Test: Nvidia GeForce 9600 GSO

von Wolfgang Andermahr

Einleitung

Nachdem die GeForce-8000-Serie mit Sicherheit als eine der erfolgreichsten Nvidia-Produktreihen aller Zeiten in die Geschichte eingehen wird, ist man nun dabei, die Namensgebung aller Grafikkarten auf die GeForce-9000-Serie umzuändern - getrieben durch die Einführung der HD-3000-Serie aus dem Hause ATi. Es hat auf einigen Karten mit Hybrid-SLI zwar durchaus ein neues Feature gegeben, einen wirklichen Grund für den Namenssprung ist das aber nicht.

Im Rahmen der 9000er-Produktoffensive brachte man nicht nur die „neue“ Karten wie die GeForce 9600 GT auf den Markt, sondern nannte einige ältere 3D-Beschleuniger einfach um – die technischen Spezifikationen blieben unverändert. Aktuellen Gerüchten zu Folge wird Nvidia so auch mit der GeForce 8600 GT verfahren, die in Zukunft unter dem Namen GeForce 9500 GT laufen soll. Damit spart man sich nicht nur Entwicklungszeit, sondern kann zudem den Kauf der GeForce-9000-Serie weiter anregen, während dieselben Karten unter der GeForce-8000-Bezeichnung nur noch schwer zu verkaufen sind.

Ein weiteres Produkt, das auf diese Art und Weise entstanden und mittlerweile auch schon erhältlich ist, ist die GeForce 9600 GSO, die die neue Mid-Range-Serie nach unten hin erweitern soll. Die GeForce 9600 GSO ist eine umbenannte GeForce 8800 GS und vertraut auf die beliebte G92-GPU, die erstmals auf der GeForce 8800 GT eingesetzt wurde.

Point of View konnte uns freundlicherweise ein Exemplar der GeForce 9600 GSO für einen Test zur Verfügung stellen, das wir ausführlich auf den folgenden Seiten untersuchen werden. Die Grafikkarte muss sich nicht nur der teureren GeForce 9600 GT aus dem eigenen Hause stellen, sondern auch gegen die Radeon HD 3850 mit 256 MB von ATi bestehen. Denn gegen diese Grafikkarte hatte Nvidia bis jetzt noch keinen würdigen Sparringspartner gefunden.

Technische Daten

	Radeon HD 3850	GeForce 9600 GSO	GeForce 9600 GT	GeForce 8800 GTS 320MB
Logo
Chip	RV670	G92	G94	G80
Transistoren	ca. 666 Mio.	ca. 754 Mio.	ca. 505 Mio.	ca. 681 Mio.
Fertigung	55 nm	65 nm	65 nm	90 nm
Chiptakt	670 MHz	555 MHz	650 MHz	500 MHz
Shadertakt	670 MHz	1350 MHz	1625 MHz	1200 MHz
Shader-Einheiten (MADD)	64 (5D)	96 (1D)	64 (1D)	96 (1D)
FLOPs (MADD/ADD)	429 GFLOPs	389 GFLOPs*	312 GFLOP/s*	346 GFLOPs*
ROPs	16	12	16	20
Pixelfüllrate	10720 MPix/s	6660 MPix/s	10400 MPix/s	10000 MPix/s
TMUs	16	48	32	48
TAUs	32	48	32	24
Texelfüllrate	10720 MTex/s	26640 MTex/s	20800 MTex/s	240000 MTex/s
Shader-Model	SM 4.1	SM 4	SM 4	SM 4
Hybrid-CF/-SLI	X	X	X	X
effektive Windows Stromsparfunktion	√	X	X	X
Speichermenge	256 GDDR3 512 GDDR3	384 GDDR3	512 GDDR3	320 GDDR3
Speichertakt	830 MHz	800 MHz	900 MHz	800 MHz
Speicherinterface	256 Bit	196 Bit	256 Bit	320 Bit
Speicherbandbreite	53120 MB/s	38400 MB/s	57600 MB/s	64000 MB/s

Die GeForce 9600 GSO setzt auf den 754 Millionen Transistoren schweren G92-Chip, der von TSMC im 65-nm-Verfahren produziert wird und auf der erfolgreichen GeForce 8800 GT Premiere feierte. Auf der GeForce 9600 GSO sind von der vollen Ausbaustufe noch sechs Shadercluster aktiv, weswegen der Käufer auf 96 skalare Shadereinheiten zurückgreifen kann, die pro Takt ein MADD (MultiplyADD) sowie ein MUL (Multiplikation) berechnen können. Letzteres ist aber nur selten für „General Shading“-Aufgaben zu gebrauchen, da das MUL meistens mit Special-Function-Unit-Berechnungen (wie beispielsweise einer Kosinus-Operation) beschäftigt ist. Gleichzeitig sind durch diese Maßnahme zwei Texturcluster deaktiviert, weswegen dem G92 noch 48 vollwertige Textureinheiten zur Verfügung stehen.

Die TMU-Domäne taktet auf der GeForce 9600 GSO mit 555 MHz, während die skalaren Shadereinheiten mit 1375 MHz betrieben werden. Erstmals wurde mit der GeForce 9600 GSO in der GeForce-9000-Serie auch das Speicherinterface verkleinert. Auf dem G92 sind zwar insgesamt vier ROP-Partitionen mit jeweils vier Raster Operation Processors verbaut, doch auf der GeForce 9600 GSO wurde eine ROP-Partition abgeschaltet. Damit kann die GPU also nur noch auf insgesamt zwölf ROPs zurückgreifen. Die Limitierung im Speicherinterface ist der größte Nachteil, der sich aus diesem Einschnitt ergibt.

An jede ROP-Partition ist ein einzelner 64-Bit-Speichercontroller verbunden. Mit den drei ROP-Partitionen sind also nur noch deren drei vorhanden, was einem Speicherinterface von 192 Bit entspricht. Darüber hinaus kann die GeForce 9600 GSO nur noch sechs Speicherbausteine ansteuern (da an jedem Speichercontroller zwei Speichermodule angeschlossen sind), was in der kleinen Ausführung einem Speicherausbau von 384 MB entspricht. Falls der Hersteller es möchte, können anstatt 64-MB- auch 128-MB-Module eingesetzt werden, was den VRAM auf 768 MB erweitern würde. Der Speicher wird auf der GeForce 9600 GSO mit 800 MHz angesteuert.

Auf Hybrid-SLI muss man auf der Grafikkarte verzichten. Um den 3D-Beschleuniger nutzen zu können, ist es notwendig, einen 6-Pin-Stromstecker mit der Karte zu verbinden. Die PureVideo-HD-Technologie ist bei der GeForce 9600 GSO auf dem Stand der GeForce 9600 GT und bietet somit eine bessere Videoqualität als auf den GeForce-8800-Karten (wobei zumindest die GeForce-8800-Produkte mit G92-GPU mit einem in Kürze erscheinenden Treiber „nachgerüstet“ werden sollen, erschienen ist er bisher jedoch nicht).

*Die von uns angegebenen GFLOP-Zahlen der G80-Grafikkarten entsprechen dem theoretisch maximalen Output, wenn alle ALUs auf die gesamte Kapazität der MADD- und MUL-Einheiten zurückgreifen können. Dies ist auf einem G80 allerdings praktisch nie der Fall. Während das MADD komplett für „General Shading“ genutzt werden kann, hat das zweite MUL meistens andere Aufgaben und kümmert sich um die Perspektivenkorrektur oder arbeitet als Attributinterpolator oder Special-Function-Unit (SFU). Mit dem ForceWare 158.19 (sowie dessen Windows-Vista-Ableger) kann das zweite MUL zwar auch für General Shading verwendet werden, anscheinend aber nicht vollständig, da weiterhin die „Sonderfunktionen“ ausgeführt werden müssen. Deswegen liegen die reellen GFLOP-Zahlen unter den theoretisch maximalen.

Impressionen

Point of View GeForce 9600 GSO

Der Preis für den 3D-Beschleuniger von Point of View wird voraussichtlich bei etwa 95 Euro liegen, wobei das Modell bis jetzt einzig bei zwei Online-Shops in Deutschland gelistet und noch nicht lieferbar ist. Die günstigste GeForce 9600 GSO kostet derzeit 75 Euro, jedoch ist auch von ihr kein Exemplar erhältlich. Derzeit liegt das günstigste und auch tatsächlich erhältliche Exemplar bei 90 Euro. Da die GeForce 9600 GSO, obwohl es sich nur eine umbenannte GeForce 8800 GS handelt, noch sehr neu ist, sollte sich die Liefersituation in den kommenden Tagen um einiges verbessern.

Das Nvidia-typisch in Grün gehaltene PCB der Point of View GeForce 9600 GSO misst eine Länge von nicht ganz 20 cm und ist damit drei Zentimeter länger als viele anderen Mid-Rage-Grafikkarten. Im Vergleich dazu ist die GeForce 9600 GT mit ihren 23 Zentimetern aber nochmals ausladender. Schwierigkeiten, den 3D-Beschleuniger in einem handelsüblichen Gehäuse unterzubringen, sollte es also keine geben. Aufgrund der kompakten Bauweise ist die Platinen mit Bauteilen regelrecht zugepflastert, Freiräume gibt es nur wenige.

Point of View verwendet bei der GeForce 9600 GSO ein ungewöhnliches Kühlsystem, das sich weder an die Single-Slot-, noch an die Dual-Slot-Bauweise hält. Der Kühler ist etwas höher als ein gewöhnliches Single-Slot-Modell und blockiert dementsprechend den nächstgelegenen PCI- oder PCIe-Anschluss, er reicht an die Ausmaße eines Dual-Slot-Systems aber nicht heran. Die maximale Leistungsaufnahme der GeForce 9600 GSO überschreitet die über den PCI-Bus maximal möglichen 75 Watt, weswegen zum Betrieb ein Sechs-Pin-Stromanschluss nötig ist.

Das Kühlsystem besteht aus einer Kühlplatte, auf der mehrere grobe Lamellen aus Aluminium positioniert sind, die die Wärme besser abtransportieren können. Ein eingelassener Kupferkühlblock ist direkt auf der GPU montiert, um einen einwandfreien Betrieb gewährleisten zu können. Über der eigentlichen Kühlkonstruktion hat Point of View einen Plastikdeckel montiert, der beinahe die gesamte Grafikkarte bedeckt. Ob der Deckel nur zur optischen Verschönerung gedacht ist, oder den Luftzug optimieren soll, ist nicht ersichtlich.

Apropos Luftzug: Dieser wird durch einen 70 mm großen Axiallüfter erzeugt, der in der Praxis einen nicht ganz so guten Eindruck macht – mehr dazu im Abschnitt Lautstärke. Der Axiallüfter saugt die kühle Luft aus dem Gehäuse an und bläst sie über die Kühlrippen. Anschließend wird die erhitze Luft an den Spannungswandlern vorbei wieder in das Gehäuse hinein gepustet. Auf der Point of View GeForce 9600 GSO wird ein 384 MB großer GDDR3-Speicher von Samsung verbaut, der mit einer Zugriffszeit von einer Nanosekunde produziert wird.

Unter Windows taktet sich die GeForce 9600 wie sämtliche aktuellen GeForce-Produkte nicht herunter, sondern agiert weiterhin mit den maximalen Taktraten. Hybrid-SLI wird von der GeForce 9600 GSO nicht unterstützt. Der niederländische Hersteller bestückt das Slotblech der Grafikkarte mit einem Dual-Link-DVI- sowie (erfreulicherweise) mit einem modernen HDMI-Anschluss, über den nicht nur das Bild, sondern auch der Ton ausgegeben wird. Dazu muss man die Grafikkarte aber mittels eines zusätzlichen SPDIF-Kabels mit dem Soundchip verbinden. Ein HDTV-Ausgang ist ebenfalls vorhanden.

Für den angestrebten Kaufpreis von unter 100 Euro kann man logischerweise keine Ausstattungswunder erwarten. Einzig ein Strom- sowie das weiter oben angesprochene SPDIF-Kabel findet der Käufer vor. Zusätzlich ist ein DVI-auf-HDMI-Adapter dem Karton beigelegt.

Testsystem

Testsystem:

• Prozessor
  • Intel Core 2 Extreme QX9770 (übertaktet per Multiplikator auf 4 GHz, Quad-Core)
• CPU-Kühler
  • Noctua NH-U12P
• Motherboard
  • Asus P5E3 Deluxe WiFi-AP (Intel X38, BIOS-Version: 1104) Haupt-Testplatine und für CrossFire-Systeme
  • XFX nForce 790i Ultra (Nvidia nForce 790i, BIOS-Version: 811N1P01_Beta) für SLI-Systeme
• Arbeitsspeicher
  • 2x 1024 MB G.Skill DDR3-1600 (7-7-7-18)
  • 2x 1024 MB Patriot DDR3-1600 (7-7-7-18)
• Grafikkarten
  • ATi Radeon HD 3870 X2 (825/900), 2x 512 MB
  • ATi Radeon HD 3870 (775/1125), 512 MB
  • ATi Radeon HD 3850 (668/828), 512 MB (Simuliert durch Heruntertakten der Radeon HD 3870)
  • ATi Radeon HD 3850 (668/828), 256 MB
  • ATi Radeon HD 3650 (725/800), 512 MB
  • Nvidia GeForce 9800 GX2 (600/1512/1000), 2x 512 MB
  • Nvidia GeForce 9800 GTX (675/1675/1100), 512 MB
  • Nvidia GeForce 9600 GT (650/1625/900), 512 MB
  • Point of View GeForce 9600 GSO (555/1350/800), 384 MB
  • Nvidia GeForce 8800 Ultra (612/1512/1080), 768 MB
  • Nvidia GeForce 8800 GTX (575/1350/900), 768 MB
  • Nvidia GeForce 8800 GTS 512 (650/1625/970), 512 MB
  • Nvidia GeForce 8800 GT (600/1512/900), 512 MB
  • Nvidia GeForce 8600 GTS (675/1450/1000), 256 MB
  • Nvidia GeForce 8600 GT (540/1190/700), 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 ForceWare 174.16
  • Nvidia ForceWare 174.53 (9800 GX2, 9800 GTX)
  • Nvidia ForceWare 175.16 (9600 GSO)
  • ATi Catalyst 8.3
• Software
  • Microsoft Windows Vista x64 SP1
  • Microsoft DirectX 9.0c
  • Microsoft Direct3D 10

Benchmarks

Folgende Benchmarks kamen während unseres Tests zum Einsatz:

• Synthetische Benchmarks:
  • 3DMark06 Version 1.0.2
  • 3DMark Vantage 1.0
• Spielebenchmarks:
  • Assassin's Creed, D3D10, Vollversion, Version 1.0
  • Bioshock, D3D10, Vollversion, Version 1.1
  • Call of Duty 4, Vollversion, Version 1.5
  • Call of Juarez, D3D10, Vollversion, Version 1.1.0.0
  • Clive Barker's Jericho, Demo
  • Company of Heroes, D3D10, Vollversion, Version 1.71
  • Crysis, Vollversion, Version 1.21
  • F.E.A.R., Vollversion, Version 1.08
  • Gothic 3, Vollversion, Version 1.12
  • Lost Planet, D3D10, Vollversion
  • Rainbow Six Vegas, Vollversion, Version 1.06
  • Stalker, Vollversion, Version 1.0005
  • Unreal Tournament 3, Vollversion, Patch 1.2
  • World in Conflict, D3D10, Vollversion, Patch 1007

Alle Benchmarks werden mit maximalen Details ausgeführt, damit die Grafikkarte möglichst hoch belastet wird. Als Einstellungen haben wir uns dabei für 1280x1024 und 1600x1200 (sowie 2560x1600 bei Grafikkarten mit 512 MB oder mehr und einer entsprechenden Leistung) entschieden. Damit zollen wir den modernen High-End-Beschleuniger Tribut, die durch ihre Rechenkraft niedrigere Auflösungen als 1280x1024 CPU-limitiert werden lassen. Neben den reinen Auflösungen lassen wir den Benchmarkparcours auch mit 4-fachem (und falls möglich acht-fachem) Anti-Aliasing sowie 16-fachen anisotropen Filter durchlaufen. TSSAA (Nvidia) oder AAA (ATi) zur Glättung von Alpha-Test-Texturen nutzen wir aufgrund von Kompatibilitätsproblemen nicht mehr in unserem Benchmarkparcours.

Nach sorgfältiger Überlegung und mehrfacher Analyse selbst aufgenommener Spielesequenzen sind wir zu dem Schluss gekommen, dass die Qualität der Texturfilterung auf aktuellen ATi- und Nvidia-Grafikkarten in der Standard-Einstellung in etwa vergleichbar sind (mit leichten Vorteilen für die GeForce-Produkte). Bei Nvidia verändern wir somit keinerlei Einstellungen und im ATi-Treiber belassen wir die A.I.-Funktion auf „Standard“.

Treibereinstellungen: Nvidia-Grafikkarten (G8x, G9x)

• Texturfilterung: Qualität
• Vertikale Synchronisierung: Aus
• MipMaps erzwingen: keine
• Trilineare Optimierung: Ein
• Anisotrope Muster-Optimierung: Aus
• Negativer LOD-Bias: Clamp
• Gamma-angepasstes AA: Ein
• AA-Modus: 1xAA, 4xAA, 8xQAA
• Transparenz AA: Aus

Treibereinstellungen: ATi-Grafikkarten (R(V)6x0)

• Catalyst A.I.: Standard
• Mipmap Detail Level: High Quality
• Wait for vertical refresh: Always off
• AA-Modus: 1xAA, 4xAA, 8xAA
• Adaptive Anti-Aliasing: 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.
  
  Getestet wurde in 1024x768 in 32Bit mit 24Bit Z- und 8Bit Stencilbuffer und 60 Hz Refreshrate.
  
  
• Download: Fillrate Tester [1]

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 [2]
  
  
• Download: PowerVR.com [3]

ShaderMark

• Der ShaderMark liegt zur Zeit in der aktuellen Version 2.1 vor und wurde von Tommti-Systems [4] 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 1920x1200, die allesamt in der Hochsprache HLSL (High Level Shader Language) geschrieben sind.
  
  
• Download: ShaderMark.de [5]

D3DRighmark Beta 4 und D3D10-Version

• Auch wenn theoretische Benchmarks, weil diese keine „reale“ 3D-Umgebung darstellen, suboptimal für die Bestimmung der allgemeinen Performance sind, so zeigen solche Programme sehr gut, wie schnell oder langsam eine Grafikkarte in einem gewissen Teilbereich ist. Der „D3DRightmark“ in der Version „Beta 4“, der gleich mehrere dieser Teilbereiche untersucht, gehört derselben Kategorie an. Es wird nicht nur die Vertex-Shader-3.0-Performance, sondern ebenfalls mit Hilfe von unterschiedlichem Shader-Code, der in HLSL geschrieben ist und FP32-Genauigkeit vorsieht, die Pixel Shader 3.0 gemessen. Darüber hinaus wird zusätzlich ein Test der „Hidden Surface Removal“-Mechanismen durchgeführt, ebenso ein Pixel-Filling- und Point-Sprites-Test. Als Auflösung verwenden wir 1920x1200 ohne Kantenglättung und Texturfilterung. Da das Diagramm für die Ergebnisse des D3DRightmark sehr lang ist, haben wir die Werte in einem Klapptext versteckt. Ein einfaches Draufklicken genügt, um die Benchmarks sehen zu können. Seit einiger Zeit gibt es darüber hinaus eine Direct3D-10-Version des Benchmarks, die verschiedene Shaderinstruktionen (Pixel, Geometry und Vertex) testet. Diese machen wir uns zu Nutze, um die theoretische Performance der neuen Microsoft-API auf den 3D-Beschleunigern zu messen.
  
  
• Download: D3DRightmark Beta 4 [6]

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 ihresgleichen 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. Weitere Details zu diesem Programm gibt es in einem unserer ausführlichen Artikel. [7]

3DMark Vantage

Nachdem der altgediente 3DMark06 schon einige Jahre auf dem Buckel hat und somit nicht nur die Grafik mittlerweile etwas angestaubt wirkt sondern darüber hinaus das CPU-Limit bei schnellen Grafikkarten immer mehr bemerkbar wird, wurde es höchste Zeit für einen Nachfolger. Der finnische Hersteller Futuremark hat dementsprechend nach einer langen Wartezeit den 3DMark Vantage auf den Markt gebracht, der von vornherein für die Direct3D-10-API programmiert worden ist. Grafisch bieten die zwei Spieletests dementsprechend viel fürs Auge, wobei vor allem der zweite Test Glanzpunkte setzen kann. Mit FP16-HDR, Tiefenunschärfe, Parallax Occlusion Mapping, einer physikalische Simulation auf der GPU, diversen Shadereffekten und noch vielem mehr bringt der 3DMark Vantage die 3D-Hardware problemlos ans Leistungslimit. Wir testen das Programm (falls die Grafikkarten es zulassen) im Performance-, High- und Extreme-Preset. Weitere Details zu diesem Programm gibt es in einem unserer ausführlichen Artikel. [8]