Nvidia-Grafikkarten: Energieeffiziente GTX 980 und 970 mit Auto-Downsampling

Die ersten großen Maxwell-GPUs für Desktop-PCs sind da. Nvidia erreicht mit nur zwei 6-poligen Stromanschlüssen mehr Leistung als bei der Geforce GTX 780 Ti oder der Radeon R9 290X. Zudem gibt es neue Filterfunktionen und Downsampling per Knopfdruck.

19. September 2014 um 04:30 Uhr / Nico Ernst

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Die Maxwell-GPU macht GTX 980 und 970 sehr effizient (Bild: Nvidia) — Die Maxwell-GPU macht GTX 980 und 970 sehr effizient Bild: Nvidia

Im Rahmen des weltweiten Festivals Game24(öffnet im neuen Fenster) , das an verschiedenen Standorten gleichzeitig stattfindet, hat Nvidia seine neuen Grafikkarten Geforce GTX 980 und 970 vorgestellt. Beide basieren auf der neuen GPU mit dem Codenamen GM204, die aus 5,2 Milliarden Transistoren besteht. Der GM204 arbeitet mit der Maxwell-Architektur, die Golem.de bereits ausführlich vorgestellt hat .

Bild 1/25: Downsampling auf Knopfdruck in Geforce Experience. (Folien: Nvidia)

Bild 6/25: Dynamische Kompression von Farbinformation. (Folien: Nvidia)

Bild 11/25: 2048 Rechenwerke und trotzdem nur 165 Watt. (Folien: Nvidia)

Bild 13/25: Äusserlich hat sich seit der GTX 680 kaum etwas verändert. (Bild: Nvidia)

Bild 14/25: Rückseite jetzt mit Backplate (Bild: Nvidia)

Bild 15/25: Die Platine der GTX 980. (Bild: Nvidia)

Bild 16/25: Dreimal DP, einmal DVI und das neue HDMI 2.0. (Bild: Nvidia)

Bild 18/25: Das selbe Bild in FullHD ohne...(Folien: Nvidia)

Bild 19/25: ... und mit Downsampling, das Nvidia DSR nennt. (Folien: Nvidia)

Bild 21/25: So funktioniert MFAA. (Folien: Nvidia)

Bild 22/25: Die Ergebnisse sollen MSAA gleichen. (Folien: Nvidia)

Bild 23/25: Die GTX 980 hängt alle anderen Single-GPU-Karten ab... (Grafik und Messungen: PCGH)

Bild 24/25: ... und das auch in 4K, selbst... (Grafik und Messungen: PCGH)

Bild 25/25: ... Tomb Raider ist nun keine Domäne von AMD mehr. (Grafik und Messungen: PCGH)

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Die ersten Maxwell-Grafikkarten erschienen als GTX 750 und 750Ti mit nur maximal 640 Rechenwerken, die bei Nvidia Cuda-Cores genannt werden. Bei der GTX 980 sind aber 2.048 dieser ALUs vorhanden, bei der GTX 970 noch 1.664. Zusammen mit Basistakten, die bei der 980 bei 1.126 MHz liegen und bei der 970 noch bei 1.050 MHz - so hoch ist nicht einmal der nominale Boost-Takt einer Radeon R9 290X im Uber-Modus - sind die neuen Nvidia-Grafikkarten schneller als ihre Vorgänger und die Konkurrenz.

Das allein ist aber nicht der Grund, warum Nvidia mit der gleichen Architektur im Namensschema gleich den Sprung von der Serie 700 zu 900 vollzieht. Vielmehr sollen nach Angaben des Unternehmens Verwechslungen mit den Notebook-Maxwells vermieden werden, denn diese sind ebenfalls schon erhältlich.

Als ein Neuanfang kann auch gewertet werden, dass die schnellsten Single-GPU-Grafikkarten von Nvidia diesmal deutlich weniger Energie benötigen als die vergangenen Modelle. Beide Karten sind mit je zwei 6-poligen PCIe-Buchsen versehen, dürfen also im Rahmen der Spezifikationen maximal 225 Watt Leistung aufnehmen. Nvidia bleibt weit darunter: Die TDP-Angaben für 980 und 970 liegen bei 165 und 145 Watt. Tests unserer Kollegen von PC Games Hardware zeigen(öffnet im neuen Fenster) , dass sich die Grafikkarten auch im Bereich dieser Werte bewegen. Die Problematik der in jedem PC anderen Turbos bleibt aber bestehen.

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Zwar wird auch der GM204 noch mit 28 Nanometern Strukturbreite hergestellt, hier steckt Nvidia in derselben durch TSMC aufgestellten Falle wie AMD . Die Geforce-Macher haben ihre Architektur jedoch so weit optimiert, dass die Rechenwerke durch Neugruppierung und größere Caches viel effizienter arbeiten. Nvidia gibt eine Leistungssteigerung pro ALU von 40 Prozent an, dazu kommt noch eine Kompression der Bilddaten im Grafikspeicher, was die Bandbreite erhöht.

Ähnliches verwendet auch AMD bei seinen Tonga-GPUs , die ebenfalls auf Effizienz getrimmt sind. An anderer Stelle funktioniert der wohl ungewollte Technologietransfer auch: Wie die Radeon R9 290(X) des vergangenen Jahres sind auch die GTX 980 und 970 nun mit 4 GByte GDDR5-Speicher ausgestattet. Ein Novum an PC-Grafikkarten ist der Port für HDMI 2.0, den beide Karten besitzen.

Anti-Aliasing zwischen Einzelbildern und Downsampling

Mit den großen Maxwell-Grafikkarten führt Nvidia zwei wesentliche neue Filtertechniken ein, welche die Bildqualität in Spielen steigern sollen. Die erste heißt Multi-Frame Sampled AA oder kurz MFAA. Dieses Verfahren soll fast die gleichen Ergebnisse wie vierfaches Multi-Sample-Anti-Aliasing (MSAA) erreichen, aber viel schneller sein.

Dafür werten die Nvidia-Treiber die Unterschiede zwischen zwei Bildern aus. Das geschieht noch vor der Ausgabe, da die Grafikkarte mehrere Frames vorausberechnen kann. Mikroruckler oder ähnliche Effekte sollen dabei nicht entstehen, sie fielen in den Vorführungen von MFAA bisher auch nicht auf. Der neue Filter ist aber noch nicht in den neuen Geforce-Treibern zum Marktstart der 980 und 970 enthalten, Nvidia will ihn bald nachreichen. Diesen beiden Grafikkarten bleibt MFAA laut Aussagen des Chipherstellers bis auf weiteres auch vorbehalten.

Das ist bei der zweiten Qualitätsverbesserung anders, sie heißt Dynamic Super Resolution und bedeutet: Nvidia unterstützt nun offiziell auch die Technik des Downsamplings , die enorme Detailsteigerungen und Kantenglättungen auf Kosten der Bilder pro Sekunde bringt. Bisher ist Downsampling eine Sache für Technikfans, die sich lange damit auseinandersetzen wollen. Auch in den Nvidia-Treibern müssen dafür viele Einstellungen von Hand vorgenommen werden - wie das geht, hat Golem.de kürzlich in einer ausführlichen Anleitung beschrieben.

Nvidia hat Downsampling alias DSR aber immerhin mit 4K-Auflösungen, die intern berechnet und als FullHD ausgegeben werden, in seine Geforce Experience integriert. Dieses Programm kann auf Wunsch mit den Treibern installiert werden und enthält Profile für die Optimierung der Einstellungen von Spielen. Da sich Downsampling bei jedem Spiel anders verhalten kann, hat Nvidia die Titel offenbar auf ihre Eignung getestet. Das Downsampling kann in der Experience mit einem Klick aktiviert werden - eine große Erleichterung gegenüber dem langen Ausprobieren bisher. Eine Liste der Spiele, die DSR unterstützen, gibt es allerdings noch nicht.

Ebenso gibt Nvidia bisher nicht an, welche Grafikkarten DSR unterstützen werden. Wie das Unternehmen Golem.de sagte, ist die Technik aber nicht exklusiv für GTX 980 und 970 vorgesehen, erst die kommenden Geforce-Treiber werden zeigen, mit welchen GPUs DSR noch funktioniert. Technisch spricht nichts dagegen, die Funktion mindestens bis zur Serie 500 anzubieten, bereits mit der Serie 400 klappt Downsampling. Diese GPUs sind für aktuelle Spiele in hohen Auflösungen aber inzwischen zu langsam.

Die Geforce GTX 980 und GTX 970 sollen ab 19. September 2014 bei Onlineversendern erhältlich sein. Nvidias Preisempfehlungen inklusive deutscher Mehrwertsteuer betragen für die 980 rund 538 Euro, die 970 soll rund 321 Euro kosten. Angesichts der Preise für die Hardware und die gute Effizienz bleiben AMD da wohl nur Preissenkungen. Zudem ist zu erwarten, dass Nvidia mit einem größeren - oder voll aktivierten - Maxwell-Chip noch eine Grafikkarte mit je einer 8- und 6-Pin-Buchse auf den Markt bringt. Diese könnte dann wohl GTX 990 heißen. Dazu äußerte sich das Unternehmen bisher aber nicht.

Nachtrag vom 1. Februar 2015, 21:56 Uhr

Nvidia hat die Spezifikationen der Geforce GTX 970 korrigiert , diese bietet weniger Raster-Endstunden und L2-Cache als bisher angegeben. Der beschnittene Puffer führt zu Rucklern, wenn die letzten 512 MByte der 4.096 MByte Videospeicher von einem Spiel belegt werden.

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Nachtrag vom 1. Februar 2015, 21:56 Uhr

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