Pixelshader-Shootout: RV770 vs. GT200

Shader-Hype: 800 vs. 320 und 240 vs. 128 sind die Zahlen, mit denen AMD und Nvidia um sich werfen, wenn es darum geht, die Vorzüge der neuen Generation anzupreisen. Theoretische Betrachtungen zur jeweiligen Technik haben wir im Rahmen unserer Berichterstattung zur Vorstellung von GT200 und RV770 bereits angestellt - doch heute geht es ans Eingemachte.

Mithilfe spezieller Tools loggen wir den Shader-Code, den aktuelle Direct-X-9-Spiele an die Grafikkarte schicken, mit und bereiten die Pixelshader-Programme zur isolierten Ausführung auf. Bei Direct-X-10-Games versagt unser Programm leider, da es sich nicht auf die Vista-API versteht. Wir haben drei Diagramme für Sie erstellt: Eines mit allen Karten kombiniert und jeweils eines, in welchem GT200- beziehungsweise RV770-Karten isoliert und somit übersichtlicher dargestellt werden.

Interpretation der Ergebnisse:
Die Ergebnisse unserer Benchmarks sind interessant - soviel vorab -, allerdings nicht unbedingt für jedermann auf den ersten Blick verständlich. Bitte lesen Sie daher unsere Erklärungen auf den folgenden Seiten dazu, anstatt sich einfach nur durch die Bildergalerie zu klicken - es lohnt sich.

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Erklärungen zur Testmethodik
Um sinnvoll vergleichbare Werte zu erhalten, werden die erreichten Füllraten (nicht Fps!) auf den Wert einer langsamen, älteren Karte normiert und pro Spiel ein durchschnittlicher Faktor errechnet, um den die Pixel-Shader schneller berechnet werden können, als auf der Geforce 7900 GT. Erreicht eine Karte also einen Wert von 2,5 in unserem Füllratentest bedeutet das, dass die reine Pixel-Shader-Geschwindigkeit 2,5x so schnell ist, wie auf der Basis-GPU. Texturzugriffe werden dabei auf eine winzige Textur umgeleitet, welche in den Texturcache aktueller GPUs passen sollte.

Eine diesbezügliche Limitierung ist also quasi ausgeschlossen. Ebenso bremsen keine Vertex-Shader-Programme, was für die Karten vor der Direct-X-10-Generation noch wichtig war. Wie bereits erwähnt, können Direct X 10 und somit Geometry-Shader-Programme nicht nachgebildet werden.

Die Ergebnisse unseres Programms zeigen also, wie gut, sprich, wie effizient sich die Shader-Anweisungen der Programme aus den Spielen auf der jeweiligen Hardware ausführen lassen.


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Ergebnisse
Im Vergleich zur Vorgängerin weist die neue HD 4800-Reihe ein weitgehend identisches Performance-Profil - wenn auch auf natürlich höherem Niveau - auf. Die Steigerungsfaktoren gegenüber der Geforce 7900 GT bewegen allerdings für ein paar Spiele nicht ganz dem Durchschnitt entsprechend: Während Test Drive Unlimited unterdurchschnittlich performt, zieht Race Driver Grid offenbar größeren Nutzen aus der zusätzlichen Shaderleistung. Auch Call of Duty 4 kann in Sachen reiner Pixel-Shader-Leistung gut zulegen und liegt 54 Prozent über dem Schnitt - bei der HD 3870 war es nur 30 Prozent höher als die Regel.

Auffällig ist, dass die relative Leistungsteigerung stark von Spiel zu Spiel schwankt - vermutlich geschuldet der Organisation der ALUs: Je nachdem wie gut die Anweisungen auf die 800 Einheiten verteilt werden können, profitiert der RV770 entweder sehr stark (CoD4) oder nur sehr wenig (NFS Most Wanted).

Die Geforce-GTX-Karten weisen eine wesentlich flachere Kurve auf als die HD4800: Die Ergebnisse weichen nicht so stark vom Mittelwert ab - weder nach oben noch nach unten. Interessanterweise unterdurchschnittlich gut läuft das eigentlich shaderlastige NFS Carbon und besonders profitiert wieder einmal Call of Duty 4.

In der Gesamtübersicht fällt auf, dass die real erreichte Pixel-Shader-Leistung der Geforce-GTX-Karten trotz nominell großen Rückstandes meist höher liegt als die der HD 4800. Nur in drei von zehn getesteten Spielen (CoD 4, Race Driver: Grid und Oblivion) liegen die Radeon HD 4800 knapp vor den jeweiligen Geforce-Karten. Einzig bei Grid fällt der Vorsprung sogar recht deutlich aus.

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Alternative Betrachtungsweisen
Nun könnte man unter einer effizienten Architektur natürlich auch den Leistungssprung pro Quadratmillimeter oder pro Watt elektrischer Leistungsaufnahme meinen - unsere beiden folgenden Diagramme zeigen diese Funktionen. Grundlage der Betrachtungen sind dabei folgende Werte:
• Chipgröße: 576 mm² (GT200, GPU-Z-Angabe), 274mm² (RV770, PCGH-Messung), 486mm² (G80, PCGH-Messung), 202mm² (RV670, PCGH-Messung)
• Leistungsaufnahme: 236/182/175 Watt für Geforce GTX280/260/8800 Ultra, 160/110/105 Watt für Radeon HD4870/4850/3870 (TDP, Herstellerangaben)

Die theoretischen Werte sprechen eine eindeutige Sprache zugunsten der Radeon HD 4800. Pro Watt und pro Quadratmillimeter bringen die AMD-Modell zum Teil weit höhere Leistungswerte. Architektur, Fertigungsprozess und manuelle Nacharbeit zeitigen hier gute Resultate.

Fern vom Papier, zurück in der Praxis, wird jedoch das Bild bestätigt, welches die PCGH-Benchmark-Tests der beiden Modellreihen GT200 und RV770 ergeben haben. Geht es darum, die Rohleistung "auf die Straße zu bringen", entwickeln die Geforce-Karten mehr "Grip" und ziehen den theoretisch überlegenen Radeon-Karten meist davon - allerdings lässt sich Nvidia diesen Vorsprung mit horrenden Aufpreisen bezahlen.

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Fazit
Wieder einmal siegt die Praxis über die graue Theorie. Wie am hier nicht aufgeführten Beispiel des Folding@Home-Clients allerdings deutlich wird, können durch Anpassung von Software und Treiber noch einige Verbesserungen erreicht werden. Bei einem Vorsprung vor der HD 3870 von 102 (HD 4850) respektive 142 Prozent (HD 4870) auf dem Papier kommt am Ende lediglich ein Vorteil zwischen etwa 45 und 73 Prozent heraus. Bei der Geforce liegen die Dinge anders: Den theoretischen MADD-Vorteil von 23 bzw. 61 Prozent bauen die Geforce-GTX-Karten in der Realität zu einem Vorsprung von 35 bis 71 Prozent aus. Hier schlägt die aufwendigere Architektur durch, welche im Gegenzug jedoch mehr als die doppelte Transistormenge im Vergleich zum G80 benötigt. AMD kommt hingegen mit weniger als 45 Prozent zusätzlicher Transistoren aus.

Wie man es dreht und wendet: Es bleibt eine Glaubensfrage, welche Architektur man für effizienter hält. AMD bringt viele Einheiten im Chip unter, nutzt diese allerdings nicht so gut aus wie Nvidia. Diese wiederum maximieren den Nutzen der einzelnen Einheiten, verbrauchen dafür jedoch mehr Transistoren. Für den Spieler bleibt es letztlich eine Frage des Preises und hier kann AMD zurzeit deutlich günstigere Lösungen anbieten als Nvidia. Zwar sind die Radeon HD4800 absolut gesehen langsamer, können jedoch in der Regel mehr Fps pro Euro liefern.
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