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NVIDIA GeForce GTX 780 Ti im Test

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Seite 1: NVIDIA GeForce GTX 780 Ti im Test

gtx780ti-logoDas letzte Mal dürften wir auf einer Grafikkarte aus dem Hause NVIDIA einen Chip der GK110-Familie sehen. Mit der GeForce GTX 780 Ti präsentierte NVIDIA den Vollausbau der aktuellen "Kepler"-Architektur, die erst im nächsten Jahr durch "Maxwell" ersetzt werden wird. Gerüchte zu einer solchen Karte gibt es bereits seit einiger Zeit. Spätestens aber mit der Ankündigung des entsprechenden Modells der Tesla- und Quadro-Serie war klar, dass es auch ein Desktop-Modell für Spieler geben wird. Ob nun als Reaktion auf die Radeon R9 290X von AMD oder nicht, die GeForce GTX 780 Ti rüttelt die Formation der High-End-Grafikkarten von NVIDIA zurecht. Nicht mehr die GeForce GTX Titan ist die schnellste Karte, sondern nun die GeForce GTX 780 Ti. Doch wo landet sie im Vergleich zur Titan und wie ist sie gegen die Radeon R9 290X gestellt? All diese Fragen beantworten wir im nun folgenden Review.

Doch bevor wir auf das letzte Kapitel von "Kepler" schauen, wollen wir einen kurzen Blick zurück werfen. Am 22. März 2012 präsentierte NVIDIA die GeForce GTX 680. Sie war die erste Grafikkarte mit einer GPU auf Basis der "Kepler"-Architektur. Die aus der "Fermi"-Architektur bekannten Streaming-Multiprozessoren wurden beim GK104 von 32 auf 192 CUDA-Kerne aufgebohrt und hießen nun SMX-Cluster. Letztendlich standen aber nicht nur schlicht mehr Cores zu Verfügung, sondern es hat sich auch das Verhältnis von Cores zur Control-Logic deutlich zugunsten der Recheneinheiten gewendet. Aus acht SMX-Clustern mit je 192 CUDA-Kernen resultierten 1536 Kerne insgesamt.

Fast genau ein Jahr später bohrte NVIDIA die "Kepler"-Architektur weiter auf. GK110 bot im Februar diesen Jahres zumindest die theoretische Möglichkeit bis zu 15 SMX-Cluster mit je 192 CUDA-Kernen, also insgesamt 2880 Kerne einzusetzen. Für die GeForce GTX Titan und darauf folgende GTX 780 beschränkte man sich aber auf den Einsatz von 14 bzw. 12 SMX-Cluster. Hier spielte natürlich die Fertigung eine maßgebliche Rolle, denn ein Chip mit 7,1 Milliarden Transistoren auf 533 mm2 ist auch in 28 nm nicht einfach fehlerfrei zu produzieren. Mit der Präsentation der ersten Desktop-Karten auf Basis von GK110 kochte die Gerüchteküche immer wieder hoch, was eine mögliche "GeForce GTX Titan Ultra" betrifft. Heute nun ist es endlich soweit.

Bevor wir auf die Details der GeForce GTX 780 Ti näher eingehen, werfen wir zunächst einmal einen Blick auf die technischen Daten.

NVIDIA GeForce GTX 780 Ti
Straßenpreis ab 649 Euro
Homepage www.nvidia.de
Technische Daten
GPU GK110 (GK110-425-B1)
Fertigung 28 nm
Transistoren 7,1 Milliarden
GPU-Takt (Base Clock) 876 MHz
GPU-Takt (Boost Clock) 928 MHz
Speichertakt 1.750 MHz
Speichertyp GDDR5
Speichergröße 3.072 MB
Speicherinterface 384 Bit
Speicherbandbreite 336 GB/Sek.
DirectX-Version 11.1
Shadereinheiten 2880
Textur Units 240
ROPs 48
Pixelfüllrate 42 GPixel/Sek.
SLI/CrossFire SLI
TDP 250 Watt

Ein Merkmal zeichnet die GeForce GTX 780 Ti sicherlich am besten aus: GK110 im Vollausbau! Dies bedeutet 15 SMX-Cluster mit jeweils 192 CUDA-Kernen, was in insgesamt 2880 CUDA-Kernen resultiert. In 28 nm gefertigt, verteilen sich 7,1 Milliarden Transistoren auf eine Chipfläche von 533 mm2. Für NVIDIA im Hinblick auf die aktuellen "Hawaii"-Karten von AMD weiterhin entscheidend ist ein fixer Basis-Takt von 876 MHz. Per GPU-Boost geht es auf mindestens 928 MHz. Laut NVIDIA erreichen die meisten Karten in der Praxis allerdings auch problemlos die 1-GHz-Schwelle. Als zweite Karte überhaupt aus dem Hause NVIDIA wird der schnellere GDDR5-Speicher mit 1750 MHz verwendet. Angebunden über ein 384 Bit breites Speicherinterface ergibt sich eine Speicherbandbreite von 336 GBit pro Sekunde. Allerdings verbaut NVIDIA hier nicht 6 GB Grafikspeicher wie bei der GeForce GTX Titan, sondern zunächst einmal nur 3 GB. Dies könnte sich mit dem Erscheinen erster Retail-Karten mit alternativer Kühlung allerdings ändern, und so sind auch Modelle der GeForce GTX 780 Ti mit 6 GB und mehr denkbar. Gerade im Hinblick auf die Radeon R9 290X und 290 mit jeweils 4 GB Speicher wäre das sicher ein wünschenswerter Schritt.

Mit den 15 SMX-Clustern bzw. 2880 CUDA-Kernen einher gehen 240 Textureinheiten, also 16 pro SMX-Cluster. Gebunden an das 384 Bit breite Speicherinterface ergeben sich die 48 ROPs. Anhand des Taktes ergibt sich eine theoretische Pixelfüllarte von mindestens 42 Gigapixel pro Sekunde. Per SLI lassen sich bis zu vier Karten der GeForce GTX 780 Ti zusammenfassen. Anders als AMD benötigen die High-End-Karten bei NVIDIA aber immer noch eine SLI-Brücke. Dies könnte sich allerdings mit der kommenden Generation ändern. Die TDP verbleibt bei 250 Watt - vielleicht ein weiterer Vorteil gegenüber der Radeon R9 290X, deren TDP über 250 Watt liegt.

GPU-Z-Screenshot der NVIDIA GeForce GTX 780 Ti

Der GPU-Z-Screenshot bestätigt die technischen Daten und nennt noch einige weitere Details. 

NVIDIA GeForce GTX 780 Ti gegen die Konkurrenz
Modell AMD Radeon R9 290X NVIDIA GeForce GTX 780 NVIDIA GeForce GTX 780 Ti NVIDIA GeForce GTX Titan
Straßenpreis ab 480 Euro ab 410 Euro ab 649 Euro ab 820 Euro
Homepage www.amd.de www.nvidia.de www.nvidia.de www.nvidia.de
Technische Daten
GPU Hawaii XT GK110 (GK110-300-A1) GK110 (GK110-425-B1) GK110 (GK110-400-A1)
Fertigung 28 nm 28 nm 28 nm 28 nm
Transistoren 6,2 Milliarden 7,1 Milliarden 7,1 Milliarden 7,1 Milliarden
GPU-Takt (Base Clock) - 864 MHz 876 MHz 837 MHz
GPU-Takt (Boost Clock) 1.000 MHz 902 MHz 928 MHz 876 MHz
Speichertakt 1.250 MHz 1.502 MHz 1.750 MHz 1.502 MHz
Speichertyp GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5
Speichergröße 4.096 MB 3.072 MB 3.072 MB 6.144 MB
Speicherinterface 512 Bit 384 Bit 384 Bit 384 Bit
Speicherbandbreite 320,0 GB/Sek. 288,4 GB/Sek. 336 GB/Sek. 288,4 GB/Sek.
DirectX-Version 11.2 11.1 11.1 11.1
Shadereinheiten 2.816 2.304 2880 2.688 
Texture Units 176 192 240 224
ROPs 64 48 48 48
TDP > 250 Watt 250 Watt 250 Watt 250 Watt

Der Vergleich mit der Konkurrenz aus eigenem Hause sowie von AMD ergibt natürlich nur in der Theorie Vor- und Nachteile für die GeForce GTX 780 Ti. So ist die Anzahl der Shader-Prozessoren nur minimal höher und auch die Speicherbandbreite konnte NVIDIA durch den schnelleren Speicher deutlich anheben. Bei der Speichergröße, dem Boost-Takt und der Pixelfüllrate (Aufgrund der höheren Anzahl an ROPs) hat AMD allerdings die Nase vorne. Wegen der Implementierung von PowerTune und GPU-Boost ergeben sich in der Praxis aber Seiteneffekte, die auf dem Papier noch keinerlei Auswirkungen haben. Ohnehin sind theoretische Vergleiche von Rechenleistung, Speicherbandbreite und weiteren technischen Daten nicht sonderlich aussagekräftig. Die Benchmarks werden zeigen müssen, wie groß der Vorsprung gegenüber der GeForce GTX Titan und Radeon R9 290X ist.