Seite 1: GeForce GTX 970M im Test - Die zweite Maxwell-Generation wird mobil

NVIDIA-Geforce-LogoMit der Maxwell-Architektur der zweiten Generation hat NVIDIA auf dem Desktop bereits bewiesen, dass selbst bei gleicher Fertigungstechnologie ein großer Schritt hin zu einer höheren Effizienz einer GPU möglich ist. Nun ist dies für den Desktop sicherlich ein Pro-Argument, wesentlich größeren Einfluss und auch Auswirkungen könnte dies aber im mobilen Bereich haben. Heute nun stellt NVIDIA die GeForce GTX 980M und GeForce GTX 970M vor, die in die Fußstapfen der Desktop-Kollegen treten und neue Leistungsklassen im mobilen Segment eröffnen sollen. Dabei überführt NVIDIA einen Großteil des Feature-Sets vom Desktop in die Notebooks und fügt gar noch spezifische Funktionen an, die dem mobilen Gaming auf die Sprünge verhelfen soll.

Die deutlich gesteigerte Effizienz der Maxwell-Architektur steht bei der GeForce GTX 980 und GeForce GTX 970 sicherlich im Fokus. Doch sie ist an gewisse Rahmenbedingungen geknüpft, welche NVIDIA vorgibt. Takt, Spannung und letztendlich auch die Thermal Design Power sind derart eng aufeinander abgestimmt, dass meist nur die Referenzkarten innerhalb der eigenen Vorgaben liegen. Unser erster Vergleich dreier Custom-Modelle der GeForce GTX 980 hat bereits gezeigt, dass sich die Hersteller selbst großen Spielraum geben können. Selbst wenn NVIDIA eine TDP von 165 Watt angibt, schwankt diese bei den Custom-Modellen von 178 bis 300 Watt.

Einen solchen Spielraum haben wir bei dem mobilen Varianten in Form der GeForce GTX 980M und GeForce GTX 970M natürlich nicht. In diesem Bereich arbeitet NVIDIA sehr eng mit den Notebook-Herstellern zusammen, um bei einer möglichst hohen Performance noch einen mobilen Betrieb und auch die Kühlung gewährleisten zu können. Jedes Design kann dabei unterschiedlich sein. Zwar sind einige Eckdaten auch hier fest vorgegeben, Takt und letztendlich auch die Performance sind aber von vielen Faktoren und hier vor allem von der Kühlung abhängig. Daher kann und wird NVIDIA zusammen mit den Herstellern eine gewisse Vielfalt bei den beiden neuen Modellen anbieten.

NVIDIA GeForce GTX 980M und GTX 970M im Vergleich
ModellGeForce GTX 880MGeForce GTX 870MRadeon R9 M290XGeForce GTX 980MGeForce GTX 970M
Homepage www.nvidia.de www.nvidia.de www.amd.de www.nvidia.de www.nvidia.de
Technische Daten
GPU Kepler Kepler - Maxwell Maxwell
Fertigung 28 nm 28 nm 28 nm 28 nm 28 nm
Transistoren 3,54 Milliarden 3,54 Milliarden - 5,2 Milliarden 5,2 Milliarden
GPU-Takt (Base Clock) 954 MHz 941 MHz 850 MHz 1.038 MHz 924 MHz
GPU-Takt (Boost Clock) 993 MHz 967 MHz 900 MHz - MHz - MHz
Speichertakt 1.250 MHz 1.250 MHz 1.200 MHz 1.250 MHz 1.250 MHz
Speichertyp GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5
Speichergröße bis zu 8.192 MB bis zu 6.144 MB bis zu 4.096 MB bis zu 8.192 MB 4.096 MB
Speicherinterface 256 Bit 192 Bit 256 Bit 256 Bit 256 Bit
Speicherbandbreite 160,0 GB/Sek. 120,0 GB/Sek. 153,6 GB/Sek. 160,0 GB/s 160,0 GB/s
Shadereinheiten 1.536 1.344 1.280 1.536 1.280
Textur Units 128 112 80 92 80
ROPs 32 32 32 32 32
TDP - - 100 Watt - -
SLI/CrossFire SLI SLI CrossFire SLI SLI

Wir sich mit der Architektur von Maxwell in der 2. Generation auseinandersetzen möchte, dem legen wir unseren Theorie-Teil aus dem Launch-Review zur GeForce GTX 980 und GeForce GTX 970 nahe. Darin erklären wir das Zusammenspiel aus Maxwell-Streaming-Multiprozessoren, SMM-Blöcken und ALUs sowie den restlichen Aufbau der Architektur. Leider sehr bedeckt hält sich NVIDIA wenn es um die echten Optimierungen geht, die dazu geführt haben, dass Maxwell eine derart höhere Effizienz gegenüber Kepler und vor allem Fermi aufweist. An dieser Stelle aber wohl mit am wichtigsten sind weniger komplexe Strukturen für die Recheneinheiten, die nun weniger Kontroll-Logik benötigen.

Für die mobilen Ableger sieht NVIDIA aktuell zwei Konfigurationen vor. Die GeForce GTX 980M bietet 1.536 Shadereinheiten, die mit einem Takt von 1.038 MHz arbeiten. Je nach Notebook können die Hersteller in Abstimmung mit NVIDIA einen Boost-Takt festlegen - abhängig von der zur Verfügung stehenden Kühlung. Die 1.536 Shadereinheiten teilen sich in 12 Maxwell-Streaming-Multiprozessoren zu jeweils 128 Shadereinheiten in einem dieser Blöcke auf. Pro SMM stehen jeweils acht Texturheinheiten bereit, so dass wir bei 12 x 8 auf 92 dieser Texturheinheiten kommen. Die ROPs sind an das 256 Bit breite Speicherinterface gebunden, so dass wir auch hier wie in den Desktop-Varianten 32 dieser Renderbackends sehen. Wie NVIDIA bei einem "nur" 256 Bit breiten Speicherinterface dennoch die Speicherbandbreite bzw. deren Effizienz gesteigert haben will, haben wir ebenfalls bereits im Launch-Review zur den Desktop-Maxwells geklärt. Eine möglichst gute Speicherkomprimierung spielt dabei eine wesentliche Rolle. Die GeForce GTX 980M lässt ihren bis zu 8.192 MB großen Speicher mit 1.250 MHz arbeiten, sodass die Speicherbandbreite bei 160 GB pro Sekunde liegt.

Für die GeForce GTX 970M arbeiten die 1.280 Shadereinheiten mit einem Takt von 924 MHz als Basis-Wert. Der maximale Boost-Takt ist einmal mehr von der Kühlung bzw. spezifischen Konfiguration des Notebook-Herstellers abhängig. Die 1.280 Shadereinheiten gehen dabei mit 80 Textureinheiten und 32 ROPs einher. Deren Konfiguration setzt sich wie bei der GeForce GTX 980M aus der Anzahl der SMM (10 x 128 = 1.280 Shadereinheiten sowie 10 x 8 = 80 Texturheinheiten) sowie der Breite der Speicheranbindung zusammen. Auch bei der GeForce GTX 970M ist ein theoretischer Speicherausbau von bis zu 8.196 MB denkbar, NVIDIA wird dies zusammen mit den Notebook-Herstellern aber vermutlich auf vernünftige 4.096 MB beschränken, die auch hier mit 1.250 MHz arbeiten und daher ebenfalls auf eine Speicherbandbreite von 160 GB pro Sekunde kommen.

Sowohl die GeForce GTX 980M als auch die GeForce GTX 970M lassen sich per SLI mit einer zweiten Karten koppeln, was Hersteller wie Dell, MSI, Gigabyte oder Schenker in Kürze vormachen werden.

NVIDIA GeForce GTX 980M und GTX 970M mit Maxwell-Architektur
NVIDIA GeForce GTX 980M und GTX 970M mit Maxwell-Architektur

Mit den Maxwell-GPUs für die Notebooks verspricht NVIDIA die Performance-Lücke zwischen Desktop und Notebook schließen zu wollen. Dies versprechen sowohl AMD wie auch NVIDIA bereits seit einiger Zeit, denn immer wieder ist von "Desktop Class Performance" die Rede - dieses mal soll es aber wirklich soweit sein. Erreichte die Fermi-Architektur im mobilen Bereich nur rund 40 Prozent der Leistung des Desktop-Pendants, waren es mit Kepler bereits 60 Prozent und nun soll die GeForce GTX 980M rund 80 Prozent der Performance einer GeForce GTX 980 erreichen.

NVIDIA GeForce GTX 980M und GTX 970M mit Maxwell-Architektur
NVIDIA GeForce GTX 980M und GTX 970M mit Maxwell-Architektur

Auch bei den mobilen Maxwell-GPUs spielt Dynamic Super Resolution (DSR) eine wichtige Rolle. NVIDIA will mit dieser in den Treiber integrierten Downsampling-Methode wenig anspruchsvollen Spielen zu mehr Glanz verhelfen. Außerdem soll damit das Problem gelöst werden, dass viele Gaming-Notebooks nur über FullHD-Displays verfügen, die Hardware aber in der Lage ist deutlich höhere Auflösungen flüssig darzustellen. Einige Hersteller bieten zwar bereits Gaming-Notebooks mit höhere Auflösungen an, dann aber sind diese meist deutlich teurer als vergleichbare Geräte.

Wie genau DSR funktioniert und welche Stolperfallen vorhanden sind, haben wir uns ebenfalls bereits im Launch-Artikel zur Maxwell-Architektur der 2. Generation angeschaut. Ebenfalls mit den neuen GPUs, aber zu einem späteren Zeitpunkt angeboten wird Multiframe Sampled Anti Aliasing (MFAA). Dazu verwendet NVIDIA einige Mechanismen, die besonders gut auf der neuen Maxwell-Architektur funktionieren. Auch hierzu empfehlen wir unseren Artikel zu den Desktop-Varianten mit einer ausführlichen Erklärung der Funktionsweise. Bereits in der Entwicklung befinden sich Spiele, welche NVIDIAs Voxel Global Illumination (VXGI) verwenden sollen. Ein Dev-Kit der Unreal Engine 4 beinhaltet die entsprechenden Funktionen bereits - mit Spielen ist vor dem Ende des nächsten Jahres aber wohl nicht mehr zu rechnen. Die GeForce GTX 980M und GTX 970M sind in Sachen Performance und Hardware-Voraussetzungen bereits in der Lage VXGI anzuwenden.