Geforce GTX Titan vs. AMD-Techdemo: Was leistet der GK110 in Rendertechniken der Zukunft?

AMD gibt derzeit im Entwickler-Programm "Gaming Evolved" mächtig Gas - zuletzt konnten die Radeon-Schöpfer Crysis 3, Bioshock Infinite und Tomb Raider ins rote Boot holen. AMD betonte in der Vergangenheit immer wieder, dass Gaming Evolved (GE) im Unterschied zu Nvidias The Way It's Meant To Be Played (TWIMTBP) kein reines Marketing-Instrument sei, sondern man den Entwicklern einen Mehrwert bieten wolle. Diese Aussage einmal dahingestellt, integrieren Spielestudios aber tatsächlich einige Techniken aus der oder mithilfe der hauseigenen AMD-Codeschmiede, wie zum Beispiel das oben bereits angesprochene Dirt Showdown. Dieses nutzt Forward+-Rendering, welches Ende 2011 zusammen mit der Radeon HD 7970 anhand der Leo-Demo präsentiert wurde.

Der neueste Anlass zu unserem etwas anderen Test der GTX Titan ist die Enthüllung des bislang geheimen DirectX-11-Effekts in Tomb Raider 2013. Bei diesem handelt es sich um eine in Zusammenarbeit mit Confetti Interactive entwickelte Haarsimulation namens TressFX, welche unter anderem auf Order Independent Transparency setzt - also Transparenzeffekte, ohne die CPU mit der Vorsortierung zu stark zu belasten. Dieses zeigte AMD bereits 2009 in der Mecha-Demo, welche zusammen mit den ersten DirectX-11-Karten, der Radeon HD-5800-Reihe, vorgestellt wurde.

Da auch Sonys Playstation 4 ganz sicher und Microsofts kommende Xbox ziemlich wahrscheinlich auf AMD-Hardware setzt und ergo damit zu rechnen ist, dass AMD-optimierte Codepfade künftig weitere Verbreitung in der Hardware-Welt finden werden, schauen wir uns heute kurz die Performance der Geforce GTX Titan im Vergleich zu AMDs Topmodell, der HD 7970 GHz-Edition an - und zwar in AMD-Techdemos. Die bereits angesprochenen Leo- und Mecha-Techdemos ergänzen wir um HK-2207, welche 2010 ergänzend zum Launch der Radeon HD-6900-Reihe gezeigt wurde.

Benchmark-Test: Geforce GTX Titan vs. AMD-Techdemo

Wir messen per Fraps-Frameverlauf in voller 30-Zoll-Auflösung von 2.560 x 1.600 Bildpunkten den kompletten Demo-Ablauf durch. Die Verlaufskurven der ein Mal pro Sekunde erfassten Fps-Werte geben Aufschlüsse über mögliche spezifische Stärken und Schwächen der Karten sowie über eventuelle Systemlimitierungen. Falls Sie die gewohnten Minimum- und Durchschnitts-Fps suchen: Die finden Sie in den jeweiligen Legendeneinträgen der Grafikkarten.

Fazit: Geforce GTX Titan vs. AMD-Techdemos

Wie die Benchmarks deutlich zeigen, kann die Geforce GTX Titan in den Grundfunktionen mehr als nur konkurrenzfähige Leistung zur HD 7970 GHz-Edition abliefern - in Mecha und HK-2207 gewinnt das Nvidia-Flaggschiff auch auf fremdem Terrain deutlich. Zumindest die Mecha-Techdemo mit Order Independent Transparency samt Append-Consume-Buffern lag auch schon der Fermi-Generation der Nvidia-Karten ganz gut. Auch die mitgetestete Geforce GTX 680 kann sich bei beiden älteren Techdemos noch gut behaupten und liegt zumeist in etwa auf dem Niveau der Radeon HD 7970 GHz-Edition. Ein unverhältnismäßiger Einbruch in kommenden Spielen mit AMD-Gaming-Evolved-Logo muss derzeit ergo nicht befürchtet werden.

Lediglich die Leo-Demo, in der AMDs Forward+-Rendering-System zum Einsatz kommt, gibt Nvidias Titan knapp und die GTX 680 sehr deutlich an die Radeon ab. Immerhin läuft die Forward+- und PTex-Kombination inzwischen überhaupt, denn die war mit früheren Geforce-Treibern nur ein größtenteils schwarzer Bildschirm.

Weiterführende Informationen zu den einzelnen Techdemos:

AMD Techdemo Mecha Order Independent Transparency 2 Mecha (Order Independent Transparency)

Die Mecha-Demo zeigt den namenstiftenden Mech-Kampfroboter, der mittels Order-Independent-Transparency durchsichtig dargestellt wird. Der DirectX-11-Vorteil liegt bei dieser Technik darin, dass die Sortierung der vielen transparenten Oberflächen nicht wie bisher durch die CPU erfolgen muss sondern mittels Pixel-Listen, Einzelzugriffen beim Speicher (Atomics) sowie Append-Consume-Buffern auf der GPU erfolgen kann. Dafür müssen insbesondere die Speichercontroller- und ROP-Partitionen passend ausgelegt sein.

AMD Techdemo HK 2207 Mecha Rampage Direct Compute Bullet Physics 2 HK-2207 Mecha Rampage (Bullet Physics, Direct Compute Rigid Body Particles, Trinigy-Engine)

AMDs David Hoff nimmt uns mit auf eine Reise in die Entstehung der Techdemo Mecha Rampage, die mit aktuellen Schlagworten wie Direct X 11, Bullet Physics, Direct Compute und weiteren aufwartet. Genau genommen erläuterte Hoff auf einer Veranstaltung in der ehemaligen Börse von Los Angeles hauptsächlich die Entwicklung der Wekrzeuge und Programme, die zur Programmierung der Demo nötig sind. Diese begann laut seiner Aussage nämlich erst am Tag nach der Präsentation. Das zeigt auch gleichzeitig ein wesentliches Problem - oder eine große Chance - heutiger Spieleentwicklung. Investiert man im Vorfeld bereits Zeit und Hirnschmalz in die richtige Programmierumgebung, so vereinfacht dies die oft als maßgeblichen Kostenfaktor angeführte Erstellung der Spielinhalte. AMD will die Erfahrungen und Ergebnisse bei der Entwicklung der Techdemo auch mit Spieleentwicklern teilen.

Grundlage war die Vision-8-Engine von Trinigy, die über einen dynamischen Deferred Renderer verfügt und in diesem Fall mit einer durchgängigen HDR-Pipeline arbeitet. Darauf aufbauende Effekte wie Überstrahlen, Lichtspuren, Bewegungsunschärfe und atmosphärische Streuung sind demzufolge kein Problem. Ebenso kann der Deferred Renderer per Definition eine Vielzahl von Lichtquellen - AMD spricht von tausenden - ohne den üblichen Mehraufwand eines herkömmlichen Renderers mitberechnen.

Weniger selbstverständlich sind allerdings die Erweiterungen, welche AMDs Demo-Team in Mecha Rampage untergebracht hat. Hauseigene Plug-Ins erlauben den Künstlern direkt aus einem der Standardprogramme der Branche, dem 3D-Modeller Maya, zu exportieren und in die Engine einzufügen. Auch das Physiksystem, welches auf der offenen Physik-Bibliothek Bullet basiert und dynamische Zerstörung ausgewählter Level-Teile ermöglicht, ist neu. Ein per Direct Compute auf der GPU beschleunigtes Partikelsystem verlieht Explosionen zusätzlichen Realismus. Ebenfalls auf der GPU berechnet werden Trümmerteile und Wasseroberflächen. Diese werden per Tessellation und dynamisch generierte Noise-Textur realistisch und abwechslungs- und detailreich gehalten - weitere Informationen hören Sie direkt von David Hoff im eingebundenen Video.

Zum Download AMD-Techdemo: HK-2207 Mecha Rampage

AMD Techdemo Leo Forward Rendering PRT PTex 2 Leo (Forward+, Partial Resident Texture, PTex)

AMD spricht bei der Leo-Demo davon, dass hinter den Kulissen dank DirectX 11, Direct Compute, Multisampling-Kantenglättung, HDR-Rendering, ausgefeilten Material-Shadern, einer globalen Beleuchtung sowie weiteren aktuellen Render-Techniken technisch das Beste vom Besten geboten wird. Neben dem Forward+-Rendering, einem Hybriden aus Deferred und Immediate Mode Rendering wenn man so will, kombiniert es doch die Möglichkeit, viele Lichtquellen mit vergleichsweise geringem Performanceinbruch darzustellen und die Möglichkeit, problemlos herkömmliches Multisample-AA zu nutzen, wird in der Leo-Demo auch das Radeon-Feature PRT, Partially Resident Textures, genutzt. Dieses ist eine in Hardware gegossene Variation von Megatexturing, welches zum Beispiel id Softwares Rage und die Disney-Studios in ihren Animationsfilmen nutzen.

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Die Geforce GTX Titan ist die schnellste Grafikkarte der Welt - zumindest mit einer einzelnen GPU. In unserem Launch-Review der GTX Titan konnte sich das Nvidia-Flaggschiff lediglich in Dirt Showdown nicht gegen die Radeon HD 7970 GHz-Edition durchsetzen. Wir schauen uns weitere Rendertechniken an und prüfen, ob es die GTX Titan in Zukunft schwerer haben wird zu glänzen.

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