Druckansicht
Kontakt
RSS-Newsfeed
Sitemap
Impressum
Nvidia Geforce 8800 GTX & GTS (G80) - Technik & Architektur
Die letzten Jahren haben gezeigt, dass sich der Anwender auf neue Grafikkarten und 3D-Technik freuen können, sofern die ersten kälteren und frostigen Nächte kommen. Die heißen Sommertage werden wahrscheinlich von den Grafikchip-Ingenieuren intensiv dazu genutzt, neue Modelle rechtzeitig für das Weihnachtsgeschäft zu entwickeln.
Im Sommer 2006 konnte man vermehrt die Diskussion über Klimawandel, Erderwärmung und CO2-Austoss hören, welche durch den höheren Energiebedarf der Menschheit verursacht wird. PC-Erfahrung.de stellt eine andere Theorie auf: die hohen Temperaturen gerade im Sommer entstehen durch die brodelnden Köpfe der Techniker aus den Grafikchip-Schmieden wie Nvidia und ATI/AMD, was man anhand der Geforce 8800 deutlich sehen kann.
Im November 2006 wurde der G80-Chip in Form der Geforce 8800 veröffentlicht. Dieser neue Grafikchip kann als weiterer Meilenstein betrachtet werden, da die Geforce 8800 mit zahlreichen neuen Features bestückt ist, welche zu diesem Zeitpunkt noch nicht existierten. Direct 3D 10, Unified Shader und unterschiedliche Taktraten der einzelnen Kern-Komponenten sind die Kernelemente des neuen G80-Chips.
Technische Informationen zum G80 alias Geforce 8800
Viel neue Technik steckt in dem neuen G80-Grafikkern, welches durch die insgesamt 681 Millionen Transistoren bestätigt wird. Der Vorgänger Geforce 7950, die noch kurz zuvor das Flagschiff aus dem Hause Nvidia war, sieht mit rund 278 Millionen Transistoren neben dem großen Helden Geforce 8800 wie ein kleines Mädchen aus. Obwohl der G80-Kern ebenfalls im 0,09µm-Verfahren hergestellt wird und die Anzahl ein Mehrfaches beträgt, steigt der Stromverbrauch der Geforce 8800 nicht ganz so stark. Knapp 30 Watt mehr wurde im Vergleich mit einem Geforce 7950 GX2-System gemessen.
| GeForce 8800 GTX | GeForce 8800 GTS | Radeon X1950 XTX | GeForce 7900 GTX | GeForce 7950 GX2 | |
| Chip | G80 | G80 | R580+ | G71 | G71 |
| Transistoren | 681 Mio. | 681 Mio. | 384 Mio. | 278 Mio. | 278 Mio.(x2) |
| Herstellung | 0,09µm | 0,09µm | 0,09µm | 0,09µm | 0,09µm |
| Chiptakt | 575 MHz | 500 MHz | 650 MHz | 650MHz | 500 MHz |
| Speichertakt | 1800 MHz DDR | 1600 MHz DDR | 2000 MHz DDR | 1600 MHz DDR | 1200 MHz DDR |
| Shadertakt | 1350 MHz | 1200 MHz | 650 MHz | 650 MHz | 500 MHz |
| Streamprozessoren | 128 | 96 | --- | --- | --- |
| Pixel-Pipelines | --- | --- | 16 | 24 | 24 (x2) |
| Shader-Einheiten | 128 (1D) | 96 (1D) | 48 (4D) | 48 (4D) | 48 (4D) |
| Vertex-Shader | --- | --- | 8 | 8 | 2x 8 |
| Pixelshader | SM 4 | SM 4 | PS 3.0 | PS 3.0 | PS 3.0 |
| Vertexshader | SM 4 | SM 4 | VS 3.0 | VS 3.0 | VS 3.0 |
| Speichermenge | 768 MB GDDR3 | 640 MB GDDR3 | 512 MB GDDR4 | 512 MB GDDR3 | 2x512 MB GDDR3 |
| Speicherinterface | 384 Bit | 320 Bit | 256 Bit | 256 Bit | 256 Bit |
Direct3D 10 - Die neue Grafik-API
Die Geforce 8800 ist die erste Desktop-Grafikkarte, welche die neuen Features von Direct3D 10 (Nachfolger von DirectX 9c) unterstützt. Direct3D 10 ist ein Quantensprung in der Grafikkartentechnik, was aufgrund der Tatsache, dass Direct3D 10 nicht rückwärtskompatibel zu DirectX 9c, deutlich wird. DirectX 9 wird lediglich emuliert.
Wie in der Vergangenheit bringt die Grafik-API neue Grafikfeatures, realistischere Effekte und eine bessere Performance mit sich. Sicherlich wird es noch eine Weile dauern, bis erste 3D-Spiele basierend auf Direct3D 10 auf dem Markt erscheinen. Doch es gibt bereits jetzt einen Kaufgrund für die Geforce 8800 GTX bzw. GTS, denn das neue Windows Vista Betriebssystem bietet Direct3D 10 Effekte für die Oberfläche an. Direct3D bringt auch ein neues Treibermodell mit sich: WDDM („Windows Display Driver Model“) schreibt vor, dass die Treiber in zwei getrennte Betriebsmodi aufgeteilt werden. Dies hat folgenden Hintergrund: standardmäßig werden Grafikkarten-Treiber im Kernel-Modus betrieben. Wird eine DirectX-Anwendung gestartet, musste bis DirectX 9 in den USer-Modus gewechselt werden. Dieses ist aufgrund des neuen Treibermodells nicht mehr notwendig.
Die größte Erneuerung in Direct3D 10 ist aber das ShaderModell 4.0, welches die Unified-Shader-Architektur voraussetzt.
Unified-Shader - Ablösung der Pixel-/Vertexshader
Mittlerweile sollte jedem Computeranwender bekannt sein, dass die Leistungsfähigkeit einer Grafikkarte nicht nur vom Chip-/Speichertakt und der Größe des Grafikspeichers abhängig ist. Heutzutage ist die Shader-Architektur einer Grafikkarte entscheidend und DirectX 9-Grafikkarten wie die Radeon X1950 oder Geforce 7950 überzeugten mit einer hohen Anzahl an Pixel- und Vertexshadern. So besitzt die Geforce 7950 48 Pixel- und 8 Vertexshader.
Doch was passiert, wenn beispielsweise zu einem bestimmten Zeitpunkt zu wenige Pixelshader-Operationen anstehen? Richtig, die Vertexshader sind voll ausgelastet und Teile der Pixelshader-Architektur liegen brach und langweilen sich.
Um diesen Zustand zu umgehen und die Shader-Architektur zu optimieren, setzt Direct3D einen so genannten "Unified Shader Core" voraus. Das bedeutet, dass jede Shader-Einheit in der Lage ist, Pixel-, Vertex- und Geometry-Operation zu berechnen. Somit kommt es in der Theorie nicht mehr vor, dass bestimmte Shader-Einheiten Ruhepausen einlegen, da sie nur bestimmte Shader-Operationen ausführen können.
Geforce 8800 GTX (G80) Chip
Bei der Geforce 8800 GTX kommen insgesamt 128 Streamprozessoren zum Einsatz, welche in der Lage sind, sowohl Vertex- als auch Pixel- und Geometryanweisungen zu verarbeiten. Die Geforce 8800 GTS verfügt lediglich über 96 Streamprozessoren.
Streamprozessoren - Vergleichbar mit Pixel-/Vertexshader?
Die Geforce 7950 besitzt beispielsweise 56 Shadereinheiten (48 Pixel- und 8 Vertexshader), welches im Vergleich zu den 128 Streamprozessoren relativ wenig aussieht. Hierbei muss man aber genauer hinschauen und nun wird es ein wenig kompliziert!
Geforce 8800 - Prinzip Unified Shader
Die klassischen Shadereinheiten können die Komponenten Rot, Grün, Blau und den Alphawert berechnen. Hier spricht man von 4D. Die Streamprozessoren der Geforce 8800 können lediglich die Skalarberechnung mit einer einzigen Komponente durchführen und sind daher eindimensional (1D). Teilt man nun die 128 Streamprozessoren durch vier, so kommt man auf 32 Pixelshader der alten Technik!
GPU-/Speichertakt und Shadertakt sind unterschiedlich
Fleißige Leser von PC-Erfahrung.de wissen aus vorherigen Artikeln, dass je komplexer die Architektur eines Chips ist, desto mehr Wärme entsteht pro Takt und desto niedriger ist die maximale Taktrate. Die Streamprozessoren der Geforce 8800 sind im Vergleich zu den klassischen Shadereinheiten viel einfacher konstruiert und können daher deutlich höher getaktet werden. Da der Grafikchip G80 an sich aber wiederum sehr komplex ist (681 Millionen Transistoren), werden der Grafikchip und die Streamprozessoren unterschiedlich getaktet. Dieses ist eine weitere wichtige Erneuerung der Geforce 8800.
Nvidia Geforce 8800 GTX (G80) Referenzmodell
Der Chiptakt der Geforce 8800 GTX und 8800 GTS beträgt 575 bzw. 500 MHz. Das ist im Vergleich zur Radeon X1950 XTX sehr wenig, denn diese wird mit 650 MHz getaktet. Bei letzterer beträgt die Taktrate der Shadereinheiten ebenfalls 650 MHz. Der Takt der Streamprozessoren der Geforce 8800 GTX und Geforce 8800 GTS beträgt stolze 1350 bzw. 1200 MHz.
Der DDR4-Speicher wird bei der Geforce 8800 GTX mit effektiven 1800 MHz DDR getaktet. Bei der kleineren Geforce 8800 GTS beträgt der Speichertakt rund 1600 MHz.
Breiteres Speicherinterface
Ein 256 Bit breites Speicherinterface bei High-End-Grafikkarten ist schon seit längerer Zeit Gang und Gebe. Die Geforce 8800 ist die erste Desktop-Grafikkarte, welche auf dem freien Markt erhältlich ist, die eine noch breitere Verbindung zum Grafikspeicher besitzt. Die Geforce 8800 GTS kann auf ein 320 Bit breites Speicherinterface zurückgreifen, die Geforce 8800 GTX sogar auf 384 Bit. Somit sind sehr hohe Speicherdurchsatzraten möglich, was sich natütlich auch auf die Leistung in 3D-Spielen positiv bemerkbar macht.
Geforce 8800 GTX und GTS in der Übersicht
- Geforce 8800 GTX
- Erschienen: 4. Quartal 2006
- Codename: G80
- Transistoren: 681 Mio
- Chiptakt: 575 MHz
- Speichertakt: 1800 MHz DDR
- Stream-Prozessoren: 128
- Shader-Version: 4.0
- Direct X Version: 10
- Speicherinterface: 384 Bit
- Speichergröße: 768 MB DDR4
- Grafikbus: PCIe
- Geforce 8800 GTS
- Erschienen: 4. Quartal 2006
- Codename: G80
- Transistoren: 681 Mio
- Chiptakt: 500 MHz
- Speichertakt: 1600 MHz DDR
- Stream-Prozessoren: 96
- Shader-Version: 4.0
- Direct X Version: 10
- Speicherinterface: 320 Bit
- Speichergröße: 320 / 640 MB DDR4
- Grafikbus: PCIe
Benchmarks zur Geforce 8800
Benchmark: 3D Mark 2006
| Geforce 8800 GTX | 9452 Punkte |
| Geforce 7950 GX2 | 7952 Punkte |
| Radeon X1950 XTX | 6298 Punkte |
| Geforce 7600 GT | 3442 Punkte |
Phänomenal! Das neue Flagschiff auf dem Hause Nvidia schlägt selbst den doppelkernigen Vorgänger Geforce 7950 GX2 um Längen. Auch die Radeon X1950 XTX kann dem nichts entgegensetzen...
Benchmark: Battlefield 2 1280x1024 4xAA/16xAF
| Geforce 8800 GTX | 127 FPS |
| Geforce 7950 GX2 | 111 FPS |
| Radeon X1950 XTX | 86 FPS |
| Geforce 7600 GT | 40FPS |
In Battefield 2 sieht man ein identisches Bild. Die Geforce 8800 GTX schlägt die Geforce 7950 GX2 und die Radeon X1950 XTX deutlich. Die Mainstream-Karte Geforce 7600 GT hat hier gar nichts zu melden!
Benchmark: Quake 4, 1600x1200 4xAA/16xAF
| Geforce 8800 GTX | 95 FPS |
| Geforce 7950 GX2 | 73 FPS |
| Radeon X1950 XTX | 55 FPS |
| Geforce 7600 GT | 20 FPS |
Schon einmal Quake 4 in einer 1600x1200er Auflösung mit aktiviertem 4x AntiAliasing und 16x Anisotropischer Filterung gespielt? Mit der Geforce 8800 GTX ist dies möglich. 95 Frames in der Sekunde, einfach der Hammer!