Einleitung
Seit jeher ist die Veröffentlichung eines neuen 3DMark aus dem Hause Futuremark ein großes Ereignis in der Gemeinde der Hardware-Begeisterten, so dass auch der 3DMark Vantage in Zukunft wieder von vielen als Maß für die Leistungsfähigkeit des eigenen Systems und vor allem der Grafikkarte herangezogen werden wird – ob dies gerechtfertigt und realistisch ist, sei einmal dahingestellt. Dass der 3DMark Vantage früher oder später erscheinen würde, war schon länger kein Geheimnis mehr und auch den genauen Veröffentlichungstermin kündigt Futuremark mittlerweile auf der eigenen Webseite im Vorfeld anhand eines Countdowns an, um sich der Aufmerksamkeit der Medien und Enthusiasten sicher zu sein. Die mittlerweile achte Inkarnation des 3DMark folgt in Sachen Namensgebung dem PCMark [1] und nennt sich so schlicht „3DMark Vantage“. Nachdem man beim 3DMark06 nur ein Jahr Entwicklungszeit investiert hatte, liegen zwischen dem 3DMark Vantage und 3DMark06 nun erneut zwei Jahre Abstand wie bei den vorangegangenen Versionen.
In diesem mittlerweile traditionellen „Performance Report“ zur Veröffentlichung des neuen 3DMark möchten wir nicht nur unsere eigenen Ergebnisse mit den Grafikkarten von Nvidia und ATi im neuen Produkt von Futuremark präsentieren, sondern erneut dem Leser die Möglichkeit geben, uns seine Ergebnisse im Forum mitzuteilen, um einen großen Überblick und einen Vergleich zu schaffen. Beginnen möchten wir jedoch erneut mit einer Übersicht über die verfügbaren Versionen und die Hardwareanforderungen des neuen 3DMark, welche Nutzer von Windows XP vor verschlossenen Türen stehen lassen.
Übersicht
Zum Download
Natürlich bieten wir unseren Lesern auch beim neuen 3DMark Vantage wieder einen schnellen Zugriff auf den 460 MB großen Download an. Die verfügbaren Plätze auf unserem FTP-Server sind allerdings begrenzt, um eine gleichbleibend gute Geschwindigkeit gewährleisten zu können. Zudem muss sichergestellt werden, dass die Seite an sich auch weiterhin erreichbar bleibt. Den Download findet man wie gewohnt in unserer Downloadsektion unter „3DMark Vantage Version 1.0 [2]“.
Verfügbare Versionen
Neben einer kostenlosen Trial-Version, welche jedoch nur ein einziges Mal ausgeführt werden kann, auf der Basic Edition beruht und es erlaubt das Ergebnis des 3DMark Vantage in den Online Result Browser [3] (ORB) abzusenden, bietet Futuremark erneut drei Versionen des 3DMark Vantage an. Die zahlungsbereite Kundschaft kommt erneut in den Genuss einiger zusätzlicher Optionen. Die Basic Edition ist für all' jene gedacht, die den Benchmark mehr als nur einmal ausführen möchten, wofür jedoch bereits 6,95 US-Dollar bezahlt werden müssen. Hierfür kann man den Benchmark dann beliebig oft im sogenannten Performance-Preset nutzen und die erreichte Punktzahl zu Futuremarks Online Result Browser schicken. In der Advanced-Version für 19,95 US-Dollar sind dann auch alle anderen Presets freigeschaltet, es werden sechs zusätzliche Feature-Tests verfügbar und alle Einstellungsmöglichkeiten sind zugänglich. Die für kommerzielle Zwecke gedachte Professional-Version bietet darüber hinaus technischen Support, Kommandozeilen-Skripting und zusätzliche Einstellungsmöglichkeiten. Die erwähnten Presets definieren sich anhand folgender grundlegender Voraussetzungen:
- Presets
- Entry – DX10-Grafikkarte mit 128 MB und eine Auflösung von 1280x1024 Bildpunkten
- Performance – DX10-Grafikkarte mit 256 MB und eine Auflösung von 1280x1024 Bildpunkten
- High – DX10-Grafikkarte mit 512 MB und eine Auflösung von 1680x1050 Bildpunkten
- Extreme – DX10-Grafikkarte mit 512 MB und eine Auflösung von 1920x1200 Bildpunkten
Wer eine entsprechende Version vom 3DMark Vantage erwirbt, kann auch andere Auflösungen auswählen, doch ein Eintrag im Online Result Browser ist nur in Verbindung mit einem der vordefinierten Presets möglich. Das bedeutet, dass für die Presets High und Extreme ein Widescreen-Monitor zu einer grundlegenden Hardware-Anforderung wird.
Eigenschaften der 3DMark Vantage Basic Edition (6,95 US-Dollar):
- Zwei Grafik-Tests
- Zwei CPU-Tests
- Unbegrenzte Anzahl von Tests mit dem Performance Preset
- Ergebnisse über Internet-Verbindung abrufbar
- Für die nicht-kommerzielle und persönliche Nutzung
Zusätzliche Eigenschaften der Advanced Edition (19,95 US-Dollar):
- Sechs Feature-Tests
- Zugang zu allen Presets und benutzerdefinierten Einstellungen
- Zusätzliche Online-Services
Weitere Features, die nur in der Professional Edition von 3DMark Vantage enthalten sind (495 US-Dollar):
- Sämtliche Benchmark-Einstellungen verfügbar
- Technischer Support
- Automatisierung per Kommandozeilen-Skripting
- Ergebnisse ohne Internetverbindung abrufbar
- Lizenz für volle kommerzielle Nutzung
Game-Tests
Jane Nash
Mit dem 3DMark Vantage hat Futuremark nicht mehr auf bereits bekannte Szenarien gesetzt, sondern sämtliche Tests von Grund auf neu entwickelt. Der erste Grafik-Test nennt sich „Jane Nash“ und repräsentiert eine Spielszene in geschlossenen Räumen mit komplexen Charakteren, multiplen dynamischen Lichtern und komplexen Oberflächenbeleuchtungen. Es werden mehrere hierarchische Rendering-Schritte benutzt, einschließlich der Reflektionen auf der Wasseroberfläche und der Lichtbrechungen, sowie die physikalische Simulierung der Kollisionserkennung.
New Calico
Der zweite Game-Test „New Calico“ stellt eine gewaltige Szene im Weltraum mit vielen sich bewegenden aber festen Objekten dar. Als Besonderheit verfügt die Szene über einen riesigen Planeten und einen dichten Asteroidengürtel. Neben diesen vielen sich bewegenden und häufig instanziierten Objekten kennzeichnen Effekte wie Parallax Occlusion Mapping, True Impostors und Volumetric Fog die Szene.
CPU-Test
Die beiden neuen CPU-Tests sollen ein Spiel-ähnliches Szenario schaffen und darüber hinaus dem Benutzer während des Tests etwas Interessantes zum Betrachten bieten. Beide CPU-Tests benutzen die gleiche Grafik-Engine, welche auch bei den beiden Game-Tests zum Einsatz kommt, allerdings wird der grafische Rechenaufwand vermindert, um den Effekt der Grafikkarte auf das Ergebnis der Tests zu minimieren. Deshalb finden weder post-processing Effekte, komplexen Shader noch Schatten Verwendung. Auch die Geometrie der Modelle ist vereinfacht und die Welt außerhalb des Sichtfelds der Kamera wird nicht modelliert.
AI
Der AI-Test (artificial intelligence – Künstliche Intelligenz) verfügt über eine Auslastung mit vielen kooperativ manövrierenden und weg-findenden Berechnungen der Künstlichen Intelligenz (KI). Als Schauplatz wählte Futuremark eine Rennstrecke für Flugzeuge, welche alle versuchen durch eine Serie von Toren zu navigieren, ohne sich gegenseitig oder den Boden zu berühren. Der Algorithmus für die Wegfindung richtet sich dabei nach drei Merkmalen: die Tore müssen nach der Reihe durchflogen werden, er schätzt ein physikalisches Flugmodell eines Starrflügelluftfahrzeug und er vermeidet Kollisionen mit anderen Flugzeugen. Die Last wird durch die Planung der Bewegung für jedes Flugzeug erreicht und kann parallelisiert werden, so dass auch Mehrkern-Prozessoren ausgelastet sind. Eine Generatorfunktion generiert zufällig eine Vielzahl von Kandidaten möglicher Wegstrecken, woraufhin der beste Kandidat anhand von Merkmalen wie Nähe zum Grund und Nähe zu anderen Flugzeugen ausgewählt wird. Schnellere Prozessoren können geschicktere Routen für die Flugzeuge berechnen, da hier die Anzahl in Erwägung gezogener Wegstrecken größer ausfällt als bei langsamen Prozessoren.
Physics
Der Physics-Test soll die Physik-Berechnungen in zukünftigen Spieletiteln simulieren. Besitzer einer PhysX-Karte von Ageia kommen hier auf ihre Kosten, da der Test die Karten zur Physik-Berechnung einsetzt. Die Szene zeigt ein Rennen von Flugzeugen, wobei die Tore sehr gefährlich angeordnet sind. Die Flugzeuge ziehen Rauchschwaden nach sich, welche mit Hindernissen, dem Boden und gegenseitig kollidieren. Darüber hinaus reagiert der Rauch auf hindurchfliegende Flugzeuge. Da die Flugzeuge alle zur selben Zeit versuchen durch die Tore zu fliegen, kommt es zu Kollisionen. Die Flugzeuge bestehen aus zwölf starren Teilen, welche von elf zerbrechlichen Gelenken zusammengehalten werden. Das Zerbrechen der Flugzeuge nach einem Zusammenstoß ist nicht vorherbestimmt, sondern wird einzig durch die Physikberechnung in Echtzeit vorgenommen. In der Szene gibt es zwei verschiedene Arten von Toren: donut-förmige, schwebende Tore und solche, die aus zwei kegelförmigen Pylonen bestehen. Beide Torarten sind verformbar und interagieren mit anderen Objekten der Szene. Die Anzahl der Torepaare (Welten) ist dabei von der Anzahl der Prozessorkerne und dem Einsatz einer PhysX-Karte abhängig. Je ein Torepaar wird einer CPU zugeordnet. Eine CPU mit zwei Kernen resultiert demnach in zwei Torepaaren. Eine CPU mit zwei Kernen mit einer PhysX-Karte im PC führt hingegen bereits zu fünf Torepaaren. Vier Kerne bringen vier Torepaare; mit PhysX-Karte sind es hingegen sieben. Jedes Torepaar stellt eine eigene physikalische Welt dar, so dass sich die Welten auch nicht gegenseitig beeinflussen. Futuremark wählte diesen Schritt, um sämtliche Welten getrennt und möglichst schnell berechnen zu können und nicht immer wieder aufeinander abstimmen zu müssen. So kann die PhysX-Karte die ihr zugewiesenen Welten schneller oder langsamer berechnen als die Prozessorkerne die ihnen zugeteilten Welten.
Feature-Test
Texture Fill Rate Test:
Schon in jeder 3DMark-Version enthalten, darf ein Füllratentest ebenso wenig im neuen 3DMark Vantage fehlen. Auch wenn die Shaderintensität in modernen Spielen ohne Zweifel immer mehr zunimmt, so kommt man auch heutzutage in Schwierigkeiten, wenn die nötige Texturleistung nicht vorhanden ist. Denn auf simple, aber effektive Texturen möchte wohl keiner verzichten und die Texturfilterung spielt ebenfalls eine wichtige Rolle. Der Texture-Fill-Rate-Test füllt den Bildschirm mit diversen Dreiecken aus, deren Werte aus einer kleinen Textur mit diversen Koordinaten genommen werden. Die Koordinaten variieren von Frame zu Frame und lassen die Dreiecke rotieren.
Color-Fill-Test:
Im Color-Fill-Test wird ein Dreieck pro Frame mehrere Male gezeichnet. Der Farb- und Alpha-Wert jeder Ecke sind dabei animiert. Der interpolierte Farbwert wird ohne eine Bearbeitung im Pixelshader in ein Rendertarget mittels Alpha Blending geschrieben. Als Rendertarget wird in dem Benchmark ein 16 Bit Floating-Point-Format (R16G16B16A16) genutzt.
Parallax Occlusion Mapping (POM):
Parallax Occlusion Mapping ist eine recht neue Methode, um ohne allzu viel Rechenleistung in Beschlag zu nehmen, Höhenunterschiede in Texturen darzustellen, damit diese nicht mehr 2-dimensional, sondern realistisch wirken. Der 3DMark Vantage nutzt POM, um eine komplexe Geometrie unter der Oberfläche eines Dreiecks darzustellen. Dazu verwendet man Ray-Tracing-Methoden für eine große Depth-Map (4k x 4k), die die Tiefeninformationen enthält. Zusätzlich werden einige Lichtquellen gerendert und der Rechenalgorithmus muss bestimmen, welche Geometrie in einem sichtbaren Bereich liegt.
GPU-Cloth:
Im GPU-Cloth-Test findet eine Stoffsimulation statt, die alleine von der GPU berechnet wird. Dazu nutzt man Vertex- und Geometryshader-Programme, die in mehreren Renderdurchgängen (Render-Pass) ein realistisches Verhalten der Fahnen erzeugen sollen. Darüber hinaus macht man sich die neuen Stream-Out-Fähigkeiten der Direct3D-10-Beschleuniger zu Nutze, damit man die einzelnen Vertices schneller von einer Berechnung zur nächsten kopieren kann.
GPU-Particles:
In modernen Computerspielen kommen wie auch in Filmen des Öfteren Partikeleffekte zum Einsatz. Der GPU-Particles-Tests im 3DMark Vantage simuliert hunderttausende solcher Partikel, die allesamt in Bewegung sind und mit einer Height-Map kollidieren, worauf sie sich anschließend neu ausrichten müssen. Neben dem Stream-Out-Feature realisiert Futuremark die Partikel im Geometryshader, da dort jeder einzelne Vertex (ein geometrischer Punkt) zu einem kompletten Dreieck zusammengesetzt wird.
Perlin-Noise-Test:
Der Perlin-Noise-Test im 3DMark Vantage ist wohl zweifellos der optisch fadeste Abschnitt im neuen Benchmark. Perlin Noise ist ein spezieller Algorithmus, bei dem man durch einfache Formeln schier unendliche Formen mit weichen Übergängen erstellen kann. Unter anderem zur Wolkendarstellung kann man Perlin Noise benutzen. In dem Benchmarkprogramm werden mehrere „Oktaven“ von Perlin Noise mittels des Pixelshaders erstellt. Jeder Farbkanal hat eine eigene „Noise-Funktion“, um die Rechenlast auf der GPU zu erhöhen.
Berechnung der Punkte
Auch mit dem 3DMark Vantage hat Futuremark wieder einmal eine neue Formel zur Berechnung der berühmten „3DMarks“ aufgestellt. Und wieder einmal gilt, dass der optische Eindruck täuschen kann und die schlussendlich erzielten Ergebnisse höher ausfallen können, als es die Diashow erahnen ließ. Wie schon beim 3DMark06 fließen auch beim 3DMark Vantage erneut die Grafik-Score und die CPU-Score in das Endergebnis ein.
Die Punkte für den GPU- und CPU-Test werden separat dargestellt. Der GPU-Score berechnet sich wie folgt:
SGrafik = CGT1*FGT1 + CGT2*FGT2
Er stellt somit eine gewichtete Summe der Einzelergebnisse der beiden Game-Tests dar, wobei CGT1 eine Skalierungskonstante ist und FGT1 das Ergebnis des ersten Game-Tests in Frames-per-Second (fps). CGT1 und FGT1 sind dementsprechende Werte für den zweiten Game-Test. Die Skalierungskonstante CGT1 beträgt 2500 / 14,4, die Konstante CGT2 hingegen 2500 / 14,9. Die Grafik-Punkte werden mit identischen Gewichten für jedes Preset berechnet, so dass sie über alle Presets hinweg vergleichbar sind.
Der CPU-Score berechnet sich wie folgt:
SCPU = CCPU1*OCPU1 + CCPU2*OCPU2
Auch er stellt somit eine gewichtete Summe der Einzelergebnisse der beiden CPU-Tests dar. Die Skalierungskonstante CCPU1 beträgt 2500 / 477,9 und die Konstante CCPU2 liegt bei 2500 / 12,0. OCPU1 und OCPU2 stellen die Ergebnisse der beiden CPU-Tests in operations per second (ops) dar. Wie bei den Game-Tests werden die Skalierungskonstanten benutzt, um die Gesamtergebnisse in den traditionellen Rahmen zu bringen. Ebenfalls identisch zu den Game-Tests ist, dass auch bei den CPU-Tests die Gewichte bei jedem Preset identisch sind und so unabhängig von diesen verglichen werden können.
Aus diesen beiden Ergebnissen berechnet sich als gewichtetes harmonisches Mittel wiederum die 3DMark-Vantage-Punktzahl.
S3DMark = (WGrafik + WCPU) / ((WGrafik / SGrafik) + (WCPU / SCPU))
WGrafik und WCPU stellen dabei die Gewichte für die Ergebnisse des Game-Tests und CPU-Tests abhängig vom Preset dar. Diese sind je nach gewähltem Preset nämlich nicht identisch, so dass ein höheres Preset dem GPU-Score ein höheres Gewicht zukommen lässt. Das Endergebnis des 3DMark Vantage ist somit nicht über alle Presets hinweg miteinander vergleichbar. Das Ergebnis eines Presets soll hingegen die Leistung einer spezifischen Performance-Kategorie repräsentieren, welche vom Preset vorgegeben wird. Die folgende Tabelle gibt Aufschluss über die in die jeweiligen Berechnungen einfließenden Gewichte und Konstanten in Abhängigkeit vom Preset.
| Entry | Performance | High | Extreme | |
|---|---|---|---|---|
| WGrafik | 0,75 | 0,75 | 0,85 | 0,95 |
| WCPU | 0,25 | 0,25 | 0,15 | 0,05 |
| CGT1 | 2500,0 / 14,4 | |||
| CGT2 | 2500,0 / 14,9 | |||
| CCPU1 | 2500,0 / 477,9 | |||
| CCPU2 | 2500,0 / 12,0 | |||
Hardwareanforderungen
Mit dem neuen 3DMark sind auch die Hardware-Anforderungen gestiegen. Die neue Version benötigt erstmals zwingend eine DirectX10-kompatible Grafikkarte und somit auch Microsofts Windows Vista.
- Minimale Systemvoraussetzungen
- x86/x64 Single-Core-CPU mit SSE2-Unterstützung, Leistung vergleichbar mit Intel Pentium D 3,2 GHz oder besser
- D3D10-kompatible Grafikkarte mit 256 MB Speicher
- 512 MB Arbeitsspeicher
- 1 GB freier Festplattenspeicher
- Windows Vista mit Service Pack 1
- Empfohlene Systemvoraussetzungen
- Core 2 Duo E6600 oder AMD mit gleicher Leistung (Athlon 64 X2 5400+)
- D3D10-kompatible Grafikkarte mit 512 MB Speicher
- 2.048 MB Speicher
- 1 GB freier Festplattenspeicher
- Windows Vista mit Service Pack 1
Messungen verschiedener Grafikkarten
Die folgenden Performance-Messungen wurden auf unserem Grafikkarten-Testsystem mit Core 2 Extreme QX9770 (4 GHz) und 4 GB Arbeitsspeicher [4] durchgeführt. Als Treiber kamen der Nvidia GeForce 175.12 und ATi Catalyst 64-8-471-1-080425-62964 (wahrscheinlich eine Betaversion vom Catalyst 8.4) zum Einsatz.
Overall-Score
3DMark Vantage – Score Overall
Angaben in Punkten
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3DMark Vantage – GPU-Score
Angaben in Punkten
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Game-Tests
3DMark Vantage – Game Test 1
Angaben in Punkten
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3DMark Vantage – Game Test 2
Angaben in Punkten
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Feature-Test
3DMark Vantage – Color Fill
Angaben in Megapixel pro Sekunde (MPix/s)
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3DMark Vantage – Texture Fill
Angaben in Megatexel pro Sekunde (MTex/s)
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3DMark Vantage – POM
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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3DMark Vantage – GPU Cloth
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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3DMark Vantage – GPU Particles
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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3DMark Vantage – Perlin Noise
Angaben in Bildern pro Sekunde (FPS)
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Messungen verschiedener Prozessoren
Die folgenden Performance-Messungen wurden auf unserem Grafikkarten-Testsystem mit Core 2 Extreme QX9770 und 4 GB Arbeitsspeicher [3] durchgeführt. Als Treiber kamen der Nvidia GeForce 175.12 und ATi Catalyst 64-8-471-1-080425-62964 (wahrscheinlich eine Betaversion vom Catalyst 8.4) zum Einsatz. Die variierenden Taktraten erreichen wir durch das Unter- beziehungsweise Übertakten des Prozessors. Die CPU-Kerne haben wir unter Windows deaktiviert. Falls möglich, versuchen wir die Einstellungen der simulierten CPUs identisch mit denen der im Handel erhältlichen Exemplare zu halten.
Overall-Score
3DMark Vantage – Score Overall
Angaben in Punkten
|
3DMark Vantage – CPU-Score
Angaben in Punkten
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CPU-Test
3DMark Vantage – CPU-Test 1
Angaben in Instruktionen pro Sekunde (it/s)
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3DMark Vantage – CPU-Test 2
Angaben in Instruktionen pro Sekunde (it/s)
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Fazit
Nach einer ziemlich langen Wartezeit ist er nun endlich da, der „3DMark Next“, der wie der neuste Spross aus der PCMark-Serie auf den Namen Vantage hört. Und die Erwartungen an den Benchmark waren groß. Nicht nur, dass die Futuremark-Programme bis jetzt meistens durch eine enorme Grafikpracht beeindrucken konnten, darüber hinaus wurde der 3DMark Vantage von Beginn an für die Direct3D-API der zehnten Generation programmiert. Doch ist den Finnen ein wirkliches Grafikfeuerwerk gelungen? Und vor allem, konnte man den großen Kritikpunkt, dass das Endergebnis sich anders verhält als ein wirkliches Spiel, beseitigen?
Ein „Ja“ oder „Nein“ wäre bei beiden Fragen nicht angebracht. Der 3DMark Vantage macht vieles richtig und vor allem besser als der altgediente 3DMark06, bleibt aber logischerweise dennoch nur ein synthetischer Benchmark. Grafisch kann das Programm überzeugen. Der erste Game-Test sieht größtenteils gut aus, allerdings erinnern abseits der Hauptprotagonistin die Darsteller mehr an eine unbeholfene Comicfigur als an einen gefährlichen Gegner. Dass man es besser kann, zeigt die Hauptfigur, die gut gelungen ist.
Beim zweiten Game-Test gibt es dagegen nichts zu meckern, denn dieser weiß vollends zu überzeugen. Die Grafik ist ausnahmslos sehr gut und an einigen Stellen sogar hervorragend – etwas Ähnliches haben wir bis jetzt noch nicht gesehen. Schicke Texturen, diverse Shadereffekte, eine gut gelungene Beleuchtung, feine Partikeleffekte und noch vieles mehr verwöhnen das Auge.
Ebenso positiv zu erwähnen ist, dass der 3DMark Vantage mehr die Spielrealität widerspiegelt als der 3DMark06. Natürlich handelt es sich nur um einen synthetischen Benchmark (auf dessen Engine jedoch ein Spiel programmiert werden soll), die Punkteverteilung entspricht nun aber mehr der Realität. Im Vorgänger ist es noch gleichgültig, welche grafischen Einstellungen man aufs Maximum schraubt, die CPU-Tests fließen immer gleich hoch in die Endwertung ein. Im 3DMark Vantage ist die Punkteverteilung nun nach den Presets gewichtet. Umso höher die Grafikanforderung, desto weniger entscheidend ist das CPU-Ergebnis – genau das passiert in einem modernen Spiel.
Enttäuscht hat uns der Funktionsumfang des 3DMark Vantage, der stark zurückgegangen ist. Nicht nur, dass die grafischen Tools zur Anti-Aliasing-Kontrolle und zur Überprüfung des anisotropen Filter dem Rotstift zum Opfer gefallen sind, zudem kann man sich keine Verlaufsdiagramme mehr anfertigen lassen. Eine schicke Demosequenz, die eine kleine Story „erzählt“, fehlt genauso. Warum Futuremark auf die nicht ganz unwichtigen Bestandteile der 3DMark-Serie verzichtet, ist uns unklar.
Ob man dem 3DMark Vantage nun vertraut oder nicht, muss jeder für sich selber entscheiden. Ausprobieren sollte man die kostenlose Variante aber auf jeden Fall. Das Auge bekommt (auf einem modernen Rechner) viel geboten.