Original-URL des Artikels: https://www.golem.de/1103/82289.html    Veröffentlicht: 24.03.2011 14:01    Kurz-URL: https://glm.io/82289

Geforce GTX 590 im Test

Nvidias Doppel-GPU ist leiser, aber nicht immer schneller

Nicht nur die schnellste, sondern die beste Grafikkarte der Welt will Nvidia mit der GTX 590 anbieten. Das ist nur teilweise gelungen: Sie ist sparsamer und leiser als AMDs Radeon HD 6990, aber nicht immer schneller.

Alle Jahre wieder, wenn AMD gerade die schnellste Grafikkarte der Welt auf den Markt gebracht hat, baut Nvidia ein Gegenstück. Das setzt dann, wie bei AMD üblich, auf zwei GPUs auf einer Karte und schlägt den Konkurrenten knapp - wie zuletzt Anfang 2009 die GTX-295. Im ständigen Portfolio sind Grafikkarten mit zwei Prozessoren bei Nvidia nicht vorgesehen.

Heute, im Jahr 2011, ist der Sieg auch durch massiven technischen Aufwand für Nvidia aber nicht mehr so einfach zu holen. AMD hat mit der Radeon HD 6990 als erstes Referenzdesign eines GPU-Herstellers die Spezifikationen für PCI-Express-Karten verletzt. Zwei 8-polige Stromports pumpen bis zu 500 Watt in die Karte, 300 sind das Maximum, das die Normen hergeben. In der Werkeinstellung gibt AMD für die 6990 375 Watt an - die Grenze dessen, was für die Stromversorgungen spezifiziert ist.

Also muss sich auch Nvidia auf diesen schmalen Grat begeben: Die Geforce GTX 590 besitzt ebenfalls zwei 8-polige Buchsen für PCIe-Versorgungen. Das Unternehmen gibt zwischen 365 und 450 Watt für die Leistungsaufnahme an. Die Fermi-GPUs von Nvidia sind jedoch stets stromhungriger als die Cayman-Designs von AMD. Das gilt auch für den aktuellen Chip GF110, der mit der GTX 580 eingeführt wurde. Er ist zwar sparsamer als die Fermis der Serie GTX 400, schon die GTX 580 gibt Nvidia aber mit 244 Watt an - was weit über 500 Watt für zwei der GPUs wären. In der Praxis kann eine GTX 580 aber auch um 300 Watt aufnehmen.

Nvidias Spielraum ist also wesentlich kleiner als der von AMD, so dass die Herausforderung einer Dual-GPU-Karte mit zwei GF110 sehr groß ist. Wir testen im Folgenden ein von Asus gestelltes Modell der GTX 590 im Referenzdesign von Nvidia mit dem Betatreiber 267.71 von Nvidia. Der Schwerpunkt ist dabei vergleichbar mit der Radeon 6990 - ohne diese gäbe es auch keine GTX 590.

Zentraler Lüfter und stark reduzierte Takte

Nvidia hat sich entschieden, auf der GTX 590 zwei voll ausgestattete GF110-GPUs zu verbauen. Jeder der Grafikprozessoren verfügt also über 512 Rechenwerke, 64 Texturierungseinheiten und 48 Rasterwerke. Die Architektur der GPUs entspricht damit der GTX 580.

Während deren einzelner GF110 aber mit 772 MHz arbeiten kann und die Rechenwerke wie bei Nvidia üblich doppelt so hoch getaktet sind, müssen die GF110 auf der GTX 590 mit 607 MHz auskommen. Das entspricht einem um 21 Prozent verringerten Takt. Damit sind es die langsamsten GF110, die Nvidia herstellt, selbst die GTX 570 arbeitet noch mit 732 MHz. Die kleineren GF114 der GTX 560 und GF116 der GTX 550 Ti kommen auf 820 und 900 MHz.

Auch der Speicher von 1,5 GByte je GPU ist mit 855 MHz bei der GTX 590 um knapp 15 Prozent geringer getaktet als die 1.002 MHz bei der GTX 580. Wie bei der Single-GPU-Karte ist er aber über einen 384-Bit-Bus genauso breit angebunden. Nvidia musste also in den Bereichen, welche die Leistungsaufnahme nach oben treiben, massiv eingreifen, um zwei GF110 auf einer Platine lauffähig zu machen.

Die Konstruktion der Grafikkarte entspricht dem, was erst Drittanbieter wie Asus und Gigabyte und dann auch AMD als Chiphersteller vorgemacht haben: Die beiden GPUs sitzen an den Enden des Boards und werden von einem zentralen Lüfter gekühlt. Dieser wirkt auf zwei Kühlkörper, die mit einer Verdampfungskammer (vapor chamber) versehen sind. Anders als AMD weist Nvidia nicht darauf hin, dass die Wärmeleitpads bei Demontage der Karte zerstört werden könnten.

Auch die 28 Zentimeter Länge der GTX 590 - zwei Zentimeter weniger als bei der Radeon 6990 - weisen darauf hin, dass Nvidia sein Kühlsystem kleiner ausgelegt hat. Mit 1.048 Gramm ist die GTX 590 auch rund 150 Gramm leichter als eine Radeon 6990. Beide Karten passen dennoch nur in sehr tiefe und gut belüftete Gehäuse. Neben den Stromports gibt es ein beleuchtetes Geforce-Logo, so dass die teure Karte in Fenstergehäusen auch auffällt. Zwei der GTX 590 lassen sich als Quad-SLI koppeln, zwischen beiden Karten soll laut Nvidia mindestens ein Slot freibleiben.

Testsystem und Verfahren

Als Antrieb für die Grafikkarten kommt unsere Testplattform für Grafikkarten zum Einsatz. Als Mainboard dient das Asus P6T Deluxe 1.0 mit X58-Chipsatz und einem Core i7 975 mit 3,33 GHz nominalem Takt. 6 GByte DDR3-1.333-Speicher von Corsair werden von Windows 7 Ultimate in der 64-Bit-Version voll genutzt. Die Timings für das RAM liegen bei 8-8-8-24.

Das Netzteil, ein Dark Power Pro von BeQuiet mit 850 Watt Nennleistung, blieb auch für die GTX 590 unverändert, es ist mit Zertifizierung nach 80+ recht effektiv - kleinere Netzteile können jedoch auch insgesamt geringere Leistungsaufnahmen ergeben. Intels SSD-X25 lieferte die Daten, eine Barracuda ES.2 von Seagate diente für Patches und Images.

Die Spieletests führen wir in der praxisnahen Einstellung mit achtfacher anisotroper Filterung und vierfachem Antialiasing durch. Höhere Einstellungen bringen beim Spielen auf hochauflösenden Monitoren mit 24, 27 oder 30 Zoll nur geringe Verbesserungen der Bildqualität. Einige synthetische Benchmarks wie "Heaven" geben ein Abschalten des Antialiasing vor, da sonst die Werte noch niedriger werden. Wir haben deshalb diese Einstellung beibehalten.

Um die Grafikkarten zu fordern, wird der Lasttest mit 3DMark Vantage bei 16xAF und 8xAA durchgeführt (Voreinstellung "Extreme"), das Warten auf den Bildaufbau (VSync) ist bei allen Tests per Treiber ausgeschaltet. Die Einstellungen für die Filterfunktionen finden sich auch stets in den Bildunterschriften der Diagramme.

Wir unterscheiden bei den Diagrammen nach Programmen für DirectX-10 und solchen für DirectX-11. Bei den Spielen mit DirectX-11-Funktionen werden nur die Grafikkarten getestet, die diese Schnittstelle auch unterstützen.



Synthetische Benchmarks und Tessellation

Der synthetische Test von 3DMark Vantage - wir bewerten den GPU-Score - arbeitet mit fast allen Effekten von DirectX-10. Da sich die Grafikroutinen des Programms seit Erscheinen nicht verändert haben, kann hier mit Treiberoptimierungen herumgespielt werden, was aber beide Hersteller beherrschen. Knapp vier Prozent liegt die GTX 590 hier hinter der 6990 - 3DMark Vantage war offenbar noch nicht Hauptziel der Optimierungen.

Der neue 3DMark 11 arbeitet mit DirectX-11, aufgrund des kurzen Testzeitraums konnten nur die neuen Karten damit vermessen werden. Die Skalierung der 6990 ist hier mit über 70 Prozent viel besser als beim älteren 3DMark - hier hat AMD also schon kräftig optimiert. Und Nvidia anscheinend nicht: Die GTX 590 fällt weiter zurück, was ihren reduzierten Takten geschuldet sein muss. Screenshots der Einzelergebnisse der 3DMarks finden sich in der Bildergalerie.

Seit seinem Erscheinen ist Heaven von Unigine das Aushängeschild für die DirectX-11-Funktion der Tessellation. Nvidia hatte vor dem Marktstart der GTX 480 stets betont, AMD in diesem Punkt überlegen zu sein. Seit Heaven 2.0, den wir für bessere Vergleichbarkeit noch verwenden, kann der Grad der Tessellation bestimmt werden, auch wenn die Einstellung "Extreme" dutzendfache Unterteilungen vornimmt, die bisher kein Spiel verwendet.

Die verbesserten Tessellatoren der Serie Radeon 6900 wirken sich deutlich aus, ebenso wie die höhere Geometrieleistung - sie liegt ohne Tessellation fast auf dem Niveau der GTX 580. Diese bricht aber bei aktivierter Unterteilung bei weitem nicht so stark ein. Die 20 Prozent langsameren GPUs der GTX 590 lassen sie mit extremer Tessellation kaum schneller als die 580 werden. Heaven ist im Übrigen kein rein theoretischer Benchmark, Unigine zufolge befinden sich über 20 Spiele mit dieser Engine in der Entwicklung.



DirectX-10: Crysis und Far Cry 2

Zwei der grafisch eindrucksvollsten Shooter aus der DirectX-10-Ära müssen zeigen, was sie mit modernen Grafikarchitekturen zu leisten imstande sind. Der Benchmark-Klassiker Crysis, für den bei vollem Detailgrad zum Erscheinungstermin zwei GPUs verwendet werden mussten, skaliert noch immer nicht ideal mit mehr Grafikleistung. So kann auch die 6990 hier nur wenig von der zweiten GPU profitieren, die GTX 590 dagegen mehr. Crysis war aber schon immer eher auf Nvidia-Karten ausgelegt.

Das gilt auch für das soeben erschienene Crysis 2. Es war in ersten unbewerteten Tests auf der GTX 590 schneller als auf der Radeon 6990. Auf der AMD-Karte zeigte sich jedoch ein so starkes Flimmern des gesamten Bildes, dass wir auf einen Bug im Patch 1.1.0.0 oder einen Defekt der Karte tippen. Dieses Problem wird derzeit mit AMD geklärt.

Far Cry 2 kann wesentlich besser mit mehr GPU-Power umgehen. Das Spiel ist sogar so schnell, dass bereits Karten der Mittelklasse für hohe Auflösungen mit Filterfunktionen ausreichen. Die Serie 6900 ist mit diesem Spiel deutlich schneller geworden, dennoch harmoniert es immer noch besser mit Nvidia-Karten. Bei rund 140 Bildern pro Sekunde wird Far Cry 2 aber nicht mehr wesentlich schneller, so dass die Benchmarks fast unabhängig von der Auflösung sind. Die GTX 590 trägt hier dennoch klar den Sieg davon, das Spiel bricht auch bei höheren Auflösungen nicht mehr so stark ein wie mit der einen GPU einer GTX 580.



DirectX-10: Call of Duty MW 2 und Anno 1404

Zwei aktuellere Titel mit DirectX-10 dienen dem Vergleich der Leistung bei 1.920 x 1.200 Pixeln, also auf den inzwischen sehr günstig gewordenen 24-Zoll-Monitoren. Bei Call of Duty verwenden wir dafür eine Sequenz am Anfang der Mission "Teamspieler", die hohe Bildraten liefert - diese können sich im weiteren Verlauf des Spiels aber auch halbieren.

Auch dafür sind die getesteten Grafikkarten aber schnell genug; wie viele "The way it's meant to be played"-Spiele ist auch Call of Duty MW2 auf Nvidia-Karten viel schneller als auf AMD-Geräten. Das gilt insbesondere für die GTX 590, die hier die 6990 klar hinter sich lässt. Der Vorteil gegenüber einer GPU fällt jedoch gering aus, und auch Mittelklassekarten reichen für den Shooter völlig aus.

Umgekehrt ist die Leistung bei Anno 1404. Das Spiel, das bei Veröffentlichung auf AMD-Karten schwere Bildfehler produzierte, ist inzwischen auf diesen Geräten schneller als bei Nvidia-Karten - auch als die 590. Da dieser Titel aber insgesamt nicht sehr fordernd für die Grafikkarte ist, reichen auch günstige Modelle. Die GTX 590 ist durch ihren niedrigeren Takt sogar langsamer als eine 580.



DirectX-11: Stalker - Call of Pripyat und Dirt 2

In der Einstellung "Ultra" ist das dritte Stalker-Spiel - das an den ersten Teil anschließt - eine moderne Grafikdemo im typischen Stil der russischen Entwickler. Als einer der ersten DirectX-11-Titel wurde das Programm auf AMD-Grafikkarten entwickelt, was der Chiphersteller inzwischen auch bestätigt hat.

Das zeigt sich deutlich: Das Spiel ist auf der 5870 etwas schneller als mit der GTX 480, die 580 gewinnt aber auch hier. Wie schwer es mit der eigenwilligen Engine von Stalker ist, mehrere GPUs anzusprechen, zeigt das Drittel an Mehrleistung, das die zweite GPU der 5970 bringt. Immerhin 40 Prozent mehr durch den zweiten Grafikchip sind es bei der 6990, deren Treiber offenbar schon besser optimiert sind. Ein ähnliches Bild ergibt sich bei der GTX 580, die hier knapp die schnellste Karte ist und in diesem Test gut von der zweiten GPU profitieren kann.

Dirt 2, eines der immer noch am besten aussehenden Rennspiele, skaliert sehr gut mit Grafikleistung. Die Entwickler nutzten dafür mit DirectX-11 unter anderem Physik, Partikelsysteme und Tessellation für Wasser und Zuschauer. Die Leistung der beiden Dual-GPU-Kontrahenten ist so hoch, dass das Spiel mit höheren Auflösungen kaum langsamer wird. Das ist bei der stets etwas schnelleren GTX 590 besonders deutlich zu beobachten.



Leistungsaufnahme und Lautstärke

365 Watt "TDP" gibt Nvidia für die GTX 590 an. Dass dieser Wert bei Nvidia anders als bei AMD interpretiert wird, gab das Unternehmen schon bei der GTX 480 an. Auf Nachfragen erklärte Nvidia jetzt: "Mit der GTX580/570 haben wir eine Drosselung spezieller Stressprogramme, oder auch Power Viren genannt, eingeführt. Die GTX 590 besitzt zusätzlich ein globales Throtteling, um die Karte und das System vor Schäden zu bewahren. Die Grenze dafür liegt bei circa 25 Prozent oberhalb des offiziellen TDPs, also bei circa 450 W. Dies funktioniert salopp gesagt ähnlich wie ein Drehzahlbegrenzer im Auto."

Wann dieses Throtteling greift, sagt Nvidia nicht - bei AMD-Karten kann der Anwender das noch in Grenzen über die Funktion Powertune regeln. Durch diese Begrenzung ist es auch kein Wunder, dass die GTX 590 im Stresstest mit Furmark 1.80 kaum mehr Leistung aufnimmt als mit 3DMark Vantage. Beim realen Spielen war, ähnlich wie bei einer nicht übertakteten Radeon 6990, aber zu beobachten, dass das Gesamtsystem stets zwischen 400 und 450 Watt aufnahm.

Dabei bleibt die GTX 590 aber stets leiser als eine Radeon 6990, vor allem unter Last. Beide Karten sind aus einem geschlossenen PC dennoch deutlich herauszuhören. Die Charakteristik des Geräuschs ist bei Nvidia nun nicht mehr nur ein Rauschen, auch das Motorgeräusch des Lüfters ist vernehmbar. Im 2D-Betrieb sind beide Karten zwar nicht so flüsterleise wie kleinere Modelle, aber auch kaum störend.

Sparsam bleibt die GTX 590 mit zwei Monitoren nur, wenn diese an die beiden DVI-Ports 1 und 2 (übereinander auf der linken Seite des Slotblechs) angeschlossen werden. Die Displays müssen dann mit gleicher Auflösung und Wiederholrate betrieben werden. Bei allen anderen Kombinationen kann die Karte alleine bis zu 100 Watt aufnehmen. Mehr als drei Monitore unterstützt die GTX 590, anders als die Radeon 6990, nicht.

Fazit

Anders als die Radeon HD 6990, die sämtliche Grenzen nicht nur überschreitet, sondern sprengt, ist die GTX 590 wesentlich zahmer ausgelegt. Das macht sie aber noch nicht zur "besten Grafikkarte der Welt", die Marketingchef Tom Peterson versprochen hatte. Dazu müsste sie bei wesentlich geringerer Leistungsaufnahme stets mehr Rechenleistung bieten.

Das ist aber nicht der Fall: Die GTX 590 ist mal schneller und mal langsamer als eine Radeon 6990. Je nach den Optimierungen der Spielhersteller ist das bei Grafikkarten alltäglich. Nvidias höhere Tessellationsleistung - die noch von nur wenigen Spielen gefordert wird - bleibt unbestritten, ebenso die wesentlich geringere Lautstärke.

Für beide Geräte gilt aber, dass sie mit einem Monitor unterfordert sind. Sinnvoll sind solche Grafikkarten zum Spielen nur in mehrere tausend Euro teuren Umgebungen mit mehreren Displays und schnellsten Prozessoren. Wird nur auf einem Monitor gespielt, handelt man sich mit Dual-GPU-Karten mehr Nachteile als Vorteile ein, an erster Stelle stehen hier die auch im 2D-Betrieb höhere Leistungsaufnahme und die Notwendigkeit eines starken Netzteils mit zwei 8-poligen PCIe-Verbindern sowie ein großes Gehäuse mit guter Belüftung.

Wenn Leistung um jeden Preis sein muss, ist die GTX 590 die bessere Karte - allein schon wegen ihrer geringeren Lautstärke. Das vielseitigere Technikspielzeug, trotz Garantieverlust beim Übertakten, bleibt die Radeon 6990. Deren Leistungsaufnahme ist jedoch weiterhin absurd. Zu teuer sind beide Grafikkarten ohnehin: Nvidia verlangt mit 639 Euro Preisempfehlung sogar noch 10 Euro mehr als AMD.  (nie)


Verwandte Artikel:
Preiswertes Grafik-Dock ausprobiert: Ein eGPU-Biest für unter 50 Euro   
(27.12.2017, https://glm.io/131633 )
Nvidia: Hinweise auf Geforce GTX 550 und GTX 590 mit Dual-GPU   
(17.02.2011, https://glm.io/81502 )
Wacom Cintiq Pro Engine: Steckkassette macht Stiftdisplay zum Grafiker-PC   
(28.02.2018, https://glm.io/133061 )
Hardware-Umfrage: 85 Prozent der Steam-Spieler nutzen eine Geforce   
(05.03.2018, https://glm.io/133142 )
Raumfahrt: Weltraumveteran John Young im Alter von 87 Jahren gestorben   
(08.01.2018, https://glm.io/132014 )

© 1997–2019 Golem.de, https://www.golem.de/