Einleitung
Normalerweise bringen sowohl ATi als auch Nvidia jedes Jahr eine neue Generation von Grafikkarten heraus, die sich mal mehr und mal weniger vom Vorgänger unterscheidet. Nicht nur neue Features und eine modifizierte Bildqualität gibt es mit jeder Generation „zu bewundern“, vor allem die Performance steigt dramatisch an.
Wir haben uns dazu entschlossen, mehrere Grafikkarten verschiedener Generationen sowie Preisklassen untereinander in diesem besonderen Artikel zu vergleichen, um die Entwicklung der letzten Jahre zu umreißen. Dabei wollen wir vor allem darauf achten, in wie weit sich die Rechenleistung in den vergangenen Jahren gesteigert hat. Die GPUs müssen dabei nicht nur moderne Spiele wie Anno 1404 sowie Crysis Warhead (wenn auch mit reduzierten Details) über sich ergehen lassen, sondern auch etwas ältere Kandidaten wie Half-Life 2 und Oblivion.
Mit von der Partie sind:
- Radeon X800 XL (noch mit dem Shader-Model 2 und somit manchmal mit weniger Details),
- Radeon X1650 XT,
- Radeon X1800 XT,
- Radeon X 1950 XTX,
- Radeon HD 2600 XT,
- Radeon HD 2900 XT,
- Radeon HD 4890,
- GeForce 6800,
- GeForce 7600 GT,
- GeForce 7900 GT,
- GeForce 7900 GTX,
- GeForce 8600 GTS,
- GeForce 8800 GTS und
- GeForce GTX 285.
Ring frei!
Testsystem
Testsystem:
- Prozessor
- Intel Core 2 Extreme QX9770 (3,2 GHz, Quad-Core)
- CPU-Kühler
- Noctua NH-U12P
- Motherboard
- Asus Rampage Extreme (Intel X48, BIOS-Version: 0501)
- Arbeitsspeicher
- 2x 1.024 MB G.Skill DDR3-1600 (7-7-7-18)
- 2x 1.024 MB Patriot DDR3-1600 (7-7-7-18)
- Grafikkarten
- ATi Radeon HD 4890 (850/1.950), 1.024 MB
- ATi Radeon HD 2900 XT (742/828), 512 MB
- ATi Radeon HD 2600 XT (800/1.100), 256 MB
- ATi Radeon X1950 XTX (650/1.000), 512 MB
- ATi Radeon X1800 XT (625/750), 512 MB
- ATi Radeon X1650 XT (575/675), 256 MB
- ATi Radeon X800 XL (400/490), 256 MB
- Nvidia GeForce GTX 285 (648/1.476/1.242), 1.024 MB
- Nvidia GeForce 8800 GTS (500/1.200/800), 640 MB
- Nvidia GeForce 8600 GTS (675/1.450/1.000), 256 MB
- Nvidia GeForce 7900 GTX (650/800), 512 MB
- Nvidia GeForce 7900 GT (450/660), 256 MB
- Nvidia GeForce 7600 GT (560/700), 256 MB
- Nvidia GeForce 6800 (325/350), 256 MB
- Netzteil
- Coolermaster M850 Real Power Pro Modular (850 Watt)
- Peripherie
- Toshiba SD-H802A HD-DVD-Laufwerk
- Pioneer BDC-202BK SATA Blu-ray-Laufwerk
- Samsung SpinPoint F1 SATA2-HDD mit 750 GB und 32 MB Cache
- Gehäuse
- Coolermaster Stacker 832
- Treiberversionen
- Nvidia GeForce 190.38
- ATi Catalyst 9.7
- ATi Catalyst 9.3 (Radeon-X800- sowie Radeon-X1000-Serie)
- Software
- Microsoft Windows Vista x64 SP2
- Microsoft DirectX 9.0c
Benchmarks
Folgende Benchmarks kamen während unseres Tests zum Einsatz:
- Synthetische Benchmarks:
- 3DMark06
- Spielebenchmarks:
- Anno 1404, Vollversion, Version 1.0
- Call of Duty 5, Vollversion, Version 1.4
- Crysis Warhead, Vollversion, Version 1.1
- F.E.A.R., Vollversion, Version 1.08
- Half-Life 2 Lost Coast
- Lost Planet, Vollversion, neuste Version
- Oblivion, Vollversion, Version 1.2.0416
- World in Conflict: Soviet Assault, Vollversion, Version 1.0
Die Benchmarks werden zum Teil mit reduzierten Details ausgeführt, um auch bei den älteren Modellen eine adäquate Leistung zu erhalten. Als Einstellungen haben wir uns dabei für 1680x1050 entschieden, da diese am häufigsten von unseren Lesern eingesetzt wird. Neben den reinen Auflösungen lassen wir den Benchmarkparcours auch mit 4-fachem Anti-Aliasing sowie 16-fachen anisotropen Filter durchlaufen.
Die „Optimierungen“ des anisotropen Filters im Treiber belassen wir bei den Standard-Einstellungen. Uns ist bewusst, dass so die Grafikqualität zwischen den unterschiedlichen Generationen zum Teil stark unterschiedlich ist. Jedoch ist die Performance der älteren Karten bereits dermaßen niedrig, sodass wir diese nicht noch weiter verringern wollen. Eine generelle Vergleichbarkeit wäre durch die sehr unterschiedlichen AF-Algorithmen zudem unmöglich zu erreichen.
Synthetische Benchmarks
3DMark06
Die allseits bekannte Benchmarkserie von Futuremark ist mittlerweile in der Version 2006 erschienen und hört dementsprechend auf die Bezeichnung „3DMark06“. Von den sechs Testszenen messen vier Sequenzen die Performance der Grafikkarte und zeigen eine Grafikpracht, die ihres gleichen sucht. Um jene zu erreichen setzen die Finnen auf modernste 3D-Technologie, weswegen nicht nur massiv das Shader-Model 3.0 verwendet wird, auch extrem aufwendige Texturen, spektakuläre Partikeleffekte, komplexe Schattenberechnungen und als weiteres Highlight „High Dynamic Range Rendering“ – kurz HDRR – werden eingesetzt. Dabei setzt Futuremark auf FP16-HDR, das die derzeit Best mögliche Bildqualität liefert, aber auch aufwendig zu berechnen ist. Somit können Grafikkarten ohne FP16-Blending-Einheiten, unter anderem die X8x0-Serie von ATi, zwei Testszenen nicht ausführen, weswegen die Punktzahl dieser GPUs generell niedrig ausfällt. Darüber hinaus können nur Grafikkarten, die MSAA auf ein FP16-Rendertarget ausführen können, die HDRR-Sequenzen mit Anti-Aliasing berechnen. Grafikkarten ohne diese Fähigkeit erzeugen bei Einsatz von Kantenglättung keine Punktzahl und werden deswegen nicht berücksichtigt. Weitere Details zu diesem Programm gibt es in einem unserer ausführlichen Artikel. [1]
3DMark06 - Default
Angaben in Punkten
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Spielebenchmarks
Anno 1404
Anno 1404 ist der neuste Spross aus der Anno-Serie, der eine große Aufgabe vor sich hat: Die drei sehr erfolgreichen Vorgänger zu Toppen. Bezüglich der technischen Seite scheint man dies locker erfüllen zu können, da Anno 1404 wohl ohne Zweifel aktuell das optisch schönste Strategiespiel ist – und das vielleicht bei weitem. So bietet der Titel sogar eine Direct3D-10-Unterstützung an, was bei Strategiespielen Seltenheitswert hat. Das Auge nimmt dies auf jeden Fall gerne zu Kenntnis, da Anno 1404 nicht nur eine wunderschöne Wasserdarstellung bietet, sondern auch darüber hinaus durchweg zu gefallen weiß. Einen wirklichen grafischen Schwachpunkt hat das Spiel nicht.
Mittlere Detailstufe, Post Processing Low und Normal Mapping ein
Anno 1404 - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Call of Duty 5
Der neueste Spross aus der bekannten „Call of Duty“-Reihe namens World at War ist wieder einmal im zweiten Weltkrieg angesiedelt, und zeigt unter anderem den Kampf der Amerikaner gegen die Asiaten. Dabei schaut man sich viel von dem sehr erfolgreichen und beliebten Vorgänger Call of Duty 4 ab, was zwar nicht ganz so gut geklappt hat, aber immer noch zu einem sehr guten Spiel gereicht hat. Doch nicht nur spielerisch weiß der First-Person-Shooter zu gefallen, auch technisch macht man einen kleinen Schritt nach vorne – und das, obwohl man immer noch dieselbe Grafikengine wie in Call of Duty 2 benutzt. Optisch liegt Call of Duty 5 jedoch auf einem vollkommen anderen Niveau: Schicke Shadereffekte sowie ein intelligenter Parallax-Mapping-Einsatz vertuschen die teils etwas schwachen Texturen. Schon Call of Duty 2 konnte beim Erscheinen mit einer einzigartigen Rauchdarstellung punkten; Call of Duty 5 steht dem zweiten Teil der Serie diesbezüglich in nichts nach und kommt mit einer Rauchpräsentation daher, die zu beeindrucken weiß. Auf Direct3D-10-Unterstützung muss man aber verzichten: Call of Duty 5 setzt noch alleinig auf den Vorgänger Direct3D 9.
Maximale Details
Call of Duty 5 - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Crysis Warhead
Nachdem der First-Person-Shooter Crysis mittlerweile bereits ein Jahr auf dem Buckel hat, nichtsdestotrotz jedoch immer noch das bestaussehendste Spiel ist, schicken die in Frankfurt ansässigen Hersteller Crytek nun mit Crysis Warhead ein Addon in die Händlerregale, dass die grafische Qualität gar noch ein wenig weiter nach oben dreht. So sehen die Texturen etwas besser aus, ebenso die Explosionen. Vor allem bei der Darstellung der Gesichter hat man sich viel Mühe gegeben, die jetzt durch noch mehr Falten, Hautpigmenten und diversen weiteren Kleinigkeiten realistischer aussehen als jemals in einem anderen PC-Spiel zuvor. Die Direct3D-10-Unterstützung ist in Crysis Warhead unverändert geblieben, ebenso die restliche Technologie. Diese wurde in dem Addon primär auf eine bessere Performance getrimmt. Wir Testen das Spiel mittels einer 60 Sekunden langen Szene, die wir jedes mal exakt nachstellen. Genauere Details zur Testmethode findet man in unserem Spielbericht zu Crysis Warhead [2]. Einzig die Qualitätseinstellungen weichen von diesem ab, da wir durchweg die Enthusiast-Einstellung verwenden.
Mainstream-Einstellung
Crysis Warhead - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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F.E.A.R.
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 mittlerweile für diese Zwecke die Vollversion, die über eine integrierte Benchmarkfunktion verfügt. Jene zeigt ein Gefecht sowie eine größere Explosion, die durch eine frei bewegende Kamera aufgenommen worden sind. Die Details sind, mit Ausnahme der Soft-Shadows, auf das Maximum gesetzt.
Maximale Details
F.E.A.R. - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Half-Life 2 Lost Coast
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. Einige Monate nach der Erscheinung brachte Valve die kostenlose Technologiedemo „Lost Coast“ auf den Markt, die als Besonderheit High-Dynamic-Range-Rendering unterstützt und somit nicht nur einen deutlich höheren Lichtumfang sowie Lichtdynamik bietet, sondern auch die Hardware bis auf das Äußerste fördert. Valve hat dabei jedoch auf die Kompatibilität zu älteren Grafikkarten geachtet und setzt deswegen eine „minderwertige“ Form des HDRR ein, die nicht die optimale Bildqualität liefert. So liegen zwar die Texturen im FP16-Format vor – beziehungsweise INT16 für Grafikkarten ohne FP-Filtering –, allerdings verzichtet Valve auf FP16-Blending.
Maximale Details
HL2: Lost Coast - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Lost Planet Colonies
Das Actionspiel „Lost Planet Colonies“ gibt es in zwei verschiedenen Versionen: Eine Direct3D-9- und eine Direct3D-10-Variante. Das Spiel kann technisch nicht nur durch die D3D-10-Erweiterung und somit der Nutzung des Shader-Model 4 inklusive des neuen Geometry-Shaders glänzen, auch abseits der API weiß Lost Planet Colonies zu gefallen. Mit Soft Shadows (diese sind in Lost Planet zwar an die D3D10-Version gekoppelt, mit Direct3D 10 hat diese Schattenvariante aber nichts zu tun), FP16-High-Dynamic-Range-Rendering, detaillierten Texturen, massig Partikeleffekten und noch vielem mehr ist das technisch weit fortgeschrittene Spiel ein regelrechter Augenschmaus. Dass Lost Planet Colonies dabei noch eine Menge Spaß macht, könnte man fast schon als nebensächlich bezeichnen. Die Demoversion des Spiels bietet praktischerweise eine integrierte Benchmarksequenz, die einen Kameraflug aus der Sicht des Spielers durch zwei verschiedene Levels zeigt. Wir nutzen für diesen Test die zweite Sequenz, da diese GPU-limitiert ist.
Mittlere/Hohe-Details, D3D9
Lost Planet Colonies - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Oblivion
Bereits der Vorgänger „Morrorwind“ hat bei vielen Spielefans eine richtige Begeisterung hervorgerufen und bei dem Nachfolger „Oblivion“ scheint dies nicht anders zu sein. Für kaum ein Spiel findet man derzeit mehr Diskussionen im Internet. Aber nicht nur spielerisch, auch grafisch kann Oblivion überzeugen und fährt, um dieses Ziel zu erreichen, schwere Geschütze auf. Noch niemals zuvor wurde HDRR mit dynamischem Tone-Mapping derartig realistisch eingesetzt. Darüber hinaus kann das Spiel mit schönen Schatteneffekte sowie stellenweise hoch auflösenden Texturen und Partikeleffekte glänzen. Dementsprechend ist Oblivion geradezu prädestiniert für einen guten Benchmarkparcours. Die verwendete Szene zeigt nicht nur eine aufwendige Beleuchtung, auch sind mehrere Sträucher und Bäume zu sehen, die vor allem die GPU extrem stark belasten. Da die Grafikkarten der GeForce-7-Generation auf ein FP16-Rendertarget kein Multi-Sampling Anti-Aliasing anwenden können, haben wir die entsprechenden Modelle in den Qualitäts-Benchmarks nicht abgebildet, um die Vergleichsmöglichkeiten der 3D-Beschleuniger untereinander aufrecht zu erhalten.
Maximale Details
Oblivion - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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World in Conflict: Soviet Assault
Mittlerweile sehen Strategiespiele zwar deutlich besser aus als noch vor einigen Jahren – so recht gelingen will es den Programmen aber nur selten, in die grafische Königsklasse, die meist von First-Person-Shootern besetzt wird, vorzudringen. Den Entwicklern von World in Conflict scheint dies nicht gereicht zu haben und man entwickelte eine Grafikengine, die sich vor keinem anderen Spiel zu verstecken braucht. World in Conflict Soviet Assault unterstützt die Direct3D-10-API und hat keine Schwierigkeiten, Kantenglättung unter der neuen Programmierschnittstelle anzuwenden. Schicke Shadereffekte zieren das Spiel (so wirft die Sonne beispielsweise Lichtstrahlen durch die Wolken, welche die Umgebung darunter beleuchten), ebenso detaillierte Texturen und eine realistische Schattendarstellung. Die Animationen der Spielcharaktere sind gut gelungen, was in Kombination mit einem kinoreifen Schnitt Kinoatmosphäre in den Zwischensequenzen aufkommen lässt. Als Testsequenz benutzen wir nicht die integrierte Benchmarkfunktion, da sich diese mitunter wenig berechenbar verhält. Stattdessen verwenden wir die Introsequenz zur elften Mission, die zur neuen Russen-Kampagne gehört.
Maximale Details
World in Conflict: SA - 1680x1050
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Performancerating
Kommen wir nun abschließend zum Performancerating. Dadurch soll es erleichtert werden, alle Ergebnisse auf einen Blick zusammengefasst zu bekommen. Da der synthetische Benchmark in dem Testparcours (sprich der 3DMark06) über keine Spiele-Engine verfügen und somit keine realistische Aussagen über die Geschwindigkeit in 3D-Titeln wiedergeben, haben wir diese Applikationen aus dem Rating herausgenommen.
Performancerating - 1680x1050
Angaben in Prozent
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Performancerating Qualität
Rating - 1680x1050 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 ein Savegame zu Bioshock verwendet und nach dreißig Minuten die Lautstärke notiert. Beide Messungen werden im Abstand von 15 cm zur Grafikkarte durchgeführt. Die Messung erfolgt für das gesamte Testsystem.
Lautstärke
Angaben in Dezibel
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Temperatur
Ähnlich den Messungen zur Lautstärke werden auch die Temperaturmessungen 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 Bioshock abgelesen. Zudem messen wir mit Hilfe eines Infrarot-Thermometers die Chiptemperatur auf der Rückseite der Grafikkarte.
Temperatur
Angaben in °C
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Leistungsaufnahme
Für die Messungen der Leistungsaufnahme wird ein handelsüblicher Verbrauchs-Monitor, den man sich auch beim örtlichen Stromversorger ausleihen kann, genutzt. Gemessen wird die Gesamt-Leistungsaufnahme des Testsystems. Auch hier gilt die Teilung zwischen Idle- und Last-Betrieb. Letzterer wird durch Verwendung von Bioshock unter der Auflösung 2560x1600 simuliert.
Leistungsaufnahme
Angaben in Watt (W)
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Fazit
Das war er, unser etwas anderer Grafikkartentest. 14 verschiedene Grafikkarten unterschiedlichen Alters mussten sowohl aktuelle als auch ältere Spiele über sich ergehen lassen, was unterm Strich überraschend gut funktioniert hat. Nur die Radeon X800 XL musste aufgrund des fehlenden Shader-Models 3 einige Tests komplett auslassen und die GeForce-6000- sowie GeForce 7000-Serien zeigten sich hier und da aus heutiger Sicht etwas zugeknöpft, da beide kein HDRR in Verbindung mit Anti-Aliasing darstellen können.
Unser Test zeigt allerdings, dass diese „alten“ GeForce-Karten so oder so viel zu langsam für die von uns heute ausgesuchten Spiele in derartigen Qualitätsregionen sind. Vor allem die GeForce 6800 sieht unter diesen Umständen kein Land und muss sich der ATi-Konkurrenz geschlagen geben.
Generell fühlen sich die älteren ATi-Generationen aufgrund der höheren Shaderleistung sowie der Möglichkeit, gleichzeitig AA sowie HDRR darzustellen, wohler in unserem Testparcours als die gleich alten Nvidia-Produkte. So rennt zum Beispiel die Radeon X1650 XT der GeForce 7600 GT in diversen Benchmarks auf und davon, während dies zum Zeitpunkt der Vorstellung beider Karten noch nicht der Fall gewesen ist.
Eine Grenze durch das Testfeld hat in unserem Generationen-Duell die Radeon X1950 XTX gezogen, da die Grafikkarte noch mehr oder weniger durchweg spielbare FPS-Raten erzeugt, solange die Details (teilweise) reduziert sind und auf Kantenglättung sowie die anisotrope Filterung verzichtet wird. Die GeForce 7900 GTX liefert in diesen Detailstufen zwar meistens ebenfalls noch eine brauchbare Rechenleistung, zeigt in einigen Spielen wie Call of Duty 5 jedoch einen drastischen Geschwindigkeitsabfall. Darunter wird es kritisch.
Mit Blick auf die Mid-Range-Karten der Radeon-HD-2000- sowie GeForce-8000-Serie zeigt der Test, dass die ausgesuchten Spielen auch der zweiten Reihe noch ganz gut gefallen, da die Karten relativ dicht hinter den entsprechenden High-End-Karten liegen. Der Test zeigt auch die Schwäche der R600-Architektur bei aktiver Kantenglättung, die dazu führt, dass sich die Radeon HD 2900 XT in diesen Einstellungen der GeForce 8800 GTS geschlagen geben muss, nochmals auf.
Die Geschwindigkeitsunterschiede zwischen der aktuellsten und den vergangenen Generationen sind gewaltig. So ist zum Beispiel die GeForce 7600 GT „nur“ etwa drei Jahre älter als die GeForce GTX 285, die neuere Karte rendert aber um 713 Prozent (ohne AA/AF) beziehungsweise gar 1.035 Prozent (mit AA/AF) schneller. Ähnliches gilt auch für das ATi-Lager: Die Radeon HD 4890 liegt um 551 Prozent (ohne AA/AF) respektive 653 Prozent (mit AA/AF) vor der Radeon X1650 XT.
Doch obwohl die Entwicklung der Grafikkarten über die letzten Jahre gewaltig gewesen ist und aktuelle Spiele in hohen Detailstufen nur mit potenten Karten der neuesten Generationen zu bewältigen sind, können auch älteren Grafikkarten wie zum Beispiel die Radeon X1950 XTX oder die GeForce 8800 moderne Spiele noch relativ flüssig wiedergeben, wenn auf die höchste Detailstufe verzichtet werden kann.
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