NVIDIA legt nach: GeForce GTX 980 Ti im Test

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nvidia gtx980ti logoBei NVIDIA scheint man einem regelmäßigen und durch längere Zeiträume getrennten Veröffentlichungsrahmen entkommen zu sein. Pünktlich zum Start der Computex präsentiert man die GeForce GTX 980 Ti als neues Consumer-Flaggschiff. Auch sie verwendet wie die GeForce GTX Titan X (zum Test) den Maximalausbau der "Maxwell"-Architektur, wurde allerdings in einigen Bereichen beschnitten - vor allem beim Grafikspeicher bewegen wir uns mit 6 GB wieder in einem üblichen Rahmen. Sie soll die schnellste Grafikkarte für 4K/UltraHD-Auflösungen sein und sich vor allem durch einen geringeren Preis gegenüber der GeForce GTX Titan X absetzen können. Wir haben uns die Leistung der neuen GeForce GTX 980 Ti genauer angeschaut und können so am Ende auch ein Urteil fällen, welches nun die besste Grafikkarte aus dem Hause NVIDIA ist: GeForce GTX 980, GTX 980 Ti oder GeForce GTX Titan X.

Im September 2014 kündigte man mit der GeForce GTX 980 und GTX 970 (zum Test) die erste Welle der 2. Generation der "Maxwell"-Architektur an, denen im Frühjahr die beiden gegensätzlichen GeForce GTX 960 (zum Test) und GeForce GTX Titan X (zum Test) folgten. Mit GM206, GM204 und nun GM200 hat man die immer besser werdende Fertigung bei TSMC offenbar recht schnell ausnutzen können. Was als GM200 für die GeForce GTX Titan X oder Quadro M6000 nicht vollends brauchbar ist, kann nun als GeForce GTX 980 Ti verwendet werden. Abhängig von der Nachfrage fertigt NVIDIA natürlich auch gezielt auf die abgespeckte GM200-Variante.

Bereits auf den ersten Blick zeigt sich: NVIDIA verwendet bei der Referenzversion der GeForce GTX 980 Ti die gleiche Optik und das gleiche Kühldesign wie bei der GeForce GTX 970, GTX 980 und GTX Titan X. Auf die Details werden wir später noch genauer eingehen. Bereits jetzt aber können wir verraten, dass die GeForce GTX 980 Ti auch von den Herstellern in eigenen Designs angeboten werden darf. Wir werden also wieder eine Vielzahl von unterschiedlichen Modellen sehen. Mit Takt und Kühlung werden die Hersteller also wieder versuchen sich gegenseitig zu übertrumpfen und dies bringt sicherlich auch wieder Schwung in den Markt.

Besonders gespannt aber sind wir auch auf den baldigen Vergleich der aktuellen NVIDIA-Flaggschiffe gegen das, was AMD in Petto hat. Die Rede ist bei "Fiji" natürlich von einer weiter ausgebauten "Graphics Core Next"-Architektur sowie der erstmaligen Verwendung von High Bandwidth Memory (HBM). Aber dazu werden wir vermutlich erst in wenigen Tagen oder Wochen kommen. Nun wollen wir uns auf die GeForce GTX 980 Ti konzentrieren und beginnen wie immer mit einer ausführlichen Beschreibung der technischen Daten.

Architektonische Eckdaten

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
Straßenpreis ca. 740 Euro
Homepage www.nvidia.de
Technische Daten
GPU GM200 (GM200-310-A1)
Fertigung 28 nm
Transistoren 8 Milliarden
GPU-Takt (Base Clock) 1.000 MHz
GPU-Takt (Boost Clock) 1.075 MHz
Speichertakt 1.750 MHz 
Speichertyp GDDR5
Speichergröße 6 GB
Speicherinterface 384 Bit
Speicherbandbreite 336,6 GB/s
DirectX-Version 12
Shadereinheiten 2.816
Textur Units 176
ROPs 96
Pixelfüllrate 96 GPixel/s
SLI/CrossFire SLI

NVIDIA verwendet wie bei der GeForce GTX Titan X auch bei der GeForce GTX 980 Ti die GM200-GPU. Hier allerdings trägt sie die Bezeichnung GM200-310-A1 und weißt sich damit klar als geringere Ausbaustufe innerhalb der GM200-Serie aus. NVIDIA lässt die GPU weiterhin in 28 nm bei TSMC fertigen, was in Anbetracht der 8 Milliarden Transistoren noch immer beeindruckend ist.

Nicht 3.072 wie bei der GeForce GTX Titan X, sondern 2.816 Shadereinheiten sollen in der GPU der GeForce GTX 980 Ti arbeiten. Diese ergeben sich aus 6 Graphics Processing Cluster (GPC) sowie 22 Maxwell Streaming Multiprozessoren. 4 SMM-Blöcke x 22 SMM x 32 ALUs ergeben die 2.816 Shadereinheiten der GeForce GTX 980 Ti. Jeder SMM besitzt zusätzlich jeweils acht Textureinheiten, womit wir auf insgesamt 176 dieser Einheiten kommen. Jeweils 16 ROPs zu jedem 64-Bit-Block des insgesamt 384 Bit breiten Speicherinterfaces ergeben eine Gesamtzahl von 96 ROPs.

Blockdiagramm der GM200-GPU auf der GeForce GTX 980 Ti
Blockdiagramm der GM200-GPU auf der GeForce GTX 980 Ti mit den zum Vollausbau fehlenden zwei SMM

Die GM200-GPU auf der GeForce GTX 980 Ti arbeitet mit einem Basis-Takt von 1.000 MHz und soll per GPU-Boost auf mindestens 1.075 MHz kommen. Damit ergeben sich in dieser Hinsicht gewisse Parallelen zur GeForce GTX Titan X, die mit den gleichen Taktraten arbeitet. Den Leistungsunterschied müssen beiden Karten als aus der unterschiedlichen Anzahl an Shadereinheiten, den weiteren architektonischen Merkmalen sowie dem geringeren Speicherausbau gewinnen.

Die GPU der GeForce GeForce GTX 980 Ti bietet das sogenannte Full Feature Set der "Maxwell"-Architektur. Der Chip bietet also fast alle geplanten Ausbaustufen, die auch bei der GeForce GTX Titan X verwendet werden. Dazu gehört der 3 MB große L2-Cache, der bei der GeForce GTX 980 2 MB groß ist und bei der GeForce GTX 970 aufgrund der Einschränkungen der Speicherbandbreite gar nur 1.792 kB misst. Verblieben ist man aber bei einer Bandbreite von 512 Byte pro Takt zu diesem Cache.

Das 384 Bit breite Speicherinteface befindet insgesamt 6 GB an GDDR5-Speicher an. Dieser wird mit einem Takt von 1.750 MHz betrieben. Offenbar verzichtet auch NVIDIA auf den Einsatz eines schnelleren Speichers mit 2.000 MHz, der sowohl bei SK Hynix als auch bei Samsung bereits in der Massenproduktion befindet. High Bandwidth Memory ist bei NVIDIA erst in der nächsten Generation ein Thema, die als "Pascal" im kommenden Jahr erscheinen soll. Bei einem Takt von 1.750 MHz, angebunden über 384 Bit, kommen wir auf eine Speicherbandbreite von 336,5 GB pro Sekunde für die GeForce GTX 980 Ti.

Die maximale Leistungsaufnahme der GeForce GTX 980 Ti wird von NVIDIA mit 250 Watt angegeben. Weiterhin ist sie natürlich zur Multi-GPU-Technologie SLI kompatibel und kann mit einer, zwei und drei weiteren Karten kombiniert werden.

GPU, PCB und Speicher der GeForce GTX 980 Ti
GPU, PCB und Speicher der GeForce GTX 980 Ti

Im Vergleich zur Maxwell-Architektur der 1. Generation leicht vergrößert hat man den Shared Memory eines jeden SMM. Dieser ist nun 96 kB und nicht mehr nur 64 kB groß. Ebenfalls eine Rolle spielen soll die Polymorph Engine in Version 3.0. Die PolyMorph-3.0-Engine ist maßgeblich verantwortlich für Vertex-Fetch, Tessellation, Attribute-Setup, Viewport-Transform und den Stream-Output. Sind die SMM-Cluster und die PolyMorph-3.0-Engine durchlaufen, wird das Ergebnis an die Raster-Engine weitergeleitet. In einem zweiten Schritt beginnt dann der Tessellator mit der Berechnung der benötigten Oberflächen-Positionen, die dafür sorgen, dass je nach Abstand der nötige Detailgrad ausgewählt wird. Die korrigierten Werte werden wiederum an das SMM-Cluster gesendet, wo der Domain-Shader und der Geometrie-Shader diese dann weiter ausführen. Der Domain-Shader berechnet die finale Position jedes Dreiecks, indem er die Daten des Hull-Shaders und des Tessellators zusammensetzt. An dieser Stelle wird dann auch das Displacement-Mapping durchgeführt. Der Geometrie-Shader vergleicht die errechneten Daten dann mit den letztendlich wirklich sichtbaren Objekten und sendet die Ergebnisse wieder an die Tessellation-Engine für einen finalen Durchlauf. Im letzten Schritt führt die PolyMorph-3.0-Engine die Viewport-Transformation und eine perspektivische Korrektur aus. Letztendlich werden die berechneten Daten über den Stream-Output ausgegeben, indem der Speicher diese für weitere Berechnungen freigibt. Mit diesem Prozess verbunden sind zahlreiche Render-Features, auf die wir auf den kommenden Seiten aber noch ausführlich kommen.

Noch einmal zurück auf die einzelnen SMM-Blöcke: Jedem 32er Block stehen ein Instruction Buffer und ein Warp Schedular zur Verfügung. Jeweils zwei Dispatch Units haben Zugriff auf 16.384 Register mit jeweils 32 Bit. Auch hier lohnt wieder ein Blick auf die "Kepler"-Architektur. 128 Shaderheinheiten werden mithilfe von vier Warp Schedulern und acht Dispatch Units über 65.536 Register bei ebenfalls 32 Bit die Daten bzw. Rechenaufgaben zugeteilt. Jeder Shadereinheit stehen bei Maxwell also theoretisch 512 Register zur Verfügung, während es bei Kepler nur rund 341 sind. Eben solche Maßnahmen sollen auch dazu führen, dass jeder Shader bis zu 35 Prozent schneller arbeiten kann. Weiterhin einen Einfluss hat auch das Verhältnis zwischen Shadereinheiten und den sogenannten Special Function Units (SFU). Während dies bei Kepler 6/1 beträgt, liegt das Verhältnis bei Maxwell bei 4/1. Gleiches gilt auch für die Load/Store Units (LD/ST).

Natürlich bietet die GeForce GTX 980 Ti aufgrund der Verwendung der "Maxwell"-Architektur auch sämtliche Features, die wir von der GeForce GTX Titan X, GTX 980, GTX 970 und GTX 960 kennen. Weitere Details dazu sind in den bisher erschienen Artikeln zu finden:

- 256 Bit Speichercontroller - Speicherkomprimierung
- DSR (Dynamic Super Resolution)
- MFAA (Multiframe Sampled Anti-Aliasing)
- VXGI (Voxel Global Illumination)
- DirectX 12
- GameWorks und PhysX
- VR Direct
- H.265 und 4K-Streaming


Auf der folgenden Seite vergleichen wir die GeForce GTX 980 Ti gegen die weiteren Modelle von AMD und NVIDIA und schauen uns auch die ersten Messdaten an.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti im Vergleich
ModellGeForce GTX Titan XGeForce GTX 980 TiGeForce GTX 980Radeon R9 290X
Straßenpreis etwa 1.050 Euro etwa 740 Euro etwa 540 Euro etwa 275 Euro
Homepage www.nvidia.de www.nvidia.de www.nvidia.de www.amd.com/de
Technische Daten
GPU GM200 (GM200-400-A1) GK110 (GK110-310-A1) Maxwell (GM204) Hawaii (Hawaii XT)
Fertigung 28 nm 28 nm 28 nm 28 nm
Transistoren 8 Milliarden 8 Milliarden 5,2 Milliarden 6,2 Milliarden
GPU-Takt (Base Clock) 1.000 MHz 1.000 MHz 1.126 MHz -
GPU-Takt (Boost Clock) 1.075 MHz 1.075 MHz 1.216 MHz 1.000 MHz
Speichertakt 1.750 MHz 1.750 MHz 1.750 MHz 1.250 MHz
Speichertyp GDDR5 GDDR5 GDDR5 GDDR5
Speichergröße 12 GB 6 GB 4 GB 4 GB
Speicherinterface 384 Bit 384 Bit 256 Bit 512 Bit
Speicherbandbreite 336,6 GB/s 336,6 GB/s 224,0 GB/s 320,0 GB/s
Shadereinheiten 3.072 2.816 2.048 2.816
Textur Units 192 176 128 176
ROPs 96 96 64 64
TDP 250 Watt 250 Watt 165 Watt > 250 Watt
SLI/CrossFire SLI SLI SLI CrossFire

Der direkte Vergleich zwischen den Modellen von AMD und NVIDIA zeigt die unterschiedlichen Ausbaustufen. Während die GeForce GTX 980 mit GM204-GPU auf 2.048 Shadereinheiten und einen um rund 125 MHz höheren GPU-Takt kommt, schaltet NVIDIA bei der GM200-GPU auf der GeForce GTX 980 und GTX 980 Ti einen Gang zurück, arbeitet hier allerdings auch mit 2.816 bzw. 3.072 Shadereinheiten und lässt auch das Speicherinterface anwachsen. In Sachen Effizienz geben sich die drei Modelle von NVIDIA nichts, schließlich setzen sie allesamt auf der 2. Generation der "Maxwell"-Architektur auf.

Spannend ist der Vergleich zur Radeon R9 290X, denn auch hier haben wir 2.816 Shadereinheiten  und 176 Textureinheiten sowie einen GPU-Takt von etwa 1.000 MHz. Allerdings verwendet AMD ein wesentlich breiteres Speicherinterface, wenngleich die Speicherbandbreite aufgrund des geringeren Speichertaktes niedriger ist. Es wird spannend sein, die einzelnen Modelle, vor allem aber die Radeon R9 290X gegen die GeForce GTX 980 Ti vergleichen zu können.

Gegenüberstellung von Temperatur und Takt
Spiel Temperatur Takt
The Elder Scrolls V Skyrim 83 °C 1.177 MHz
Company of Heroes 83 °C 1.177 MHz
Grid 2 83 °C 1.177 MHz
Metro: Last Light 84 °C 1.151 MHz
Crysis 3 84 °C 1.151 MHz
Battlefield 4 84 °C 1.151 MHz
Bioshock: Infinite 83 °C 1.177 MHz
Tomb Raider 84 °C 1.151 MHz

Nun kommen wir auch gleich zu den ersten Messungen, denn inzwischen ist das Zusammenspiel zwischen Temperatur, Verbrauch, Spannung und Takt entscheidend für die Leistung einer Grafikkarte. NVIDIA setzt für die GeForce GTX 980 Ti im Referenzdesign ein Temperaturziel von 83 °C an. Ab dieser Schwelle beginnt die Karte damit Takt und Spannung zu reduzieren. An das Verbrauchslimit sind wir in keiner Messung geraten, allerdings arbeitet die Karte bereits nach kurzer Aufwärmphase an ihrem Temperaturlimit.

So liegt der GPU-Takt schlussendlich bei 1.151 und 1.177 MHz bei GPU-Temperaturen von 83 bzw. 84 °C. In gewisser Weise liegt also auch bei der GeForce GTX 980 Ti eine Limitierung durch die Kühlung vor. Da sich die Partner von NVIDIA aber eigenen Umsetzungen der GeForce GTX 980 Ti annehmen dürfen, hoffen wir bald auf Karten, die das volle Potenzial der GPU ausschöpfen können.

GPU-Z-Screenshot der NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
GPU-Z-Screenshot der NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Der GPU-Z-Screenshot bestätigt noch einmal die eben gewonnenen Erkenntnisse, auch wenn er noch nicht alle Details korrekt auslesen kann.


Auf den nun folgenden Seiten schauen wir uns die Karte in allen Details etwas genauer an und werfen auch einen Blick auf die Kühlung.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Zunächst einmal bleibt festzuhalten, dass es bei der Optik und der Kühlung keinerlei Überraschungen gibt. NVIDIA vertraut einmal mehr seiner bekannten Referenzlösung, die je nach Modell leicht abgewandelt wird. Im Falle der GeForce GTX 980 Ti kommt exakt das gleiche Design zum Einsatz, wie bei der GeForce GTX Titan X. Dies betrifft den Kühler ebenso wie das PCB - auf die wenigen Unterschiede gehen wir später noch genauer ein.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
Länge des PCBs 265 mm
Länge mit Kühler 265 mm
Slothöhe 2 Slots
zusätzliche Stromanschlüsse 1x 8-Pin
1x 6-Pin
Lüfterdurchmesser 65 mm
Display-Anschlüsse

1x Dual-Link-DVI
1 HDMI 2.0
3x DisplayPort 1.2a

Lüfter aus im Idle nein
maximale Lüfterdrehzahl 2330 rpm
freigegebene TGP 250 Watt

Die GeForce GTX 980 Ti kommt mit Kühler auf eine Länge von 265 mm, die damit identisch zur GeForce GTX Titan X und GTX 980 ist. Die Höhe ist mit zwei Slots selbst für Multi-GPU-Systeme ebenso unproblematisch. Auf einige weitere Details gehen wir später noch genauer ein und wollen nun einen Blick auf die Rückseite der Karte werfen.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Bis auf die fehlenden GDDR5-Speicherchips auf der Rückseite zeigt sich hier der gleiche Anblick wie bei der GeForce GTX Titan X. Die Bestückung ist bis auf das letzte SMD-Bauteil identisch. Da NVIDIA das Design der GeForce GTX 980 Ti für seine Partner geöffnet hat werden wir sicherlich sowohl Versionen mit identischem Layout sehen, als auch solche die vor allem im Bereich der Strom- und Spannungsversorgung angepasst wurden. Von einigen Herstellern erwarten wir uns hier im Laufe des Monats Juni erste Neuankündigungen. Auf der Computex werden wir sicherlich zunächst einmal nur alternative Kühlungen sehen.

Wie auch schon bei der GeForce GTX Titan X verzichtet NVIDIA bei der GeForce GTX 980 Ti auf die Backplate, die bei der GeForce GTX 980 noch zu finden war und auch auf der Profi-Variante Quadro M6000 vorzufinden ist. Die genauen Gründe dazu sind uns nicht bekannt, aber offenbar hält es NVIDIA schlichtweg nicht für notwendig eine Backplate zu verbauen.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Der Radiallüfter auf der GeForce GTX 980 Ti misst den für das Referenzdesign von NVIDIA üblichen Durchmesser von 65 mm. Die Luft wird an dieser Stelle angesaugt und in Richtung der Slotblende geblasen. Gerüchte sprachen vor einigen Monaten davon, dass NVIDIA beim Referenzkühler auf einen im Idle-Betrieb abschaltbaren Lüfter setzt. Die Partner tun dies bei ihren Modellen der GeForce GTX 980, GTX 970 und GTX 960 teilweise und haben damit großen Zuspruch durch uns und auch die Käufer erfahren. Für die Referenzversion der GeForce GTX 980 Ti aber verzichtet NVIDIA einmal mehr auf diese Funktion und so dreht sich der Lüfter auch im Idle-Betrieb munter weiter.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Obligatorisch ist die Nennung des Produktnamens auf dem Kühlergehäuse in direkter Nähe zur Slotblende. Damit wird trotz eventuell unterschiedlicher Karten im Regal schnell klar, um welches Modell es sich genau handelt. Unter dem Schriftzug ist die Plexiglasscheibe zu erkennen, die einen Blick in das Innere des Kühlers zulässt. Dort sind die Kühllamellen zu sehen, die ihre Abwärme an dieser Stelle an den Luftstrom abgegeben, der durch den Lüfter erzeugt wird.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Ebenfalls nichts neues ist der beleuchtete "GeForce GTX"-Schriftzug an der Oberseite der Karte. Dieser leuchtet im Betrieb grün auf und unterstreicht damit das "Branding" der Marke GeForce bei NVIDIA. Modder nehmen das grüne Leuchten auch gerne auf und bauen es in ihre Gehäuse-Designs mit ein. In geschlossenen Gehäusen spielt es aber keine größere Rolle.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Am hinteren Ende der Karten sind die zusätzlichen Stromanschlüsse zu finden. NVIDIA gibt für die GeForce GTX 980 Ti eine Thermal Design Power von 250 Watt an. An die Karte geliefert wird diese potenzielle Leistung über den PCI-Express-Steckplatz mit 75 Watt sowie jeweils einen 6-Pin- und einen 8-Pin-Anschluss mit weiteren 75 bzw. 150 Watt. Damit erreicht sie das theoretisch Maximum von 250 Watt, besitzt abgesehen von etwas Spielraum in diesen Spezifikationen aber auch keinerlei Reserven.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Über die beiden SLI-Anschlüsse können zwei, drei oder vier Karten der GeForce GTX 980 Ti in einem SLI, 3-Way-SLI oder gar 4-Way-SLI zusammengeschaltet werden. Mit der GeForce GTX Titan X schauten wir uns die Leistung eines solchen Systems bestehend aus zwei, drei und gar vier Karten genauer an. Die theoretische Möglichkeit ist demnach auch bei der GeForce GTX 980 Ti gegeben.


Im weiteren Verlauf schauen wir uns weitere Details der GeForce GTX 980 Ti an und werfen auch einen Blick unter den Kühler.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Am hinteren Ende der Karte befinden sich einige Luftauslässe, durch die zumindest ein Teil der durch den Radiallüfter angesaugte Lüfter wieder nach Außen gedrückt wird. Diese landet demnach im Inneren des PC-Gehäuses und wird nicht über die Slotblende nach Außen befördert. Es handelt sich hier aber nur um einen geringen Anteil an warmer Luft, die nur durch einige Komponenten der Strom- und Spannungsversorgung angewärmt wird.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Auf der Slotblende finden wir das übliche Layout für alle "Maxwell"-Karten mit jeweils einem Dual-Link-DVI und HDMI 2.0 sowie dreimal DisplayPort 1.2. Während Dual-Link-DVI nur noch aus Legacy-Gründen (um ältere Monitore anzusteuern) angeboten wird, können über HDMI 2.0 und DisplayPort 1.2 auch Monitore mit 4K/UltraHD angesprochen werden. Für die hauseigene G-Sync-Technologie ist die Verwendung von DisplayPort zwingend notwendig. Ansonsten bietet die Slotblende noch einige Öffnungen, durch die die warme Luft des Kühlers nach Außen befördert wird.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Entfernt man die Abdeckung des Kühlers, wird die darunterliegende Kühlkonstruktion sichtbar. Hinten ist der Radiallüfter zu sehen. In Richtung der Slotblende befindet sich der große Kühlkörper mit eingelagerter Vapor-Chamber. Im hinteren Bereich ist ebenfalls noch ein kleiner Kühlkörper zu sehen - beide werden über den Lüfter mit frischer Luft versorgt.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Wird auch noch der große Kühlkörper entfernt, sieht man recht gut, dass dieser sich ausschließlich um die GPU kümmert. Komponenten wie die Speicherchips und einige weitere Bauteilen werden über die Frontplate abgedeckt. Aufgrund der Bauhöhe trifft aber auch das nicht auf alle Bauteile zu, so ragen zum Beispiel die VRMs hervor, sollten über den Lüfter in direkter Nähe aber ebenfalls ausreichend Frischluft bekommen.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Ohne Kühler wird dann auch die Vorderseite des PCBs der GeForce GTX 980 Ti sichtbar. Bereits auf den ersten Blick ist zu erkennen, dass sich das PCB-Layout nicht von der GeForce GTX Titan X unterscheidet. In den beiden linken Dritteln der Karte sind GPU und die Speicherchips platziert. Rechts davon sind noch einige Komponente für die Display-Ausgänge verbaut. Im rechten Drittel des PCBs befinden sich die wichtigsten Komponenten der Strom- und Spannungsversorgung.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Wie schon bei den technischen Details auf der ersten Seite angemerkt, verbaut NVIDIA für die GeForce GTX 980 Ti den GM200-310-A1, also eine andere Ausbaustufe der bisher größten "Maxwell"-Architektur. Auf drei von vier Seiten hat NVIDIA die insgesamt 6 GDDR5-Speicherchips untergebraucht, deren Signallaufzeit damit möglichst gleichmäßig gehalten werden soll. Auf diesem Bild wird auch der aktuelle Platzbedarf deutlich. High Memory Bandwidth soll an dieser Stelle Abhilfe schaffen und bietet in dieser Hinsicht einen Vorteil gegenüber dem bisher verwendeten GDDR5.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Auf dem hinteren Ende des PCBs befinden sich einige für die Strom- und Spannungsversorgung unterstützende Komponenten wie große Kondensatoren, Controller und Sensorik-Bauteile. In der Mitte ist beispielsweise das Modul zu erkennen, welches sich um das GPU-Boost-Feature kümmert. Besonders niederohmige Shunt-Widerstände messen den Stromfluss auf den verschiedenen Spannungsebenen und geben diese Daten an einen Controller auf dem GPU-Boost-PCB weiter.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Da das gleiche PCB-Layout wir auf der GeForce GTX Titan X verwendet wird kümmern sich auch auf der GeForce GTX 980 Ti sechs Phasen um GPU und Speicher. Vermutlich werden es auch hier fünf Phasen sein, die für die GPU verantwortlich sind, während eine weitere sich um die Speicherchips kümmert. Bei den Komponenten für die Strom- und Spannungsversorgung sieht NVIDIA wieder spezielle Kondensatoren und Spulen vor, die verklebt bzw. so verlötet sind, dass keinerlei Schwingungen entstehen können. Dies soll die störenden Geräusche minimieren oder gar eliminieren, die durch diese Komponenten ansonsten gerne entstehen.

Wie auch schon bei der GeForce GTX Titan X ist die Strom- und Spannungsversorgung auch bei der GeForce GTX 980 Ti mit einem Plus von zehn Prozent ausgelegt, sodass zumindest einem gewissen Rahmen weiteren Overclocking-Potenzial geschaffen wird.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Beim Speicher der GeForce GTX 980 Ti setzt NVIDIA auf SK Hynix. Dieser hört auf die Bezeichnung H5GQ4H24MFR-R2C. Die eingesetzten Module kommen pro Chip auf eine Kapazität von 4.096 GBit bzw. 512 MB in 16 Speicherbänken. Bei 1.750 MHz ist er für eine Betriebsspannung von 1,5 Volt spezifiziert. Auch zum Speicher gab es im Vorfeld einige Gerüchte, die auch vom Einsatz des deutlich schnelleren Speichers mit 2.000 MHz sprachen. Angeboten wird dieser inzwischen von Samsung und Sk Hynix und die Speicherbandbreite der GeForce GTX 980 Ti würde von 336,6 GB auf 384 GB pro Sekunde steigen. NVIDIA ist aber den konservativen Weg gegangen und verbleibt bei 1.750 MHz. Den nächsten größeren Sprung beim Grafikspeicher werden wir auf Seiten von NVIDIA also vermutlich erst Anfang 2016 mit "Pascal" und dem Einsatz von HBM sehen.

NVIDIA GeForce GTX 980 Ti
NVIDIA GeForce GTX 980 Ti

Auf der GeForce GTX 980 Ti kommt der gleiche Kühler wie auch auf der GeForce GTX Titan X zum Einsatz. Die GPU wird hier direkt durch eine Vapor-Chamber gekühlt, während die Speicherchips sowie einige andere Komponenten auf dem Metallrahmen des Kühlers aufsitzen und auf diese Art und Weise gekühlt werden. Wir sind gespannt was die Partnerkarten an Potenzial freischaufeln können, denn häufig bewegen sich die Referenzversion von NVIDIA am oder über dem eigenen Kühllimit und werden somit etwas eingebremst.


Um die Treiber-Generationen anzugleichen, aber auch um die Hardware auf ein neues Level vorzubereiten, haben wir das Testsystem etwas umgestellt. Der Intel Core i7-3960X wird von 3,2 GHz auf 3,9 GHz übertaktet, um Limitierungen durch den Prozessor weitestgehend auszuschließen. Folgende Systemkomponenten kommen dabei zum Einsatz:

Testsystem
Prozessor Intel Core i7-3960X 3,3 GHz übertaktet auf 3,9 GHz
Mainboard ASUS P9X79 Deluxe
Arbeitsspeicher ADATA XPG Gaming Series Low Voltag 4x 2 GB PC3-12800U CL 9-9-9-24
Festplatte ADATA S510 SSD 60 GB
Netzteil Seasonic Platinum Series 1000 Watt
Betriebssystem Windows 8 Pro 64 Bit
Grafikkarten
NVIDIA NVIDIA GeForce GTX Titan X (1.000/1.075/1.750 MHz, 12.288 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (1.000/1.075/1.750 MHz, 6.144 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 980 (1.126/1.216/1.750 MHz, 4.096 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 970 (1.050/1.178/1.750 MHz, 4.096 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 780 Ti (876/928/1.750 MHz, 3.072 MB)
  NVIDIA GeForce GTX Titan (837/786/1.502 MHz, 6.144 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 780 (863/902/1.502 MHz, 3.072 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 770 (1.046/1.085/1.753 MHz, 2.048/4.096 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 760 (980/1.033/1.502 MHz, 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 750 Ti (1.020/1.085/1.350 MHz, 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 750 (1.020/1.085/1.250 MHz, 1.024 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 690 (915/1.502 MHz, 4.096 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 680 (1.006/1.502 MHz, 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 670 (915/1.502 MHz, 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 660 Ti (915/1.502 MHz, 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 660 (1.058/1.250 MHz, 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 650 Ti Boost (980/1.502 MHz, 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 650 Ti (925/1.350 MHz 2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 650 (1.058/1.250 MHz, 1.024/2.048 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 590 (608/1.215/854 MHz, 3.072 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 580 (772/1.544/1.000 MHz, 1.536 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 570 (732/1.464/950 MHz, 1.280MB)
  NVIDIA GeForce GTX 560 Ti 448 Cores (732/1.464/950 MHz, 1.280 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 560 Ti (820/1.640/1.000 MHz, 1.024 MB)
  NVIDIA GeForce GTX 560 (810/1.620/1.002 MHz, 1.024 MB) 
  NVIDIA GeForce GTX 550 Ti (900/1.800/1.026 MHz, 1.024 MB)
AMD AMD Radeon R9 290X (1.000/1.250 MHz, 4.096 MB)
  AMD Radeon R9 290 (947/1.500 MHz, 4096 MB)
  AMD Radeon R9 280X (1.000/1.500 MHz, 3.072 MB)
  AMD Radeon R9 270X (1.000/1.400 MHz, 2.048/4.096 MB)
  AMD Radeon R7 260X (1.100/1.625 MHz, 2.048 MB)
  AMD Radeon R7 265 (925/1.400 MHz, 2.048 MB)
  AMD Radeon R7 260 (1.000/1.500 MHz, 1.024 MB)
  AMD Radeon HD 7990 (950/1.000/1.500 MHZ, 6.144 MB)
  AMD Radeon HD 7970 GHz Edition (1.000/1.050/1.500 MHz, 3.072 MB)
  AMD Radeon HD 7970 (925/925/1.375 MHz, 3.072 MB)
  AMD Radeon HD 7950 (800/800/1.250 MHz, 3.072 MB)
  AMD Radeon HD 7870 (1.000/1.000/1.200 MHz, 2.048 MB)
  AMD Radeon HD 7850 (860/860/1.200 MHz, 2.048 MB)
  AMD Radeon HD 7790 (1.075/1.075/1.500 MHz, 1.024/2.048 MB)
  AMD Radeon HD 7770 (1.000/1.000/1.125 MHz, 1.024 MB)
  AMD Radeon HD 7750 (800/800/1.125 MHz, 1.024 MB)
  AMD Radeon HD 6990 (830/830/1.250 MHz, 4.096 MB)
  AMD Radeon HD 6970 (880/880/1.375 MHz, 2.048 MB)
  AMD Radeon HD 6950 (800/800/1.200 MHz, 2.048 MB)
  AMD Radeon HD 6870 (900/900/1.050 MHz, 1.024 MB)
  AMD Radeon HD 6850 (775/775/1.000 MHz, 1.024 MB)
  AMD Radeon HD 6790 (840/840/1.050 MHz, 1.024 MB)
  AMD Radeon HD 6770 (850/850/1.200 MHz, 1.024 MB)
Treiber
NVIDIA GeForce 352.90
AMD Catalyst 14.12

Unsere Testsysteme werden ausgestattet von ASUS, Intel, Thermaltake und Seasonic. Vielen Dank für die Bereitstellung der Komponenten.

 

Treibereinstellungen NVIDIA:

Textureinstellungen AMD:


Werfen wir nun einen Blick auf die Lautstärke, die Leistungsaufnahme und das Temperatur-Verhalten der NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. 

Lautstaerke

Idle

in dB(A)
Weniger ist besser

Da NVIDIA für die GeForce GTX 980 Ti den gleichen bzw. nahezu identischen Kühler verwendet wie bei einigen anderen Karten erwarten wir uns bei der Messung der Idle-Lautstärke auch keinerlei Überraschungen. Mit einem Wert von 37,2 dB(A) liegt die GeForce GTX 980 Ti innerhalb des zu erwartenden Bereichs. Besonders gespannt sind wir daher auf die ersten Partnerkarten, die gerade bei der Idle-Lautstärke noch deutlich besser sein können. Vielleicht wird sogar ein komplettes Abschalten des oder der Lüfter möglich, sodass die Karte im Idle-Betrieb komplett lautlos wird.

Lautstaerke

Last

in dB(A)
Weniger ist besser

Im Vergleich zu den anderen Karten gewöhnlich deutlich besser verhält sich das Referenzdesign unter Last und auch das wird von der GeForce GTX 980 Ti bestätigt. Mit 48,3 dB(A) können wir zwar auch hier nicht von einer wirklich leisen Kühlung sprechen, wir bewegen uns aber in einem sehr erträglichen Rahmen, der vor allem in Anbetracht der gebotenen Leistung positiv zu bewerten ist.

Temperatur

Idle

in Grad Celsius
Weniger ist besser

Die wenigen Watt die eine GeForce GTX 980 Ti im Idle-Betrieb erzeugt werden vom Kühler problemlos bewältigt und so messen wir eine Idle-Temperatur der GPU von 32 °C. Auch dieser Wert liegt im üblichen Rahmen für die Kombination aus "Maxwell"-Architektur und der von NVIDIA gewählten Kühlung. Noch einmal sei an dieser Stelle angemerkt, dass eine komplett passive Kühlung an dieser Stelle sicher möglich wäre und die Partner von NVIDIA sicherlich auch daran arbeiten - es sei denn NVIDIA untersagt eine solche Technik.

Temperatur

Last

in Grad Celsius
Weniger ist besser

Unter Last erreicht die GPU der GeForce GTX 980 Ti recht schnell ihr Temperaturlimit von 83 °C und beginnt über ein Absenken von Takt und Spannung damit sich in diesem Bereich zu etablieren. Der GPU-Boost-Mechanismus versucht so sicherzustellen, dass bei Einhaltung von Temperatur- und Verbrauchs-Grenze immer die maximale Leistung abgerufen werden kann. Allerdings scheint die Referenzkühlung der GeForce GTX 980 Ti wie auch schon bei der GeForce GTX 980 und GeForce GTX Titan X nicht in der Lage zu sein das Optimum herauszuholen. Den minimalen Boost-Takt von 1.075 MHz erreichen wir in einem gut belüfteten, geschlossene Gehäuse aber in jedem Fall und somit kann nicht unbedingt von einer reduzierten Leistung die Rede sein.

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

Idle

in Watt
Weniger ist besser

Es spielt fast schon keine Rolle welche Grafikkarte sich nun genau im System befindet. Fast überall messen wir die gleichen Werte und so liegt auch die GeForce GTX 980 Ti bei etwa 120 Watt - nicht die Karte alein, sondern das Gesamtsystem. Die dort verbauten Komponenten sorgen also für einen Großteil der Leistungsaufnahme und die GeForce GTX 980 Ti verhält sich wie erwartet sehr sparsam.

Leistungsaufnahme (Gesamtsystem)

Last

in Watt
Weniger ist besser

Schon wieder etwas interessanter wird die Betrachtung der Leistungsaufnahme unter Last. Hier messen wir mit 372,8 Watt für das Gesamtsystem einen Wert, wie wir ihn auch für die GeForce GTX 980 Ti erwartet haben. Er liegt leicht unter der GeForce GTX Titan X und spiegelt damit das durch die technischen Daten zu erwartende Niveau wieder. Erst wenn die gebotenen Leistung mit einbezogen wird, lässt sich aber wirklich abschätzen, ob  und wie effizient die GeForce GTX 980 Ti wirklich ist. Bisher konnte NVIDIA mit der 2. Generation der "Maxwell"-Architektur aber regelmäßig beweisen, dass trotz Fertigung in 28 nm noch gewaltiges Potenzial in Sachen Effizienz vorhanden ist - zumindest so lange man die GPU innerhalb bestimmter Vorgaben betreibt. Werksseitig übertaktete Karten fielen regelmäßig dadurch auf, dass sie eine sinnvolles Leistungs/Watt-Verhältnis überschritten. Wir sind daher gespannt, ob es den Partner-Karten auch so ergeht.


Mit dem neuen 3DMark versucht Futuremark vom Smartphone bis zum High-End-PC eine Vergleichbarkeit herzustellen. Dazu bietet man drei Presets an, die alle Performance-Bereiche in den verschiedensten Settings abdecken sollen. Natürlich werden auch hier Technologien wie Tessellation, Depth of Field, Volumetric Lighting und Direct Compute verwendet. Über das Fire-Strike-Extrem-Setting lassen sich auch High-End-Karten an ihre Grenzen bringen.

Zum kostenlosen Download von Futuremarks 3DMark gelangt man über diesen Link.

Futuremark 3DMark

Ice Storm

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser

Futuremark 3DMark

Cloud Gate

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser

Futuremark 3DMark

Fire Strike

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser

Futuremark 3DMark

Fire Strike Extreme

Futuremark-Punkte
Mehr ist besser


Sowohl AMD wie auch NVIDIA legen immer größeren Wert auf die Compute-Performance ihrer GPUs. Neben zahlreichen Engines mit OpenCL-Unterstützung wollen wir auch die Performance gesondert betrachten. Dazu nutzen wir den LuxMark 2.0, der in der Testszene "Sala" über RayTracing ein Bild berechnet und als Ausgabe die Samples pro Sekunde ausgibt.

luxmark-1-rsScreenshot zu Luxmark 2.0

Screenshot zu Luxmark 2.0Screenshot zu Luxmark 2.0

Zum kostenlosen Download von LuxMark 2.0 gelangt man über diesen Link.

Luxmark 2.0

Sala

Punkte
Mehr ist besser


Mit Hilfe des ComputeMark versuchen wir die GPU-Computing-Performance genauer zu beleuchten. Der ComputeMark führt automatisch durch unterschiedliche Anwendungen, die ebenso unterschiedliche Anforderungen an die Hardware haben. Auf Basis der aktuellen DirectX-11-Compute-API können Nutzer die Compute-Leistung auf den Prüfstand stellen. Mit von der Partie ist unter anderem ein RayTracing-Test.

Screenshot zu ComputeMark Screenshot zu ComputeMark
Screenshot zu ComputeMark Screenshot zu ComputeMark

Den ComputeMark könnt ihr direkt auf der Seite des Herstellers herunterladen.

ComputeMark

Fluid 2D

Punkte
Mehr ist besser

ComputeMark

Fluid 3D

Punkte
Mehr ist besser

ComputeMark

Mandel Vektor

Punkte
Mehr ist besser

ComputeMark

Mandel Skalar

Punkte
Mehr ist besser

ComputeMark

Ray Tracing

Punkte
Mehr ist besser


Der fünfte Teil der The-Elder-Scroll-Reihe spielt in der namensgebenden Provinz Skyrim (dt. Himmelsrand). Die Handlung dreht sich um die Rückkehr der Drachen, wie sie in den "Elder Scrolls" vorhergesagt wurde. Der Spieler übernimmt die Rolle eines "Dovahkiin", eines Individuums mit dem Körper eines Menschen und der Seele eines Drachen. Der Spieler durchstreift bei dem Kampf gegen die Drachen opulente Städte mit verschlungenen Gassen und atemberaubende Landschaften, deren Grenze buchstäblich der Himmel ist. Mit seiner hohen Weitsicht und der detaillierten Vegetation bringt Skyrim so manches System ins Schwitzen.

Zur Vollversion von Elder Scrolls V: Skyrim gelangt man über diesen Link.

The Elder Scrolls V: Skyrim

2.560 x 1.600 1xAA 1xAF

188.5 XX


130 XX
185.4 XX


126 XX
170.5 XX


119 XX
167.3 XX


113 XX
165.9 XX


110 XX
163.2 XX


107 XX
160.0 XX


113 XX
157.0 XX


105 XX
149.6 XX


110 XX
147.6 XX


114 XX
146.8 XX


108 XX
139.8 XX


114 XX
127.1 XX


115 XX
118.1 XX


106 XX
99.5 XX


89 XX
Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

The Elder Scrolls V: Skyrim

2.560 x 1.600 8xAA+FXAA 16xAF

163.4 XX


130 XX
161.4 XX


115 XX
156.3 XX


103 XX
142.9 XX


102 XX
140.8 XX


115 XX
122.6 XX


109 XX
121.9 XX


112 XX
117.5 XX


108 XX
113.6 XX


100 XX
108.1 XX


98 XX
99.4 XX


91 XX
97.3 XX


50 XX
79.8 XX


71 XX
77.9 XX


70 XX
64.0 XX


49 XX
Bilder pro Sekunde
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The Elder Scrolls V: Skyrim

3.840 x 2.160 1xAA 1xAF

Bilder pro Sekunde
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The Elder Scrolls V: Skyrim

3.840 x 2.160 8xAA+FXAA 16xAF

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Mit Crysis 3 steht in diesem Frühjahr zumindest auf technischer Seite in Hightlight bereit. Mit der Unterstützung ausschließlich für DirectX-11-Grafikkarten geben Crytek, die Macher hinter Crysis 3 die Richtung bereits vor. Von Tessellation bis zum aufwendigen Post-Processing-Anti-Aliasing werden alle aktuellen technischen Finessen genutzt, so dass auch die aktuellste Hardware an ihre Grenzen kommt.

Zur Vollversion von Crysis 3 gelangt ihr über diesen Link.

Crysis 3

2.560 x 1.600 1xAA 1xAF

Bilder pro Sekunde
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Crysis 3

2.560 x 1.600 4xMSAA 16xAF

Bilder pro Sekunde
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Crysis 3

3.840 x 2.160 1xAA 1xAF

Bilder pro Sekunde
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Crysis 3

3.840 x 2.160 4xMSAA 16xAF

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Zu den Highlights des Jahres 2013 dürte Bioshock Infinite gehören. Doch nicht nur die Story kann fesseln, sondern auch die Technik. Die Engine nutzt nahezu alle aktuellen DirectX-11-Effekte und setzt diese auch entsprechend um. Daher ist Bioshock Infinite eine logische Wahl für unsere Benchmarks.

Zur Vollversion von Bioshock: Infinite gelangt man über diesen Link.

BioShock Infinite

2.560 x 1.600 DirectX 10 Hoch

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BioShock Infinite

2.560 x 1.600 DirectX 11 Ultra

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BioShock Infinite

3.840 x 2.160 DirectX 10 Hoch

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BioShock Infinite

3.840 x 2.160 DirectX 11 Ultra

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Mit Battlefield 4 setzen DICE und EA die Strategie des Vorgängers fort: Eine kleine Singleplayer-Kampagne wird angeboten, aber alles dreht sich eigentlich um die großen Multiplayer-Schlachten. Mit bis zu 63 weiteren Spielern kann auf großen Karten zwischen drei verschiedenen Kämpfer-Klassen gewählt werden. Hinzu kommen Dutzende Fahrzeuge zu Land, zu Wasser und in der Luft. Auch grafisch setzt Battlefield 4 neue Maßstäbe und ist daher auch ein offensichtlicher Kandidat für unsere Benchmarks.

Zur Vollversion von Battlefield 4 gelangt man über diesen Link.

Battlefield 4

2.560 x 1.600 1xAA 1xAF

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Battlefield 4

2.560 x 1.600 4xMSAA 16xAF

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Battlefield 4

3.840 x 2.160 1xAA 1xAF

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Battlefield 4

3.840 x 2.160 4xMSAA 16xAF

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Um die Benchmarks in einem Echtzeit-Strategiespiel kümmert sich Company of Heroes 2. Das von Relic Entertainment entwickelte Spiel ist im Zweiten Weltkrieg angesiedelt und basiert auf der einer eigenen Essence 3.0 getauften Spieleengine. Grafisch nicht sonderlich imposant schaffen es dennoch selbst die neuesten High-End-Karten nicht immer flüssige FPS darzustellen. Abhängig von den gewählten Auflösung und den Anti-Aliasing-Einstellungen sind selbst Multi-GPU-Systeme am Limit.

Company of Heroes 2

2.560 x 1.600 kein AA 1xAF

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Company of Heroes 2

2.560 x 1.600 AA hoch 16xAF

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Company of Heroes 2

3.840 x 2.160 kein AA 1xAF

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Company of Heroes 2

3.840 x 2.160 AA hoch 16xAF

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Metro: Last Light ist der Nachfolger von Metro 2033 und basiert auf einem fiktionalen, postapokalyptischen Metro-2033-Universum des russischen Autors Dmitri Alexejewitsch Gluchowski. Es wird eine eigens entwickelte A4 Enginge verwendet, welche auch die neusten DirectX-11-Features bietet. Tesselation, Partikel- und Beleuchtungseffekte sorgen für eine ganz eigene Stimmung und für ordentlich Last auf der GPU.

Metro: Last Light

2.560 x 1.600 kein AA 1xAF

Bilder pro Sekunde
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Metro: Last Light

2.560 x 1.600 1xSSAA 16xAF

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Metro: Last Light

3.840 x 2.160 kein AA 1xAF

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Metro: Last Light

3.840 x 2.160 1xSSAA 16xAF