Nvidia-Geforce-9-Serie

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Nvidia GeForce 9800 GX2

Die Geforce-9-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips des Unternehmens Nvidia und Nachfolger der Geforce-8-Serie. Alle Grafikprozessoren dieser Serie unterstützen das Shadermodell 4.0 (SM 4.0) nach DirectX 10, OpenGL 3.3, CUDA und damit auch PhysX. Seit Januar 2009 werden einigen Modelle der Geforce-9-Serie auch als „Geforce 100“ für den OEM-Markt vermarktet.

Beschreibung[Bearbeiten]

Die Anfang 2008 eingeführte Geforce-9-Serie ist in weiten Teilen mit den Chips der Vorgängerserie identisch. Da zwei der insgesamt vier verwendeten Grafikprozessoren bereits in der Geforce-8-Serie eingesetzt worden sind, geriet Nvidia aufgrund der Namensgebung in die Kritik. Dazu trug auch bei, dass die Geforce 8800 GS und 8800 GT unter den Namen Geforce 9600 GSO und 9800 GT neu vermarktet wurden. Im Allgemeinen wird angenommen, dass Nvidia mit der Einführung der Geforce-9-Serie auf AMDs Radeon-HD-3000-Serie reagieren wollte.

Im Gegensatz zu den älteren Chips der 8er-Serie (G8x) bieten die neuen Grafikprozessoren der 8er- und 9er-Serie, also G92(b) bis G98, Unterstützung für PCI-Express 2.0. Die Modelle der Geforce-9800-Serie unterstützen die HybridPower-Technologie und können mit einem entsprechenden Mainboard mit Nvidia-Chipsatz unter Windows Vista im Leerlauf durch Abschalten der externen Grafikkarte weniger Leistung aufnehmen. Im Gegensatz zu AMDs Radeon-HD-3000-Serie verwendete Nvidia noch den 65-nm-Fertigungsprozess und stellte erst im Sommer 2008 auf das modernere 55-nm-Verfahren um. Den zunächst entstandenen Nachteil der höheren Fertigungskosten konnte Nvidia mit der besseren Performance am Markt ausgleichen. Kritisiert wurde der Verzicht auf die Unterstützung des Shadermodell 4.1 (SM 4.1) nach DirectX 10.1, sowie das Fehlen eines Energiesparmodus.

Als erste Karte der Geforce-9-Serie wurde am 21. Februar 2008 die Geforce 9600 GT eingeführt. Im Gegensatz zu früheren Serienpräsentationen handelt es sich dabei um keine High-End-, sondern um eine Mainstream-Grafikkarte auf Basis der G94-GPU. Bei dem G94-Prozessor handelt es sich im weitesten Sinne um einen halbierten G92-Chip, welcher allerdings weiterhin über vier ROP- Partitionen verfügt. Dadurch war es möglich, dass Nvidia erstmals auf einer Mainstream-Grafikkarte ein 256-Bit-Speicherinterface verbauen konnte. Die Geforce 9600 GT wurde am Markt gegen die Radeon HD 3850 platziert, welche zu diesem Zeitpunkt im Preissektor von ca. 150 € konkurrenzlos agierte. Trotz technischer Nachteile gegenüber der Konkurrenz durch fehlende DirectX-10.1-Unterstützung und den Verzicht auf einen Energiesparmodus konnte die Geforce 9600 GT sich erfolgreich am Markt behaupten, was im Allgemeinen auf die höhere Performance gegenüber der Radeon HD 3850 zurückgeführt wird.[1] Dies änderte sich erst im Herbst 2008 mit der Einführung der Radeon HD 4830. Erst im November 2009 präsentierte Nvidia mit der Geforce GT 240 den Nachfolger, womit die Geforce 9600 GT eine für Grafikkarten ungewöhnlich lange Marktpräsenz aufwies. Dies war nur möglich mit dem Wechsel auf den 55-nm-Fertigungsprozess und der damit verbundenen Kostenreduzierung.

Am 18. März 2008 erweiterte Nvidia mit der Einführung der Geforce 9800 GX2 die Geforce-9-Serie auf den High-End-Bereich. Die Dual-Grafikkarte bestand aus zwei einzelnen Platinen, die im so genannten „Sandwich“-Design zusammengesetzt wurden. Dabei handelte es sich praktisch gesehen um zwei Geforce 8800 GT Grafikkarten, welche über einen internen SLI-Brückenchip miteinander kommunizieren und über alle acht Shadercluster des G92-Prozessors verfügten. Sie erwies sich bei ihrer Präsentation als die zu diesem Zeitpunkt schnellste Grafikkarte am Markt, obwohl es bei sehr speicherintensiven Anwendungen (z. B. durch hohe Anti-Aliasing-Einstellung oder extreme Auflösungen) aufgrund der geringen Videospeichergröße zu teilweise massiven Performance-Einbrüchen kam.[2]

Am 1. April 2008 stellte Nvidia die Geforce 9800 GTX vor, welche auf einem vollwertigen G92-Prozessor basiert. Nvidia versuchte mit der Karte an den Erfolg der Geforce 8800 GTX anzuknüpfen. Obwohl die Geforce 9800 GTX sowohl über eine höhere Rechenleistung der Streamprozessoren als auch höhere Texelfüllraten verfügte, fiel sie bei speicherintensiven Anwendungen hinter die Performance des Vorgängers zurück.[3] Als Ursache dafür gelten der geringere Speicherdurchsatz, sowie die geringere Speichergröße. Dies führte dazu, dass die Geforce 9800 GTX sich nur bedingt erfolgreich am Markt verkaufte, auch weil der Preisaufschlag gegenüber der nur minimal langsameren Geforce 8800 GTS 512 unverhältnismäßig hoch war. Dies änderte sich erst, als Nvidia Ende Juli 2008 die überarbeitete Geforce 9800 GTX+ einführt. Diese verwendete den G92-Chip in der B1-Revision und war daher die erste Grafikkarte von Nvidia, welche im 55-nm-Fertigungsprozess hergestellt wurde. Dieser reduzierte die Fertigungskosten und ermöglichte höhere Taktraten. Die neue Geforce 9800 GTX+ platzierte sich sowohl leistungsmäßig als auch preislich zwischen der Radeon HD 4850 und 4870.[4]

Am 29. Juli 2008 erweiterte Nvidia die Geforce-9-Serie um die Geforce 9500 GT und 9800 GT. Die Geforce 9500 GT ersetzte dabei die ältere Geforce 8600 GTS und basierte auf der G96-GPU. Sie sortierte sich im oberen Low-End-Bereich ein und agiert dort durchaus erfolgreich. Einige Boardpartner Nvidias brachten unter dem Namen Geforce 9500 GS noch eine leistungsreduzierte Variante mit DDR2-Speicher auf den OEM-Markt. Wie bereits die Geforce 9600 GSO handelte es sich bei der Geforce 9800 GT um eine reine Neuauflage. Da nur die Unterstützung für die HybridPower-Modus hinzugefügt worden war, konnte die Geforce 9800 GT kein Performanceverbesserung im Vergleich zum Vorgänger erreichen.[5] Da die Konkurrenzkarte von ATI, die Radeon HD 4850, eine höhere Performance aufwies, konnte die Geforce 9800 GT die guten Verkaufserfolge der Geforce 8800 GT nicht wiederholen.

Den Grafikprozessor G98 setzte Nvidia zunächst als IGP und in der Geforce-M-Serie ein. Auf dem Desktopmarkt dagegen wird der G98 von Nvidia zunächst nur auf der Geforce 8400 GS verwendet. Allerdings entschieden verschiedene Boardpartner von Nvidia, die Geforce 8400 GS unter dem Namen Geforce 9300 GS, GE und SE auf den OEM-Markt zu bringen.

Anfang 2009 präsentierten Nvidias Boardpartner sogenannte „Green Edition“ der Geforce 9600 GT und 9800 GT. Die Karten werden mit reduzierter Spannung betrieben, wodurch die Leistungsaufnahme soweit reduziert wurde, dass auf die zusätzlichen Stromstecker der Referenzmodellen verzichtet werden konnte. Für den stabilen Betrieb müssen aber auch die Taktraten gesenkt werden. Nvidia selbst, welche die Karten offiziell nicht listet, unterstützte die Boardpartner mit der Selektion der notwendigen G92- und G94-Grafikprozessoren.[6][7]

Grafikprozessoren[Bearbeiten]

Grafikchip Fertigung Einheiten DirectX / OpenGL
Version
Video-
prozessor
Schnitt-
stelle
Prozess
(in nm)
Transistoren
(in Mio.)
Die-Fläche
(in mm²)
ROP-
Partitionen
ROPs Unified-Shader Textureinheiten
Stream-
prozessoren
Shader-
Cluster
TAUs TMUs
G92 / b 65 / 55 754 324 / 276 4 16 128 8 64 64 10.0 / 3.3 VP2 PCIe 2.0
G94 / b 65 / 55 505 240 / 180 4 16 64 4 32 32 10.0 / 3.3 VP2 PCIe 2.0
G96 / b 65 / 55 314 144 / 119 2 8 32 2 16 16 10.0 / 3.3 VP2 PCI, PCIe 2.0
G98 65 210 86 1 4 8 1 8 8 10.0 / 3.3 VP3 PCI, PCIe 2.0

Namensgebung[Bearbeiten]

Bei der Geforce-9-Serie kommt ein ähnliches Bezeichnungsschema, wie es seit der Geforce-6-Serie verwendet wird, zum Einsatz. Alle Grafikchips werden mit einer vierstelligen Nummer bezeichnet, die generell mit einer „9“ (für Geforce 9) beginnt. Die zweite Ziffer teilt dann die Familie in verschiedene Marktsegmente auf. Das Kürzel hinter der Modellnummer dient zu einer weiteren Diversifizierung.

Geforce 9500 GT des Herstellers Gigabyte
Aufteilung
  • 9300/ 9400/ 9500: Low-End
  • 9600: Mainstream
  • 9800: Performance, High-End
Buchstabenkürzel
  • kein SuffixIGP-Variante
  • GE/GS/GSO – Leistungsschwache Versionen (oft Recycling von teildefekten, eigentlich höherwertigen Chips)
  • GT – „Normale“ Versionen (oft die Produkte mit bestem Preis-Leistungs-Verhältnis im Nvidia-Produktangebot)
  • GTX – Leistungsfähige Versionen (Bezeichnung gibt es nur im Performance-Segment)
  • GX2 – Leistungsstärkste Versionen mit zwei GPUs auf einer Grafikkarte
Sonderkennzeichnung „+“

Ein „+“ hinter der Modellbezeichnung lässt erkennen, dass dies eine überarbeitete und meist schnellere Version einer früheren, aber baugleichen, Grafikkarte ist - bei der 9800 GTX+ wurde eine neuere Revision des Prozessors verbaut.

Modelldaten[Bearbeiten]

Modell Offizieller
Launch
Grafikprozessor (GPU) Grafikspeicher
Typ Aktive Einheiten Chiptakt
(MHz)
Shadertakt
(MHz)
Größe
(MB)
Takt
(MHz)
Typ Speicher-
interface
ROPs Shader-
Cluster
Stream-
prozessoren
Textur-
einheiten
Geforce 9300[8] 15. Okt. 2008 MCP7A 8 1 16 8 450 1200 Shared Memory IGP DDR2/DDR3 IGP
Geforce 9300 GE[9] Jun. 2008 G98 4 1 8 8 540 1300 256 500 DDR2 64 Bit
Geforce 9300 GS[9] Jun. 2008 G98 4 1 8 8 567 1400 256 500 DDR2 64 Bit
Geforce 9400[10] 15. Okt. 2008 MCP7A 8 1 16 8 580 1400 Shared Memory IGP DDR2/DDR3 IGP
Geforce 9400 GT[11] 27. Aug. 2008 G96b 8 1 16 8 550 1400 512 400 DDR2 128 Bit
Geforce 9500 GT[12] 29. Jul. 2008 G96
G96b
8 2 32 16 550 1400 512 800 GDDR3 128 Bit
Geforce 9600 GSO[13] Apr. 2008 G92 12 6 96 48 550 1375 384 800 GDDR3 192 Bit
Geforce 9600 GSO 512[14] Okt. 2008 G94b 16 3 48 24 650 1625 512 900 GDDR3 256 Bit
Geforce 9600 GT[15] 21. Feb. 2008 G94
G94b
16 4 64 32 650 1625 512 900 GDDR3 256 Bit
Geforce 9600 GT[16]
(Green Edition)
Feb. 2009 G94b 16 4 64 32 600 1500 512 900 GDDR3 256 Bit
Geforce 9800S[17] k. A. G94b 16 4 64 32 600 1500 1024 800 GDDR3 256 Bit
Geforce 9800 GT[18] 29. Jul. 2008 G92
G92b
16 7 112 56 600 1512 512 900 GDDR3 256 Bit
Geforce 9800 GT[16]
(Green Edition)
Mrz. 2009 G92b 16 7 112 56 550 1375 512 900 GDDR3 256 Bit
Geforce 9800 GTX[19] 1. Apr. 2008 G92 16 8 128 64 675 1688 512 1100 GDDR3 256 Bit
Geforce 9800 GTX+[20] 19. Jul. 2008 G92b 16 8 128 64 738 1836 512 1100 GDDR3 256 Bit
Geforce 9800 GX2[21] 18. Mrz. 2008 2× G92 2× 16 2× 8 2× 128 2× 64 600 1500 2× 512 1000 GDDR3 2× 256 Bit

Hinweise:

  • Die angegeben Taktraten sind die von Nvidia empfohlenen bzw. festgelegten. Allerdings liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten–Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten–Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
  • Mit dem angegebenen Zeitpunkt ist der Termin der öffentlichen Vorstellung angegeben, nicht der Termin der Verfügbarkeit der Modelle.
  • Die Taktfrequenz des Speichers wird auch oft als doppelt so hoch angegeben. Grund dafür ist die doppelte Daten-Rate (DDR).

Leistungsdaten[Bearbeiten]

Für die jeweiligen Modelle ergeben sich folgende theoretische Leistungsdaten:

Modell Rechenleistung über die
Streamprozessoren (GFlops)
Pixelfüllrate des
Grafikprozessors (GPixel/s)
Texelfüllrate des
Grafikprozessors (GTexel/s)
Datenübertragungsrate zum
Grafikspeicher (GB/s)
Geforce 9300 57,6 3,6 3,6 k. A.
Geforce 9300 GE 31,2 2,2 4,3 8,0
Geforce 9300 GS 33,6 2,3 4,5 8,0
Geforce 9400 67,2 4,6 4,6 k. A.
Geforce 9400 GT 67 4,4 4,4 12,8
Geforce 9500 GT 134 4,4 8,8 25,6
Geforce 9600 GSO 396 6,6 26,4 38,4
Geforce 9600 GSO 512 234 10,4 15,6 57,6
Geforce 9600 GT 312 10,4 20,8 57,6
Geforce 9600 GT
(Green Edition)
288 9,6 19,2 57,6
Geforce 9800S 288 9,6 19,2 51,2
Geforce 9800 GT 508 9,6 33,6 57,6
Geforce 9800 GT
(Green Edition)
462 8,8 30,8 57,6
Geforce 9800 GTX 648 10,8 43,2 70,4
Geforce 9800 GTX+ 705 11,8 47,2 70,4
Geforce 9800 GX2 2× 576 2× 9,6 2× 38,4 2× 64,0

Hinweise:

  • Die angegebenen Leistungswerte für die Rechenleistung über die Streamprozessoren, die Pixelfüllrate, die Texelfüllrate und die Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.
  • Die angegebene Rechenleistung über die Streamprozessoren bezieht sich auf die Nutzung beider MUL–Operationen, die bei Grafikshaderberechnungen nicht erreicht wird, da weitere Berechnungen ausgeführt werden müssen. Bei diesen Berechnungen liegt die Leistung der Rechenleistung über die Stream-Prozessoren daher geringer.

Leistungsaufnahmedaten[Bearbeiten]

Die in der Tabelle aufgeführten Messwerte beziehen sich auf die reine Leistungsaufnahme von Grafikkarten, die dem nVidia-Referenzdesign entsprechen oder zumindest ein von nVidia unterstütztes eigenes Marktsegment bilden (z. B. Green Edition). Um diese Werte zu messen, bedarf es einer speziellen Messvorrichtung; je nach eingesetzter Messtechnik und gegebenen Messbedingungen, inklusive des genutzten Programms, mit dem die 3D-Last erzeugt wird, können die Werte zwischen unterschiedlichen Apparaturen schwanken. Daher sind hier Messwertbereiche angegeben, die jeweils die niedrigsten und höchsten gemessenen Werte aus verschiedenen Quellen darstellen.

Modell Typ Verbrauch (Watt) Zusatzstromstecker
MGCP[22] Messwerte
Idle 3D-Last
Geforce 9300 MCP7A k. A. k. A. k. A. keine
Geforce 9300 GE G98 k. A. k. A. k. A. keine
Geforce 9300 GS G98 k. A. k. A. k. A. keine
Geforce 9400 MCP7A k. A. k. A. k. A. keine
Geforce 9400 GT G96b 50 k. A. k. A. keine
Geforce 9500 GT G96
G96b
72 k. A. k. A. keine
Geforce 9600 GSO G92 84 k. A. k. A. 1× 6-Pin
Geforce 9600 GSO 512 G94b 83 k. A. k. A. 1× 6-Pin
Geforce 9600 GT G94
G94b
96 26[23] 69[23] 1× 6-Pin
Geforce 9600 GT
(Green Edition)
G94b 59 k. A. k. A. keine
Geforce 9800S G94b k. A. k. A. k. A. k. A.
Geforce 9800 GT G92 115 35[24] 111[24] 1× 6-Pin
G92b k. A. k. A.
Geforce 9800 GT
(Green Edition)
G92b 75 k. A. k. A. keine
Geforce 9800 GTX G92 156 60[25]–62[26] 175[25]–186[26] 2× 6-Pin
Geforce 9800 GTX+ G92b 141 k. A. k. A. 2× 6-Pin
Geforce 9800 GX2 2× G92 197 88[27] 268[27] 1× 6-Pin
1× 8-Pin

Weitaus üblicher als die Messung des Verbrauchs an der Grafikkarte ist die Bestimmung der Leistungsaufnahme eines Gesamtsystems. Dazu wird ein Referenzsystem zusammengestellt, in dem die verschiedenen Grafikkarten eingebaut werden; daraufhin findet die Messung mithilfe eines Energiekostenmessgerätes oder einer vergleichbaren Apparatur direkt an der Steckdose statt. Allerdings ist die Aussagekraft der Messwerte begrenzt: Es ist nicht klar, welcher Verbrauch von der Grafikkarte stammt und was dem restlichen PC-System zuzuschreiben ist. Der Unterschied im Verbrauch zwischen Idle- und 3D-Lastbetrieb ist bei dieser Messmethode nicht nur davon abhängig, mit welchem Programm die Last erzeugt wurde; die Auslastung und Effizienz des restlichen PC-Systems inklusive Netzteil, Mainboard und Prozessor beeinflussen die gemessene Differenz ebenfalls. Da sich die getesteten Systeme in der Regel von dem eigenen PC-System zuhause unterscheiden, lassen sich die dort angegebenen Werte nicht auf das eigene System abbilden. Nur Messdaten von sonst identischen Systemen taugen (bedingt) für den Vergleich untereinander. Wegen dieser Abhängigkeit sind Gesamtsystem-Messwerte in der hiesigen Tabelle nicht aufgeführt. Da sie aber ein besseres Bild von der praktischen Leistungsaufnahme eines konkreten Systems mit einer bestimmten Grafikkarte vermitteln können, werden unter den Weblinks Seiten aufgelistet, die solche Messungen vornahmen.

Weblinks[Bearbeiten]

Messung der Leistungsaufnahme eines Gesamtsystems[Bearbeiten]

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. ComputerBase: Test: Nvidia GeForce 9600 GT (SLI) - Performancerating, Testbericht vom 21. Februar 2008, abgerufen am 1. Februar 2010
  2. ComputerBase: Test: Nvidia GeForce 9800 GX2 - Performancerating, Testbericht vom 18. März 2008, abgerufen am 1. Februar 2010
  3. ComputerBase: Test: Nvidia GeForce 9800 GTX (SLI) - Performancerating, Testbericht vom 1. April 2008, abgerufen am 1. Februar 2010
  4. ComputerBase: Test: ATi Radeon HD 4850 (CF) und HD 4870 - Performancerating, Testbericht vom 25. Juni 2008, abgerufen am 1. Februar 2010
  5. ComputerBase: Test: Nvidia GeForce 9500 GT und 9800 GT - Performancerating, Testbericht vom 29. Juli 2008, abgerufen am 1. Februar 2010
  6. Hardware-Info: Kommt auch eine 9800 GT Green Edition?, Nachricht vom 14. Februar 2009, abgerufen am 1. Februar 2010
  7. ComputerBase: Wird die GeForce 9800 GT eine „Green Edition“?, Nachricht vom 16. Februar 2009, abgerufen am 1. Februar 2010
  8. Produktseite: NVIDIA GeForce 9300, abgerufen am 1. Februar 2010
  9. a b Modell ist nur für den OEM-Markt vorgesehen und wird von Nvidia offiziell nicht gelistet.
  10. Produktseite: NVIDIA GeForce 9400, abgerufen am 1. Februar 2010
  11. Produktseite: NVIDIA GeForce 9400 GT, abgerufen am 1. Februar 2010
  12. Produktseite: NVIDIA GeForce 9500 GT, abgerufen am 1. Februar 2010
  13. Produktseite: NVIDIA GeForce 9600 GSO, abgerufen am 1. Februar 2010
  14. Produktseite: NVIDIA GeForce 9600 GSO 512, abgerufen am 1. Februar 2010
  15. Produktseite: NVIDIA GeForce 9600 GT, abgerufen am 1. Februar 2010
  16. a b Modell entspricht offiziell keinem Nvidia-Referenzdesign.
  17. Produktseite: NVIDIA GeForce 9800S, abgerufen am 29. April 2010
  18. Produktseite: NVIDIA GeForce 9800 GT, abgerufen am 1. Februar 2010
  19. Produktseite: NVIDIA GeForce 9800 GTX, abgerufen am 1. Februar 2010
  20. Produktseite: NVIDIA GeForce 9800 GTX+, abgerufen am 1. Februar 2010
  21. Produktseite: NVIDIA GeForce 9800 GX2, abgerufen am 1. Februar 2010
  22. „MGCP“ steht kurz für „Maximum Graphics Card Power“ und bezeichnet die offiziell von nVidia angegebene, bei Normalbetrieb zu erwartende maximale Leistungsaufnahme einer Grafikkarte. Unter speziellen Bedingungen kann aber eine noch höhere Leistungsaufnahme erreicht werden. Daher ist die Maximum Graphics Card Power nicht mit der TDP gleichzusetzen.
  23. a b ht4u.net: Reale Leistungsaufnahme aktueller Grafikkarten - Anhang: ASUS EN9600GT/HTDI/512M/A, Testbericht vom 29. Januar 2009, abgerufen am 1. Februar 2010
  24. a b ht4u.net: Reale Leistungsaufnahme aktueller Grafikkarten - Anhang: GeForce 8800 GT, Testbericht vom 29. Januar 2009, abgerufen am 1. Februar 2010
  25. a b PCGamesHardware: Grafikkarten-Leistungsaufnahme - Update mit HD 4870 X2, GTX 295 und Stellungnahme, Testbericht vom 28. Februar 2009, abgerufen am 1. Februar 2010
  26. a b ht4u.net: Reale Leistungsaufnahme aktueller Grafikkarten - Anhang: GeForce 9800 GTX, Testbericht vom 29. Januar 2009, abgerufen am 1. Februar 2010
  27. a b ht4u.net: Reale Leistungsaufnahme aktueller Grafikkarten - Anhang: GeForce 9800 GX2, Testbericht vom 29. Januar 2009, abgerufen am 1. Februar 2010