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Geforce GTX 400 mit DirectX 11 - Leistung, Technik, Hintergründe

Ab März will Nvidia seine DirectX-11-Grafikkarte verkaufen. Wir fassen alle Informationen zum GF100-Chip mit Fermi-Architektur zusammen und geben einen Ausblick auf die Leistung.

von Daniel Visarius,
18.01.2010 05:45 Uhr

Kurz nach dem Jahreswechsel in der Stadt des Spiels und der Sünde: Zwischen lebendigen Löwen, einarmigen Banditen und einer David-Copperfield-Inszenierung zeigt Nvidia im MGM Grand Hotel einer Handvoll gespannter Journalisten seine seit langem überfällige Geforce-Grafikkarte mit DirectX-11-Unterstützung. Eines vorweg: Der neue Nvidia-Chip ist von den Eckdaten her ein beeindruckendes technisches Monument. In der Praxis muss er sich allerdings erst beweisen - und das wird noch dauern. Im Vergleich zur Vorgängergeneration steigt die Zahl der für die Spieleleistung wichtigen Shader-Prozessoren gleich von 240 auf 512 um mehr als das Doppelte! Der alte GDDR3-Videospeicher geht endlich in Rente und wird durch den zweimal schnelleren GDDR5-Videospeicher ersetzt, den AMD für seine Radeons schon seit geraumer Zeit verwendet. Nvidia verspricht nicht weniger als die bei weitem schnellste Grafikkarte mit lediglich einem Prozessor - und damit die neue Leistungsreferenz.

So oder so ähnlich wird die DirectX-11-Geforce aussehen (Fotomontage).So oder so ähnlich wird die DirectX-11-Geforce aussehen (Fotomontage).

Leider können wir das bisher nicht mit eigenen Benchmark-Tests überprüfen, Nvidia wollte noch keine Testgeräte rausrücken. Das sei zu früh, so die Firmenvertreter vor Ort. Und weiter: Weder stünden die Taktfrequenzen fest, noch sei das Kühlsystem endgültig. Erst im März soll Nvidias DirectX-11-Chip den Weg in unsere Spiele-PCs finden - über sechs Monate später als ursprünglich angekündigt. Zunächst sind mit der voraussichtlich rund 500 Euro teuren Geforce GTX 480 und der Geforce GTX 470 (400 Euro) zwei High-End-Varianten geplant. Frühestens im Sommer dürften günstige Mittelklasse-Karten (Geforce GTS 300) folgen.

Wir beantworten die dringlichsten Fragen zur neuen Geforce im Detail. Was wird die Karte in Spielen leisten? Wie unterscheidet sie sich von AMDs starker DirectX-11-Konkurrenz Radeon HD 5000? Wir gehen separat auf Nvidias neue Technik-Demo Supersonic Sled ein und untersuchen, warum sich Nvidias DirectX-11-Debüt so verzögert hat.

Die grafisch äußerst spektakuläre Demo Supersled nutzt viele Funktionen von DirectX 11. Mehr Bilder in unserer Galerie am Ende dieser Seite.Die grafisch äußerst spektakuläre Demo Supersled nutzt viele Funktionen von DirectX 11. Mehr Bilder in unserer Galerie am Ende dieser Seite.

Der GF100-Grafikchip

Zu Beginn der Präsentation des GF100-Grafikprozessors in Las Vegas am 10.01.2010 entschuldigt sich Nvidia bei den Fans für die lange Wartezeit auf eine DirectX-11-Geforce. Vier Jahre habe man an der dem Chip zugrunde liegenden Fermi-Architektur gearbeitet, um die Seele eines Supercomputers im Körper eines Grafikchips unterzubringen, so blumig drückt sich Nvidias Drew Henry an diesem besonderen Tag aus. Herausgekommen ist der mit Abstand komplexeste PC-Baustein - der GF100 besteht aus über 3 Milliarden Schaltwerken! Zum Vergleich: AMDs DirectX-11-Chip RV870 hat 2,15 Milliarden Transistoren, der GT200b auf der Geforce GTX 285 rund 1,4 Milliarden und ein Core-i7-Vierkernprozessor lediglich 731 Millionen. Am meisten Platz belegen die von 240 auf 512 mehr als verdoppelten Shader-Prozessoren, von Nvidia in Anlehnung an die gleichnamige Programmierschnittstelle für Anwendungen abseits reiner Grafikberechnungen (Physik, Video-Konvertierung) nun CUDA-Cores genannt. Problem: Je nach Zählweise kommt eine Radeon HD 5870 auf 1.600 beziehungsweise 320 Shader-Einheiten. Endgültig vergleichen lassen sich AMDs und Nvidias Angaben also bisher nicht.

Oben und unten liegen die 512 Shader des GF100-Chip, in der Mitte die Cache-Speicher.Oben und unten liegen die 512 Shader des GF100-Chip, in der Mitte die Cache-Speicher.

Die 512 Shader sind in 16 Blöcken mit je 32 Recheneinheiten organisiert, so dass Nvidia die Leistung der einzelnen Geforce-Modelle in diesen Schritten anpassen kann. Generell sind bei der Prozessorherstellung oft auch einzelne Teile des Chips defekt. Dann erfüllt der jeweilige Chip zwar nicht die Anforderungen des Spitzenmodells, lässt sich aber noch als preis- und leistungsreduzierte Variante verkaufen. Das künftige Flaggschiff Geforce GTX 480 genannt, wird vermutlich auf alle 512 Shader zurückgreifen, obwohl die für den Profi-Bereich gedachten Tesla-Fermis nur 448 aktive Shader haben (14 von 16 Blöcken). Wenn es bei 512 Shadern für die GTX 480 bleibt, dann erwarten wir bei der GTX 470 zwei deaktivierte Blöcke, also 448 Shader. Jeder Block hat vier Textureinheiten, der gesamte Chip also 64 und damit 16 weniger als der GT200-Vorgänger und AMDs RV870. Weil aber längst nicht mehr die Textureinheiten, sondern in erster Linie die Shader die Spieleleistung beeinflussen, dürfte dies in der Praxis keine Nachteile bedeuten.

GF100-Präsentation ansehen


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