Nvidia gegen ATI / AMD: Kräftemessen der Grafik-Prozessoren

Test: Nvidia GeForce GTX 280 und GTX 260 brechen 3D-Rekorde

16.06.2008 von Bernhard Haluschak
Der Grafikchip-Hersteller Nvidia präsentiert mit dem GeForce GTX 280 und dem GeForce GTX 260 die nächste Generation von Grafikprozessoren. Die GTX-200-GPU-Architektur ist eine Weiterentwicklung der GeForce-9-Generation mit enormem Leistungszuwachs. TecChannel vergleicht die Nvidia GeForce GTX 280 und GTX 260 mit ATI Radeon HD 3870 X2 und den aktuellen Nvidia-Grafikchips.

Zu den beiden neuen Mitgliedern der Nvidia-GeForce-GTX-200-Familie zählen der GeForce GTX 280 und der GeForce GTX 260. Die vorgestellte Grafikchip-Generation wartet im Vergleich zum Vorgänger mit einer Vielzahl von neuen Features auf. So arbeitet der GeForce GTX 280 mit einem 512 Bit breiten Speicherbus. Darüber hinaus besitzt er insgesamt 240 Prozessor-Cores für die entsprechende 3D-Beschleunigung.

Damit besitzt der GeForce GTX-280-Grafikchip in dieser Klasse die mit Abstand komplexeste Recheneinheit im 3D-Bereich. So verwundert es auch nicht, dass Nvidia insgesamt 1,4 Milliarden Transistorschaltungen in der GeForce-GTX-200-Architektur verbaut hat.

Der 3D-Thronfolger: Die GeForce GTX 280 von Nvidia greift mit circa 1,4 Milliarden Transistoren nach der 3D-Performance-Herrschaft.

Der interne Aufbau der GTX-200-Modelle basiert im Wesentlichen auf dem G80 (GeForce 8800 GTX) beziehungsweise dem G92 (GeForce 9800 GTX). Zusätzlich verzichtete Nvidia bei der neuen Architektur überraschenderweise auf die vollständige DirectX-10.1-Kompatibilität.

Bildergalerie: Weitere Details zu Nvidias neuer GeForce-GTX-200-Architektur. (Quelle: Nvidia)
Nvidia GeForce GTX 200 Chip
Nvidia GeForce GTX 200 Chip-Vergleich
Nvidia GeForce GTX 200 Architektur Parallel-Computing
Nvidia GeForce GTX 200 Architektur Grafikberechnung
Nvidia GeForce GTX 200 240 Cores
Nvidia GeForce GTX 200 PhysX
Nvidia GeForce GTX 200 PhysX Details
Nvidia GeForce GTX 280 Front
Nvidia GeForce GTX 260 Front
Nvidia GeForce GTX 200 Bracket
Nvidia GeForce GTX 200 SLI

Im folgenden Artikel offenbaren wir anhand einiger wichtiger Benchmarks exemplarisch die 3D-Leistungsfähigkeit der neuen Grafikchip-Generation. Darüber hinaus erörtern wir, welche technischen Features Nvidia in seinen neuen Grafikchips einsetzt und zeigen die Unterschiede der einzelnen Grafikchip-Modelle.

GeForce GTX-200-Chiparchitektur

Für die neue Chiparchitektur des Nvidia GeForce GTX 200 verbaute der Hersteller insgesamt 1,4 Milliarden Transistoren – zum Vergleich: Der Vorgänger GeForce 8800 GTS (G92) besteht aus 774 Millionen Transistoren, wohingegen der GeForce 9800 GX2 mit der doppelten Anzahl arbeitet und der Radeon HD 3870 X2 sich mit 2 x 666 Millionen elektrischen Schaltern begnügt. Die GeForce-GTX-200-Familie lässt Nvidia mit 65-nm-Strukturbreite fertigen. ATI dagegen stellt das HD-3870-X2 bereits in 55-nm-Technologie her.

Darüber hinaus hat Nvidia die Speicheranbindung von 256 Bit beim G92 auf 512 Bit Breite beim GTX-280 erweitert. Diese Maßnahme verdoppelt bei gleichem Speichertakt die Speicherbandbreite, was besonders bei hohen Auflösungen mit Kantenglättung ausschlaggebend sein dürfte. Allerdings muss sich der GTX 260 nur mit einem 448 Bit breiten Speicherbus zufriedengeben.

Chip-Architektur: Das Innere der GeForce-GTX-200-Architektur besteht aus verschiedenen Funktionseinheiten, die eine hohe 3D-Performance und -Bildqualität gewährleisten sollen. (Quelle: Nvidia)

Für die nötige 3D-Performance sorgen, anders wie beim Vorgänger statt 128, jetzt 240 sogenannte Shader-Einheiten. Eine GeForce 9800 GX2 hat mit 256 trotzdem mehr, aber auf zwei Chips zu je 128 verteilt. Der kleinere GTX-260-Chip hat 192 Shader. Den Core-Antrieb taktet der Hersteller bei dem GeForce GTX 280 mit 1296 MHz beziehungsweise 1242 MHz bei dem GTX 260. Die Speichereinheit, bestehend aus 1024 / 896 MByte GDDR3-Memory, wird mit 1107 / 999 MHz (2214 / 1998 MHz DDR) betrieben.

Neue Features und weitere Details

Laut Nvidia benötigt eine Grafikkarte mit dem GeForce GTX 280 unter „Worst-Case-Bedingungen“ eine elektrische Leistung von zirka 236 Watt. Dagegen soll eine Karte mit dem GeForce-GTX 260-Grafikchip etwa 54 Watt weniger elektrische Leistung aufnehmen. Bedingt durch die hohe Stromaufnahme benötigen die beiden Debütanten einen sechs- und einen achtpoligen Stromversorgungsstecker.

GeForce-GTX-200-Innereien: Erst das perfekte Zusammenspiel aller Funktionskomponenten garantiert auch bei anspruchsvollen 3D-Szenen genügend Performance. (Quelle: Nvidia)

Im Desktop-Betrieb und bei der Blu-ray- oder DVD-Wiedergabe benötigt der Nvidia-Chip hingegen nur noch 25 und 35 Watt. Bei Bedarf und im Zusammenspiel mit einem Nforce-7-Chipsatz mit integrierter Grafik lassen sich die GTX-Chips unter Windows ganz abschalten. Um die entstehende Wärme sicher abzuführen, hat die 23 Zentimeter lange Platine ein voluminöses Zwei-Slot-Kühlsystem. Der Lüfter bleibt unter Windows zwar leise, dreht in Spielebetrieb aber deutlich hörbar auf.

Die GeForce GTX 280 unterstützt nun erstmals die Berechnung von PhysX-Effekten in der Grafikkarte. Nvidia verspricht eine vielfach höhere Performance im Vergleich zur Physikberechnung auf der CPU. Allerdings wird laut dem Hersteller erst ein für Juli geplanter GeForce-Treiber die PhysX-Option auf dem Grafikchip aktivieren.

Diverse Detailverbesserungen an den Ausführungseinheiten der GeForce-GTX-200-Architektur steigern darüber hinaus die Effizienz des Grafikchips. Wer Spiele unbedingt in der 2560 x 1600 Auflösung und in der höchsten Detailstufe mit 16-facher Kantenglättung spielen will, kann sogar bis zu drei der neuen GTX-Grafikkarten auf einem passenden Mainboard per SLI koppeln.

GeForce GTX 280 und GTX 260 im Vergleich

Nvidia bietet die neuen Modelle aus der GeForce-GTX-200-Familie in zwei Varianten an. In der folgenden Tabelle erhalten Sie eine Übersicht über die technischen Unterschiede zwischen dem GeForce GTX 280 und dem GeForce GTX 260.

GTX-280- und GTX-260-Spezifikationen: Die technischen Parameter offenbaren die Unterschiede der einzelnen GTX-200-Modelle.

Für das ultimative 3D-Vergnügen in hohen Auflösungen und Bildqualität hat Nvidia den GeForce GTX 280 vorgesehen. Für dieses High-End-Modell muss der Käufer etwa 650 Euro hinblättern.

Für den „normalen“ 3D-Anwender ist der GTX-260-Grafikchip konzipiert. Dieser bietet genügend 3D-Leistung zum Spielen und für HD-Wiedergabe. Der geplante Verkaufspreis von Grafikkarten mit der GeForce-GTX-260-GPU soll bei circa 400 Euro liegen.

Benchmark-Vorbetrachtung

Alle Grafikchips testen wir unter Windows Vista mit Service Pack 1. Wir verwenden aktuelle 3D-Benchmarks. Als Ansteuerung für die ATI-Radeon- und Nvidia-GeForce-Karten kommen die zurzeit aktuellsten Catalyst-Treiber (8,5) beziehungsweise ForceWare (175.16) zum Zuge. Für den neuen Grafikchip GeForce GTX 280 und GeForce GTX 260 von Nvidia setzten wir den Referenztreiber vom 177.26 ein. Es handelt sich hierbei um einen Beta-Treiber, der noch nicht offiziell freigegeben wurde. Als Grafikkarten für den Nvidia GeForce GTX 280 und GTX 260 kommen die Referenzkarten von Zotac zum Einsatz.

Die Benchmark-Ergebnisse der Grafikchips Nvidia GeForce GTX 280, GeForce GTX 260, GeForce 9800 GTX, GeForce 9800 GX2 sowie ATI Radeon HD 3870 X stellen wir auf den folgenden Seiten grafisch gegenüber. Als Testsystem kommt das Foxconn-Mars-P35-Mainboard zum Einsatz. Bestückt ist das Board mit einem Core-2-Quad-QX6850-Prozessor von Intel und mit 2 x 1024 MByte Speichermodulen der Firma Corsair. Als Storage-System dienen zwei 150-GByte-Festplatten mit 10.000 U/min von Western Digital (WD Raptor WD1500ADFD).

Mehr Details, Benchmarks und spielebezogene Messungen zum Nvidia GeForce GTX 280 und zum GeForce GTX 260 finden Sie auf den Homepages und den Magazinen unserer Schwesterzeitschriften GameStar und PC-Welt.

Crysis

Das 3D-Spiel Crysis von Crytek unterstützt DirectX10 und stellt damit hohe Anforderungen an die Hardware. Die komplexen grafischen Elemente und Spieleszenen beanspruchen die Grafikkarte besonders stark.

Auf der Überholspur: Der GeForce 9800 GX2 zieht in diesem Benchmark allen Mitstreitern souverän davon. Auf die GeForce-GTX-200-Modelle hat die 9800er-GPU einen Vorsprung von etwa 16 Prozent.
Kopf an Kopf: Der GeForce GTX 280 schließt in der 1920er-Auflösung auf den GeForce 9800 GX2 auf. Alle anderen Grafikchips folgen den Führenden mit deutlichem Rückstand.
Auf und davon: Der GeForce GTX 280 kann sich in der 2560er-Auflösung mit einem deutlichen Vorsprung vom Verfolgerfeld absetzen. Die 240-Cores der GTX 280 können ihre Leistung bei diesem Benchmark voll ausspielen.

Unreal Tournament

Unreal Tournament von Epic Games ist ein DirectX9-Spiele-Benchmark. Das Programm bietet komplexe Licht- und Schatteneffekte. Besonders bei hohen Auflösungen und Farbtiefen wird die Hardware stark belastet. Das Spiel profitiert vor allem von der Performance der eingesetzten Grafikhardware.

GeForce 9800 GX2 vorne: In der 1680er-Auflösung haben die Debütanten GeForce GTX280 und GTX 260 das Nachsehen.
Noch Überlegen: Der GeForce 9800 GX2 platziert sich auch in diesem Benchmark noch vor der hauseigenen Konkurrenz GTX 280.
Abgehängt: Gegen die Neulinge GeForce GTX 280 und GTX 260 haben die Testkandidaten in der 2560er-Auflösung keine Chance.

World in Conflict

Das Spiel World in Conflict setzt auf DirectX10. Dieses 3D-Spiel zeichnet sich durch komplexe Szenarien aus. Die Anforderungen an die Hardware und besonders an die Speicherbandbreite der Grafikkarten sind sehr hoch.

Dicht gedrängt: Gegen den GeForce GTX 280 und GTX 260 kann sich der GeForce 9800 GX2 noch gut behaupten. Die übrigen Grafik-CPUs haben das Nachsehen.
Dicht auf den Fersen: In der Standard-1920er-Auflösung belegt der GeForce GTX 280 nur knapp den Spitzenplatz. Der GeForce 9800 GX2 kann sich noch zwischen den Führenden und GeForce GTX 260 schieben.
Überlegen: In der 1920er-Auflösung und 4xAA sowie 16xAF übernimmt der GeForce GTX 280 hinter dem GTX 260 deutlich die Führungsposition. Der Radeon HD 3870 X2 ordnet sich hinter das Führungsduo ein.

Fazit

Die neue Grafikchip-Familie GeForce GTX 200 mit den Single-Chip-Versionen GTX 280 und GTX 260 kann in puncto 3D-Performance im Vergleich zum SLI-Modell GeForce 9800 GX2 überzeugen. Sie erreichen in anspruchsvollen Benchmarks sehr gute Ergebnisse. Die neue Chiparchitektur, der 512 / 448 Bit breite Speicherbus und die 240- beziehungsweise 192-Core-Architektur sorgen für den notwendigen Leistungsschub. Die Benchmarks zeigen ebenso deutlich, dass sich der GeForce GTX 280 und der GTX 260 erst in hohen Auflösungen richtig wohlfühlen.

Ein Manko der neuen GeForce GTX-200-Familie ist die hohe elektrische Leistungsaufnahme. So gibt Nvidia für Grafikkarten mit dem GeForce GTX 280 einen Leistungsbedarf von 236 Watt und für Karten mit dem GeForce GTX 260 einen Wert von 182 Watt an. Dagegen „begnügen“ sich die GeForce-9800-GX2-Grafikkarten mit 197 Watt. Da verwundert es nicht, dass ein leistungsstarkes und aufwendiges aktives Lüftungssystem die Kühlung des GeForce 280 übernimmt und darauf lautstark aufmerksam macht.

Erste Grafikkarten mit dem GeForce GTX 280 gibt es ab sofort im Fachhandel. Der Preis liegt bei etwa 650 Euro. Die Karten mit dem GTX 260 – mit reduziertem Leistungsumfang des GeForce GTX 280 – kosten circa 250 Euro weniger und sollen ab 26. Juni 2008 verfügbar sein. Damit st der GeForce GTX 280 ein teurer Spaß. Bleibt jetzt abzuwarten, was ATI beziehungsweise AMD diesen neuen High-End-Grafikchips von Nvidia entgegensetzen kann. (hal)