PCI Express 2.0

Hohe PCIe-Geschwindigkeit für Grafikkarten nicht wichtig

Ob eine Grafikkarte per PCI Express x16, x8 oder x4 angebunden wird, ist eigentlich egal. Das fand Computerbase heraus, indem bei modernen Grafikkarten die Pins abgeklebt wurden, um sie künstlich in der Bandbreite zu beschränken.

Artikel veröffentlicht am 30. August 2011, 15:40 Uhr, Andreas Sebayang

Grafikkarten profitieren von 16 PCIe-Lanes kaum. (Bild: Nvidia)

Nur in wenigen Fällen profitiert eine Grafikkarte von einer PCIe-x16-Verbindung, das hat Wolfgang Andermahr von Computerbase in einem Grafikkartentest herausgefunden. Andermahr ist der Frage nachgegangen, wie schnell eine PCI-Express-2.0-Verbindung (PCIe) eigentlich für Grafikkarten sein muss. Da sich eine PCIe-Karte mit 16 Lanes meist nicht in einen PCIe-x1-Slot stecken lässt, musste sich Andermahr anderweitig behelfen: Er klebte die entsprechenden Pins einfach ab.

Die Ergebnisse überraschen: Zwischen dem Betrieb mit 16 und 8 Lanes gibt es fast keine Unterschiede. Nur ein bis zwei Prozent Unterschied sind es. "Gleichgültig, welcher 3D-Beschleuniger verwendet wird, ist PCIe 2.0 mit 8 Lanes, was identisch zu PCIe x16 der ersten Generation ist, nur messbar, aber nicht spürbar langsamer als die vollen 16 Lanes der zweiten Generation", schreibt Andermahr. Die Geschwindigkeitsverdoppelung pro Lane von PCIe 1.0 auf PCIe 2.0 war eigentlich noch nicht notwendig. Etwas deutlicher ist der Verlust erst bei der Nutzung von nur 4 Lanes, aber auch hier sind es nur 5 bis 7 Prozent.

Bei x1-Verbindungen hat Computerbase teils drastische Geschwindigkeitseinbußen feststellen können. Verglichen mit der vollen Verbindungsbreite mit 16 Lanes fallen aktuelle Grafikkarten um 20 bis 33 Prozent bei der Rechenleistung. Dabei profitieren insbesondere Nvidias Grafikkarten deutlicher von einer schnellen PCIe-Anbindung.

Im Crossfire-Betrieb auf zwei Slots sind die Unterschiede bereits bei breiteren Verbindungen deutlicher. PCIe x8/x8 ist der Einstellung x16/x4 vorzuziehen, da Erstere rund 7 Prozent schneller arbeitet. Außerdem gibt es einige Ausreißer bei den Benchmarks: Bei aktivem Antialiasing profitieren die Grafikkarten sehr viel deutlicher von einer hohen PCIe-Bandbreite. Die Unterschiede zwischen PCIe x8 und x16 sind bereits auffallend.

Andermahr folgert aus den Ergebnissen, dass PCIe-x16-Verbindungen gegenüber x8-Verbindungen nur dann deutlich mehr Leistung bieten, wenn der Grafikkarte der eigene Arbeitsspeicher ausgeht. Selbst bei Grafikkarten mit 1-GByte-Speicher soll das nur selten passieren. PCIe x16 hat aber auch keine Nachteile, so dass die Verbindung trotzdem vorzuziehen ist. Für die Zukunft bedeutet das allerdings, dass PCI Express 3.0 Schwierigkeiten haben wird, sich von der jetzt aktuellen Version 2.0 abzusetzen. Mit PCIe 3.0 ist abermals eine Verdoppelung der Geschwindigkeit angedacht. PCI Express 4.0 soll sogar 16 GBit/s pro Lane erreichen.

Aus den Ergebnissen des Computerbase-Tests lassen sich insbesondere für Notebookspieler interessante Fakten ableiten. Eine per externem PCIe-Kabel angebundene Grafikkarte ist nicht per se drastisch langsamer, wenn eine langsamere PCIe-Verbindung gewählt wird. Verschiedene Gruppen bieten längst solche Kabel an oder arbeiten daran. Fujitsu hatte schon vor zwei Jahren eine externe PCIe-Grafikkarte für Notebooks zur Marktreife gebracht. Damals als PCIe 2.0 x8.

Externe Thunderbolt-Grafikkarten würden mit ihrer 10-GBit/s-Anbindung rein rechnerisch zwischen einem PCIe-x1- und -x4-Slot liegen. Laut dem Computerbase-Test bricht eine PCIe-Grafikkarte erst bei einer x1-Verbindung ein. Eine Thunderbolt-Grafikkarte würde nicht so deutlich einbrechen, wenn die Übersetzung von PCIe auf Thunderbolt alias Intel Light Peak effizient arbeitete. Derartige Lösungen bietet Sony im neuen Vaio Z an. Hier wird allerdings ein proprietärer Stecker verwendet, der mit Thunderbolt nicht kompatibel ist. Zudem benutzt Sony den Begriff Thunderbolt nicht. Eine externe Thunderbolt-Grafikkarte plant Villagetronic.