindigkeit auftrumpfen und überholt die GeForce GTX 580 problemlos. Dafür hat der 3D-Beschleuniger aber mit einer enormen Lautstärke und Leistungsaufnahme zu kämpfen.

Lange hat es nicht gedauert, bis Nvidia etwas mehr als eine Woche später zum Gegenangriff übergeht: Die GeForce GTX 590 soll es richten, die mit gleich zwei vollwertigen GF110-GPUs, einer Speicherkapazität von insgesamt 3.072 MB sowie einem nach eigenen Angaben „angenehm leisen“ Kühlsystem daher kommt. Darüber hinaus soll ebenso der Treiber bezüglich der Multi-GPU-Performance einen Schritt nach vorne gemacht haben. Der Frage, ob das alles ausreicht, um AMDs Radeon HD 6990 schlagen zu können, werden wir in diesem Artikel auf den Grund gehen.

Darüber hinaus haben wir die Einführung der neuen Grafikkarte genutzt, um die Struktur unserer Grafikkartentests zu überarbeiten. Die Benchmarks der einzelnen Anwendungen, denen viele Leser in der Vergangenheit ohnehin weniger Aufmerksamkeit geschenkt haben, sind nun ebenso wie die Beschreibung des Testsystems als Anhang am Ende des Artikels zu finden. Auf diese Weise trennen sie den inhaltlich zusammenhängenden Teil des Tests nicht mehr in zwei Teile. Sowohl die Übersichtlichkeit als auch der Lesefluss wird durch die neue Struktur gesteigert. Auf wichtige Erkenntnisse aus den Einzeltests wird künftig unter der Auswertung der Leistung eingegangen, so dass sich ein zusammenhängender Artikel ergibt, der die Leistung der getesteten Grafikkarten hervorhebt. Wer einzelne Ergebnisse genauer analysieren möchte, kann diese bei Bedarf weiterhin im Anhang des Artikels nachschlagen. Für Anregungen, Kritik und Verbesserungsvorschläge zur neuen Struktur sind wir jederzeit dankbar.

Technische Eckdaten

Nvidias GeForce GTX 590 basiert auf je zwei GF110-GPUs, die im 40-nm-Verfahren von TSMC hergestellt werden und jeweils etwa drei Milliarden Transistoren tragen. Darüber hinaus sind die Rechenkerne selektiert, sodass auf der Grafikkarte nur die Besten ihrer Art eingesetzt werden. Da es sich um eine Multi-GPU-Karte handelt, kommt die hauseigene SLI-Technologie inklusive deren Vor- und Nachteile zum Einsatz.

Die beiden GF110-GPUs sind vollständig aktiviert, weswegen es pro Kern 16 Streaming Multiprocessors, kurz SM, gibt, die pro Takt 32 MADDs (Multiply-ADD) berechnen können. Es gibt also 512 skalare Shadereinheiten pro GPU. Jeder SIMD ist zudem mit einem Texture-Cluster bestehend aus vier vollwertigen Texture Mapping Units (TMU) ausgestattet, sodass es 64 Textureinheiten gibt, die pro Takt einen Pixel adressieren sowie texturieren können.

Auf der GeForce GTX 590 gibt es pro GPU sechs 64 Bit breite Speichercontroller, weswegen das Speicherinterface 384 Bit entspricht. Damit liegt der Speicherausbau bei 1.536 MB, wobei das Marketing gerne von drei Gigabyte spricht. Pro Speichercontroller gibt es traditionell ein ROP-Cluster mit jeweils acht ROPs – 48 ROPs pro GF110.

Die beiden GPUs werden mittels des eigenen nForce-200-Chips mit jeweils 16 PCIe-Lanes der zweiten Generation angesteuert. Damit können die Rechenkerne mit der vollen Bandbreite miteinander kommunizieren und die Grafikkarte ist zusätzlich mit den vollen Lanes an den PCIe-Bus des Mainboards angeschlossen.

Nvidia taktet die TMU-Domäne der GeForce GTX 590 mit 607 MHz, was einen Shadertakt von 1.215 MHz zur Folge hat. Der jeweils 1.536 MB große GDDR5-Speicher wird mit 1.707 MHz angesteuert. Die Frequenzen liegen demnach noch ein gutes Stück unter denen einer GeForce GTX 570. Das ist wohl dem Versuch geschuldet, die Leistungsaufnahme in Grenzen zu halten.

Diese soll im Durchschnitt 365 Watt betragen und liegt so in denselben Regionen wie eine AMD Radeon HD 6990. Dementsprechend verfügt sie ebenfalls über zwei Acht-Pin-Stromstecker.

	Radeon HD 6970	Radeon HD 6990	GeForce GTX 570	GeForce GTX 580	GeForce GTX 590
Logo
Chip	Cayman	2x Cayman Antilles	GF110	GF110	2x GF110
Transistoren	ca. 2,64 Mrd.	2x ca. 2,64 Mrd.	ca. 3 Mrd.	ca. 3 Mrd.	2x ca. 3 Mrd.
Fertigung	40 nm	40 nm	40 nm	40 nm	40 nm
Chiptakt	880 MHz	830 MHz	732 MHz	772 MHz	607 MHz
Shadertakt	880 MHz	830 MHz	1.464 MHz	1.544 MHz	1.215 MHz
Shader-Einheiten (MADD)	384 (4D)	2x 384 (4D)	480 (1D)	512 (1D)	2x 512 (1D)
FLOPs (MAD)	2.703 GFLOPS	2x 2.550 GFLOPS	1.405 GFLOPS	1.581 GFLOPS	2x 1.244 GFLOPS
ROPs	32	2x 32	40	48	2x 48
Pixelfüllrate	28.160 MPix/s	2x 26.560 MPix/s	21.960 MPix/s	24.704 MPix/s	2x 19.424 MPix/s
TMUs	96	2x 96	60	64	2x 64
TAUs	96	2x 96	60	64	2x 64
Texelfüllrate	84.480 MTex/s	2x 79.680 MTex/s	43.920 MTex/s	49.408 MTex/s	2x 38.848 MTex/s
Shader-Model	SM 5	SM 5	SM 5	SM 5	SM 5
Hybrid-CF/-SLI	X	X	X	X	X
effektive Windows Stromsparfunktion	✓	✓	✓	✓	✓
Speichermenge	2.048 MB GDDR5	2x 2.048 MB GDDR5	1.280 MB GDDR5	1.536 MB GDDR5	2x 1.536 MB GDDR5
Speichertakt	2.750 MHz	2.500 MHz	1.900 MHz	2.004 MHz	1.707 MHz
Speicherinterface	256 Bit	2x 256 Bit	320 Bit	384 Bit	2x 384 Bit
Speicherbandbreite	176.000 MB/s	2x 160.000 MB/s	152.000 MB/s	192.384 MB/s	2x 163.874 MB/s
Stromangaben Typisch/Maximal	190/250 Watt	350/375 Watt	219/? Watt	244/? Watt	365/? Watt