Achte Runde

Nach der Einführung der G70-Serie auf der GeForce 7800 GTX im Sommer des vergangenen Jahres legt Nvidia mit der G80 nun die nächste, mittlerweile achte 3D-Grafikchipgeneration nach. Zunächst erscheinen mit dem neuen G80-Chip zwei Grafikkarten, die zur Vorstellung in begrenzter Stückzahl im deutschsprachigem Raum erhältlich sein sollen. Die GeForce 8800 GTX mit einem Preis von zirka 550 bis 600 Euro ersetzt die beiden bisherigen Spitzenmodelle GeForce 7900 GTX und 7950 GX2; einen günstigeren Einstieg in die DirectX-10-Generation bietet die leicht abgespeckte GeForce 8800 GTS mit einem Preis um 450 Euro.

Die Zahl der Transistoren springt von 278 bei der 7900 GTX auf beeindruckende 681 Millionen beim G80-Chip der 8800 GTX. Der Chip enthält 128 skalare Shader-ALUs (Stream Processors), 64 Textureinheiten und sechs Rastereinheiten. Die Shader-Einheiten laufen mit rekordverdächtigen 1350 MHz, alle übrigen Baugruppen mit 575 MHz. Der Speicher fasst üppige 768 MByte, ist 900 MHz schnell und über einen 384 Bit breiten Bus angebunden. Diese krummen Werte entstehen, weil Nvidia zwölf GDDR3-Speicherchips mit jeweils 512 MBit Kapazität und 32 Datenleitungen um den Grafikchip anordnet. Insgesamt liefert der Speicher eine Datentransferrate von beachtlichen 86,4 GByte/s, immerhin 69 Prozent mehr als beim 7900 GTX.

Die Shader-ALUs sind „unified“ ausgelegt und lassen sich je nach Bedarf als Vertex- oder Pixel-Shader konfigurieren. Für die üblichen Berechnungen schaltet Nvidia beispielsweise vier ALUs zusammen, die als Vertex-Shader einen Koordinatenvektor (x,y,z,w) und als Pixel-Shader einen Pixel-Farbwert (r,g,b,alpha) verarbeiten. In herkömmlicher Zählweise besitzt der GeForce 8800 GTX also 32 Shader-Einheiten, die es in der Konfiguration von 8 Vertex- und 24 Pixel-Shadern beim GeForce 7800 auch schon gibt. Seine höhere Leistung bezieht der Chip in erster Linie aus der von 650 auf 1350 MHz gesteigerten Taktfrequenz. Zusätzlich sollen die 8800er-ALUs effizienter sein, da der Chip sich je nach Situation unterschiedlich konfigurieren kann und seine 32 Shader-Einheiten damit besser auslastet.

Wie bei ATIs aktuellen High-End-Chips können die Shader des G80 nun auch ein Datentripel und einen Skalarwert parallel berechnen (Co-Issue). Auch Sprunganweisungen sind effizienter und benötigen nur noch einen zusätzlichen Takt. Außerdem sollen die neuen Scheduler Tausende von Threads gleichzeitig steuern und die ALU-Einheiten zu mehr als 95 Prozent auslasten können. Beispielsweise nutzen die Shader die Zeit, in der sie auf einen Texturwert warten, jetzt für andere Berechnungen. Die G70-Shader mussten nach der Berechnung einer Texturadresse immer so lange pausieren, bis der Texturwert verfügbar war.

Statt 24 stehen jetzt 64 Textureinheiten zur Verfügung, die auch 32-Bit-Gleitkommatexturen (FP32) filtern können, bei HDR (High Dynamic Range Rendering) mit FP16-Texturen mit voller Geschwindigkeit arbeiten und bei anisotroper Filterung keine Winkelabhängigkeit aufweisen sollen. Die sechs Rastereinheiten können HDR mit Antialiasing (AA) kombinieren und jeweils 16 Samples pro Takt ausgeben. Neu hinzugekommen sind achtfaches Antialiasing sowie Coverage Sampling Antialiasing, das bei bestimmten Kontrastverhältnissen die Qualität von 16-fachem Antialiasing erreicht und durch Datenkompression so schnell wie zuvor vierfaches Antialiasing sein soll.

Die Display-Pipeline arbeitet wie bei ATIs jüngsten Chips jetzt durchgängig mit 10 Bit pro Farbkomponente. Der Videoprozessor soll leistungsfähig genug sein, um das Postprocessing (Spatial-Temporal Deinterlacing, Inverse Telecline, Noise Reduction, Edge-Enhancement) auf VC-1- und H.264-kodierte HD-Filme anwenden zu können.

All dies funktioniert auch unter DirectX 9, wobei der Shader-Core gegenüber dem 7900 GTX die zwei- bis dreifache Leistung erreichen soll. In vielen aktuellen Spielen ist der GeForce 8800 GTX laut Nvidia zwischen 1,5- und zweimal schneller als das bisherige Spitzenmodell mit einer GPU.

Unter DirectX 10 arbeiten die Shader nach dem Shader-Model 4.0, das längere Shader-Programme und 4096 statt 32 Rechenregister vorsieht und innerhalb eines Shader-Programms 128 statt 16 adressierbare Texturen ermöglicht. Zudem steigert mit dem Geometrie-Shader ein dritter Shader-Typ die Leistung, der auf Dreiecksbasis arbeitet und eine Fülle von Aufgaben übernehmen kann. Mithilfe des verbesserten Geometrie-Instancing kann die GPU beim Vervielfältigen von Objekten nicht nur die Größe, sondern auch Farbe, Textur, Animation und das Shader-Programm variieren.

In der Praxis

Mit 27 cm ist die GeForce-8800-GTX-Karte noch einmal 4 cm länger als eine 7900-GTX-Karte und benötigt so ein geräumiges PC-Gehäuse. Die Leistungsaufnahme des Neulings soll im Mittel bei 117 Watt liegen, kann bei einzelnen Spielen aber bis auf 145 Watt steigen. Das theoretische Leistungs-Maximum liegt bei 180 Watt; die neue GTX muss daher über zwei sechspolige Anschlüsse mit dem Netzteil verbunden sein. Nvidia schreibt ein 450-Watt-Netzteil vor, das auf seinen 12-Volt-Leitungen 30 Ampere leisten muss. Der Kühlkörper belegt zwei Slots und ist mit einem etwa 6 cm großen Tangentiallüfter gekoppelt, der die Abwärme über das Slotblech aus dem Rechner hinausbläst.

Der GeForce 8800 GTS ist eine etwas schwächere Ausführung des G80-Chips mit 96 skalaren ALUs. Die Taktfrequenzen liegen bei 1200 MHz für den Shader-Core und 500 MHz für alle übrigen Einheiten. Der aus zehn Chips aufgebaute Speicher ist über ein 320-Bit-Interface mit der GTS-GPU verbunden, mit 800 MHz getaktet und fasst 640 MByte. Die GTS-Karten sind 23 cm lang, mit dem gleichen Kühler ausgestattet und sollen etwa 25 Prozent weniger Leistung als eine GTX-Karte benötigen. Das Netzteil muss 400 Watt leisten (12 V: 26 A). AGP-Versionen der DirectX-10-Chips plant Nvidia nicht mehr. Abgespeckte Varianten für den Mainstream-Markt stehen für das nächste Frühjahr auf der Roadmap.

Parallel zur neuen neuen Grafikchip-Generation hat Nvidia auch die Mainboard-Chipsatz-Familie nForce 600 eingeführt. Deren AMD-Variante nForce 680 SLI kann etwa zum Aufbau von High-End-Systemen der von AMD angekündigten 4x4-Architektur dienen. Die Ausführungen nForce 680i SLI und 650i SLI ersetzen die erst vor wenigen Monaten für Intel-Prozessoren eingeführte nForce-500-Serie. (thl)