Am fünften Oktober dieses Jahres präsentierte der kanadische Chiphersteller ATi die neueste Grafikkartengeneration in Form der Radeon X1800, X1600 sowie X1300 [1] und der Diskussionsbedarf in diversen Foren war, wie üblich, extrem hoch. So liefert der R5x0-Chip unter anderem eine famose Qualität des anisotropen Filters – solange man diese Aussage auf vorherige ATi-Produkte sowie auf den NV4x und G70 der Konkurrenz von nVidia bezieht – und auch das Featureset weiß zu überzeugen. So unterstützen entsprechend ausgestattete Grafikkarten endlich das Shader-Model 3.0 und sind darüber hinaus in der Lage, High-Dynamic-Range-Rendering zu benutzen, dies sogar in Verbindung mit Multi-Sampling-Anti-Aliasing.
Damit hat man der GeForce-7800-Serie gar ein Feature voraus, weswegen der neueste ATi-Spross zurecht hoch gelobt wurde. Nur an der Performance kränkelte es etwas. Diese war zwar insgesamt auf einem sehr hohen Niveau, das Flaggschiff von nVidia, die GeForce 7800 GTX [2], konnte aber in qualitativ hochwertigen Einstellungen nur knapp geschlagen werden. Ohne Anti-Aliasing und dem anisotropen Filter – hier muss man aber anmerken, dass in diesen Settings wohl nur die wenigsten mit einem High-End-Beschleuniger spielen – verlor die Radeon X1800 XT gar gegen den schnellsten G70-Spross.
Mittlerweile ist die Präsentation der Radeon-X1k-Serie bereits einige Wochen her und innerhalb dieses kurzen Zeitraumes hat sich bereits viel in der Treiberentwicklung getan. So konnte ATi die OpenGL-Performance mit dem Catalyst 5.10a deutlich beschleunigen und auch das Performance-fressende Spiel „Fear“ läuft auf den neuen Grafikkarten nun deutlich schneller als noch im Monat Oktober. Zudem hatten wir bei dem Launch-Treiber noch mit einigen, teils störenden Fehlern zu kämpfen und wollen kontrollieren, ob diese mittlerweile ausgemerzt wurden. Aber natürlich schläft auch die Konkurrenz nicht und hat eifrig neue ForceWare-Treiber herausgebracht, die wir bezüglich der Performance ebenfalls kontrollieren werden.
Weiterhin wird sich der Artikel auch mit der neuen Dual-Core-CPU von AMD, dem Athlon 64 X2, beschäftigen. Dieser hat den Weg in unser Testlabor geschafft und wird dort zeigen müssen, was die Dual-Core-Optimierungen aus den ForceWare-Treibern für die nVidia-Grafikkarten herausholen können.
Als zusätzliches Schmankerl können wir ebenfalls einen ersten Beta-Treiber aus dem Hause ATi präsentieren, der von den neuen CPUs profitieren soll. Doch damit noch nicht genug: Zusätzlich haben wir die Bildqualität und die Performance bei HDR-Rendering auf einer Radeon X1800 unter die Lupe genommen. Dabei hat uns ATi freundlicherweise eine frühe Version des Beta-Patches für Far Cry zur Verfügung stellen können, der nicht nur HDR auf einem R5x0 in der CryTek-Entwicklung möglich macht, sondern auch zusätzlich Anti-Aliasing darstellen kann.
Darüber hinaus beinhaltet dieser Artikel auch einen Vergleich zwischen einer 256-MB- und einer 512-MB-Karte aus dem Hause nVidia sowie ATi. Lohnt sich der Aufpreis für den größeren VRAM bereits heute oder kann man problemlos einige Euro mit der 256-MB-Version sparen? Dabei messen wir nicht nur die Performance, sondern wollen anhand eines Tools auch den Speicherverbrauch in aktuellen 3D-Spielen messen. Möge der Test beginnen!
Testsystem:
Folgende Benchmarks kamen während unseres Tests zum Einsatz:
Alle Benchmarks werden mit maximalen Details ausgeführt, damit die Grafikkarte möglichst hoch belastet wird. Als Einstellungen haben wir uns dabei für 1280x1024 entschieden. Neben den reinen Auflösungen lassen wir den Benchmarkparcours auch mit 4-fachem Anti-Aliasing sowie 16-fachem anisotropen Filter durchlaufen, da dies oft vorkommende Qualitätseinstellungen sind. Die SLI-Benchmarks und die Tests für den Speicherverbrauch fahren wir dagegen unter 1600x1200 sowie 4x AA und 16x AF.
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
Treibereinstellungen: ATi-Grafikkarten
Während nVidia bereits seit dem NV40-Chip in Form der GeForce-6800-Serie das Shader-Model 3 und somit auch die Pixel-Shader der Version 3.0 beherrscht, hat die Entwicklung bei ATi deutlich länger gedauert. Mit der Präsentation der Radeon-X1000-Reihe haben die Kanadier nun denselben Schritt gewagt und bieten ebenfalls jene Shader-Version an. Sowohl auf den gängigen nVidia-, als auch auf den ATi-Karten ist die Implementierung der Pixel-Shader 3.0 identisch. Da es leider nicht ohne Weiteres möglich ist, mit speziellen Programmen nur die Pixel- oder Vertex-Shader-Leistung zu messen, haben wir uns auf vier aktuelle 3D-Anwendungen beschränkt, in denen zwischen dem Shader-Model 3 und dem Vorgänger der Version SM2 umgeschaltet werden kann. Alle Messungen wurden in 1600x1200 ohne Anti-Aliasing und dem anisotropen Filter erzielt.
PS-Performance
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Im 3DMark05 liegt die GeForce 7800 GTX vor der Radeon X1800 XT, was man durch die hohe Pixel-Shader-Leistung aufgrund der zwei rechenstarken Shader-Einheiten pro Pixel-Pipeline erklären kann. Beide Karten können in dem synthetischen Benchmark recht deutlich von den moderneren Shader-Anweisungen profitieren. In einem speziellen Pixel-Shader-Test, den man im Spiel Earth 2160 vorfindet, zeigt sich die GeForce 7800 GTX einer Radeon X1800 XT um Meilen überlegen, was man aber wohl auf einen Treiberfehler zurückführen kann. Somit sind die Ergebnisse nicht vergleichbar.
In Splinter Cell 3 zeigt sich die Radeon X1800 XT generell dem nVidia-Pendant überlegen. Nichtsdestotrotz können beide Karten von dem Shader-Model 3 gering gegenüber den Shadern der Version 1.1 punkten. Zusätzlich ist es auf der ATi-Karte möglich, das Shader-Model 2.0 zu aktivieren, was eine leicht bessere Performance zeigt, je nach Spielabschnitt aber eine schlechtere Bildqualität aufweist. Das „Pier-Level“ in dem Shooter Far Cry kann ebenfalls leicht von dem Shader-Model 3 profitieren, wobei auch hier erneut die ATi-Adaption vorne liegt. Der Abstand fällt aber geringer als in Splinter Cell 3 aus.
Die Vertex-Shader-Einheiten des R5x0 sind (wie die des G70-Chips von nVidia) kompatibel zu den Shader-3.0-Spezifikationen. Allerdings hat ATi eine kleine Lücke in den Spezifikationen ausgenutzt, womit der Radeon-X1k-Chip über ein Feature nicht verfügt: „Vertex Texture Fetch“. Vertex Texture Fetch ermöglicht es, dass der Vertex Shader Texturen direkt aus dem Texturspeicher ohne unnötige Umwege auslesen kann. Der R520 beherrscht dieses Feature allerdings nicht, da sich ATi nach eigenen Angaben zwischen dem Mehrnutzen durch VTF und dem dazu nötigen Transistorenverbrauch entscheiden musste. Zudem würde Vertex Shader Fetch angeblich die Latenzen steigern, was die Entwickler vermeiden wollten.
Altenativ benutzt ATi ein Verfahren namens Render to Vertex Buffer, kurz R2VB. Dies soll denselben Effekt wie VTF haben, wobei der Pixel-Shader diese Aufgabe übernehmen muss. Der Pixel-Shader schreibt die Daten in einen Buffer im Speicher, der dann wiederum vom Vertex-Shader gelesen werden kann. Da Render to Vertex Buffer bis jetzt jedoch noch kein fester Bestandteil der DirectX-Spezifikation ist, muss der Entwickler, ähnlich wie beim Feature „Geometry Instancing“ auf einer Radeon X8x0, die Hardware vorher abfragen, ob R2VB vorhanden ist. Eventuell wird diese Aufgaben in späteren Catalyst-Versionen auch vom Treiber übernommen. Dem normalen Nutzer wird das Fehlen von Vertex Texture Fetch voraussichtlich zu keiner Zeit Kopfschmerzen bereiten, da fast kein Spiel das Feature zum jetzigen Zeitpunkt nutzt. Einzige Ausnahme stellt „Pacific Fighters“ dar, das auf ATi-Karten nicht in der höchsten Detailstufe läuft.
VS-Performance (3DMark05)
Angaben in MVertices/s
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Da es, wie bereits erwähnt, kaum möglich ist, die Vertex-Shader-Leistung ohne Abhängigkeit anderer Ressourcen zu messen, wird dieser Abschnitt bezüglich der Benchmarks äußerst kurz ausfallen. Als kleinen Vermerk haben wir den Vertex-Shader-Test im 3DMark05 durchlaufen lassen, in dem die Radeon X1800 XT erwartungsgemäß die GeForce 7800 GTX weit hinter sich lässt. Grund dafür ist der deutlich höhere Geometriedurchsatz, der sich – außer im 3DMark05 – aber in kaum einem Spiel bemerkbar macht.
„High Dynamic Range Rendering“ ist wohl zweifellos eines der Features, welches in Zukunft eine grandiose Grafikpracht in Spielen ermöglichen wird. Ein extrem hohes Farbspektrum, eine hohe Farbgenauigkeit, eine dynamische Lichtanpassung an die Reaktion eines menschlichen Auges beim Blick in eine Lichtquelle und noch vieles mehr wird der Spieler mit HDRR genießen können – erste Kostproben für ein (heutzutage) vollwertiges High-Dynamic-Range-Rendering sind in Far Cry und Splinter Cell 3 zu begutachten.
Der NV4x-Chip von nVidia unterstützt als erste GPU HDRR, was unter anderem durch FP-Blending fähige ROPs und FP16-fähige TMUs in der Hardware realisiert wird. Ein weiterer wichtiger Punkt hört auf den Namen „FP-Filtering“ und ermöglicht es, Floating-Point-Texturen auf Wunsch bilinear oder trilinear zu filtern. Der NV4x und dessen Nachfolger G70 unterstützen FP-Filtering, der R520 sowie die kleineren Ableger von ATi sind aber allesamt nicht in der Lage, FP-Texturen zu filtern – sie können sie nur lesen. Aus diesem Grund müssen HDR-Anwendungen per Hand, sprich durch den Software-Entwickler, angepasst werden. Keine Probleme hat der R5x0 dagegen beim Filtern von Integer-Texturen (FX8 oder FX16), die aber mit einer geringeren Genauigkeit daherkommen. Da alle derzeit im Handel erhältlichen Spiele, die HDRR unterstützen, auf FP16-Filtering setzen, muss diese Rendermethode zuerst abgeändert werden – geschehen ist dies beispielsweise in dem aktuellen Beta-Patch zu Far Cry.
Die Alternative für den Spielentwickler ist die Filterung der Texturen mit Hilfe des Pixel-Shaders, die jedoch deutlich aufwendiger und eventuell auch langsamer ist. Zudem besteht die Möglichkeit, dass die Berechnungen den Pixel-Shader für einige Zeit blockieren. Positiv anzumerken ist dagegen die Möglichkeit, bei FP16-HDR auf einer Radeon X1800, X1600 oder X1300 Multi-Sampling-Anti-Aliasing hinzuzuschalten. Dies ist auf einem G70 im Gegenzug nicht möglich. ATi hat das Fehlen von FP-Filtering mit einer Designentscheidung begründet. Es war laut eigenen Angaben so möglich, Transistoren zu sparen und dafür MSAA bei HDR zu ermöglichen.
Um die Performance bei aktiviertem High-Dynamic-Range-Rendering zu messen, haben wir die Spiele Splinter Cell 3, Serious Sam 2 sowie Far Cry ausgesucht, die dieses Feature explizit unterstützen. ATi konnte uns freundlicherweise eine frühe Beta-Version eines Patches für Far Cry zukommen lassen, welcher HDR auf einem R5x0 ermöglicht. Mit diesem Patch ist das Spiel der CryTek-Entwickler auch die erste 3D-Anwendung, die auf einer Radeon-X1800-Karte HDR inklusive Multi-Sampling-Antialiasing ermöglicht. Erneut muss die Radeon X1800 XT sowie die GeForce 7800 GTX für diesen Vergleich herhalten. Als Auflösung haben wir uns für 1600x1200 entschieden.
HDRR-Performance
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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In Splinter Cell 3 geht der Sieg ganz klar an die Karte aus Kanada. Die Radeon X1800 XT ist mit aktiviertem High-Dynamic-Range-Rendering deutlich schneller als das nVidia-Pendant. Erfreulicherweise ist auf beiden Grafikkarten ein flüssiges Spielen im HDR-Modus möglich. Bei Serious Sam 2 ergibt sich ein ähnliches Bild, nur haben die Hersteller die Rollen getauscht. ATi hat sowohl mit als auch ohne HDR kleine Probleme, an der GeForce 7800 GTX dranzubleiben. Dies spielt allerdings bei den Karten nur eine untergeordnete Rolle, da keine von beiden in dieser Auflösung das Spiel mit HDRR flüssig darstellen kann.
Während in Far Cry beide Hersteller mit ihren Top-Modellen in 1600x1200 ohne Anti-Aliasing, dem anisotropen Filter sowie High-Dynamic-Range-Rendering auf einem Performancelevel liegen, ändert sich das Ergebnis mit aktivierten Überblendeffekten. Die GeForce 7800 GTX geht deutlich in Führung und lässt der Radeon X1800 XT keine Chance – hier vermuten wir, dass ATi in neueren Treibern noch einige Reserven zur Verfügung stehen. Mit zusätzlich aktiviertem MSAA wird den Polygonkanten zwar effektiv der Kampf angesagt, die Performance sinkt logischerweise aber weiter in den Keller. Auf der ATi-Karte kann man Far Cry somit nicht flüssig in den ausgesuchten Qualitätseinstellungen spielen. Nichtsdestotrotz bekommt ATi den Bonuspunkt, auch bei aktiviertem HDRR noch Kantenglättung zu bieten. Die Spielbarkeit mit einer GeForce 7800 GTX liegt dagegen auf des Messers Schneide und ist vom jeweiligen Level sowie der Spielsituation abhängig.
Wie man anhand der Screenshots gut erkennen kann, ist der Nutzen von High-Dynamic-Range-Rendering in Serious Sam 2 sehr gering, da das Spiel unseren Informationen zu Folge kein dynamisches „Tone Mapping“ benutzt. Somit wird kein „Gewöhnen“ an die hohe Lichtintensität simuliert, weswegen die starke Helligkeit nicht nach einigen Sekunden abnimmt, wie es beispielsweise in Far Cry der Fall ist. Die Radeon X1800 weist eine minimal abweichende Bildqualität zur GeForce 7800 auf. Jedoch kann man nicht von einem besseren oder schlechteren Bild reden. In Serious Sam 2 empfehlen wir, die HDR-Option generell ausgeschaltet zu lassen. Die nur minimal bessere Bildqualität steht in keinem Verhältnis zur geringen Performance.
Ein völlig anderes Ergebnis zeigt dagegen Splinter Cell 3, bei dem es zwischen den beiden Grafikkarten bereits ohne HDRR deutlich sichtbare Qualitätsunterschiede gibt. So weist unter anderem der Scheinwerfer auf dem R520 ein unnatürliches Bild auf. Mit aktiviertem HDDR werden die Unterschiede noch deutlicher. Das gesamte Bild wirkt auf der GeForce 7800 heller und besser ausgeleuchtet als auf dem ATi-Pendant.
Im „Dschungel-Shooter“ Far Cry gibt es ohne HDR-Rendering nur geringe Unterschiede in der Bildqualität. So wird das Ende des Pfades auf dem R520 nicht korrekt dargestellt, auf der Gegenseite bereitet der G70 von nVidia Probleme bei der Schattendarstellung auf der Waffe, die unnatürlich hart ausfällt. Ansonsten gibt es allerdings keine nennenswerten Unterschiede. Derselbe Effekt wie in Splinter Cell zeigt sich auch bei Far Cry mit aktiviertem HDRR. Das gesamte Bild wirkt auf der GeForce 7800 heller ausgeleuchtet, ganz so als würde die Sonne kräftiger scheinen. Bei der Radeon X1800 wirkt das gesamte Bild zu dunkel, obwohl die Einstellungen bezüglich des HDR-Modus' komplett identisch sind. Einen Blick wert ist das Bild auf dem R520 mit HDR und aktiviertem Anti-Aliasing, was auf einer GeForce 7800 technisch nicht möglich ist.
Unsere Theorie zur unterschiedlichen Ausleuchtung bei HDRR: Es liegt an der Verfahrensweise beim „Tone Mapping“. Dynamisches Tone Mapping rechnet das erzeugte HDR-Bild in ein sogenanntes LDR-Bild (Low Dynamic Range) anhand der Gesamthelligkeit um, da es zur Zeit keine Monitore gibt, die einen entsprechend hohen Kontrast aufweisen, um HDR ohne Tricks darzustellen. Dabei simuliert das Tone Mapping die Reaktion des menschlichen Auges, das sich auf den hohen Lichtunterschied erst einstellen muss – so wird in Far Cry und Splinter Cell 3 erreicht, dass sich das Bild, nachdem man längere Zeit in einen Lichtquelle geblickt hat, wieder abdunkelt. Serious Sam 2 benutzt dagegen kein dynamisches, sondern nur ein statisches Tone Mapping. Da das Spiel keine Unterschiede in der Helligkeit bei aktiviertem HDR auf beiden Grafikchips zeigt, liegt die Vermutung nahe, dass eine andere Berechnung des Tone Mappings für die unterschiedliche Ausleuchtung verantwortlich ist.
Bei den neuesten High-End-Beschleuniger stellt sich mittlerweile die Frage, ob man zu einem günstigeren 256-MB-Modell oder besser zur teureren 512-MB-Variante greifen sollte. So werden die Top-Modelle von ATi und nVidia, die Radeon X1800 XT [4] sowie die GeForce 7800 GTX 512 [5], standardmäßig mit einem 512 MB großen VRAM ausgeliefert, von der ATi-Karte wird es allerdings auch eine 256-MB-Karte geben. Die Qual der Wahl hat der Käufer und die Situation ist nicht unbekannt, immerhin gab es dieselben Diskussionen auch beim Wechsel von einer 64-MB-Karte auf eine 128-MB-Adaption und ebenso bei der Entscheidung, ob 128 MB oder 256 MB denn nun richtig sein. Herauskristallisiert hat sich dabei in beiden Fällen dasselbe: Beim direkten Kauf ist man mit der „kleineren“ RAM-Größe aufgrund der Kostenersparnis besser bedient, ein halbes Jahr später kann das Ganze aber wieder anders aussehen. 512 Megabyte bei Mid-Range- oder gar Low-End-Offerten halten wir dagegen für längere Zeit als nutzlos. Mit der Frage, ob sich der größere Texturspeicher auch bei heutigen 3D-Spielen bereits lohnt, werden wir uns in diesem Abschnitt beschäftigen.
Zuerst wollen wir mit Hilfe des Tools „Video Memory Watcher“ von nonatainment [2] den RAM-Verbrauch der Grafikkarte in aktuellen Spielen messen. Hierbei müssen wir jedoch anmerken, dass es je nach Anwendung zu nicht korrekten Ergebnissen kommen kann, da einige Spiele durchaus einen etwas „merkwürdigen“ Umgang mit dem Speicher der Grafikkarte haben und diesen vollschreiben, bis kein Platz mehr vorhanden ist. Als Qualitätseinstellung haben wir uns für die Auflösung 1600x1200 in Kombination mit 4-fachem Anti-Aliasing entschieden, damit die Texturen möglichst groß werden und den Speicher maximal auslasten. Zudem werden wir bei ATi 6xAA und bei nVidia 8xSAA zu den Messungen hinzufügen, da beide Modi offiziell im Treiber angeboten werden.
Als Grafikkarte kommen die Radeon X1800 XT und die GeForce 7800 GTX 512 zum Einsatz, da beide Adaptionen über einen 512 MB großen Speicher verfügen.
VRAM-Verbrauch
Angaben in Megabyte pro Sekunde (MB/s)
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Bei den ersten sechs Testapplikationen wird die magische 256-MB-Grenze größtenteils nicht einmal annähernd erreicht. Die Ausnahme stellt der 3DMark05 da, allerdings auch nur unter Verwendung von 6xAA bei ATi beziehungsweise 8xSAA bei nVidia – beim herkömmlichen 4xAA passen die gesamten Texturen noch problemlos in den 256-MB-Framebuffer. Auffällig ist der Unterschied bei der RAM-Belegung zwischen der ATi- und der nVidia-Grafikkarte, der eigentlich nicht vorkommen dürfte. Grund dafür ist ein Verfahren namens „Filter@Scanout“. Bedeutet: nVidia betreibt das Downfiltering erst beim Scanout, womit man zwar Speicherbandbreite sparen kann, der VRAM-Verbrauch jedoch ansteigt. Bei Age of Empires 3 stürzte die ATi-Karte in Verbindung mit dem Memory Video Watcher regelmäßig ab und in Splinter Cell 3 konnten wir auf der GeForce 7800 GTX kein 8xSAA einstellen, weswegen diese Messungen nicht durchgeführt werden konnten.
VRAM-Verbrauch
Angaben in Megabyte pro Sekunde (MB/s)
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Deutlich interessanter sind die Messungen im zweiten Part der Testspiele, die je nach Einstellung fast durchgängig mehr Speicher als 256 MB verbrauchen. So belegen Far Cry, Half-Life 2, Serious Sam 2 sowie Doom3 bei vier-fachem Anti-Aliasing auf der nVidia-Karte beinahe den gesamten Speicher auf einer 256-MB-Karte. Noch kritischer wird es bei 8xSAA und 6xAA, da bei diesen Settings fast alle Spiele mehr als einen 256 MB großen VRAM benötigen und die Texturen entsprechend auslagern müssen. Auch hier ist erneut der Unterschied zwischen den beiden Herstellern deutlich zu sehen. Vor allem bei Doom 3 und Riddick ist die Differenz eklatant.
In der Theorie ist ein 512 Megabyte großer VRAM je nach Anwendung also durchaus sinnvoll – dies aber auch nur, solange extrem hochwertige und speicherfressende Qualitätsmodi aktiviert werden. Ob sich die Messungen in Spiele-Benchmarks wiederspiegeln, wird im nächsten Abschnitt geklärt.
Auch wenn aktuelle Spiele theoretisch bereits von mehr als einem 256 MB großen Speicher auf einer Grafikkarte profitieren, wird sich der praktische Gewinn in Spielen erst zeigen müssen. Bei den Tests kommen eine GeForce 7800 GTX sowie eine Radeon X1800 XL mit einem 256 MB großen Framebuffer zum Einsatz. Als 512-MB-Boliden werden eine Radeon X1800 XT und die GeForce 7800 GTX 512 aufgrund des 512-MB-Speichers benutzt, die jeweils auf die Frequenz der 256-MB-Karten heruntergetaktet werden. Als Qualitätseinstellungen verwenden wir 1600x1200 in Verbindung mit vier fachem Anti-Aliasing sowie 16-facher anisotroper Filterung. Anmerken müssen wir noch, dass die simulierten Karten eventuell minimal von der Performance einer „wahren“ 512-MB-Version mit niedrigerem Takt abweichen, da diese durchaus mit anderen Speichertimings ausgestattet sein können.
VRAM-Performance
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Im ersten Part der 3D-Spiele kann die 512-MB-Grafikkarte nicht von ihrem größeren VRAM profitieren und liegt beinahe durchgehen auf dem Niveau der 256-MB-Version. Einzig der 3DMark05 zeigt einen minimalen Performancegewinn durch den größeren Framebuffer, dies aber auch nur auf der ATi-Karte und dort beträgt der Vorsprung gerade einmal knapp 110 Punkte. Interessanterweise schneidet die 512-MB-Karte von ATi etwas besser als das Pendant von nVidia gegenüber den Karten mit dem kleineren Speicher ab. Das lässt vermuten, dass ATi die Speicher-Timings im Gegensatz zu nVidia nicht verringert hat.
VRAM-Performance
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Im zweiten Teil zeigt sich größtenteils ein identisches Bild. Allerdings gibt es nun auch einige Ausnahmen. So zeigt überraschenderweise Half-Life 2 einen leichten Performancegewinn durch den 512-MB-Framebuffer, unabhängig davon, ob das ATi- oder das nVidia-Derivat zum Einsatz kommt. Dieser Vorsprung fällt mit ungefähr 1,5 FPS aber sehr gering aus. Ebenso profitiert Fear – was man aufgrund der Messungen des Speicherverbrauches auch vermuten konnte – von dem größeren Speicher, aber auch hier liegt der Unterschied bei geringen ein bis zwei FPS. Hier hatten wir durchaus mit einer größeren Differenz gerechnet. Auch Doom 3 zeigt einen kleinen Anstieg der Geschwindigkeit, dies aber auch nur auf der X1800. Dasselbe Ergebnis zeigt sich erneut beim 3DMark05.
Insgesamt bringt der größere VRAM in heutigen Spielen also keinerlei (oder höchstens ein minimales) Plus an Performance, was sich in der Zukunft allerdings noch ändern wird. Falls die neu erworbene High-End-Grafikkarte einige Zeit halten soll, ist bereits heute eine Grafikkarte mit einem 512 MB großen Speicher sinnvoll, andernfalls kann man problemlos zu einer billigeren Variante greifen.
Die neuen Dual-Core-Prozessoren von AMD und Intel sind zur Zeit ein heißbegehrtes Diskussionsthema. Einen Nachteil bieten die CPUs jedoch: In aktueller Software, die größtenteils über keine Anpassungen für Zwei-Kern-Prozessoren verfügt, bringen weder der AMD Athlon 64 X2, noch der Intel Pentium D einen Leistungsvorteil. Dies scheint nVidia aber nicht davon abgehalten zu habe, die ForceWare-Treiber der Version 81.xx für GeForce-Grafikkarten auf die Dual-Core-CPUs anzupassen, womit je nach Spiel durchaus einige Prozentpunkte mehr an Leistung aus der GPU heraus zu kitzeln ist. Einen ersten Leistungseindruck [6] der Treiber haben wir bereits auf einem Pentium-D-Prozessor gegeben, nun folgt ein Nachtest auf einem Athlon 64 X2.
Als besonderes Schmankerl können wir auch erste Benchmarks von einer frühen Beta-Version eines speziell angepassten Treibers für ATi-Grafikkarten präsentieren, den uns die Kanadier freundlicherweise zur Verfügung gestellt haben. Dieser Treiber basiert laut dem Catalyst Control Center auf dem offiziellen Catalyst 5.11, allerdings wurden noch einige Optimierungen für Dual-Core-Prozessoren hinzugefügt. Bei nVidia benutzen wir auf der GeForce 7800 GTX den ForceWare 81.94, während für ATi die Radeon X1800 XL mit dem neuen Beta-Treiber herhalten muss – eine Radeon X1800 XT stand uns zum Testzeitpunkt leider nicht mehr zur Verfügung. Als Zwei-Kern-Prozessor verwenden wir einen Athlon 64 X2 3800+, während von den Single-Core-Varianten ein Athlon 64 3800+ ausgesucht wurde, der auf den Takt des X2 3800+, sprich 2,0 GHz, heruntergetaktet wurde. Leider müssen wir anmerken, dass der Athlon 64 3800+ noch auf dem alten NewCastle-Kern basiert, der über einen etwas langsameren Memorycontroller verfügt.
Dual-Core-Treiber 1xAA/1xAF
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Im ersten Part der 3D-Spiele bringen die Dual-Core-Treiber in der Auflösung 1280x1024 ohne Anti-Aliasing und dem anisotropen Filter vor allem im 3DMark2001 SE, Aquamark3 und in Age of Empires 3 einen starken Geschwindigkeitszuwachs. In letzterem ist dies aber nur auf der nVidia-Karte der Fall, denn die Radeon X1800 XL arbeitet auf demselben Performanceniveau wie mit der Ein-Kern-CPU. Im Gegensatz dazu kann die ATi-Karte, auch wenn es nur zwei Bilder pro Sekunde sind, in Earth 2160 Profit aus dem Athlon 64 X2 schlagen, während dort der ForceWare-Treiber kein Plus an Geschwindigkeit bringt.
Dual-Core-Treiber 1xAA/1xAF
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Im zweiten Part trumpft die nVidia-Karte auf und gewinnt in Far Cry, Half-Life 2, Serious Sam 2 und Doom 3 einige FPS hinzu. Der Beta-Catalyst-Treiber kann dagegen nur in Far Cry und Half-Life 2 überzeugen, zudem arbeitet er in Fear leicht schneller als auf dem herkömmlichen Athlon 64 3800+.
Performancerating 1xAA/1xAF
Angaben in Prozent
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Insgesamt kann die GeForce 7800 GTX von nVidia von einer Dual-Core-CPU deutlich mehr profitieren als ATi mit der frühen Catalyst-Version – zumindest solange kein Anti-Aliasing und keine anisotrope Filterung zum Einsatz kommt. Hier müssen wir jedoch anmerken, dass für die ATi-Grafikkarten noch Hoffnung besteht, da der Treiber wahrscheinlich noch in einer frühen Entwicklungsphase steckt.
Dual-Core-Treiber 4xAA/16xAF
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Bei zusätzlicher Qualitätserhöhung durch 4-faches Anti-Aliasing sowie 16-facher anisotroper Filterung zeigen sich im ersten Teil der 3D-Anwendungen dieselben Ergebnisse wie ohne die qualitätsverbessernden Features, nur fallen diese aufgrund der höheren GPU-Last prozentual etwas niedriger aus. So können sowohl die Radeon X1800 XL als auch die GeForce 7800 GTX im 3DMark2001 SE und Aquamark 3 von dem Athlon 64 X2 profitieren, während in Age of Empires 3 nur die nVidia-Karte und in Earth 2160 nur das ATi-Pendant einige Bilder pro Sekunde gewinnen kann.
Dual-Core-Treiber 4xAA/16xAF
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Im zweiten Part ist es bei den meisten Spielen irrelevant, ob ein Dual-Core-Prozessor zum Einsatz kommt oder nur eine einkernige CPU. In Far Cry können die beiden Chipriesen immer noch recht deutlich von einer entsprechenden CPU profitieren, während der Gewinn in Half-Life 2 auf nur noch ein bis zwei Bilder pro Sekunden zusammenschrumpft. Age of Empires 3 bleibt auch mit 4xAA und 16xAF eine Domäne der Kalifornier, während Fear nun praktisch keinen Performanceunterschied auf dem Athlon 64 X2 und der Radeon X1800 XL von ATi mehr zeigt.
Performancerating 4xAA/16xAF
Angaben in Prozent
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Die qualitativ besseren Einstellungen zeigen, dass in diesen Settings die CPU nur noch eine geringe Rolle spielt. Beide Hersteller können kaum noch vom Zwei-Kern-Prozessor profitieren, wobei erneut nVidia leicht vor ATi liegt – aber auch hier gilt die Anmerkung, dass die Kanadier über neuere Treiberversionen voraussichtlich noch etwas mehr Geschwindigkeit herausholen können.
Eine neue Chipgeneration bei Grafikkarten – wie der neue R5x0 von ATi größtenteils eine ist – bietet anfangs nicht nur (meistens) einige neue Features, sondern auch Treiber, die eher weniger ausgereift sind; so auch bei der Radeon-X1k-Serie. Nun sind bereits einige Wochen nach der Präsentation vergangen und der kanadische Chiphersteller hat die Catalyst-Treiber deutlich weiterentwickelt, so dass es mittlerweile drei lauffähige Versionen gibt: Den Launch-Treiber, einen Betatreiber namens Catalyst 5.10a sowie den offiziellen Catalyst 5.11. Während der Lauch-Treiber aus Ibiza nicht nur mit Performanceprobleme, sondern auch mit Problemen bei der Stromaufnahme und der Bildqualität zu kämpfen hat, bringt der Catalyst 5.10a zumindest bei der Leistung Linderung. So hat ATi ab diesem Treiber die „Memory Mappings“ im neuen parametrisierbaren Speichercontroller [7] (nicht zu verwechseln mit programmierbar!) optimiert, weswegen OpenGL-Spiele in Verbindung mit vier-fachem Anti-Aliasing deutlich schneller laufen. Ohne Kantenglättung oder in Direct3D gibt es dagegen keine grundlegenden Geschwindigkeitsänderungen, allerdings können diese noch durch eine weitere Optimierung folgen.
Der Catalyst 5.11 ist zwar beinahe zu hundert Prozent identisch mit dem Vorgänger, doch einige Performanceänderungen hat es trotzdem gegeben. Wie sich die drei Treiber im Vergleich zu den ForceWare-Treibern der Konkurrenz (ForceWare 78.03, 81.89 und 81.94) schlagen werden, wird in diesem kleinen Vergleich geklärt, der sich nicht nur mit der Performance, sondern auch mit der Bildqualität beschäftigt.
Wie man anhand der Screenshots erkennen kann, liefert der ATi-Catalyst-Treiber im synthetischen Benchmark 3DMark05 aus dem Hause Futuremark eine minderwertige Qualität der Qualmdarstellung. Dieser weist einen grobkörnigen, falschen Farbverlauf auf und wird auf einer GeForce-7800-Grafikkarte von nVidia korrekt(er) dargestellt. Auch ATi-Chips der R4x0-Generation haben keine Probleme mit der Darstellung. Ansonsten gibt es in dem Benchmark keinerlei Probleme mit der Bildqualität, sowohl auf dem Radeon-X1800-, als auch auf dem GeForce-7800-Exemplar. Da dies ein synthetischer Benchmark ist, können wir über diese Schwierigkeiten hinwegsehen, zudem ist ATi bereits über den Fehler informiert.
Nanu, was ist das denn? Nicht schlecht staunten wir, als der bekannten AquaMark 3 denselben Bildfehler wie die neuesten 3DMark-Version aufwies. Auch hier zeigt die Radeon X1800, im Gegensatz zur GeForce 7800, einen falschen Farbverlauf an. Unabhängig davon, ob der Launch-Treiber oder der Catalyst 5.11 verwendet wird. Somit kommt natürlich die Frage auf, ob ATi bei den neuesten Radeon-X1k-Karten nicht generell ein Problem mit dieser Art der Qualmdarstellung hat.
Ebenfalls Probleme bereitete der Catalyst-Treiber für ATi-Grafikkarten in dem Direct3D-Spiel „Half-Life 2“. Solange man die Treiber-Optimierung namens „Catalyst A.I.“ deaktiviert lässt, wird das Wasser in dem gezeigten Level wie bei nVidia korrekt dargestellt. Die Situation ändert sich dagegen mit „Catalyst A.I. Default“, also der Standardeinstellung des Treibers. Nun wird der Rand des Wassers extrem dunkel dargestellt und bietet keinen weichen Farbverlauf zum Strand mehr. Dieser Bug zeigt sich jedoch nicht nur auf den neuen R5x0-Chips, auch ältere Modelle von ATi sind betroffen und dies bereits seit einigen Treiberversionen. Der Fehler zeigt sich in allen Wasser-Szenen des Levels „Canals“.
Dass auch die Darstellung auf nVidia-Grafikkarten nicht immer fehlerfrei ist, zeigt der ForceWare-Treiber der Version 81.87 in dem neuen 3D-Shooter „Serious Sam 2“. Bei diesem Treiber werden die Spiegelungen an den Häusern allesamt falsch dargestellt. Diese sind nicht – wie es sein sein sollte – rund und klar erkennbar, sondern eckig, was im Spielverlauf deutlich auffällt. Abhilfe schafft der neue ForceWare 81.94, der die Spiegelungen korrekt berechnet. Die neue X1800-Karte von ATi zeigt in Serious Sam 2 keinerlei Bildfehler und liegt auf demselben Niveau wie nVidia nach dem Treiberupdate – von den üblichen Unterschieden einmal abgesehen.
Auf einer Radeon X1800, X1600 oder X1300 mutiert der First-Person-Shooter „Far Cry“ zu einem Geister-Shooter – solange nicht der neueste offizielle Patch eingespielt ist. Mit der Version 1.3 werden auf den Next-Generation-Chips keinerlei Gebäude, Waffen oder Gegner-Models mehr dargestellt. Auch fehlen stellenweise Texturen in der Landschaft, wodurch das Spiel öfters ein verirrtes „Dimensionstor“ anstatt einer Wand zeigt. Dabei ist es vollkommen egal, ob der Launch-Treiber oder der Catalyst 5.11 verwendet wird, der Fehler bleibt bestehen. Erst die neueste Far-Cry-Version oder der Beta-Patch „1.40“ zeigt Besserung, wobei die Performance glücklicherweise auf demselben Level bleibt. nVidia-Grafikkarten haben keinerlei Bildprobleme bei dem Spiel aus dem Hause CryTek.
Wir verwenden für den Performance-Test erneut den ForceWare 78.03, 81.87 sowie 81.94 für die nVidia GeForce 7800 GTX und den R520-Launch-Treiber, den Catalyst 5.10a sowie den Catalyst 5.11 für die Radeon X1800 XT. Die Ergebnisse wurden in diesem Abschnitt unter der Auflösung 1280x1024 ohne Anti-Aliasing sowie dem anisotropen Filter erzielt.
Treibervergleich 1xAA/1xAF
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