PCI-E 1.1 vs. PCI-E 2.0: Schlägt sich die höhere Transferrate in mehr Leistung nieder?

Ältere Grafikkarten wie eine Radeon 9800 Pro oder Geforce FX 5950 Ultra kommunizieren noch per Accelerated Graphics Port (AGP) mit dem restlichen System. Seit 2004 finden moderne Pixelbeschleuniger auch via Peripheral Component Interconnect Express (PCI-E) Anschluss.

PCI-E 1.1 vs. PCI-E 2.0: Einleitung
PCI-E 1.1 mit 16 Lanes oder PCI-E 2.0 mit 8 Lanes erlauben bereits die doppelte Datenmenge der höchsten AGP-Ausbaustufe (8x), und das im Duplex-Verfahren, also gleichzeitig in beide Richtungen: von der Grafikkarte weg und zu dieser hin. Aktueller Stand der
Dinge ist PCI-E-2.0 mit 16 Lanes: Bis zu 8 GiByte/s können hier durch den Slot geschaufelt werden. Die maximal spezifizierte Anzahl an ­Lanes liegt bei 32, in der Praxis finden jedoch nur 16 davon auch Verwendung.

Um die Bandbreite von PCI-E der zweiten Generation überhaupt nutzen zu können, muss eine entsprechende Hauptplatine sowie ein entsprechender Pixelbeschleuniger vorhanden sein. AMD bietet die PCI-E-2.0-Unterstützung ab der Radeon-HD-3000-Serie und den 700er-Chipsätzen an. Nvidia offeriert PCI-E-2.0 ab den Geforce-8800-Modellen mit G92-GPU und wie AMD auch ab den 700er-Chipsätzen. Aufseiten Intels muss es mindestens eine Platine mit P45/P43- oder X38-Chipsatz sein.

Neben der Bandbreite gibt es zwischen PCI-E 1.1 und PCI-E 2.0 einige nennenswerte Differenzen hinsichtlich der Stromversorgung: Zwar stellen beide Generationen per Slot bis zu 75 Watt für eine x16-Steckkarte zur Verfügung, vor der Einführung von PCI-E 2.0 gab es jedoch nur 6-Pin-Zusatzstecker. Ein solcher liefert zusätzliche 75 Watt, eine Grafikkarte mit zwei 6-Pin-Steckern kann somit theoretisch bis zu 225 Watt an Leistung aufnehmen. Mit PCI-E 2.0 hielt der 8-Pin-Stecker Einzug, dieser ermöglicht 150 Watt. In der Theorie sind daher bis zu 375 Watt möglich.

PCI-E 1.1 vs. PCI-E 2.0: Testsystem
Um den Unterschied zwischen ­PCI-E 1.1 und PCI-E 2.0 aufzuzeigen, setzen wir auf zwei weit verbreitete Intel-Chipsätze: Der ältere 965P nutzt nur die erste Generation von PCI-E, der aktuelle X48 die zweite. Davon abgesehen unterscheiden sich 965P und X48 beim Betrieb von nur einer Grafikkarte hinsichtlich ihrer Leistung nicht. Beide Chipsätze kombinieren wir mit einem auf 3,6 GHz übertakteten Core 2 Duo E8500 sowie ingesamt 4 GiByte DDR2-1066 mit den Latenzen 5-5-5-18. Neben einer AMD- und einer Nvidia-High-End-Karte mit 1.024 MiByte kommen zwei Mittelklasse-Modelle mit je nur 512 MiByte zum Einsatz. Die ersten beiden zeigen, ob die reine Bandbreite von PCI-E 2.0 bereits für mehr Leistung sorgt, die letzten zwei veranschaulichen, wie stark sich die Bandbreite auswirkt, wenn Daten aufgrund von zu wenig VRAM per Slot ausgelagert werden müssen.

PCI-E 1.1 vs. PCI-E 2.0: Benchmarks
Bandbreitenhungrige Spiele sind selten. Aus der Handvoll Titel, die wir auf der kommenden Seite auflisten, gewinnt Call of Duty 4: Modern Warfare am meisten an Fps, wenn Sie auf einen PCI-E-2.0- statt einen PCI-E-1.1-Slot setzen. AMDs HD 4850/512 legt unabhängig von der Auflösung mindestens 10 Prozent zu, die HD 4870/1G gar knapp 20 Prozent. Die beiden Geforce-Modelle profitieren ebenfalls, jedoch nicht so stark.

Crysis Warhead verlangt es in erster Linie nach enorm viel Rechenpower, sodass bei den meisten Grafikkarten die GPU den Flaschenhals darstellt. Die Texturen belegen jedoch bereits nach kurzer Spielzeit mehr als 512 MiByte, folglich müssen Karten mit 512 oder weniger MiByte Daten auslagern: Einer Geforce 9800 GT/512 verhilft PCI-E-2.0 daher zu bis zu 11 Prozent höheren Fps, eine HD 4850/512 legt maximal 24 Prozent zu. In beiden Fällen sind die Werte jedoch unspielbar und somit nur theoretischer Natur.

In Fallout 3 samt HD-Pack in 1.280 x 1.024 macht die doppelte Bandbreite im Fall der 9800 GT/512 den Unterschied zwischen flüssig spielbar (32,7 Fps) und unspielbar (19,8 Fps) aus. Bei der HD 4850/512 zeigt sich der Nutzen von PCI-E 2.0 erst in 1.920 x 1.200, auf einer HD 4870/1G und einer GTX 285/1G dagegen überhaupt nicht.

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PCI-E 1.1 vs. PCI-E 2.0: Sonderfall Multi-GPU
Nicht im Testfeld aufgeführt sind Benchmark-Werte von SLI- oder Crossfire-Systemen. Hier schlägt der Bandbreitenvorteil von PCI-E 2.0 in vielen Fällen deutlich durch, da die Karten teils über den Slot kommunizieren und zudem aufgrund höherer Settings mehr Daten durch diesen transferiert werden müssen.

Falls Sie den Kauf einer Zweitkarte planen, sollten Sie bedenken, dass Sie das Potenzial des Multi-GPU-Systems nur mit zwei PCI-E-2.0-Slots mit je 16 Lanes voll nutzen können. Chipsätze, die im Multi-GPU-Betrieb nur PCI-E-1.1 mit 16 Lanes oder PCI-E 2.0 mit 8 (oder noch weniger) Lanes anbieten, bremsen deutlich. Darunter fallen einige P-Modelle von Intel (etwa der 965P, der P35 und der P43/P45) sowie AMDs 790X und 790GX - nicht aber der 790FX - und diverse Nforce-Chipsätze (u. a. 750a/i SLI, 680i SLI und 650i SLI).

PCI-E 1.1 vs. PCI-E 2.0: Fazit
Nur wenige Spiele profitieren durch den Bandbreitenvorteil von PCI-E 2.0 samt einer kompatiblen Grafikkarte. Darüber hinaus gewinnen einzig Modelle mit 512 oder weniger MiByte VRAM deutlich an Leistung, wenn der lokale Speicher überläuft und weitere Daten erst über den PCI-E-Slot angeliefert werden müssen. Wenn Sie noch eine ältere Platine mit PCI-E-1.1-Slot besitzen, können Sie also (bis auf einige Ausnahmen) ohne Leistungsverlust eine High-End-Grafikkarte wie die GTX 285 einbauen.

PCI-E 1.1 vs. PCI-E 2.0: Spiele
Folgende Spiele gewinnen laut unseren Test durch die Bandbreite von PCI-Express 2.0 messbar an Leistung:
• Call of Duty 2
• Call of Duty 4: Modern Warefare
• Call of Duty: Word at War (dt.)
• World in Conflict
• World in Conflict: Soviet Assault

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