NVIDIA SLI vs. ATI CrossFire

Veröffentlicht am: von
Vor gut einem Jahr stellte NVIDIA den nForce4 vor und damit hielt auch eine bereits aus 3dfx-Zeiten bekannte Technologie wieder Einzug: Zwei Grafikkarten konnten in einem System parallel die Geschwindigkeit bei 3D-Applikationen steigern. Symmetric Multi-Rendering oder kurz SLI entwickelte sich im Laufe des Jahres zu einer sehr beliebten Lösung für Gamer und Performance-Junkies. Am 23. Mai 2005 zeigte ATI der versammelten deutschen Presse ein erstes lauffähges CrossFire System und präsentierte damit seine Multi-VPU Lösung. Wer nun dachte der Kampf sei eröffnet, der irrte, denn es sollte noch einmal 5 Monate dauern, bis erste CrossFire-Mainboards und Grafikkarten ihren Weg in den Markt fanden. NVIDIA hat in der Zwischenzeit bereits seinen G70 bzw. die GeForce 7800 GTX auf den Markt gebracht, während von ATIs Radeon X1800XT CrossFire Master-Karten noch nichts zu sehen ist. Wir wollen in diesem Artikel die beiden Technologien in der Theorie vergleichen und einen Blick auf die Performance der bisher verfügbaren SLI- und CrossFire Produkte werfen.

Kaum eine Frage beschäftigt einen potenziellen Käufer einer Grafikkarte mehr, als die Entscheidung, ob nun eine Karte mit ATI- oder NVIDIA-Chip in den Rechner kommt. Mehr denn je ist dies eine Glaubensfrage geworden, denn oftmals unterscheiden sich die konkurrierenden Produkte in der Performance nur gering. Unterschiede sind in den verschiedenen Produkt-Philosophien zu finden. Zwar streben beide Firmen nach der schnellsten Desktop-Grafikkarten, doch versuchen sie dies auf verschiedenen Wegen. Während man bei ATI auf einen höheren Takt der GPU und des Speichers setzt, versucht NVIDIA sein Glück mit einer größeren Anzahl von Pixel-Pipelines. Auch was die Vorstellung neuer Grafikkarten-Generationen angeht, liegen NVIDIA und ATI auseinander. Während NVIDIA aus Fehlern der Vergangenheit gelernt hat und ab der Vorstellung des G70 bzw. der GeForce 7800 GTX auch sofort eine entsprechende Marktverfügbarkeit garantieren kann, stellt ATI zwar den R520 bzw. die Radeon X1800XT vor, kann aber selbst 1 1/2 Monate danach die Nachfrage nach solchen Karten nicht befriedigen.

Sowohl ATI als auch NVIDIA beanspruchen nun für sich, die beste Multi-VPU Technologie entwickelt zu haben, was auf den folgenden Seiten genauer unter die Lupe genommen werden soll. Dazu gehen wir auf die Funktionsweisen beider Lösungen ein und vergleichen diese. Dabei steht nicht nur die reine Performance im Vordergrund, sondern auch die Flexibilität und Effektivität beider Lösungen.

Zur Demonstration der Fähigkeiten kommen dabei nicht nur ATIs Radeon X850XT PE als schnellste Crossfire-Lösungen zum Einsatz, sondern unter anderem auch NVIDIA schnellste Lösung, die GeForce 7800 GTX mit 512 MB im Zweigespann.


Um ein SLI System aufzubauen, sind folgende Komponenten von Nöten:

Der eigentlich Aufbau gestaltet sich recht einfach. Beide Grafikkarten werden in die PCI-Express x16 Steckplätze gesetzt und mittels der beim Mainboard beiligenden Bridge verbunden. Die Bridge ist zwar mit den neuesten Forceware-Treiber nicht mehr unbedingt nötig, verbessert aber die Performance, die beim Betrieb ohne Bridge einbricht. Dies haben wir in der letzten Ausgabe von Hardwareluxx [printed] gezeigt: Ohne Karte sollte man also nur den SLI-Betrieb wagen, wenn die Karten keinen MIO-Port besitzen (beispielsweise bei der GeForce 6600).

Wenn das entsprechende SLI Mainboard noch über eine Selector-Card verfügt, muss diese auf den SLI-Betrieb umgesteckt werden, um den einen x16-Slot in zwei x8-Slots aufzuteilen. Aktuelle Mainboards verzichten in den meisten Fällen auf eine mechanische Auswahl und erlauben die Umstellung des Betriebsmodi im BIOS, mittels eines Windows-Programmes oder erkennen den jeweiligen Modus komplett automatisch. Auch lässt sich mittels eines nForce4 SLI-X16-Mainboards wie dem A8N32-SLI von ASUS der Betrieb mit zwei vollen x16-Lanes realisieren.

Zu achten ist natürlich noch auf andere Dinge: Das Netzteil muss in der Lage sein, zwei schnelle Grafikkarten ausreichend mit Strom zu versorgen. Hier hilft der Blick auf SLI-Logos auf den Produkten: NVIDIA zertifiziert einige Netzteile und auch andere Produkte für den SLI-Betrieb. Netzteile mit zwei PCI-Express-Anschlüssen sind für den SLI-Betrieb in jedem Fall zu empfehlen. Auch eine entsprechende Gehäusebelüftung sollte beachtet werden - und schließlich sollte auch die CPU üppig dimensioniert sein, da man sonst von der SLI-Performance kaum profitieren kann.

Ist die Hardware korrekt installiert, vermeldet der Forceware-Treiber nach dem ersten Start, dass das System korrekt konfiguriert sei, um im SLI-Modus betrieben zu werden zu können.

Danach kann im Treiber im entsprechenden Menüpunkt die Multi-GPU-Funktion aktiviert werden. Ein Neustart ist mit der aktuellen Forceware-Generation hier nicht mehr notwendig.

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Nach der erfolgreichen Aktivierung des SLI Modus vermeldet der Treiber, dass SLI nun aktiviert sei.

SLI kennt drei Betriebsmodi:

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Grundsätzlich wird im SLI Modus also das darzustellende Bild auf die beiden Grafikkarten aufgeteilt und dann getrennt berechnet. Setzt man nun beide Teile wieder zusammen, erhält man wieder ein komplettes Bild, erreicht aber theoretisch einen Performancegewinn von 100 Prozent. Dieser theoretische Wert wird in der Praxis allerdings nie erreicht, da hier auch noch weitere Faktoren eine Rolle spielen. So teilen sich beide Grafikkarten zwar im Split Frame Rendering das Bild, dennoch müssen beide Grafikkarten die kompletten Texturen dieser Szene jeweils in ihren Speicher laden, so dass sich hier der theoretisch verfügbare Speicher nicht verdoppelt, sondern gleich groß bleibt. Auch gelingt das Load-Balancing nicht immer optimal, was wiederum die Leistung mindert, da beide Grafikkarten nicht optimal ausgelastet sind.

NVIDIA liefert in seinem Forceware-Treiber die passenden Profile mit, denn ohne ein Profil arbeitet keine Anwendung im SLI-Modus. In diesem Profil wird für jede Anwendung festgelegt, welcher SLI Modus eingesetzt wird. Bisher im Treiber enthalten sind Profile für 104 Spiele und Anwendungen, doch auch dort nicht aufgeführte Spiele können SLI tauglich gemacht werden. NVIDIA hat zu diesem Zweck auf seiner eigens für SLI erstellen Homepage eine detailierte Anleitung online gestellt. Mit dieser Möglichkeit der Erstellung eigener Profile hat NVIDIA auch einen großen Kritikpunkt aus dem Weg geräumt, der zu Begin noch vorhanden war. So musste NVIDIA in regelmäßigen Abständen einen neuen Treiber auf den Markt bringen, der alle Profile für die Spiele und Anwendungen enthält, die in der Zwischenzeit erschienen sind. Wenn also ein neues Spiel auf dem Markt erschien, musste der Anwender erst auf einen entsprechenden Treiber warten, bis SLI genutzt werden konnte.

Soweit die Theorie und die dazugehörige Software, werfen wir nun einen Blick auf die eingesetzte Hardware.


Um die fast komplette SLI Palette repräsentieren zu können, standen uns jeweils zwei GeForce 6600 GT, GeForce 6800 GT, GeForce 6800 Ultra, GeForce 7800 GTX und GeForce 7800 GTX 512 zur Verfügung. Auf andere Karten haben wir verzichtet, obwohl auch z.B. die GeForce 6600 SLI unterstützt und auch andere GeForce-6800-Karten im SLI-Betrieb laufen können.

Die technischen Details dieser Karten sind in unten aufgeführter Tabelle zusammengestellt:

Klar zu erkennen sind die unterschiedlichen Produktfamilien, was am deutlichsten anhand der Anzahl der Transistoren zu sehen ist. Auch die Speicherbandbreite gibt in gewissem Maße Auskunft über das Leistungsvermögen der Grafikkarte. Zunächst aber wollen wir einen detailierten Blick auf die einzelnen Modelle werfen.

Hier im Bild zu sehen ist ein Gespann aus zwei NVIDIA GeForce 6600 GT Grafikkarten mit jeweils 256 MB Grafikspeicher von ASUS.

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Es handelt sich dabei um eine Einsteiger-SLI Lösung, die schon ab 360 Euro zu haben ist. Der Kauf zweier solcher Grafikkarten um diesen dann direkt in ein SLI System zu setzen macht natürlich kaum Sinn, da bereits eine einzelne NVIDIA GeForce 7800 GT zu diesem Preis zu haben ist, die dann nicht nur schneller ist, sondern auch noch die Option offen hält eine weitere GeForce 7800 GT einzusetzen.


Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Schon wesentlich beeindruckender wirken zwei NVIDIA GeForce 6800 Ultra Grafikkarten im Referenzdesign. Auch hier kommen jeweils 256 MB Grafikspeicher zum Einsatz.

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Die bereits gut ein Jahr alte Grafikkarten-Generation besitzt bereits Ausmaße aktueller High-End Karten und auch die Kühlung wirkt sehr aufwendig. Der Aufbau eines SLI Systems mit diesen Karten schlägt mit rund 650 Euro zu Buche. NVIDIA stellte uns für diesen Artikel zwei Grafikkarten im Referenzdesign. Die Karten takteten wir entsprechend herunter, um auch den SLI-Betrieb mit zwei 6800 GT zu simulieren.


Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

NVIDIA hat den Stromverbrauch des G70 Chips, der bei der GeForce 7800 Familie zum Einsatz kommt, gegenüber dem NV40 (GeForce 6800) gesenkt, was deutlich an den Ausmaßen des Kühlers zu erkennen ist. Die GeForce 7800 GTX-Karten kommen mit einer Ein-Slot-Kühlung aus:

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Uns stellte XFX zwei NVIDIA GeForce 7800 GTX mit jeweils 256 MB Grafikspeicher. Die Grafikkarte entspricht bis auf die in allen Farben spiegelnde Abdeckung des Kühlers dem Refernzdesign, taktet allerdings mit 490 MHz GPU- und 1.300 MHz Speichertakt etwas über den Vorgaben von NVIDIA. Die Benchmarks ließen wir die Karten allerdings mit den Standard-Taktraten durchlaufen, um die Vergleichsbasis mit den übrigen Produkten aufrecht zu erhalten.


Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Anfangs sehr überraschend, dann aber sehr schnell beeindruckend, wirkte die Vorstellung der GeForce 7800 GTX 512 vor wenigen Tagen. NVIDIA reagierte mit dieser Karte auf die ATI Radeon X1800XT mit 512 MB. Auch hier erhielten wir ein Referenzmodell von NVIDIA, schon kurz danach trudelte ein erstes Seriemodell von XFX mit höheren Taktraten bei uns ein. Natürlich ließen wir es uns nicht nehmen, auch diese beiden Karten mit Referenztaktungen mitzutesten:

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Einige Hersteller setzten bereits auf der GeForce 7800 GTX mit 256 MB den Quadro-Referenzkühler von NVIDIA ein. Auf der GeForce 7800 GTX 512 soll dieser auf allen Standard-Karten eingesetzt werden. In ersten Tests erwies sich dieser Kühler als äußerst effektiv und leise.


Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Auf der folgenden Seite wollen wir uns ATIs CrossFire in der Theorie und Praxis einmal näher anschauen.


Für ein CrossFire-System wird eine spezielle CrossFire Edition ATI-Grafikkarte benötigt, die über einen ATI Radeon X800, X850 oder X1800 Grafikchip verfügt und bis auf die Compositing Engine und einem speziellen Anschluss an der Rückseite mit dem Standard-Modell identisch ist. ATI Radeon X1300 und Radeon 1600 CrossFire-Systeme benötigen keine spezielle CrossFire Master-Karte. Zusätzlich zu den beiden Grafikkarten wird auch hier ein spezieller Chipsatz benötigt, den ATI mit dem Radeon Xpress 200 CrossFire Edition zur Verfügung stellt. Mainboards mit diesem Chipsatz sind seit einigen Wochen auf dem Markt, sind aber immer noch mit einigen Kinderkrankheiten behaftet, wie unser Test des Sapphire Pure CrossFire zeigt. Der bald kommende Intel i975P-Chipsatz wird wohl auch CrossFire unterstützen - aber lohnt der Betrieb mit den aktuellen Intel-Prozessoren in einem Gaming-PC kaum.

Im Bereich der CrossFire Grafikkarten sieht es derzeit noch etwas schlechter aus. Zwar versprechen einige Hersteller eine baldige Marktverfügbarkeit der ATI Radeon X850 CrossFire Edition, doch bisher sind diese Karten nur in homöopatischen Mengen auf den Markt zu finden. Bei ATI Radeon X1800 CrossFire Karten sieht es noch schlechter aus. Zwar hat ATI vor einigen Tagen vermeldet, dass man mit der Massenproduktion dieser Modelle begonnen hat, doch vor Mitte Dezember wird man kaum mit einer deckenden Verfügbarkeit rechnen können. Unten angehängtes Bild zeigt die Kompatibilitäten innerhalb der jeweiligen Poduktfamilie. ATI Radeon X1800 CrossFire Edition Karten sollten also in der Lage sein, zusammen mit einer ATI Radeon X1800 XT oder XL betrieben zu werden.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Sind die beiden Grafikkarten in das System eingebaut, schaltet sich im Catalyst Treiber der Menüpunkt für den CrossFire Betrieb frei. Zusätzlich erlaubt es der Treiber nun auch den Super AA Mode auszuführen, auf den wir später in einem gesonderten Artikel noch genauer eingehen werden.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Die Composing Engine sorgt dafür, dass die Videosignale beider Grafikkarten verarbeitet werden. Dies geschieht über eine spezielle Kabelpeitsche, die beiden Grafikkarten verbindet. Hier erfolgt also kein kein Datenaustausch über das Mainboard oder einen speziellen Bus wie bei NVIDIAs SLI-Technologie, sondern ausschließlich über den von ATI DMS getauften Anschluss an der Rückseite der Karten.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Der DMS Anschluss ist ein speziell von ATI entwickelter Stecker, der nur auf den ersten Blick einem DVI-Anschluss ähnelt, aber über eine andere Pin-Anzahl verfügt. Die Kabelpeitsche wird jeder ATI Radeon X800, X850 oder X1800 CrossFire Edition Grafikkarten beiliegen.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

CrossFire erlaubt den Einsatz von drei unterschiedlichen Rendering Modes, ähnlich wie NVIDIAs SLI-Technologie. Der Alternate Frame Rendering Mode ist bereits von NVIDIA bekannt. Hier wird abwechselnd ein Frame von der ersten und der nächste Frame von der zweiten Grafikkarte berechnet und ausgegeben. Sowohl OpenGL- als auch Direct-3D-Anwendungen profitieren vom Alternate Frame Rendering, allerdings müssen beiden Grafikkarten sämtliche in der Spielszene enthaltenen Texturen und Engine Informationen verarbeiten und in den Speicher laden. Ebenfalls von NVIDIA bekannt ist der von ATI getaufte Scissor Rendering Mode. Hier wird der Bildschirm in zwei Hälften geteilt, dies kann bei ATI sowohl waagerecht als auch senkrecht geschehen. Die erste Grafikkarte berechnet die eine Hälfte der Spielszene und die zweite Grafikkarte die verbleibende Hälfte. Auch dieser Rendering Mode ist nicht besonders effektiv, da auch hier die Texturen in beide Grafikkarte geladen werden müssen.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Besonders interessant aber dürfte der SuperTiling Rendering Mode sein. Hier wird der komplette Bildschirm in 32 x 32 Pixel große Blöcke aufgeteilt und die Composing Engine teilt diese auf die zwei Grafikkarten auf, sodass jede Grafikkarte über die gleiche Last verfügt. Letztendlich wird das Bild dann wieder zusammengefügt. Da hier die Last derart präzise verteilt werden kann, arbeiten beide Karten auf gleichem Niveau und auch wenn sich komplexe Objekte nur auf einer Seite des Bildschirms befinden, gewährleistet dies eine gleichmäßige Aufteilung. Kommt eine ATI Radeon X850 CrossFire Edition Grafikkarte, die über einen ATI Radeon X850 XT Chip mit den dazugehörigen Taktraten für GPU und Speicher verfügt und eine ATI Radeon X850 XT Platinum Edition zum Einsatz, berechnet die stärkere Grafikkkarte, in diesem Falle die ATI Radeon X850 XT Platinum Edition mehr Blöcke als die CrossFire-Karte.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Erst durch CrossFire möglich gemacht hat ATI einen Super AA Mode, der im Prinzip wie der SuperTiling Rendering Mode arbeitet. Auf beiden Karten wird das Anti-Aliasing durchgefürt, wie auf Single-GPU-Systemen oft zu sehen ist, geschieht dies aber von Frame zu Frame mit unterschiedlichem Ergebnis, was zu einem Flimmern von bestimmten Bildteilen führen kann. Im Super AA Mode aber berechnen beide Karten das Anti-Aliasing und die Composing Engine macht ihrem Namen alle Ehre und setzt ein Bild aus beiden Ergebnissen zusammen. Dies führt zu einer erheblich besseren Bildqualität und erlaubt damit Anti-Aliasing Modes von 8x, 10x, 12x und 14x, die dann auch im Catalyst-Treiber zu finden sind. Auch diesen Modus beschreiben wir ausführlicher in einem folgenden Artikel.


ATI hat derzeit genauso wie NVIDIA eine Fülle an PCI-Express Grafikkarten auf dem Markt. Wir haben hier die in unseren Augen wichtigsten Serie in einer Tabelle zusammengefasst um diese einmal in der Theorie zu vergleichen.

Auch hier sind klar die unterschiedlichen Produktfamilien am deutlichsten anhand der Anzahl der Transisitoren zu erkennen. Auch die Speicherbandbreite gibt in gewissem Maße Auskunft über das Leistungsvermögen der Grafikkarte. Zunächst aber wollen wir einen detailierten Blick auf die einzelnen Modelle werfen.

Im folgenden Bild zu sehen ist eine ATI Radeon X850 XT in ihrer Referenzausstattung aus dem Hause Sapphire. Sie verfügt über die oben aufgeführten Taktraten und ist derzeit zu einem Preis von etwa 320 Euro zu haben.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Als bisher einziger Hersteller scheint Sapphire derzeit auch in der Lage zu sein zumindest ATI Radeon X850 XT CrossFire Edition Modelle ausliefern zu können. Auf den ersten Blick unterscheidet sich die Karte nur durch einen Aufkleber auf dem Kühler von einer Radeon X850 XT oder X850 XT PE Karte.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Auch eine detailiertere Ansicht lässt keinen Unteschied erkennen.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Hier im Bild zu sehen sind alle drei von uns getesteten ATI Radeon Grafikkarten. Oberhalb der Sapphire ATI Radeon X850 CrossFire Edition befindet sich eine ATI Radeon X850 XT PE und unterhalb die etwas niedriger getaktete ATI Radeon X850 XT. Mit diesem Dreigespann konnten wir sowohl Benchmarks mit PE-Taktraten als auch mit normalen XT-Taktraten durchführen.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

In dem von uns getesteten Sapphire Pure CrossFire-Mainboard machen zwei solcher Karten einen schon recht gewaltigen Eindruck. Viel Platz für eventuelle Erweiterungskarte, z.B. einer Soundkarte auf PCI-Express Basis bleibt nicht. Einzig ein PCI Steckplatz steht nach dem Einbau noch zur Verfügung.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Leider aber setzt Sapphire die beiden PCI-Express x16 Steckplätze recht nahe zusammen, so dass nicht viel Luft zwischen den beiden Karten bleibt. Da ATIs Refernzkühler die Luft allerdings aus dem vorderen Teil des Gehäuses saugt und dann nach hinten ausbläst, ergibt sich aus der engen Stellung der Karten kein Nachteil bei der Kühlung.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Auf X1800-Karten mit CrossFire-Fähigkeit warten wir leider noch: Aus diesem Grund werden wir einen ausführlichen X1800-CrossFire-Artikel nachreichen, sobald Karten verfügbar sind.

Auf der folgenden Seite wollen wir SLI und CrossFire einmal in der Theorie vergleichen.


Immer wieder tauchen angeblich interne Dokumente der Marketing-Abteilungen von ATI und NVIDIA auf, in denen über die Produkte und Technologien des jeweiligen Konkurrenten hergezogen wird. NVIDIA konnte seine SLI-Technologie knapp ein halbes Jahr vor ATI auf den Markt bringen und schaffte es auch, diese sehr schnell für den Endkunden verfügbar zu machen. ATI warf NVIDIA, mehr oder weniger ernst gemeint, in solchen internen Marketing-Berichten vor, SLI zu schnell und unausgereift auf den Markt gebracht zu haben. NVIDIA wiederum zog dann über ATI und dessen Produktverfügbarkeit her. Uns sollen aber die gegenseitigen Zuweisungen nicht weiter beeinflussen und wir wollen SLI und CrossFire einmal in der Theorie vergleichen.

Preis:

NVIDIA und ATI sind in den letzten Wochen und Monaten bemüht, immer gleichwertige Produkte auf dem Markt zu haben. Präsentiert einer der Hersteller ein neues Produkt, versucht der andere ein ähnlich leistungsstarkes auf den Markt zu bringen. Aufgrund der Ähnlichkeiten in den Produkten, liegen auch die Preise meist nicht seht weit auseinder. Ein System bestehend aus zwei NVIDIA GeForce 7800 GTX schlägt derzeit mit 880 Euro zu Buche. Auf ein ähnliches Preisnivau dürfte sich auch ein CrossFire System bestehend aus zwei ATI Radeon X1800 XT einpendeln.

Einen Vorteil hat NVIDIA allerdings gegenüber ATI. Der hauseigene nForce4 Chipsatz ist bereits seit einigen Monaten auf dem Markt und so sind die Preise im Laufe der Zeit stark gefallen. Ein gutes SLI Mainboard ist bereits zu einem Preis von etwa 100 Euro zu haben. Ein entsprechendes CrossFire Produkte kostet meist noch gut das Doppelte.

Verfügbarkeit:

Wie bereits mehrfach erwähnt hat es NVIDIA mit den letzten zwei Produktzyklen meist geschafft, die Produkte jeweils kurz nach dem Launch auch für Endkunden verfügbar zu machen. ATI verfolgt hier eine komplett andere Strategie, wie der Launch der CrossFire-Technologie und der neuen Radeon X1000-Serie gezeigt hat. Vielen sind diese Ankündigungen der Papiertiger von ATI ein Dorn im Auge und so sind auch die Marktzahlen von ATI rückläufig, während NVIDIA in den letzten Monaten kräftig zulegen konnte.

Flexibilität:

Zu Beginn gestaltete sich die Flexibilität eines SLI-Systems als sehr schwierig. Ein SLI-System musste aus zwei Grafikkarten vom selben Hersteller bestehen und auf beiden Karten musste zudem auch noch das gleiche BIOS aufgespielt sein. Mit der neuen Forceware-Generation ist es nun auch möglich, Grafikkarten von verschiedenen Herstellern einzusetzen. Beide Grafikkarten müssen nur über die gleiche Anzahl von Pipelines und Vertex-Shadern verfügen. So ist sogar der SLI-Betrieb einer GeForce 6800 Ultra mit einer GeForce 6800 GT möglich, wenn gleich dies von NVIDIA nicht offiziell unterstützt wird. Es gilt also weiterhin: Im SLI betrieben werden können zwei NVIDIA PCI-Express Grafikkarten mit gleicher GPU.

CrossFire beansprucht hier für sich, wesentlich flexibler zu sein. Eine CrossFire Master-Karte kann zusammen mit einer weiteren Grafikkarten der gleichen Produktserie in einem CrossFire System betrieben werden. Eine ATI Radeon X850 CrossFire Edition Karte kann also zusammen mit einer ATI Radeon X850 Pro, X850 XT oder X850 XT PE betrieben werden. Allerdings ist bei einem Betrieb mit der X850 Pro auch die X850 CrossFire Edition-Karte auf 12 Pixelpipelines beschränkt. Gleiches gilt für die ATI Radeon X800 und X1800 Serie. ATI Radeon X1300 und X1600 CrossFire System benötgen keine Master-Karte und können ohne spezielle Hardware in einem CrossFire System betrieben werden.

Performance:

In der Theorie unterscheidet sich der mögliche Performance eines CrossFire Systems nicht von der eines SLI Systems. Beide Technologien arbeiten was die Darstellung und Aufteilung der Grafik angeht in den meisten Modi gleich. Bei ATIs CrossFire werden die Bildinformationen über eine Kabelpeitsche zwischen den beiden Grafikkarten ausgetauscht. Bei NVIDIA geschieht dies über die SLI-Bridge oder direkt über den PCI-Express Bus. Warum ATI auf eine eher umständliche Lösung der Kabelpeitsche zurückgreift, ist unklar, zumal sich hier bei CrossFire Systemen mit ATI Radeon X800 oder X850 Karten Einschränkungen ergeben, was die Auflösung und Bildwiederholrate anbelangt. So ist die Auflösung im CrossFire Betrieb bei einer Wiederholrate von 60 Hz auf 1600x1200 Pixel eingeschränkt. Mit 75 Hz sind 1360x1024 Pixel möglich und mit 85 Hz nur noch 1360x768. Einzeln sind die Karten allerdings in der Lage, deutlich höhere Auflösungen bei den entsprechenden Wiederholraten darzustellen. Im SLI-Modus ergeben sich keine Einschränkungen dieser Art im Single-VPU oder SLI-Betrieb. Bei den X1800-Karten möchte ATI diesen Missstand auch beseitigt haben.

In Anbetracht der derzeiten Strompreise ist auch der Stromverbrauch eines CrossFire oder SLI-Systems interessant. In unten aufgeführten Tabellen haben wir den Stromverbrauch der jeweiligen Gesamtsystem gemessen.

Stromverbrauch idle (Gesamtsystem)

Ob CrossFire oder SLI: Beide Systeme brauchen eine Menge Strom. Wir messen mit einem übertakteten Opteron an der Steckdose für das Gesamtsystem immerhin 211 Watt maximal bei der GeForce 7800 GTX 512 im SLI-Betrieb. Die CrossFire-Karten von ATI mit X850XT PE liegen knapp dahinter. Die X1800-Karten sollten den Wert der GeForce 7800 GTX 512 praktisch noch übertrumpfen können. Für ein System ohne Last sind diese Werte schon beachtlich.

Stromverbrauch Last (Gesamtsystem)

Unter Last bauen die SLI-Systeme ihren Vorsprung sogar noch aus und verbrauchen in der Spitze bis zu 478 Watt. Ein bombastischer Wert, der noch gesteigert werden könnte, in dem man einen heissen Pentium Extreme Edition 840 einsetzt und diesen übertaktet. Allerdings liegen auch die X850XT PE im CrossFire-Berieb mit 371 Watt nicht schlecht - die X1800-Karten sollten im Bereich der GeForce 7800 GTX 512 zu finden sein.

Kommen wir nun zum von uns verwendeten Testsystem, mit dessen Hilfe wir die CrossFire und SLI-Komponenten an ihre Grenzen treiben möchten.


Bereits die ersten SLI-Tests vor gut einem Jahr zeigten: Ohne leistungsstarke CPU lässt sich kaum ein Vorteil aus einem SLI-System erzielen. Ähnliches lässt sich natürlich auch für ein CrossFire-System schlussfolgern. Daher griffen wir bei diesem Test auch auf leistungsstarke Komponenten zurück, um die Multi-VPU-Systeme auch entsprechend unterstützen zu können. Leider ist es derzeit noch nicht möglich, ein CrossFire-System bestehend aus zwei ATI Radeon X1800 XT oder XL Karten unter die Lupe zu nehmen, um diese gegen ein NVIDIA-GeForce-7800-GTX- oder GeForce-7800-GTX-512-Gespann laufen zu lassen. ATI ist noch nicht in der Lage, entsprechende Grafikkarten in ausreichender Stückzahl zu liefern.

Neben den beiden Mainboards Sapphire Pure CrossFire PC-A9RD480 und dem ASUS A8N32-SLI Deluxe, die wir für diesen Test auswählten, viel unsere Wahl noch auf einen AMD Opteron 150 für den Sockel 939, der sich durch seine ausgezeichneten Overclocking-Möglichkeiten auszeichnet. Er besitzt einen Venus-Kern mit 1 MB L2-Cache in 90nm-Fertigung, ist also dem Athlon 64 FX-57 mit San Diego-Kern sehr ähnlich. Wir übertakten den Prozessor zudem, um eine möglichst geringe CPU-Limitierung zu erreichen.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Um eine möglichst praxisnahe Situation zu simulieren, takteten wir die CPU mittels Erhöhung des Referenztaktes auf 2.800 MHz, um so das Niveau eines AMD Athlon 64 FX-57 zu erreichen. Bewusst wurde ein Single-Core-Prozessor ausgewählt, da bisher nur NVIDIA Grafikkarten durch den neuen Forceware-Treiber von Dual-Core Prozessoren profitieren. ATI will seinen nächsten Catalyst-Treiber, der Mitte Dezember erwartet wird, ebenfalls dann für Dual-Core-Prozessoren optimieren.

Als Arbeitsspeicher setzt wir den von Corsair vor wenigen Wochen vorgestellten TWINX2048-3500LLPRO ein, der selbst bei Taktraten von 234 MHz, also DDR468 noch mit Timings von 2-3-2-6-1T glänzen kann.

Durch einen Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

Hardware:

Prozessor:
AMD Opteron 150 für Sockel 939
Takt : 2.808 MHz mit 234 MHz Referenztakt

Speicher:
2x 1024 MB Corsair TWINX2048-3500LLPRO
Dual-Channel Modus
Timings : 2-3-2-6-1T

Mainboards:
Sapphire Pure CrossFire PC-A9RD480
ASUS A8N32-SLI Deluxe

Grafikkarten:
2x NVIDIA GeForce 6600 GT
2x NVIDIA GeForce 6800 GT (NVIDIA GeForce 6800 Ultra auf GT Niveau getaktet)
2x NVIDIA GeForce 6800 Ultra
2x NVIDIA GeForce 7800 GTX
2x NVIDIA GeForce 7800 GTX 512
ATI Radeon X850 XT
ATI Radeon X850 XT PE
ATI Radeon X850 CrossFire Edition

Betriebssystem:
Windows XP SP2

Treiber:
NVIDIA Forceware 81.94
NVIDIA nForce4 6.82
ATI Catalyst 5.11

Benchmarks:

Beginnen wir nun mit dem interessanten Teil dieses Artikels, den Benchmarks.


Futuremark 3DMark03 1024x768 (Futuremark)

3DMark 2003 kennt jeder - nur ist das Programm leicht in den Verruf gekommen, weil die Grafikkartenhersteller hier gerne etwas optimiert haben. Der Benchmark ist also mit dem gebührenden Abstand eines synthetischen Benchmarks zu betrachten.

Die beiden CrossFire-Systeme finden sich knapp hinter den SLI-Systemen mit GeForce-6800-Ultra- und GeForce-7800-GTX-512-Karten ein. Wie nicht anders zu erwarten war, liegen die beiden GeForce-7800-GTX-SLI-Karten an der Spitze.

Futuremark 3DMark05 1024x768 (Futuremark)

DMark 2005 startet die Punktejagd von neuem - der Benchmark ist ein reinrassiger DirectX9-Benchmark und unterstützt auch Features wie ShaderModel 3.0. Allerdings ist der Benchmark nur in der käuflichen Version zum ausgiebigen Testen der Grafikkarte richtig geeignet. Wie immer muss man auch aufgrund der medienwirksamen Punktezahl auf Optimierungen der Hersteller gespannt sein. Aufgrund der enormen Hardwareanforderungen muss man aber beachten, dass Grafikkarten, die weniger als 256 MB Speicher haben, nicht 3DMark 2005 ausführen können.

Im 3DMark05 können sich die CrossFire-Systeme sogar noch um einen Platz verbessern und setzen sich vor das NVIDIA-GeForce-6800-Ultra-SLI-Gespann. Auch hier unangefochten an der Spitze: Die zwei NVIDIA GeForce 7800 GTX 512.


Quake 4 1024x768 (ID Software)

Quake 4 basiert auf der Doom 3 Engine und wurde um einige Effekte aufgebort. Ob Quake 4 sich auch im Multiplayer gegen seinen legendären Vorgänger Quake 3 Arena durchsetzen kann wird die Zeit zeigen. In unseren Benchmarks leistet es seinen Dienst mittels einer eigens erstellten Timedemo.

Quake 4 1280x1024

Quake 4 1600x1200

Quake 4 1024x768 4xAA und 16x AF

Quake 4 1280x1024 4xAA und 16x AF

Quake 4 1600x1200 4xAA und 16x AF

Natürlich liegen auch hier meist die SLI-Systeme an der Spitze. Nur den in niedrigen Auflösungen tauchen die CrossFire-Systeme auf den vorderen Plätzen auf. Quake4 ist also noch eine NVIDIA-Domäne. Hervorragend ist das Ergebnis der SLI-Systeme bei 1600 x 1200 mit 4xAA und 16xAF - hier sind trotz höchsten Details immer noch 121 fps möglich.


Doom 3 1024x768 (ID Software)

Doom 3 - sicherlich das Spiel des Jahres 2004. Der atmosphärische Ego-Shooter hat Schocker-Stimmung, gutes Gameplay und geniale Grafik zugleich und darf natürlich auch nicht in einem Grafikkarten-Test fehlen. Wir verwenden für den Benchmark die klassische Doom3-Demo demo001 mit verschiedenen Einstellungen. Wichtig dabei ist, dass der Benchmark mehrmals durchlaufen soll, da der Benchmark zunächst die Daten von der Festplatte cachen muss, um zuverlässige Ergebnisse zu bekommen.

Doom 3 1280x1024

Doom 3 1600x1200

Doom 3 1024x768 4x AA und 16x AF

Doom 3 1280x1024 4x AA und 16x AF

Doom 3 1600x1200 4x AA und 16x AF

Aufgrund der gleichen bzw. ähnliches Engine zeigt der Doom-3-timedemo-Durchlauf ein ähnliches Bild wie bei Quake 4. Natürlich können sich die CrossFire-Systeme nicht gegen ein SLI-Gespann bestehend aus zwei GeForce-7800-GTX-Karten durchsetzen. Erst wenn wir auch einem X1800-CrossFire-System auf den Zahn fühlen dürfen, werden sich die Werte im Diagramm relativieren.


F.E.A.R. 1024x768 (Monolith)

F.E.A.R. dürfte einer der Tip-Hits des Jahres 2005 sein. Nicht nur die Story wirkt fesselnd, sondern auch die Grafik bindet. Kaum ein Spiel belastet dank einer starken Physik Prozessor und Grafikkarte derart stark und verwendet dabei sämtliche bisher verfügbare 3D-Technologien.

F.E.A.R. 1280x1024

F.E.A.R. 1600x1200

F.E.A.R. 1024x768 4x AA und 16X AF

F.E.A.R. 1280x1024 4x AA und 16X AF

F.E.A.R. 1600x1200 4x AA und 16X AF

Obwohl wir den neusten Catalyst-Treiber einsetzten, müssen die CrossFire-Systeme hier deutlich Federn lassen. Ein Fehler aufgrund der Nichtunterstützung durch den Treiber ist also ausgeschlossen. Vielleicht wird ATI hier im nächsten Treiber entsprechend nachbessern, ansonsten wird man dieses Feld kampflos NVIDIA überlassen müssen.


Counter Strike: Source 1024x768 (Valve)

Counterstrike Source ist ein leistungsfähiger Benchmark - er nutzt optische Effekte, die man in Half Life 2 findet und demnach ist er ein recht leistungsfähiger Indiz dafür, wo es Grafikkartentechnisch bei Half Life 2 eng werden könnte. Wir verwenden ihn bei Mainboardreviews in niedriger Auflösung, um auch eine Aussage für die Leistungsfähigkeit der Mainboards geben zu können. Hier können wir mit einer hohen Auflösung und Antialising die Last auf die Grafikkarte verschieben.

Counter Strike: Source 1280x1024

Counter Strike: Source 1600x1200

Counter Strike: Source 1024x768 4x AA und 16x AF

Counter Strike: Source 1280x1024 4x AA und 16x AF

Counter Strike: Source 1600x1200 4x AA und 16x AF

Schon wieder deutlich besser sieht es in der Half-Life 2 Engine für die CrossFire-Systeme aus. Natürlich reicht es auch hier nicht, um an die High-End-SLI-Systeme heran zu kommen. An ein GeForce-6800-GT-SLI-System kommt man hingegen mit der X850XT PE im CrossFire-Betrieb heran.


Half-Life 2: Lost Coast 1024x768 (Valve)

Half-Life 2: Lost Coast dient bisher weniger dem Spielspaß, der nur wenige Minuten wehrt, sondern der Demonstration der High-Dynamic Range Lighting (HDR) Technik. Diese lässt Lichteffekte deutlich realistischer aussehen.

Half-Life 2: Lost Coast 1280x1024

Half-Life 2: Lost Coast 1600x1200

Half-Life 2: Lost Coast 1024x768 4x AA und 16x AF

Half-Life 2: Lost Coast 1280x1024 4x AA und 16x AF

Half-Life 2: Lost Coast 1600x1200 4x AA und 16x AF

Vor allem in niedrigen Auflösungen kann ATI hier deutlich gegenüber den SLI-Systemen zulegen. Bei hohen Auflösungen mit hohen Antialiasing-Einstellungen sieht es jedoch wieder anders aus - hier finden sich die CrossFire-Karten wieder hinter dem Gespann aus zwei GeForce 6800 GT ein.


BattleField 2 1024x768 (EA Games)

Battlefield 2 versetzt den Spieler in einen gnadenlosen Kampf im 21. Jahrhundert. Hierbei wird er von einem ganzen Team unterstützt, welches ihm dabei hilft, den Feind auf gegnerischem Terrain zu bezwingen.

BattleField 2 1280x1024

BattleField 2 1600x1200

BattleField 2 1024x768 4x AA und 16x AF

BattleField 2 1280x1024 4x AA und 16x AF

BattleField 2 1600x1200 4x AA und 16x AF

Wieder in den alten Trott verfallen die CrossFire-Systeme im BattleField 2 Benchmark. Allerdings können sie hier bei hohen Auflösungen und 4x AA / 16x AF besser mithalten und platzieren sich sogar vor einem GeForce-6800-Ultra-SLI-System. Hier werden die X1800-Karten somit wahrscheinlich die NVIDIA-Karten im Zaum halten können, auch wenn bei Battlefield 2 auch eine einzelne GeForce 6800 GT ausreichen würde.


Call of Duty 2 1024x768 (Activision)

Call of Duty 2 ist der Nachfolger des erfolgreichen ersten Teils. Die zweite Generation besticht wieder durch eine ausgezeichnete Grafik und kann auch in Sachen Gameplay überzeugen.

Call of Duty 2 1280x1024

Call of Duty 2 1600x1200

Call of Duty 2 1024x768 4x AA und 16x AF

Call of Duty 2 1280x1024 4x AA und 16x AF

Call of Duty 2 1600x1200 4x AA und 16x AF

Im letzten Benchmark zeigen die CrossFire-Systeme noch einmal, was sie können. Natürlich reichen sie auch hier nicht an die High-End-SLI-Systeme mit NVIDIAs GeForce 7800 GTX 512 heran, können sich aber gegen die direkten Konkurrenzprodukte durchsetzen. Hier werden also ebenso die X1800-Karten gut mithalten können.


Es sind einige Punkte zu beachten, bevor man sich für ein SLI- oder CrossFire-System entscheidet. Da wären zum einen die entsprechenden Mainboards. Hier hat NVIDIA derzeit noch einen klaren Vorteil, da der NVIDIA nForce4 bereits seit einem Jahr auf dem Markt ist und sehr ausgereift wirkt. Doch NVIDIA hat das eine Jahr nicht geschlafen und bereits ein Update des Chipsatzes auf den Markt gebracht. Sind beim normalen nForce4 SLI Chipsatz noch beide Grafikkarten mit nur acht PCI-Express Lanes angebunden, was derzeit auch noch durchaus ausreichend ist, sind mit dem nForce4 SLI X16 nun beide Grafikkarten mit 16 Lanes angenunden.

ATIs Xpress 200 Chipsatz dagegen kämpft noch mit einigen Kinderkrankheiten. Setzten die Hersteller z. B. auf die ATI eigene SB450 Southbridge, zeigt das Mainboard eine sehr geringe PCI-Bus-Performance, was sich am deutlichsten anhand der USB-Transerrate erkennen lässt. Diese ist in diesem Falle auf knapp 20 MB/Sekunde beschränkt. Zudem bietet die SB450-Southbridge bisher nur den Support für Serial-ATA-I-Laufwerke. Da ATI den Mainboard-Herstellern aber auch die Wahl lässt, eine andere Southbridge einzusetzen, z. B. die ULi M1575, sind Lösungen für dieses Problem bereits gefunden. Auf dem ASUS-Cross-Fire-Board kommt diese Lösung beispielsweise schon zum Einsatz.

Derzeit arbeitet ATI am Nachfolger der RD480-Northbridge. Der RD580 soll dann, genau wie NVIDIAs nForce4 SLI X16, beide PCI-Express x16 Steckplätze mit 16 Lanes anbinden. Zudem soll eine neue Southbridge dann auch endlich einen integrierten Serial-ATA-II-Controller mit sich bringen.

Durch Klick auf das Bild gelangt man zu einer vergrößerten Ansicht

In den Benchmarks war eines wiederum klar zu erkennen. Noch immer profitieren einige Spiele von der Unterstützung eines jeweiligen Herstellers. Eine starke CPU vorrausgesetzt zeigt SLI aber einen größeren Leistungsanstieg im Vergleich zwischen Single-VPU- und Multi-VPU-Betrieb. ATIs CrossFire-Technologie verliert allerdings weniger an Leistung, wenn es um die Verwendung der Anisotropischen Filterung und des Antialiasings geht. Erst wenn ATI Radeon X1600- und X1800-CrossFire-Systeme sich gegen die komplette SLI-Riege messen können, ist eine Aussage über das derzeit beste System möglich.

Wer auf der Suche nach dem ultimativen 3D-Vergnügen mit Auflösungen jenseits der 1280x1024 Pixel und maximalen Qualitätseinstellungen ist, der wird sowohl mit der SLI- als auch mit der CrossFire-Technologie seine Freude haben. Derzeit hat NVIDIA aber einen klaren Vorteil durch die Verfügbarkeit der entsprechenden Hardware.

Klar ist aber auch, dass man SLI und CrossFire nicht nur dafür verwenden kann, die fps-Raten deutlich in die Höhe zu treiben, sondern man kann die zur Verfügung gestellte Leistung auch dafür verwenden, die Bildqualität zu erhöhen. In einem weiteren Artikel werfen wir demnach einen Blick auf SLI-Antialiasing und Super-AA. Zudem ist noch interessant, ob nun 16 PCI-Express-Lanes pro Grafikkarte tatsächlich mehr bringen als zwei x8-Lanes. Und da wären dann ja noch die X1800-Karten mit CrossFire-Unterstützung. Man darf sich also in den nächsten Wochen auf weitere Artikel freuen.

Weitere Grafikkarten-Reviews finden Sie in unserer Testdatenbank unter Grafikkarten (aktuell über 1300 Grafikkartentests vorhanden).

Noch Fragen zum Review? Interessante Informationen oder Probleme mit der getesteten Hardware? Support nötig und Probleme mit der Hardware? Ab in unser Forum!