Seite 2: Geforce GTX 400 mit DirectX 11 - Leistung, Technik, Hintergründe

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Inhaltsverzeichnis

1

Einleitung
Der GF100-Grafikchip

2

DirectX 11 mit Fermi
Moderne Speicherkonfiguration

3

Potenzielle Leistung
Ausblick

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DirectX 11 mit Fermi

Ein Problem von aktueller Spielegrafik allgemein identifiziert Nvidia in der Darstellung von geometrischen Formen, die uns im Alltag und in Computerspielen überall begegnen. Heutzutage wird jeder Pixel fast genauso penibel bearbeitet wie im Kino, die eigentliche Struktur von Objekten aber nur grob geschnitzt. Es macht in der Nahansicht eben einen gewaltigen Unterschied, ob zum Beispiel eine Tastatur über eine noch so trickreiche Textur angedeutet oder mit Hunderten von Polygonen in 3D ausmodelliert wurde. Von der Geforce FX 5800 (2003) bis zur Geforce GTX 285 hat sich die Pixel-Shader-Performance laut Nvidia um das 150fache erhöht, die Geometrieleistung allerdings nur um das Dreifache. Allein durch die Anforderungen von DirectX 11 ergebe sich eine um das Achtfache gesteigerte Geometrieleistung. Die wichtigste Neuerung von DirectX 11 sieht Nvidia folgerichtig in der Tesselation-Funktion, mit der die Polygonzahl von Objekten dynamisch angepasst werden kann, wie die beeindruckende Raketenschlitten-Demo zeigt (in den Bildunterschriften gehen wir näher auf die verschiedenen Technik-Tricks der Demo ein).

Natürlich unterstützt der GF100-Chip auch alle anderen Bestandteile von DirectX 11, die wir in der Vergangenheit bereits ausführlich erläutert haben. Darunter: höhere Performance durch Optimierung auf Mehrkernprozessoren, saubere Berechnung von sich überlappenden, transparenten Objekten, bessere Texturkompression und Schattendarstellung.

Wie bereits erwähnt, kommt die Fermi-Architektur nicht nur auf Geforce-Grafikkarten zum Einsatz. Gerade im umsatzträchtigen Profi-Segment will Nvidia seine Position mit dem neuen Chip stark ausbauen. Deshalb arbeiten auf dem GF100 einige Schaltkreise, die es in dieser Form vielleicht gar nicht gäbe, wenn er ausschließlich als Geforce, also rein für Spieler, konzeptioniert worden wäre. Spiele können dennoch davon profitieren. Dazu gehören vor allem die für einen Grafikprozessor einmalig groß ausgelegten L1- und L2-Caches - kleine, rasend schnelle Zwischenspeicher, in den die einzelnen Shader ihre Rechenergebnisse ablegen und Informationen miteinander tauschen können. Ferner kann der GF100 viel schneller zwischen seinen beiden Betriebsarten Grafik und CUDA hin- und herwechseln als der GT200. Wenn die Grafikkarte in Spielen außer der Grafik noch Physikberechnungen oder die Wegfindung der KI übernehmen soll, summieren sich diese Wartezeiten schnell - je kürzer, desto besser also. Zusätzlich beherrscht Fermi eine Art Hyperthreading, wie bei Intels aktuellen Hauptprozessoren, die jedoch nur in bestimmten Situationen anspringt.

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Nvidia-Demo Design Garage - Screenshots ansehen

Moderne Speicherkonfiguration

Mit seiner DirectX-11-Generation wechselt Nvidia endlich auf den energieeffizienten und zugleich äußerst schnellen GDDR5-Videospeicher. Pro Taktzyklus überträgt er mit vier Datenpaketen doppelt so viele wie die auf GTX-200-Karten eingesetzten GDDR3-Module. Um Kosten zu sparen, schrumpft die Speicher-Anbindung von den monströsen 512 Bit bei der Geforce GTX 285 auf 384 Bit. Bei gleichem Speichertakt wie die GTX 285 hätte die neue Geforce trotzdem mehr Bandbreite zur Verfügung, was sich vor allem in hohen Auflösungen und mit aktivierter Kantenglättung positiv auf die Leistung wirkt.

Das 384-Bit-Interface setzt sich aus sechs 64-Bit-Controllern zusammen und bestimmt so die Stufen des Speicherausbaus. Auf der Geforce GTX 480 erwarten wir 1.536 MByte, auf der Geforce GTX 470 1.280 MByte. Die Profi-Varianten Tesla unterstützen sogar bis zu 6,0 GByte und die ECC-Korrektur, mit der Speicherfehler im laufenden Betrieb erkannt und behoben werden können (auch in den chipinternen Cache-Speichern).