Geforce 980 Ti im Test: Nvidias zweiter Titan-Killer kommt AMDs Fiji zuvor

Computex 2015

Rund 400 Euro günstiger, quasi genauso schnell und mit immer noch sehr viel Videospeicher: Nvidias Geforce GTX 980 Ti macht die teure Geforce GTX Titan X nahezu obsolet und setzt AMDs kommende Fiji- Grafikkarte unter Druck. Ein kleines Manko aber bleibt.

1. Juni 2015 um 00:00 Uhr / Marc Sauter

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Geforce GTX 980 Ti (Bild: Martin Wolf/Golem.de) — Geforce GTX 980 Ti Bild: Martin Wolf/Golem.de

Erst vor wenigen Tagen hat AMD per Youtube-Teaser(öffnet im neuen Fenster) die kommende Fiji-Grafikkarte mit High Bandwidth Memory und Wasserkühlung angekündigt, da veröffentlicht Nvidia die neue Geforce GTX 980 Ti. Diese Grafikkarte basiert auf dem gleichen Chip wie die extrem teure Geforce GTX Titan X , ist aber viel günstiger und kaum schlechter ausgestattet. Ähnlich ging Nvidia bereits 2013 mit der Geforce GTX 780 Ti vor, welche die erste Geforce GTX Titan in den meisten Benchmarks schlug und für viele die Spieler die bessere Wahl war.

Aus rein technischer Perspektive hat sich die Situation mit der neuen Titan- und Ti-Generation gedreht: Die erste Geforce GTX Titan nutzt nur einen teilaktivierten Grafikchip, die Geforce GTX 780 Ti hingegen den Vollausbau. Die Geforce GTX 980 Ti wiederum basiert auf einem beschnittenen Chip. Einzig die Geforce GTX Titan X nutzt alle verfügbaren Funktionseinheiten.

GeForce GTX 980 Ti Herstellervideo (00:50)

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Der GM200-Chip mit Maxwell-Architektur bietet sechs GPC (Graphics Processing Cluster), in deren Frontend beispielsweise Funktionen wie die Polymorph genannte Tessellation-Einheit steckt. Jedes GPC enthält bis zu vier SMMs (Shader Multiprocessors Maxwell), der Vollausbau also 24. Pro Block verbaut Nvidia 128 Shader-Rechenwerke und acht Texturier-Einheiten. Im Fall der Geforce GTX 980 Ti sind nur 22 der 24 SMMs aktiviert, die Geforce GTX Titan X bietet somit bei gleichem Takt neun Prozent mehr Einheiten.

Am Speichersystem hat Nvidia keine Änderungen vorgenommen: Ein Dutzend Speicherkanäle bilden das 384 Bit breite Interface, alle 96 Raster-Endstufen (ROPs) sind aktiv. Davon profitiert die Geforce GTX 980 Ti vor allem bei aktivierter Hardware-Kantenglättung, denn die reduzierte SMM-Anzahl und die Nummer der ROPs begrenzen die Pixelfüllrate. Der dem Speicherinterface vorgelagerte L2-Cache ist anders als bei der Geforce GTX 970 nicht beschnitten.

Bild 1/40: Core i7-5960X @ 3,6 GHz, 4 x 4 GByte DDR3-2400, Asus X99; Windows 8.1 Update x64, Catalyst 15.4 Beta, Geforce 352.90 Beta

Bild 23/40: Bei der Geforce GTX 980 Ti ist ein SMM-Block deaktiviert. (Bild: Nvidia)

Bild 24/40: Die Geforce GTX 980 Ti unterstützt Feature Level D3D12_1. (Bild: Nvidia)

Bild 31/40: Geforce GTX Titan X und Geforce 980 Ti (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Bild 35/40: Benchmark-Szene The Witcher 3 (Screenshot: Golem.de)

Bild 36/40: Benchmark-Szene Assassin's Creed Unity (Screenshot: Golem.de)

Bild 37/40: Benchmark-Szene Dragon Age Inquisition (Screenshot: Golem.de)

Bild 38/40: Benchmark-Szene GTA 5 (Screenshot: Golem.de)

Bild 39/40: Benchmark-Szene Project Cars (Screenshot: Golem.de)

Bild 40/40: Benchmark-Szene Ryse (Screenshot: Golem.de)

Abseits der verringerten SMM-Blöcke hat Nvidia den Speicherausbau der Geforce GTX 980 Ti verglichen mit der Geforce GTX Titan X halbiert. Statt 12 GByte GDDR5-Videospeicher sind 6 GByte verbaut. So viel vorweg: Ohne extrem hohe Auflösungen, spezielle Kantenglättungsmodi oder Textur-Mods profitiert die Geforce GTX Titan X nur höchst selten von dem doppelt so großen Speicher.

Die Geforce GTX 980 Ti mag zwar in Teilbereichen beschnitten sein, diese Einschränkung aber bevorteilt die Grafikkarte anderweitig, denn Funktionseinheiten sind nicht alles – der Takt spielt ebenfalls eine Rolle.

Ti-Boost schlägt Titan-Turbo

Auf dem Papier takten die Geforce GTX 980 Ti und die Geforce GTX Titan X identisch: Der Speichertakt liegt bei 3.505 MHz (7 Gbit/s), der Grafikchip taktet mit 1 GHz. Das ist jedoch nur der Basistakt, die minimale Boost-Frequenz beträgt Nvidia zufolge 1.067 MHz bei beiden Karten.

Die thermische Verlustleistung der zwei Geforce-Modelle beschränkt Nvidia auf 250 Watt, die Kühlung ist so eingestellt, dass 83° C die Obergrenze darstellen. Die Karten unterscheiden sich daher akustisch kaum: Im Leerlauf sind sie leise, unter Last deutlich hörbar bis störend laut.

Aufgrund der 250-Watt-Beschränkung hat die Geforce GTX 980 Ti durch den einen abgeschalteten SMM-Block ein bisschen mehr Taktspielraum. Im Mittel läuft unser Exemplar mit einer GPU-Frequenz von 1.177 MHz, die gemessene Spanne reicht von 1.114 bis 1.202 MHz in der Spitze. Die Geforce GTX Titan X hingegen taktet praktisch nie höher als mit 1.126 MHz, teils sinkt die Frequenz aber auf 1.088 oder 1.067 MHz.

Unterm Strich bedeutet das: Die Geforce GTX Titan X bietet neun Prozent mehr Funktionseinheiten, die Geforce GTX 980 Ti taktet im Mittel jedoch etwa fünf Prozent höher. Wann welche Frequenz anliegt, hängt jedoch nicht nur von der Temperatur ab, sondern auch von der Auslastung der Karte. Je nach Spielszene und Einstellungen steigt und sinkt der Takt, prinzipiell aber gilt: Je höher die Auflösung oder die Supersampling-Stufe, desto geringer die Frequenz.

Um herauszufinden, wie sich die Geforce GTX 980 Ti im Vergleich zu anderen Grafikkarten einordnet, stand uns einzig das Referenz-Design zur Verfügung. Nvidia gestattet es seinen Partnern jedoch, eigene Platinen und Kühler zu verbauen und das Power Limit nach oben zu setzen. In den kommenden Wochen dürften daher mehrere Custom-Designs der Geforce GTX 980 Ti erhältlich sein, die eine höhere Geschwindigkeit erreichen.

Geforce GTX Modelle im Überblick
	Geforce GTX Titan X	Geforce GTX 980 Ti	Geforce GTX 980	Geforce GTX 780 Ti
Architektur (Chip)	Maxwell (GM200)	Maxwell (GM200)	Maxwell (GM204)	Kepler (GK110)
GPCs / SMs	6 / 24	6 / 22	4 / 16	5 / 15
Shader-ALUs	3.072	2.816	2.048	2.880
Texturier-Einheiten	192	176	128	240
Raster-Endstufen	96	96	64	48
GPU-Takt (Boost)	1.000 (1.075) MHz	1.000 (1.075) MHz	1.126 (1.216) MHz	876 (928) MHz
Speicher-Interface	384 Bit	384 Bit	256 Bit	384 Bit
Speichertakt	3,5 GHz GDDR5	3,5 GHz GDDR5	3,5 GHz GDDR5	3,5 GHz GDDR5
Speichermenge	12 GByte	6 GByte	4 GByte	3 GByte
Thermische Verlustleistung	250 Watt	250 Watt	165 Watt	250 Watt

Für unsere Tests nutzen wir eine Geforce GTX 980 Hall of Fame in der schwarzen 8-Pack-Edition(öffnet im neuen Fenster) , die uns Caseking(öffnet im neuen Fenster) freundlicherweise kurzfristig ausgeliehen hat – danke an dieser Stelle. Die KFA2-Karte taktet ihren GM204-Chip mit mindestens 1.304 MHz. Der von Nvidia angegebene minimale Turbo einer Referenzkarte der Geforce GTX 980 beträgt 1.216 MHz, weshalb wir das HoF-Modell auf 1.240 MHz beschränkt haben.

Als weiteres Modell verwenden wir eine Asus Geforce GTX 780 Ti mit einem auf 954 bis 1.014 MHz begrenzten Boost-Takt. Die Nvidia-Vorgabe sind mindestens 928 MHz. AMDs Radeon R9 290X ist in Form einer Sapphire Tri-X vertreten, deren Hawaii-GPU mit konstant 1.040 MHz taktet – das Referenzmodell erreicht im sehr lauten Uber-Modus mit Mühe 1 GHz.

Testsystem und Verfahren

Unser Testsystem, scherzhaft Golems Zauberwürfel genannt, basiert auf einem Core i7-5960X mit 16 GByte DDR4-2400-Arbeitsspeicher. Das Betriebssystem ist Windows 8.1 Update x64, jegliche Software und alle Spiele sind auf SSDs installiert. Für Nvidias Geforce-Grafikkarten verwenden wir den Geforce-Treiber 352.90 Beta, bei AMDs Radeon R9 290X den Catalyst 15.4 Beta – der neuere Catalyst 15.5 Beta erschien erst vergangenen Freitag und damit zu spät, um die Karte komplett damit zu testen; wir befinden uns mittlerweile in Taipeh.

Unserem Kurztest zufolge beschleunigt der Catalyst 15.5 Beta die Radeon R9 290X ohnehin nur in Project Cars, andere Titel unseres Parcours profitieren nicht von dem neuen Treiber. Ein Wort noch zu den Grafikeinstellungen: In Auflösungen wie 1.920 x 1.080 Pixeln werden aktuelle High-End-Karten durch den Prozessor gebremst, erst mit 2.560 x 1.440 oder besser gleich 3.840 x 2.160 Bildpunkten können sie ihre volle Leistung entfalten.

Testplattform für Grafikkarten von Golem.de (01:27)

Ein UHD-Monitor ist für solche Einstellungen nicht notwendig, da AMD und Nvidia im Treiber eine Downsampling-Option anbieten. Einzige Einschränkung: Radeon-Karten abseits der R9 285 unterstützen derzeit maximal 3.200 x 1.800 Pixel per Virtual Super Resolution. Für 4K mit einer Radeon R9 290X ist vorerst noch ein 4K-Display notwendig. Um in dieser Auflösung spielbare Bildraten zu erreichen, verzichten wir auf Hardware-Glättung wie SSAA oder MSAA und nutzen bis auf eine Ausnahme Post-Processing-Effekte wie FXAA, SMAA oder Temporal-AA.

Obendrein verzichten wir auf herstellereigene Implementierungen wie HBAO+ oder HDAO bei der Umgebungslichtverdeckung, auf Nvidias Gameworks-Effekte wie Hairworks und auf spezielle weiche Schatten wie AMDs Contact Hardening Shadows oder Nvidias Percentage Closer Soft Shadows. Im Treiber ist die anisotrope Filterung auf hohe Qualität ohne Optimierungen eingestellt, um eine angemessene und vergleichbare Bildqualität zu erreichen.

Alle Grafikkarten werden im jeweiligen Spiel vorgeheizt, bis sie die maximale Temperatur erreichen, die der Kühler zulässt. Im Fall der Geforce GTX 980 Ti sind das 83° C, der Aufheizvorgang dauert einige Minuten und wird per On-Screen-Display des MSI Afterburners protokolliert.

Sehen wir uns die Geschwindigkeit und die Leistungsaufnahme der Geforce GTX 980 Ti an.

Die Titan X bleibt Benchmark-Sieger

In Assassin's Creed Unity mit überarbeiteter Anvil-Next-Engine liefert die Geforce GTX 980 Ti in der UHD-Auflösung rund 31 Bilder pro Sekunde ab, die Geforce GTX Titan X rund 33 fps. Verglichen mit dem Vorgänger, der Geforce GTX 780 Ti, kann sich die neue Ti-Karte um etwas über 50 Prozent absetzen. Je geringer die Auflösung, desto stärker bremst der Prozessor und der Abstand verringert sich – ein solches Verhalten zeigen fast alle von uns getesteten Spiele.

Dragon Age Inquisiton läuft mit maximalen Details in UHD ähnlich wie Assassin's Creed Unity. Die Geforce GTX Titan X schiebt sich mit größerem Abstand an die Spitze. Die Frostbite-Engine scheint die Karten besser auszulasten, im Rollenspiel liegen bei beiden GM200-Karten die niedrigsten Boost-Frequenzen an, und die Titan profitiert von ihrem zusätzlichen Shader-Block.

In Grand Theft Auto 5 beträgt der Vorsprung der neuen zur alten Ti nur etwa 35 Prozent. Rockstars Epos ist das einzige Spiel, bei dem die Radeon R9 290X die niedrigste Bildrate liefert. Trotz der bisher schlechten Treiber-Situation bei AMD haben wir Project Cars mitgetestet, wenngleich noch mit dem Catalyst 15.4 Beta. Der neuere Catalyst 15.5 Beta bringt bis zu 25 Prozent mehr . Selbst mit altem Treiber ist die Radeon R9 290X in 4K schneller als die Geforce GTX 980, die neue Ti ist knapp ein Drittel flotter als die vorherige Ti.

Wie erwartet fallen die Werte in Ryse aus: Der Cryengine-Titel sieht die Geforce GTX 980 Ti fast 40 Prozent vor der Geforce GTX 780 Ti, die Geforce GTX Titan X ist erneut nur wenige Prozentpunkte schneller. In The Witcher 3 überrascht die Radeon R9 290X mit einem Zwölf-Prozent-Abstand zur Geforce GTX 980, die große Ti-Schwester nimmt gerade so die 30-fps-Hürde. Mit Hairworks ist die Differenz der beiden Ti-Modelle übrigens größer, da CD Projekt Red einen übertrieben hohen Tessellation-Unterteilungsfaktor von 64x nutzt.

Die größten Unterschiede zeigt der Luxmark: Die Radeon ist viel schneller als alle anderen Karten, die Geforce GTX 980 Ti erreicht im OpenCL-Benchmark die doppelte Geschwindigkeit der Geforce GTX 780 Ti. Die neue Maxwell-Architektur ist bei Compute-Aufgaben deutlich besser als Kepler, zumindest wenn es sich um einfache Genauigkeit handelt. Bei Double Precision schlägt der GK110- den GM200-Chip deutlich (1:4- statt 1:32-Verhältnis).

Bei der Leistungsaufnahme, egal ob Compute oder Spiele, liegen die Geforce GTX 980 Ti und die Geforce GTX Titan X nahezu gleichauf, da Nvidia die TDP bei 250 Watt abriegelt. Beide Karten benötigen deutlich mehr Energie als die langsamere Geforce GTX 980, aber weniger als AMDs Radeon R9 290X. Wer möchte, kann das Power Limit der Geforce GTX 980 Ti wie bei der Titan auf 275 Watt und 93 Grad Celsius erhöhen, der Boost liegt dann bei über 1,3 statt bei rund 1,1 GHz.

Kommen wir zum Fazit.

Verfügbarkeit und Fazit

Nvidias unverbindliche Preisempfehlung für die Geforce GTX 980 Ti liegt bei 650 US-Dollar ohne Steuern, in Deutschland kostet die Grafikkarte somit 740 Euro. Der Listenpreis mit Steuer sinkt bei der Geforce GTX 980 ohne Ti von 540 auf 500 Euro, die Geforce GTX Titan X kostet weiterhin offiziell 1.150 Euro. Die neue Geforce GTX 980 Ti ist ab sofort erhältlich.

Fazit

Die Geforce GTX 980 Ti ist die deutlich günstigere Alternative zur Geforce GTX Titan X: Letztere bietet zwar ein paar Shader-Rechenwerke mehr, der Boost-Takt liegt aber im Mittel etwas unterhalb des Ti-Modells. Beide Karten liefern in den meisten Spielen in der 4K-Auflösung rund 30 Bilder pro Sekunde – selbst bei sehr hohen Details. Bei der Lautstärke und der Leistungsaufnahme unterscheiden sich beide Geforce-Modelle praktisch nicht.

Für die Ti-Version spricht jedoch die Freigabe seitens Nvidia, die Partner dürfen nicht nur andere Luft- oder Wasser-Kühler, sondern auch eigene Platinen nutzen. Erste Designs der AIBs sehen deutlich über 1,3 statt um die 1,1 GHz GPU-Boost vor.

Bei der ersten Titan und der Titan Black war die viel höhere Double-Precision-Geschwindigkeit ein Punkt, den die Geforce GTX 780 Ti nicht bieten konnte. Dieser Unterschied ist bei der Titan X und der Geforce GTX 980 Ti aber nicht mehr gegeben, da beide den Feature Level D3D12_1 unterstützenden GM200 nutzen. Bleibt als einziges Argument für die Titan X deren Speicherausbau.

Auf Anhieb fällt uns nur Shadow of Mordor ein, das auf 4-GBye-Karten stottert und auf einer Geforce GTX Titan X mehr als 6 GByte nutzt. Auf der Geforce GTX 980 Ti füllt das Spiel den Videospeicher komplett und Ruckler treten auf. Verglichen mit AMDs kommender Fiji-Karte könnten 6 GByte dennoch ein Vorteil sein: Die neue Radeon erscheint erst Mitte Juni und bietet schnellen High Bandwidth Memory – aber nur 4 GByte Videospeicher. Angesichts von Leistung und Preis der Geforce GTX 980 Ti dürfte es Fiji schwer haben.

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