ARTIKEL/TESTS / KFA2 und ZOTAC GTX 960 im SLI-Test

Mit dem GM107 hat Nvidia erstmals die Maxwell-Architektur zur Anwendung gebracht und präsentierte mit dem GM204 die überarbeitete, zweite Generation dieser Architektur. Während die ersten Generation noch mit einem Graphics Processing Cluster (GPC) an den Start ging, kommen bei der GTX 900 Familie bereits vier dieser GPCs zum Einsatz. Jedoch ist Maxwell 2.0 nicht einfach nur eine hochskalierte Variante der ersten Ausführung, denn auch im Detail gibt es weitere Modifikationen. Innerhalb eines GPC befanden sich bei Maxwell 1.0 noch fünf Streaming Multiprocessors (SMMs), was man beim GM204 auf deren vier reduziert hat. Der Aufbau eines einzelnen SMM wurde hingegen beibehalten, so dass jeweils 128 Shader und 8 TMUs enthalten sind. Jedem GPC stellt man zudem 16 ROPs zur Seite, was in Summe somit 64 ROPs ergibt. Vier einzelne 64 Bit Speichercontroller sorgen für einen insgesamt 256 Bit breiten Speicherbus. Gefertigt wird der GM204-Chip im bewährten 28 nm Prozess durch Partner TSMC.

Seit Anfang des Jahres gibt es einen weiteren Grafikchip auf Maxwell 2.0 Basis: GM206. Dieser dient als Basis für die GeForce GTX 960, die sich prinzipiell aller Neuerungen des GM204 erfreuen darf und lediglich im Bereich Rechenleistung beschnitten wurde. Entsprechend verfügt die GM206 GPU über lediglich zwei GPCs und zwei 64 Bit Speichercontroller. Ausgehend von einer Halbierung der Anzahl der GPCs, skalieren auch die ROPs und TMUs entsprechend. Mehr zu den technischen Details in der Tabelle am Seitenende.

KFA2 und ZOTAC stellen das SLI-Gespann in unserem Praxistest.

Bei der GeForce GTX 980 ist mit 2.048 die volle Anzahl der Shader-Einheiten verfügbar, welche bei der GTX 970 auf 1.664 reduziert wurde (nur 13 statt 16 SMMs je GPC). Die GTX 960 bringt es auf 1.024 Shader-Einheiten. Kombiniert mit einem Basistakt von 1.126 MHz kommt die GTX 980 somit auf eine (SP-)Rechenleistung von satten 4.612 GFLOPS. Bei maximaler Taktfrequenz von 1.216 MHz erreicht die GM204-GPU sogar 4.981 GFLOPS. Bei der kleinen Schwester, der GTX 970, liegt der Basistakt bei 1.050 MHz und der Boosttakt bei 1.178 MHz. Daraus ergibt sich eine Rechenleistung von 3.494 (Basis) bzw. 3.920 GFLOPS (Boost). Der GM206-Sprössling GTX 960 kommt mit 1.127 bzw. 1.178 MHz auf 2.308 (Basis) bzw. 2.413 GFLOPS (Boost). Über das 256 Bit breite Interface der GTX 980 bzw. 970 werden standardmäßig 4 GB GDDR5-Speicher betrieben. Die Frequenz beträgt dabei 3.506 MHz, was zu einem Speicherdurchsatz von 224.384 MB/s führt. Der GTX 960 steht ein insgesamt 128 Bit breiter Bus bei gleicher Taktung zur Verfügung, was zu 112.128 MB/s führt. KFA2 hat die EXOC-Variante der GeForce GTX 960 hinsichtlich der Taktraten etwas aufgebohrt und liefert die Boards ab Werk mit einem Basistakt von 1.203 MHz (+6,7%) aus. Der Boosttakt beträgt 1.266 MHz (+7,5%), der Speichertakt bleibt unverändert. ZOTAC schickt seine AMP! Edition sogar mit 1.266 MHz (12,3%) Basistakt und 1.329 MHz (+12,8%) Boostakt ins Rennen! Am Speichertakt hat auch ZOTAC nichts geändert.

Gerade übertaktete Grafikkarten sollten natürlich gut gekühlt werden. Daher verbaut KFA2 auf dieser Karte nicht den Referenzkühler Nvidias, sondern eine leistungsfähigere und zugleich angenehm leise Doppel-Lüfter-Kühlung. Drei Kupfer-Heatpipes sorgen hier in Kombination mit den Lüftern für eine effektive und zuverlässige Wärmeableitung. Ob die Karte die Versprechen des Herstellers halten kann, klären wir im weiteren Verlauf des Tests. Mehr dazu ab Seite 15. Positiv bleibt noch anzumerken: Mit einer Bauhöhe von zwei Slots werden die Dimensionen der Referenz nicht überschritten. Die Kühllösung ist zudem das erste KFA2-Modell mit der neuen „Silence Extreme Plus Technology“, wodurch sämtliche Lüfter im Leerlauf nicht mehr zu hören sind bzw. gestoppt werden. ZOTAC baut auf einen IceStorm-Kühler mit zwei 90 mm Lüftern (zwei Slots Bauhöhe), die per FREEZE-Technology auch vollständig gestoppt werden können.

Die beiden Boliden kombiniert über eine SLI-Bridge-Verbindung.

Auch seitens der Features hat sich einiges getan. Wichtigste Neuerung ist dabei vor allem die in der Vergangenheit viel diskutierte und nun endlich vollständig vorhandene Unterstützung von DirectX 11.2. D.h. das Feature-Level von DX11.2 wird nun vollumfänglich durch Maxwell 2.0 unterstützt. Für gesteigerte Bildqualität sorgt man durch die Einführung von Multi-Frame Sampled Anti-Aliasing (MFAA) und Dynamic Super Resolution (DSR). MFAA erzielt nach Hersteller-Angaben eine Leistungssteigerung von bis zu 30 Prozent, obwohl aufgrund wechselnder Musterberechnungen für jeden Frame und jeden Pixel die Bildqualität nicht leidet, sondern die gewohnt hochwertigen, weichen Kanten erhalten bleiben. Mit der Unterstützung von DSR sind Maxwell 2.0 basierte Grafikkarten die ersten am Markt, die offziell Downsampling integrieren. Intern berechnet die Grafikkarte jedes Bild in einer höheren Auflösung und skaliert vor der Ausgabe auf den Monitor wieder herunter, was positive Auswirkung auf die resultierende Bildqualität hat. Externe Lösungen durch zusätzliche Tools gehören damit der Vergangenheit an.

Für die Ausgabe auf Multi-Monitor-Systemen stehen gleich mehrere Schnittstellen bereit. Dazu gehören bei der KFA2-Karte ein Dual-Link-DVI-I (maximale Auflösung 2560 x 1600), ein Dual-Link-DVI-D, sowie HDMI (2.0) und ein DisplayPort (1.2), wovon die digitalen Typen für 4K-Auflösungen geeignet sind. ZOTAC wiederum schickt seinen Boliden mit Dual-Link-DVI-I (maximale Auflösung 2560 x 1600), HDMI (2.0) und drei Mal DisplayPort (1.2) ins Rennen. Folgend die technischen Eckdaten im Überblick und im Vergleich mit AMDs Radeon R9 285.

Hersteller	AMD	AMD	Nvidia
Produktbezeichnung	Radeon R9 280	Radeon R9 285	GeForce GTX 960
Logo
Grafikchip	Tahiti	Tonga	GM206
Fertigung	28 nm	28 nm	28 nm
Transistoren	ca. 4,3 Mrd.	ca. 5,0 Mrd.	ca. 2,94 Mrd.
Shader-Einheiten	1.792 (1D)	1.792 (1D)	1.024 (1D)
Basis-Frequenz	-	-	1.127 MHz
Boost-Frequenz	933 MHz	918 MHz	1.178 MHz
SP-Rechenleistung	3.344 GFLOPS	3.290 GFLOPS	2.308 GFLOPS (Basis) 2.413 GFLOPS (Boost)
ROPs	32	32	32
TMUs	112	112	64
Pixelfüllrate	29.856 MPixel/s	29.376 MPixel/s	36.064 MPixel/s (Basis) 37.696 MPixel/s (Boost)
Texelfüllrate	104.496 MTexel/s	102.816 MTexel/s	72.128 MPixel/s (Basis) 75.392 MPixel/s (Boost)
Speicher-Frequenz	2.500 MHz	2.750 MHz	3.504 MHz
Speicher-Interface	384 Bit	256 Bit	128 Bit
Speicher-Bandbreite	240.000 MB/s	176.000 MB/s	112.128 MB/s
Speicher-Volumen	3 GB GDDR5	2 GB GDDR5	2 GB GDDR5
DirectX (vollständig)	11.2	11.2	11.2
Multi-GPU	4-Way CrossFireX	2-Way CrossFireX	2-Way SLI
Stromsparmechanismus	√ (ZeroCore)	√ (ZeroCore)	√
Leistungsaufnahme typ.	250 Watt	190 Watt	-
Leistungsaufnahme max.	-	-	120 Watt

Autor: Stefan Boller, Patrick von Brunn