Einleitung
Am fünften Oktober präsentierte der kanadische Chiphersteller ATi mit der Radeon-X1k-Serie [1] den lang erwarteten Next-Generation-Chip, der durchaus überzeugen konnte. So wurde ein Großteil der Chiparchitektur verändert und gleichzeitig einige neue Features wie die Unterstützung des Shader-Models 3.0 sowie FP-Blending-Einheiten zur Darstellung von HDR-Rendering, das gleichzeitig mit Multi-Sampling-Anti-Aliasing verwendet werden kann, hinzugefügt. Doch damit noch nicht genug, auch die Bildqualität wurde ein weiteres Mal verbessert: Adaptive-Anti-Aliasing zur Glättung von Alpha-Test-Texturen sowie eine (relativ) winkelunabhängige Texturfilterung machen den R5x0 zu einem besonderen Stück Hardware.
Somit fährt ATi insgesamt ein ziemliches Bollwerk auf, was Features – auch wenn diese nicht perfekt sind, Stichwort FP-Filtering und Vertex-Texture-Fetch – sowie Bildqualität betrifft, womit man den Konkurrenten nVidia, genauer deren High-End-Grafikchip, der GeForce 7800 GTX, nach langer Zeit wieder überflügeln konnte. Zudem bietet die schnellste Adaption in Form der Radeon X1800 XT eine sehr gute Performance in 3D-Spielen, die in hohen Qualitätseinstellungen gar über dem Niveau einer ebenfalls sehr schnellen 7800 GTX liegt. Dies scheint sich nVidia nicht bieten lassen zu wollen und präsentiert am heutigen Tag ihre neue Wunderwaffe, die „GeForce 7800 GTX 512“.
Wie man am Namen bereits erkennen kann, wird das neue Grafikgeschoss wie die Radeon X1800 XT über einen 512 MB großen VRAM verfügen, der es taktmäßig aber in sich hat. Mit satten 850 MHz, was einer effektiven Taktrate von 1700 MHz entspricht, wird der neueste nVidia-Spross arbeiten, weswegen man nicht nur die ältere GeForce 7800 GTX, sondern auch problemlos das schnellste ATi-Derivat bezüglich der theoretischen Speicherbandbreite übertrumpfen kann. Der Chiptakt fällt mit 550 MHz deutlich höher aus als bei der GeForce 7800 GTX, was bereits im Vorfeld eine sehr hohe Performance vermuten lässt.
Technisch gesehen bleibt allerdings alles beim Alten, was auch die weitere Verwendung des G70-Chips erklärt, der aber wohl vom Hersteller selektiert werden muss, um entsprechend hochwertige Samples für die Chips zu erwischen.
Ein Exemplar der nVidia GeForce 7800 GTX 512 hat den Weg in unser Testlabor gefunden und muss dort beweisen, ob sie sich würdig gegen die Konkurrenz in Form der Radeon X1800 XT von ATi schlagen kann.
Lesezeichen
- nVidia GeForce 7800 GTX (SLI) [2]
- nVidia GeForce 7800 GT [3]
- ATi Radeon X1800, X1600 und X1300 [4]
- Asus Extreme N7800GT Dual [5]
- Sapphire Radeon X800 GT, X800 GTO und X800 GTO² [6]
- nVidia GeForce 6800 GS [7]
- ATi CrossFire - Kraft der zwei Grafikkarten [8]
Technische Daten
| GeForce 7800 GT |
GeForce 7800 GTX |
GeForce 7800 GTX 512 |
Radeon X1800 XL |
Radeon X1800 XT |
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| Logo |  |
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| Chip | G70 | G70 | G70 | R520 | R520 |
| Transistoren | ca. 303 Mio. | ca. 303 Mio. | ca. 303 Mio. | ca. 321 Mio. | ca. 321 Mio. |
| Fertigung | 0,11 µm | 0,11 µm | 0,11 µm | 0,09 µm | 0,09 µm |
| Chiptakt | 400 MHz | 430 MHz | 550 MHz | 500 | 625 MHz |
| Pixel-Pipelines | 20 | 24 | 24 | 16 | 16 |
| ROPs | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 |
| Pixelfüllrate | 6400 MPix/s | 6880 MPix/s | 8800 MPix/s | 8000 MPix/s | 10000 MPix/s |
| TMUs je Pixel-Pipeline | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Texelfüllrate | 8000 MTex/s | 10320 MTex/s | 13200 MTex/s | 8000 MTex/s | 10000 MTex/s |
| Vertex-Pipelines | 7 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Dreiecksdurchsatz | 700 MV/s | 860 MV/s | 1100 MV/s | 1000 MV/s | 1250 MV/s |
| Pixelshader | PS 3.0 | PS 3.0 | PS 3.0 | PS 3.0 | PS 3.0 |
| Vertexshader | VS 3.0 | VS 3.0 | VS 3.0 | VS 3.0 | VS 3.0 |
| Speichermenge | 256 GDDR3 |
256 GDDR3 | 512 GDDR3 | 256 GDDR3 | 512 GDDR3 |
| Speichertakt | 500 MHz | 600 MHz | 850 MHz | 500 MHz | 750 MHz |
| Speicherinterface | 256 Bit | 256 Bit | 256 Bit | 256 Bit | 256 Bit |
| Speicherbandbreite | 32000 MB/S | 38400 MB/s | 54400 MB/s | 32000 MB/s | 48000 MB/s |
| Präzision pro Kanal | FP32/FP16 | FP32/FP16 | FP32/FP16 | FP32 | FP32 |
| Interface | PCIe | PCIe | PCIe | PCIe | PCIe |
| SLI/CF-Unterstützung | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
Bei den technischen Spezifikationen gibt es mit der neuen GeForce 7800 GTX 512 einige nennenswerte Unterschiede, auch wenn die eigentliche Architektur vollkommen identisch zur GeForce 7800 GTX sowie 7800 GT geblieben ist. So verwendet nVidia, trotz der deutlich höheren Chiptaktraten, immer noch den altgedienten G70-Chip. Jedoch mussten die Ingenieure das PCB modifizieren und den Fertigungsprozess (110 Nanometer bei TSMC) optimieren, um die höheren Taktraten zu ermöglichen.
Die GeForce 7800 GTX 512 verfügt wie die kleinere 7800-GTX-Version über insgesamt 24 Pixel-Pipelines, in denen je zwei ALUs enthalten sind, die unter anderem für MADD-Operationen (Multiplikation und Addition) zuständig sind. Jene takten auf dem neuen Chip mit satten 550 MHz, was im Vergleich zur Radeon X1800 XT, die mit 625 MHz arbeitet, zwar wenig erscheint, jedoch eine deutlich höhere Texelfüllrate bedeutet. Grund dafür ist die Anzahl der Pixel-Prozessoren, von denen die ATi-Karte zwei weniger als der G70 bietet. Ebenso bleibt es insgesamt bei den 16 Raster Operationseinheiten, was für heutige Anwendungen vollkommen ausreichend ist.
Die ROPs limitieren nur in 3D-Anwendungen mit einer Texturschicht und bei gleichzeitiger Nutzung des bilinearen Filters; diese Kombination ist in aktuellen Spielen nicht mehr vorzufinden. In diesem Fall könnte jede „Texture-Mapping-Unit“ in den Pixel-Pipelines pro Takt einen Pixel fertig stellen und diesen an das Ende der Pipeline – die ROPs – zur Weiterverarbeitung schicken. Somit würden die ROPs einen „Stau“ verursachen und einen Flaschenhals darstellen.
Weiterhin werden auf der GeForce 7800 GTX 512 acht Vertex-Shader verbaut, die aufgrund des Taktes eine hohe Geometrieleistung aufbringen können. Nur einer Radeon X1800 XT muss man sich geschlagen geben. Allerdings stellt der niedrigere Dreiecksdurchsatz keinerlei Nachteil in Spielen dar, da es – vom 3DMark05 einmal abgesehen – kaum 3D-Anwendungen gibt, in denen eine dermaßen hohe Geometrieleistung von Nöten ist. Eine wichtige Änderung bei der neuen nVidia-Hardware stellt der 512 MB große Framebuffer dar, der bei bisherigen Grafikkarten nur halb so groß war. Damit reagiert man auf die Radeon X1800 XT, hält aber noch einen wichtigen Trumpf in der Hand: die Taktrate. Jene fällt mit 850 MHz extrem hoch aus und ergibt in Verbindung mit dem 256 Bit breiten Speicherinterface eine gewaltige Speicherbandbreite, die man bis jetzt auf keiner Grafikkarte bestaunen konnte.
Impressionen
GeForce 7800 GTX 512
„GeForce 7800 GTX 512“ heißt die neueste High-End-Grafikkarte aus dem Hause nVidia, die gegen die Radeon X1800 XT von ATi mit Hilfe eines 512 MB großen VRAM und einer deutlich gesteigerten Taktrate antreten und diese gar deutlich in die Schranken weisen soll. Kosten wird der ganze Spaß dabei – Achtung, bitte festhalten! – satte 649 US-Dollar, was deutlich mehr als die üblichen 500 bis 550 Euro für einen neuen Klassenprimus ist. Einigen Gerüchten zufolge soll dies helfen, die Käuferzahl möglichst gering zu halten, da es nicht allzu viele Chips gibt [9], die die hohen Takt fehlerfrei mitmachen.
Das PCB weist eine identische Größe zu dem der GeForce 7800 GTX auf und misst demzufolge eine Länge von 23 Zentimetern. Allerdings musste nVidia das PCB nach eigenen Angaben modifizieren, da es ansonsten zu Problemen mit der Taktfrequenz gekommen wäre. Direkt nach dem Auspacken macht das exorbitant große und auch beeindruckende Kühlsystem auf sich aufmerksam. Dieses kommt ebenfalls bei einigen Quadro-Karten der Kalifornier zum Einsatz und ist, im Gegensatz zur kleineren Version namens 7800 GTX, ein Dual-Slot-Design, womit der erste PCI-Slot nach dem Einbau wegfällt. Der Chip wird von einer kleinen Kupferplatte gekühlt. Die restlichen Kühlkörper sind aus dem kostengünstigeren Aluminium gefertigt.
Auffällig sind die vier vorhandenen Heatpipes, die die Wärme besser ableiten sollen und an den beiden Enden des großen Aluminiumkühlkörpers befestigt sind. Einen guten Eindruck macht der verwendete Propeller, der mit einer Größe von acht Zentimetern für einen Grafikkartenlüfter sehr groß ausfällt. Somit ist es möglich, dass der Quirl trotz seiner geringen Drehzahl und somit einem geräuscharmen Betrieb viel Luft umschlagen kann, womit der aktive Kühler effektiv den G70-Chip bei niedriger Betriebstemperatur hält. Der Lüfter leitet die umgesetzte Luft durch die Kühlrippen aus dem Tower heraus und zieht die Luft gleichzeitig vom Inneren des Gehäuses in den Kühlkreislauf hinein. Der Speicher wird zusätzlich von dem großen Kühlkörper vor zu hohen Temperaturen geschützt, die Spannungswandler bekommen dagegen wie bei der 7800 GTX einen eigenen, kleinen Kühlkörper.
Auf der neuen nVidia GeForce 7800 GTX 512 wird, wie bereits erwähnt, der G70-Chip verbaut, der über 24 Pixel-Pipelines und acht Vertex-Shader verfügt. Jene sind mit satten 550 MHz getaktet, wobei es laut dem Tool RivaTuner keinerlei Unterschiede zwischen der ROP-, Shader- und Geometric-Clock-Domain gibt – dies war bei der einfachen 7800 GTX noch anders, es kann sich aber auch um einen Anzeigefehler des Tools handeln. Als weitere Besonderheit verwendet nVidia auf ihrem neuesten Flaggschiff einen 512 MB großen VRAM, der mit satten 850 MHz taktet und dabei gleichzeitig einen neuen Taktrekord aufstellt. Ermöglicht wird dies durch einen sehr schnellen GDDR3-Speicher von Samsung, der mit einer Zugriffszeit von 1,1 ns daherkommt.
Auf der 7800 GTX 512 sind wie üblich zwei DVI-Ausgänge vorhanden sowie ein HDTV-fähiger TV-Ausgang, der über ViVo-Funktionen verfügt. nVidia gibt für ihren neuesten Spross an, dass dieser maximal 120 Watt benötigt. Für den Einsatz einer Karte empfehlen die Kalifornier ein 350-Watt-Netzteil, für den SLI-Betrieb dagegen bereits ein 550 Watt starkes Kraftwerk. Da die von nVidia gelieferte Karte ein Pressemuster ist, sind keine Software-Beilagen vorhanden.
Testsystem
Testsystem:
- Prozessor
- AMD Athlon 64 4000+ (San Diego-Kern, 90 nm, SSE3, 1024 kB Level-2-Cache)
- Motherboard
- Gigabyte GA-K8NXP-SLI (nVidia nForce 4 SLI, Sockel 939)
- Arbeitsspeicher
- 2x 512 MB Crucial BallistiX DDR400 (2-2-2-5)
- Grafikkarten
- ATi Radeon X1800 XT (625/750)
- ATi Radeon X1800 XL (500/500)
- ATi Radeon X1600 XT (590/690)
- ATi Radeon X1300 Pro (600/400)
- ATi Radeon X850 XT-PE (540/590) (Simuliert durch Übertakten der Radeon X850 XT)
- ATi Radeon X850 XT (520/540)
- ATi Radeon X850 Pro (507/520)
- ATi Radeon X800 XL (400/490)
- ATi Radeon X800 GTO (400/490)
- ATi Radeon X800 GT (475/490)
- ATi Radeon X800 (400/350)
- ATi Radeon X700 Pro (425/430)
- nVidia GeForce 7800 GTX 512 (550/850)
- nVidia GeForce 7800 GTX (430/600)
- nVidia GeForce 7800 GT (400/500)
- nVidia GeForce 6800 Ultra (425/550)
- nVidia GeForce 6800 GT (350/500) (Simuliert durch Heruntertakten der GeForce 6800 Ultra)
- nVidia GeForce 6800 GS (425/500)
- nVidia GeForce 6800 (256 MB) (350/300)
- nVidia GeForce 6600 GT (500/500)
- Peripherie
- Aopen AAP-1648Pro-DVD-Laufwerk
- Samsung S-ATA 2-HDD mit 200 GB Speicherplatz (NCQ aktiviert)
- Treiberversionen
- nVidia ForceWare 78.03
- nVidia ForceWare 81.87 (nVidia GeForce 6800 GS)
- nVidia ForceWare 81.89 (nVidia GeForce 7800 GTX 512)
- ATi Catalyst 5.8
- ATi 8-173-1-050921a-026915E (Beta-Treiber für Radeon 1x00)
- Software
- Microsoft Windows XP Professional SP2
- Microsoft DirectX 9.0c
Benchmarks
Folgende Benchmarks kamen während unseres Tests zum Einsatz:
- Synthetische Benchmarks:
- 3DMark 01 SE Version 330
- 3DMark 05 Version 1.2.0
- Aquamark 3
- Spielebenchmarks:
- Age of Empires 3 Demo
- Earth 2160
- Far Cry Version 1.3
- Splinter Cell: Chaos Theory
- Half-Life 2
- Fear Multiplayer Demo
- Serious Sam 2 Demo
- Doom 3
- The Chronicles of Riddick
Alle Benchmarks werden mit maximalen Details ausgeführt, damit die Grafikkarte möglichst hoch belastet wird. Als Einstellungen haben wir uns dabei für 1280x1024 und 1600x1200 entschieden. Damit zollen wir Tribut an die modernen High-End-Beschleuniger, die durch ihre Rechenkraft niedrigere Auflösungen als 1280x1024 CPU-limitiert werden lassen. Neben den reinen Auflösungen lassen wir den Benchmarkparcours auch mit 4-fachem Anti-Aliasing sowie 16-fachen anisotropen Filter durchlaufen, da dies oft vorkommende Qualitätseinstellungen sind.
Achtung: Nach sorgfältiger Überlegung und mehrfacher Analyse selbst aufgenommener Spielesequenzen sind wir zu dem Schluss gekommen, im ForceWare-Treiber für nVidia-Karten die Qualitätseinstellungen auf High Quality anzuheben, da man nur mit diesem Setting das Texturflimmern effektiv bekämpfen kann. Zudem ist dieser Modus vergleichbar mit der Einstellung „Catalyst A.I. Standard“ auf den ATi-Pendants, wodurch bei der Bildqualität größtenteils ein Gleichstand erreicht wird.
Treibereinstellungen: nVidia-Grafikkarten
- Systemleistung: Hohe Qualität
- Vertikale Synchronisierung: Aus
- MipMaps erzwingen: keine
- Trilineare Optimierung: Aus
- Anisotrope Mip-Filter-Optimierung: Aus
- Optimierung des anisotropen Musers: Aus
- Negativer LOD-Bias: Clamp
- Gamma-angepasstes AA (G70): Ein
- Transparenz AA (G70): Aus
Treibereinstellungen: ATi-Grafikkarten
- Catalyst A.I.: Standard
- Mipmap Detail Level: High Quality
- Wait for vertical refresh: Always off
- Adaptive Anit-Aliasing: Off
- High Quality AF: Off
- Truform: Always Off
Theoretische Benchmarks
Fillrate Tester
- Dieses nützliche kleine Programm dient dazu, die Füllraten einer Grafikkarte zu messen. Im Gegensatz zu den bzw. im 3DMark integrierten Füllraten-Tests, die im Fall von Single-Texturing vornehmlich die Bandbreite messen, kann dieses Programm recht differenzierten Aufschluss über verschiedene Arten von Füllrate geben, unter anderem auch die Pixelshader-Füllraten, welche wir hier betrachten wollen.
Da die verwendeten Shader teilweise recht kurz und bandbreitenintensiv sind, haben wir die Auflösung möglichst weit erhöht, um den Fokus etwas mehr auf die Füllrate zu verlagern. Da hier mehrere mathematische Operationen pro Pixel nötig sind, wird die Füllrate durch die Erhöhung der Auflösung stärker belastet als die Bandbreite.
Getestet wurde in 1600x1200 in 32Bit mit 24Bit Z- und 8Bit Stencilbuffer und 60 Hz Refreshrate. - Download: Fillrate Tester [10]
VillageMark
- Der VillageMark wurde von PowerVR entwickelt und diente dazu, die Vorzüge des Kyro 2 zu verdeutlichen, da in jenem Benchmark der Overdraw mit einem Faktor von bis zu 10 besonders groß ist. Viele, besonders ältere Grafikkarten, berechnen hier auch die Oberflächen, die durch andere verdeckt sind und daher eigentlich nur verschwendete Bandbreite und Füllrate bedeuten, so dass dieser grafisch eigentlich nicht sehr aufwendige Benchmark doch öfter als man zunächst denkt zu einem Stolperstein wird. Deswegen ist es von größter Bedeutung in diesem Benchmark, eine gut funktionierende Technik zum Entfernen verdeckter Oberflächen (HSR = Hidden Surface Removal) zu besitzen.
Getestet wurde mit folgender Kommandozeile: [InstallDir]\D3DVillagemark.exe -benchmark=1 -width=xxxx -height=xxxx -bpp=32" - Weitere Informationen: PowerVR.com [11]
- Download: PowerVR.com [12]
VillageMark v1.20
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Fablemark
- Der Fablemark wurde, wie auch der nachfolgende Templemark, von PowerVR entwickelt und dient trotz eines sehr hohen Anteils an Overdraw der Zurschaustellung der Stärken des Kyro-Chips was den Stencil-Buffer angeht.
Natürlich wird auch auf allen anderen Karten die Stencil-Performance stark gefordert, so dass dieser Test ein Indiz für kommende Spiele sein kann, die vor dem eigentlichen Rendering einen Z-/Stencil-only Pass einlegen, um vorab jeglichen Overdraw zu vermeiden.
Getestet wurde mit folgender Kommandozeile: [InstallDir]\D3DFablemark.exe -benchmark=1 -width=xxxx -height=xxxx -bpp=32" - Weitere Informationen: PowerVR.com [13]
- Download: PowerVR.com [14]
FableMark v1.0
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Templemark
- Der Templemark ist, genau wie der vorherige Fablemark, ursprünglich ein Demonstrationsprogramm von PowerVR gewesen. Da er jedoch eine Menge aktueller Features, wie Hardware-TnL, Bump Mapping und bis zu sechs Texturlagen in einem Durchgang unterstützt, eignet er sich auch gut als unabhängiger Benchmark, der garantiert nicht auf nVidia- oder ATi-Chips optimiert ist.
Getestet wurde mit folgender Kommandozeile: [InstallDir]\templedemov1-0-6.exe -benchmark" - Weitere Informationen: PowerVR.com [15]
- Download: PowerVR.com [16]
TempleMark v1.06
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ShaderMark
- Der ShaderMark liegt zur Zeit in der aktuellen Version 2.1 vor und wurde von Tommti-Systems [17] entwickelt. Dank zahlreichen Updates befindet sich der Benchmark immer noch auf der Höhe der Zeit und misst die Performance der Shader-Einheiten moderner Grafikkarten. Dabei unterstützt das Programm auch das Shader-Model 3.0, weswegen es sich gut zu einem Vergleich aktueller Architekturen eignet. Getestet werden dabei bis zu 25 unterschiedliche Shader-Anweisungen unter der Auflösung 1024x768, die allesamt in der Hochsprache HLSL (High Level Shader Language) geschrieben sind.
- Download: ShaderMark.de [18]
Synthetische Benchmarks
3DMark2001 SE
- Obwohl der 3DMark01 SE bereits seit vier Jahren seinen Dienst verrichtet und technisch nicht mehr auf dem aktuellen Stand ist, wird er immer noch mit großer Beliebtheit von der Community verwendet. Aus diesem Grund und auch, da sich der Benchmark aus dem Hause Madonion, mittlerweile bekannt unter dem Namen Futuremark, immer noch gut dazu eignet die Gesamtperformance eines Systems zu messen, werden wir die zu testenden Treiber unter dem Programm auf Herz und Nieren überprüfen. Darüber hinaus reagiert der 3DMark01 SE sehr empfindlich auf Änderungen am System oder auch am Grafikkartentreiber, weswegen er gerade prädestiniert für diese Aufgabe ist. Technisch gesehen ist, wie bereits erwähnt, der Benchmark nicht mehr auf der Höhe der Zeit, weshalb er eine deutliche CPU-Limitierung aufweist. Der 3DMark01 SE setzt größtenteils auf DirectX 7-Effekte, benutzt die Vertexshader entsprechender Grafikkarten allerdings, um die CPU im Bereich der Schatten und Charakteranimation zu entlasten. Zaghafte Versuche die Vertexshader-Einheiten der Version 1.1 zu benutzen zeigen sich zudem in der letzten der vier Testszenen. Nicht vergessen darf man allerdings, dass der synthetische Benchmark kein Ergebnis eines realen Spiels darstellt, auch wenn er die in Max Payne verwendeten MaxFX-Engine benutzt.
- Download: 3DMark2001 SE [19]
3DMark2001 SE
Angaben in Punkten
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3DMark2001 SE
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3DMark05
- Der 3DMark05 ist das neueste Produkt aus dem Hause Futuremark und liegt technisch auf sehr hohem Niveau. So kommen große Texturen mit der Auflösung 2048x2048, gemischt mit der Benutzung des Shader-Model 3.0, 2.x oder 2.0, zum Einsatz. Das letztes Jahr erschienene Programm setzt auf komplexe Lichteffekte, dynamische Schatten, aufwendige Bump Mapping-Effekte und benötigt vor allem eine hohe Geometrieleistung. Im Ergebnis spiegelt sich allerdings nur die Geschwindigkeit der Grafikkarte wieder, da diese selbst bei aktueller Hardware immer den Flaschenhals darstellt. Der wohl größte Nachteil beim 3DMark05 sind die weitläufigen Treiberoptimierungen aller aktuellen Grafikkartenhersteller. Diese gehen soweit, dass sich die Endergebnisse je nach Treiber im zweistelligen Prozentbereich verändern, somit können qualitätsmindernde Optimierungen nicht ausgeschlossen werden. Zudem basiert der synthetische Benchmark auf keinerlei Spieleengine, weshalb er keine reale Situation darstellt. Weitere Details zu diesem Programm gibt es in einem unserer ausführlichen Artikel [20].
- Download: 3DMark05 [21]
3DMark05
Angaben in Punkten
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3DMark05
Angaben in Punkten
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AquaMark 3
- Kommen wir nun zu dem letzten synthetischen Benchmark in unserem Testparcours. Das von Massive Development entwickelte Programm nutzt eine erweiterte Version der Grafikengine aus dem U-Boot-Spiel AquaNox 2 - Revelation. Die Engine hört auf den Namen Krass und unterstützt mittlerweile auch Pixelshader 2.0-Effekte. Darüberhinaus kommen noch Pixelshader der älteren Version 1.1 sowie 1.4, weiterhin auch die Vertexshader 1.1, zum Einsatz. Angereichert mit einigen schönen Effekten wie zum Beispiel einem verbesserten Partikelsystem soll dies laut den Entwicklern der erste DirectX 9-fähige Reality-Benchmark der Welt sein.
- Download: AquaMark3.com [22]
Aquamark 3
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Aquamark 3
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Spielebenchmarks
Fear
- Doom 3 bekommt Konkurrenz – und was für Eine! Die Programmierer des neue Gruselshooters F.E.A.R. scheinen sich Doom 3 als großes Vorbild ausgesucht zu haben, wobei man allerdings fast alles besser zu machen scheint. Unter anderem wird die sehr beklemmende Atmosphäre durch eine Grafikqualität erreicht, die ihres Gleichen sucht. Shadereffekte in Massen, wunderschönes Bump-Mapping, sehr spektakuläre Schattenwürfe, detaillierte Texturen sowie hübsch aussehende Partikeleffekte und noch vieles mehr bekommt der Spieler zu Gesicht, weswegen F.E.A.R. bereits Pflicht für einen guten Benchmark-Parcours geworden ist. Wir verwenden für diese Zwecke die Multiplayer-Demo, die über eine integrierte Benchmarkfunktion verfügt. Jene zeigt ein Gefecht sowie eine größere Explosion, die durch eine frei bewegende Kamera aufgenommen worden sind.
F.E.A.R.
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F.E.A.R.
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Age of Empires 3
- Wohl kaum ein Strategiespiel wie „Age of Empires“ und dessen Nachfolger haben aufgrund deren Erfolge Geschichte unter den PC-Spielern geschrieben. Nun erscheint der dritte Teil der Serie, welcher mit einer für Strategietitel atemberaubenden Grafik erscheint, die dazu modernste Techniken wie das Shader-Model 3.0 und gar High-Dynamik-Range-Rendering unterstützt. Wir lassen für den Testparcours eine Zwischensequenz aus der Demo durchlaufen, die einige anspruchsvolle Szenen enthält. Jedoch haben wir die Shader-Details auf „High“ heruntergesetzt, da die Stufe „Very High“ nur auf SM3-kompatiblen Grafikkarten verfügbar ist und SM2-Karten einige grafische Details somit nicht darstellen können, was die Ergebnisse verfälschen würde. Leider kann Age of Empires 3 in den Qualitätseinstellungen nur mit dem anisotropen Filter getestet werden, da das Anti-Aliasing auf ATi-Karten gravierende Fehler bereitete und das Spiel abstürzen ließ.
Age of Empires 3
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Age of Empires 3
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Splinter Cell 3
- „Chaos Theory“ ist der Titel des dritten Teils der bekannten Schleichreihe „Splinter Cell“ vom Publisher Ubi Soft und setzt auf ein stark modifiziertes Grundgerüst der zweiten Unreal-Grafikengine auf. Diese wurde für den neuesten Splinter Cell-Spross deutlich umgeändert und unterstützt nun neben dem Shader-Model 3.0 unter anderem auch High Dynamic Range-Effekte. Somit ist Splinter Cell 3 das zweite Spiel neben Far Cry, welches einen deutlich erweiterten Wertebereich der erfassbaren Lichtintensität aufweisen kann. Weiterhin kann das Spiel mit schönen Schatten- sowie Bump Mapping-Effekten auftrumpfen. Die selbst erstellte Timedemo zeigt einen kleinen Ausschnitt aus der ersten Mission, die den Hauptprotagonisten Sam Fischer über einen dunklen Strand bei Regen und durch eine mit schicken Lichteffekten verzierte Höhle führt. Die nVidia-Karte sowie der R5x0 von ATi werden dabei auf das SM 3.0 zurückgreifen, während sich die ATi X800 mit dem SM 2.0 begnügen muss. Alle exklusiven SM 3.0-Effekte wie beispielsweise HDR oder Parallax-Mapping werden deaktiviert, damit die GeForce-Karte nicht benachteiligt wird.
Splinter Cell 3
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Splinter Cell 3
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Earth 2160
- Earth 2160 ist der Nachfolger des erfolgreichen Echtzeit-Startegiespiels Earth 2150 und setzt wie der Vorgänger auf modernste Techniken, was sich auch in der sehr guten Grafikqualität bemerkbar macht. Das Spiel bietet nicht nur detaillierte Texturen, aufwendige Rauch- sowie Partikeleffekte, auch „Geometry Instancing“, ein Shader-Model-3.0-Effekt, wird geboten. Zudem setzen die Hersteller auf reichlich Licht- und Schatten-Effekte, ebenso protzt die Grafik mit überaus schicken Feuergefechten und Explosionen. Wir verwenden die integrierte Timedemo, die eine effektvolle Schlacht mit vielen Fahr- und Fluggeräten zeigt.
Earth 2160
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Earth 2160
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Far Cry
- Far Cry gehört wohl zweifellos zu den technisch am weitesten entwickelten Spielen und sieht dementsprechend auch sehr gut aus. Es gibt fast kein Feature einer Grafikkarte, das die Programmierer vom deutschen Entwicklerteam Crytek nicht bedacht und implementiert haben. Die Liebe zur Grafik geht sogar soweit, dass Features wie die Unterstützung des Shader-Model 3, High Dynamic Range oder die Texturkompression 3Dc [23] nachträglich per Patch eingebaut werden. Dementsprechend fordert Far Cry das Maximum an Leistung aus jedem PC und eignet sich somit hervorragend als Benchmark.
In unserem Test verwenden wir die Pier-Timedemo, die die Kollegen des Print-Magazins PC Games Hardware [24] aufgenommen haben. Diese Timedemo zeigt einen Ausschnitt des Levels „Pier“ und besteht somit aus weitläufigen Außenarealen mit einer extremen Sichtweite. Es werden aufwendige Wassereffekte dargestellt sowie eine hohe Anzahl von Polygonen, die den Rechner aufs Höchste beanspruchen. Die Texturen sind durchgehend detailliert und sehr aufwendig gestaltet. Bei den getesteten Grafikkarte von nVidia und den neuen Modellen von ATi kommt das Shader-Model 3.0 zum Einsatz, während die R4x0-Serie weiterhin das Shader-Modell 2.b verwendet. Deswegen gibt Far Cry auch einen kleinen Einblick in die zukünftige Welt der Spiele und ist quasi ein Muss für jeden Grafiktest.
Far Cry
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Far Cry
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Serious Sam 2
- „Ballern bis der Zeigefinger glüht!“ lautet wohl zweifellos die Divise in dem First-Person-Shooter „Serious Sam“, der vor einigen Jahren nicht nur einen großen Erfolg feierte, sondern auch mehr als nur beliebt bei den Spielern klassicher 3D-Shooter geworden ist. Der Nachfolger, der auf die simple Bezeichnung „Serious Sam 2“ hört, verspricht ebenfalls ein ähnlich erfolgreiches Vergnügen zu werden und kombiniert den Ballerspaß mit einer hübschen Optik, die vor allem durch eine große Anzahl an Vertex-Shader-Operationen, scharfen Texturen, bunten Effekten und einer schier unendlichen Gegnermasse geschaffen wird. Die selbst aufgenommene Timedemo zeigt dabei eine normale Spielszene mit großen Gegner-Scharen und massig Explosionen sowie Gefechtsfeuer.
Serious Sam 2
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Serious Sam 2
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Half-Life 2
- Half-Life 2 ist wohl zweifellos aufgrund seines legendären Vorgängers eines der meist erwarteten Spiele aller Zeiten gewesen. Nun ist es da und begeistert nicht nur in spielerischer Hinsicht, sondern auch durch seine Grafik, die unter anderem durch massiven Shader Model 2.0-Einsatz ermöglicht wird. Für Half-Life 2 haben wir uns eine eigene Timedemo aufgenommen. Sie spielt in der Map „Coast_09“, welches zu den anspruchsvollsten Levels im gesamten Spiel gehört. Es zeigt eine Szene, in der der Held Gordon Freeman in einem kleinen Hovercraft-Boot auf einem Fluss fährt und gleichzeitig herabfallenden Bomben eines Helikopters ausweichen muss, die effektvoll explodieren. Die Timedemo stellt ein regelrechtes „Worst-Case“-Szenario dar; wenn dort alles flüssig läuft, sollte dies auch im restlichen Spiel der Fall sein. Anspruchvoll sind dabei aber nicht alleine die Pixelshader-Effekte. So gibt es viele aufwendige Partikeleffekte wie auch sehr detaillierte Texturen. Die Umwirbelungen der Luft auf dem Wasser, die durch den Rotor des Helikopters erzeugt werden, stellen höchste Anforderungen an die Grafikkarte und zwingen diese mit Leichtigkeit in die Knie.
Half-Life 2
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Half-Life 2
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Doom 3
- Angst? Schock? Dunkelheit? Grafikpracht? All dies gibt es wohl zu Genüge im Gruselshooter Doom 3. John Carmack, einer der Chefentwickler des Spiels und eine legendäre Persönlichkeit, wenn es um spektakuläre Grafik-Engines geht, hat bei seinem neuesten Werk die größte Aufmerksamkeit den Stencil-Schatten gewidmet. Dementsprechend dunkel ist das gesamte Spiel, damit die schablonenartigen Schatten gut auf den Spieler wirken. Aber dies waren noch nicht genug Effekte für den Entwickler ID-Software. So macht Doom 3 auch Gebrauch von den Pixelshader-Einheiten der Grafikkarten und setzt ebenfalls massiv auf Bump Mapping sowie Normal Maps. Zwar sind die Texturen verbesserungswürdig, aber trotzdem gehört Doom 3 zu den anspruchsvollsten Titeln des Jahres 2004 und ist somit prädestiniert für unseren Benchmarkparcours. Das Spiel setzt ID-typisch nicht auf DirectX als API, sondern auf OpenGL.
Doom 3
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Doom 3
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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The Chronicles of Riddick
- „The Chronicles of Riddick“ lehnt sich an den Kinofilm „Riddick: Chroniken eines Kriegers“ an und basiert auf der OpenGL-API. Dabei gehört Riddick zu einer der größten Überraschungen des Jahres und bietet dementsprechend auch eine sehr fordernde und vor allem spektakuläre Grafik. Dabei kommen nicht nur die modernen Shadereinheiten aktueller Grafikkarten zum Zuge, auch durch hochauflösende Texturen sowie feinste Bump Mapping-Effekte geraten heutige GPUs ins Schwitzen. Die verwendete Timedemo Panoptical 1 zeigt einen reellen Spielausschnitt aus Riddick, welcher mehrere Schusswechsel, Explosionen sowie Rauch beinhaltet, und zeigt somit eine für das Spiel realistische Performancedarstellung.
The Chronicles of Riddick
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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The Chronicles of Riddick
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Performancerating
Kommen wir nun abschließend zum Performancerating. Dadurch soll es erleichtert werden, alle Ergebnisse auf einen Blick zusammengefasst zu bekommen, auch wenn man sich dadurch kein differenziertes Bild machen kann. Um dies zu erreichen, sollte man sich alle Ergebnisse im Einzelnen ansehen. Das Spiel FEAR werden wir dabei nicht berücksichtigen, da die X1000-Serie dort Treiberprobleme hatte.
Performancerating 1280x1024
Angaben in Prozent
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Performancerating 1600x1200
Angaben in Prozent
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Performancerating Qualität
Rating 1280x1024 4xAA/16xAF
Angaben in Prozent
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Rating 1600x1200 4xAA/16xAF
Angaben in Prozent
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Sonstiges
Lautstärke
Da quasi alle aktuellen Modelle über eine herstellerseitige Lüftersteuerung verfügen, unterscheiden wir bei den Messungen den 2D- und den 3D-Betrieb. Für die Last-Messungen wird der 3DMark05 in der Endlosschleife ausgeführt und nach dreißig Minuten die Lautstärke notiert. Beide Messungen werden im Abstand von 15 cm zur Grafikkarte durchgeführt. Um nur die Lautstärke der jeweiligen Grafikkarte messen zu können, wurden beim Test die Gehäuselüfter vom Netz getrennt.
Lautstärke
Angaben in Dezibel
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Bei der Vorstellung der GeForce 7800 GTX stellte sich das verbaute Kühlsystem seinerzeit nicht nur als effizient, sondern auch als sehr leise heraus, was ungewöhnlich für einen neuen High-End-Grafikchip ist. Diese machen normalerweise mit einem hohen oder noch gut hörbaren Geräuschpegel auf sich aufmerksam, damit die aufkommende Wärme schnell genug abgeführt werden kann. Gespannt waren wir bei der GeForce 7800 GTX 512, wie sich der wahrhaft monströse Kühler schlagen wird, der unter anderem auch auf Quadro-Karten aus demselben Hause eingesetzt wird.
Soviel schon mal vorweg: Enttäuscht hat uns das Kühlsystem nicht, ganz im Gegenteil sogar! So arbeitet der sehr große Quirl unter Windows extrem leise und stellt sich auf das Geräuschniveau einer GeForce 7800 GTX ein, die aus einem geschlossenen Gehäuse nicht herauszuhören ist. Unter Last greift dagegen die Lüftersteuerung ein und erhöht die Drehzahl des Propellers, weswegen dieser zwar leicht lauter wird, störend ist der Lärmpegel aber noch lange nicht. Somit liegt man nur knapp über der Geräuschkulisse einer GeForce 7800 GTX, die Radeon X1800 XT der Konkurrenz lässt man sogar ein Stück hinter sich.
Temperatur
Ähnlich den Messungen zur Lautstärke werden auch die Temperatur-Messungen durchgeführt. Fast alle aktuellen Grafikkarten besitzen Sensoren, die per Treiber oder Hersteller-Tool ausgelesen werden können. Die Kern-Temperatur wird dabei im Ruhezustand im Windows-Desktop und unter Last nach dreißig Minuten 3DMark05 abgelesen. Zudem messen wir mit Hilfe eines Infrarot-Thermometers die Chiptemperatur auf der Rückseite der Grafikkarte.
Temperatur
Angaben in °C
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Da sich die GeForce 7800 GTX 512 von nVidia im 2D-Modus auf einen Chiptakt von 275 MHz und einen Speichertakt von 600 MHz heruntertaktet, liegt die Temperatur auf einem ähnlichen Level wie die der GeForce 7800 GTX und bleibt dank des großen Kühlsystems gar minimal kühler als die 256-MB-Version. Damit taktet die neue nVidia-Adaption nicht nur unter 2D identisch wie eine GeForce 7800 GTX, auch ist die 7800 GTX 512 die erste Karte der Kalifornier, die im Idle-Modus den Speichertakt senkt.
Unter Last macht die GeForce 7800 GTX 512 für eine High-End-Karte ebenfalls eine sehr gute Figur und bleibt knapp vier Grad unter den Temperaturwerten einer 7800 GTX. Insgesamt liegt man zwar im oberen Mittelfeld, für die gebrachte Leistung und den 110-nm-Prozess ist dies aber ein gutes Ergebnis.
Die Temperaturen auf der Kartenrückseite sehen dagegen nicht mehr ganz so gut aus, erreichen aber zu keiner Zeit ein kritisches Niveau. Die Temperatur liegt mit 72 Grad Celsius knapp ein Grad unter den Werten einer GeForce 7800 GTX und ist drei Grad besser als die der Radeon X1800 XT. Somit zeigt sich, dass das Kühlsystem nicht nur leise, sondern zusätzlich effizient arbeitet. Allerdings ist dies aufgrund der durch die hohen Taktraten aufkommenden Wärmeentwicklung auch von Nöten.
Stromverbrauch
Für die Messungen der Stromaufnahme wird ein handelsüblicher Verbrauchs-Monitor, den man sich auch beim örtlichen Stromversorger ausleihen kann, genutzt. Gemessen wird die Gesamt-Stromaufnahme des Testsystems. Auch hier gilt die Teilung zwischen Idle- und Last-Betrieb, letzterer wird erneut durch Verwendung des 3DMark05 simuliert.
Stromverbrauch
Angaben in Watt (W)
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Unter Windows gibt es bei der GeForce 7800 GTX 512 bezüglich des Stromverbrauches keinerlei Überraschungen. Die Grafikkarte liegt auf dem Niveau einer GeForce 7800 GTX und begnügt sich somit mit einem Platz im oberen Mittelfeld. Im Gegensatz zur Radeon X1800 XT verbraucht die GeForce-Karte deutlich weniger Strom, allerdings konnten wir von ATi erfahren, dass bei dem Launch-Treiber zur Radeon X1800 XT noch nicht alle Stromsparmechanismen im 2D-Modus aktiv waren.
Im 3D-Betrieb sieht es für die 7800 GTX 512 dagegen weniger rosig aus, was unter anderem an einer um 0,05 Volt gesteigerten Chipspannung (1,4 V auf 1,45 V) gegenüber einer 7800 GTX liegt – dies erhöht den Stromverbrauch zwar nur geringfügig, ist aber dennoch messbar. So benötigt die Karte unter Last in Kombination mit der Spannungserhöhung, dem gesteigerten Chiptakt sowie dem leistungshungrigen VRAM (2,0 V anstatt 1,8 V) zirka 30 Watt mehr als die GeForce 7800 GTX. Auch gegen die X1800 XT der Konkurrenz sieht man kein Land. Diese liegt auf dem Level der einfachen GeForce 7800 GTX.
Übertaktbarkeit
Vielen dort draußen wird die gerade neu gekaufte Grafikkarte noch nicht schnell genug sein. Ein probates Mittel, dieses Bedürfnis nach noch mehr Geschwindigkeit zu befriedigen, ist die Hardware zu übertakteten – in unserem Fall mit Hilfe der neuesten Version des RivaTuners. Als kleine Stabilitätsprobe ließen wir den 3DMark05, der besonders grafiklastig ist, laufen und testeten nachfolgend den höchsten Takt mit Hilfe von Far Cry, Half-Life 2 sowie Doom3. Jedoch muss man vor den Messungen anmerken, dass sich die Ergebnisse nicht auf jede Karte desselben Typs übertragen lassen, da die Güte von Chip zu Chip unterschiedlich ist.
Übertaktbarkeit
Angaben in Punkten
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Da die GeForce 7800 GTX 512 von nVidia von Haus aus mit sehr hohen Taktraten daherkommt, war uns klar, dass die Übertaktungsergebnisse recht mäßig ausfallen werden – und so kam es auch. Es war möglich, den Chiptakt um 50 MHz auf 600 MHz und den Speichertakt von 850 MHz auf 900 MHz anzuheben. Damit arbeitet letzterer genau am Limit der Spezifikationen eines 1,1-ns-Speichers. Bereits bei einer geringen Erhöhung auf 602 MHz erzeugte die Grafikkarte unschöne Pixelfehler.
Interessanterweise beobachteten wir mit dem Tool RivaTuner, dass alle drei Takt-Domänen des G70-Chips – die Geometric-Domain, ROP-Domain und die Shader-Domain – immer um die identische Frequenz beim Übertakten angehoben werden. Bei den GeForce-7800-GTX-Karten fielen die Werte aufgrund der internen Teiler unterschiedlich aus. Ob dieser Effekt nun wirklich auftritt oder ein Fehler des RivaTuners ist, konnten wir bisher leider nicht in Erfahrung bringen.
HDTV-Wiedergabe
Zum Einsatz in dieser Disziplin kam der schon altbekannte Film-Trailer namens „Step into Liquid“, der eine Länge von einer Minute und 56 Sekunden hat und in der Auflösung von 1920x1080 Pixel (1080p) vorliegt. Wer unseren Test auf seinem System nachahmen möchte, kann das Video direkt bei Microsoft herunterladen [25] (Direktlink - 114 MB), benötigt aber zusätzlich jeweils die neuesten Treiber aus dem Hause nVidia [26] und ATi [27], den Media Player in der Version 10 [28] und ein spezielles Hotfix [29], damit der Player die HDTV-Beschleunigung auch unterstützt. Die CPU-Last wurde während des Abspielens von uns mittels ThrottleWatch und einem selbst geschriebenen Skript aufgezeichnet.
Da auf der nVidia GeForce 7800 GTX 512 derselbe Chip wie auf der langsameren GeForce 7800 GTX verbaut wird, arbeitet die WMV-HD-Wiedergabe auf identischem Niveau. Es gibt Ausreißer nach oben sowie auch nach unten, insgesamt geben sich die beiden Grafikkarten jedoch nicht viel. Gegen den neuesten High-End-Chip aus dem Hause ATi, den R520, setzt man sich mit dem G70 problemlos in dieser Disziplin durch und erklimmt prompt den Spitzenplatz.
Fazit
Nachdem alle Messungen abgeschlossen waren, staunten wir nicht schlecht. „Man, ist die Grafikkarte schnell!“, war unser erster aufkommender Gedanke. nVidia hat mit der GeForce 7800 GTX 512 alle Register gezogen, um die direkte Konkurrenz in Form der Radeon X1800 XT [30] geschwindigkeitstechnisch auszubremsen, was zweifellos gelang. Die Kalifornier erhöhten den Chiptakt auf 550 MHz, während der Speicher gar mit 850 MHz taktet. Damit besitzt der neue G70 nicht nur eine deutlich höhere Füllrate, er greift auch auf eine Speicherbandbreite zurück, die erst einmal geschlagen werden muss.
Darüber hinaus wird auf der 7800 GTX 512 ein 512 MB großer VRAM verbaut, der vor allem in sehr hohen Auflösungen in Kombination mit 4x Anti-Aliasing oder mehr einige Vorteile mit sich bringen kann. Ansonsten sehen wir den Speicher aber eher als Marketing-Gag an, denn deutliche Vorteile in aktuellen Spielen gibt es keine. Erst zukünftige Titel werden von dem größeren Speicher profitieren können. Somit gibt es, was die Performance betrifft, zur Zeit keine wirkliche Konkurrenz zur GeForce 7800 GTX 512, die nicht nur dem Vorgänger um Meilen voraus ist, auch die wahrlich nicht langsame Radeon X1800 XT [31] macht keine gute Figur gegen den neuesten nVidia-Spross. Hier wird wohl erst der R580-Chip mit einer deutlich höheren ALU-Leistung die Kalifornier wieder angreifen können.
Gut gefallen hat uns das verbaute Kühlsystem, auch wenn es aufgrund des Dual-Slot-Designs einen PCI-Slot blockiert. Es arbeitet unter Windows sehr leise und auch unter Last mutiert der Quirl nicht zu einem Krachmacher. Dass der Lüfter nicht nur leise, sondern auch effizient arbeitet, haben die Temperaturmessungen gezeigt. Trotz der deutlich höheren Taktraten und der Spannungserhöhung bleibt die GeForce 7800 GTX 512 durch die Bank kühler als die GeForce 7800 GTX. Damit erkämpft man sich zwar keinen Spitzenplatz im Testfeld, allerdings ist das von einer neuen High-End-Karte auch nicht zu erwarten. Weniger gefallen hat uns dagegen der Stromverbrauch. Unter Windows ist dieser noch auf einem erträglichen Niveau, unter Last stellt die neue nVidia-Adaption jedoch einen Negativrekord auf, der mit knapp 30 Watt Mehrverbrauch nicht gerade gering ausfällt.
Zusammengefasst ist die Karte derzeit konkurrenzlos schnell und arbeitet dabei selbst unter Last relativ leise, wobei die Temperaturen zu keiner Zeit einen kritischen Bereich erreichen. Zwei weitere Negativpunkte, neben dem Stromverbrauch, müssen wir dennoch hinzufügen: nVidia setzt den Preis der GeForce 7800 GTX 512 mit 649 US-Dollar sehr hoch an. Damit prescht man in ein Preissegment vor, das noch höher ist als das bisherige, welches mit 500 bis 550 Euro auch nicht gerade billig ausfällt, liegt. Der zweite Negativpunkt ist die Bildqualität, in der die neue R5x0-Generation von ATi den G70-Karten ein gutes Stück überlegen ist.
Das leicht bessere Adaptive-Anti-Aliasing auf Radeon-X1k-Karten ist gegenüber dem Transparency-AA zwar nur ein kleiner Kritikpunkt, die Qualität des anisotropen Filters ist bei einer Radeon X1800, X1600 oder X1300 aber deutlich besser, da dieser größtenteils winkelunabhängig ist. Warum, nVidia, bietet man den Kunden kein besseres AF an? Schnell genug sind die GeForce-Karten dafür allemal!