Spiele, Zeichenprogramme, Rendering: Wenn es um die Darstellung komplexer Grafiken auf dem Bildschirm geht, sind leistungsfähige Grafikkarten gefragt. Wir haben sechs aktuelle Modelle mit 3D-Beschleunigung getestet.

Die Bildschirm-Darstellungen sind in den letzten Jahren immer komplexer und realistischer geworden. Trotz der Fortschritte der PC-Prozessoren wären Spiele wie Unreal Turnament oder virtuelle Testfahrten mit neuen Auto-Modellen am Computer ohne hoch spezialisierte Grafik-Prozessoren (GPUs) undenkbar.

Die Leistung moderner Grafik-Chips wie ein nVidia GeForce 4 musste noch vor zehn Jahren von mehreren Grafik-Worstations im Cluster erbracht werden, an flüssig ablaufende, realistische und interaktive Video-Sequenzen war nicht zu denken.

Der Test deckt die aktuelle Ti-Familie von nVidias GeForce 4 ab, dazu kommt derauf wissenschaftlich/technische Anwendungen spezialisierte Radeon-8500-Chip. Zum Vergleich zur älteren MX-Serie von nVidia haben wir auch eine Geforce 4 MX-440 getestet.

ATI Radeon 8500

Abbildung 1: Gigabyte Maya-AP64-TD (ATI Raedeon 8500)

Auch wenn nVidia-Chipsätze den Markt beherrschen, finden sich gerade bei Büro-Computern viele ATI-Grafikkarten. Die 3D-Hardwarebeschleunigung der aktuellen Radeon-Karten lässt sich inzwischen auch unter Linux nutzen.

Bezüglich der Treiber-Versorgung gab es einige Gerüchte um die Radeon 8500: Angeblich sollten die Treiber der im Frühjahr eingeführten ATI FireGL 8800 auch mit der Radeon funktionieren – beide basieren auf ATIs R200 Chip-Architektur. Die ältere Version 1.3.1 des FireGL-8800-Treiber bricht jedoch ohne erkennbaren Grund mit der Fehlermeldung “PreInitConfig failed” ab, nach dem sie zuvor “Chipset ATI R200 QL (AGP) found” vermeldet hatte. Auch mit der aktuellen Version 1.4.3 kamen wir nicht weiter, sie verweigerte die Zusammenarbeit gänzlich mit der Meldung “board/chipset is not supported by this driver (third party board)”.

Instabiler DRI-Treiber

Ganz hoffnungslos ist die Treiber-Lage nicht. Unter [1] gibt es einen derzeit noch instabilen DRI-Treiber: Einmal tauchen in jeder 3D-Anwendung in der linken oberen Ecke Blöcke auf, die die Darstellung stören – möglicherweise handelt es sich hierbei aber um undokumentierte Debug-Informationen. Deutlich schwerer wiegen die Probleme beim Weltraum-Shooter Parsec: Immer wieder gibt es bildschirmfüllende Pixelfehler. Wird die Parsec-Kommandokonsole aktiviert, wie es für den Aufruf des Benchmarks nötig ist, friert gar der komplette Rechner ein und schaltet sich nach einer halben Minute selbständig aus. Weitere Abstürze des X-Servers bekommt man, wenn ein Fenster mit einer 3D-Applikation verschoben wird.

Wer sich nicht von solchen Problemen abschrecken lässt und den DRI-Treiber installieren möchte, lädt den Treiber von [1] herunter, entpackt ihn und ruft als Root das Kommando sh install.sh auf. Dann werden verschiedene Bibliotheken ausgetauscht und der benötigte Kernel-Treiber übersetzt – was natürlich installierte Kernel-Quellen sowie Compiler-Werkzeuge voraus setzt.

Alternativ zum DRI-Treiber bietet Xi Graphics (XIG) unter [2] einen kommerziellen X-Server für 179 US-Dollar an, den wir in der auf 25 Minuten beschränkten Demo-Version testeten. Auch hier bereitete Parsec Probleme: Es ließ sich nur mit einer Auflösung von 640×480 betreiben, zudem fehlt der Vollbild-Modus – Spiele laufen also grundsätzlich nur im Fenster. Bei dem hohen Preis hätten wir mehr erwartet, immerhin zeigte der kommerzielle X-Server sehr gute Leistungen bei wissenschaftlichen und technischen Anwendungen.

Stark bei technischen Anwendungen

Als Hardware-Basis wählten wir die Maya-AP64 von Gigabyte mit 64 MByte DDR-RAM und zwei Monitor-Ausgängen aus. Grafik-Chip (GPU) und Speicher der Maya-AP sind mit 275 MHz fast zehn Prozent niedriger getaktet als die Spitzenmodelle von nVidia. Dennoch schlägt die Maya-AP beim Spec Viewperf die Konkurrenz von nVidia mitunter deutlich (Diagramm 1). Förmlich deklassiert wird nVidia beim ProCDRS-Test, der die Belastung der Grafikkarte mit dem weit verbreiteten CAD-Programm CDRS von ICEM Technologies [13] simuliert. Auch der DX-07 (Darstellung von mathematischen Körpern) und Light-05 (Reflexionen und Ausleuchtung) aus Diagramm 2 laufen auf der Radeon 8500 deutlich schneller als auf nVidia-Chips.

Im für Spiele wichtigen Benchmark mit Quake 3 Arena ist die Radeon-Karte das Schlusslicht des Testfelds. Auch beim 3D Blender-Benchmark (Blenchmark) mit DRI-Treiber läuft ATI dem Testfeld hinter her: mit elf Hundertstel Sekunden respektive 17 Hundertsteln braucht sie mehr als doppelt so lang wie die langsamste nVidia-Karte. Immerhin zeigt sich hier die Qualität des X-Servers von Xi Graphics: damit bringt die Radeon fast die gleiche Leistung wie die Asus V8170 mit GeForce 4 MX-440 – allerdings kostet allein der X-Server von XIG ein Drittel mehr als die Asus-Karte.

Der Test zeigt deutlich, dass der Radeon-8500-Chip auf den technischen Bereich mit Darstellung von Körpern und Linien optimiert ist. Der kostenlose DRI-Treiber ist aber mit Vorsicht zu genießen: Neben den Abstürzen erreicht die Karte damit nur rund 2/3 der Leistung, die sie mit dem 179 Dollar teuren XIG-Server zeigte. Erstaunlich und bis zum Testende unerklärlich ist das schlechte Abschneiden des Radeon-Chips beim 2D-Benchmark x11perf: Hier haben wir eine ähnliche Überlegenheit wie im Spec Viewperf erwartet, tatsächlich belegt die ATI-Karte aber nur den vorletzten Platz.

nVidia GeForce 4

Marktführer nVidia war gleich mit fünf Karten im Testfeld vertreten. Getestet wurde der aktuelle GeForce-4-Chipsatz in verschiedenen Ausführungen als Ti4600, Ti4200 sowie der deutlich billigeren MX-440. Für alle Modelle benutzten wir den Build 2960 des nVidia-Treibers, den Sie unter [3] bekommen – die bei den meisten Distributionen mitgelieferten Treiber eignen sich nur für eine flüssige 2D-Darstellung und unterstützen nicht den TV-Ausgang der Karten. Die Einrichtung haben wir bereits in [8] ausführlich beschrieben.

Die inzwischen drei Jahre währende Entwicklung des Treibers hat sich gelohnt: Auch wenn die Treiber/Hardware-Kombination noch nicht “rock stable” ist, kann Build 2960 bedenkenlos produktiv eingesetzt werden. Häufige schnelle Wechsel zwischen Textkonsole und X können aber immer noch Abstürze hervorrufen.

MSI G4 Ti4600 VTD

Abbildung 2: MSI G4 Ti4600 VTD (GeForce 4 Ti4600)

Die G4 Ti4600 VTD von MSI kommt bei den wissenschaftlichen und technischen Anwendungen der ATI Radeon 8500 noch am nächsten. Ihr Metier sind Spiele, mit rund 265 Frames pro Sekunde bei Quake 3 Arena und 240 Frames bei Parsec liefert sie Grafik-Leistung satt. Erst bei einer Bildschirmauflösung von 1280×1024 fällt sie auf 170 Frames pro Sekunde zurück – immer noch mehr als genug für einen absolut flüssigen Spielablauf, erst unter 50 Frames pro Sekunde wäre ein Ruckeln überhaupt zu bemerken.

In einigen Bereichen wie etwa dem ProCDRS-Test, ugs-01 und proe-01 des Spec Viewperf kann sich die MSI G4 Ti4600 deutlich von ihrem direkten Konkurrenten absetzen: Die Asus V8460 mit dem gleichen Chipsatz ist bei diesen Tests zwischen 20 und 45 Prozent langsamer. Auch hat die V8460 keine Ein- und Ausgänge für SVideo und Composite-Video. Zusammen mit dem umfangreicheren Zubehör und besseren Handbuch ist die MSI G4 Ti4600 VTD Testsieger.

Asus V8460 Ultra

Abbildung 3: Asus V8460 Ultra (GeForce 4 Ti4600)

Die V8460 Ultra ist ebenfalls mit einem GeForce 4 Ti4600 ausgestattet, Asus hat im Gegensatz zu MSI die Baugruppen für den TV-Aus- und Eingang aber nicht bestückt. Für reine Linux-Anwender spielt der fehlende Eingang zwar praktisch keine Rolle, der Ausgang würde aber vom Original-nVidia-Treiber unterstützt. Signifikant billiger wird die Asus-Karte dadurch nicht.

Der Einbruch der V8460 beim ProCDRS-Test auf knapp 17 Frames pro Sekunde ist überraschend, aber reproduzierbar und konsequent: Auch bei ugs-01 und proe-01 liegt die V8460 signifikant hinter der MSI G4 Ti4600 mit dem gleichen Chipsatz. Offenbar gibt es ein Problem bei Wireframes und Shaded Models. Die etwas schlechteren Messwerte zusammen mit der geringeren Ausstattung und dem rein englischsprachigen Handbuch reichen nur zu Platz zwei für die Asus V8460 Ultra. Für Besitzer älterer Mainboards kann sie sich jedoch als Geheimtipp erweisen: Anders als die MSI-Karte unterstützt sie auch den alten AGP-Standard 1x.

MSI G4 Ti4200

Abbildung 4: MSI G4 Ti4200 TD64 (GeForce 4 Ti4200)

Die MSI G4 Ti4200 ist mit dem etwas schwächeren Ti4200-Chip bestückt, hat nur 64 MByte DDR-RAM und ist mit 222 MHz auch deutlich niedriger getaktet als die große Schwester G4 Ti4400. Die Messwerte liegen beim Spec Viewperf etwa zehn Prozent unter denen der Ti4400, beim Spiele-Benchmark zeigt sich bis 800×600 Pixel fast kein Unterschied. Bei 1024×768 liegt die Ti4200 knapp sieben Prozent zurück, und erst bei 1280×1024 Bildpunkten sinkt der Wert bei Quake 3 Arena auf 137,6 Frames pro Sekunde gegenüber 172,20 FPS. Damit braucht sich die Ti4200 aber keineswegs zu verstecken, von den magischen 50 FPS ist sie noch Meilen entfernt. Auch beim Blenchmark kann die Ti4200 gut mithalten, lediglich bei draw+z liegt sie eine Hundertstel hinter dem Testsieger.

Die Wahl zwischen Ti4400 und Ti4200 fällt eigentlich leicht: Wer nicht unbedingt das letzte Quäntchen Leistung benötigt, fährt mit der Ti4200 deutlich billiger, sie kostet gerade einmal die Hälfte der Ti4400 – bei nur rund zehn Prozent Leistungseinbuße kein schlechtes Geschäft.

Asus V8420 TD

Abbildung 5: Asus V8420 TD (GeForce 4 Ti4200)

Mit der Asus V8420 TD geht der zweite Ti4200-Chip an den Start und zeigt bis auf minimale Abweichungen die gleichen Leistungsdaten wie die MSI G4 Ti4200 – Unterschiede wie bei den beiden “großen” konnten wir nicht feststellen, wobei sie im Blenchmark etwas schneller als ihr MSI-Pendant ist. Auch Ausstattung und Preis sind fast gleich.

Im Vergleich zur Asus V8440 besticht die kleinere V8420 durch ihren Preis: Sie kostet nur gut die Hälfte der V8440, hat aber dafür einen TV-Ausgang nebst Adapterkabel auf SVideo und Composite Video. Die Nachteile sind etwa zehn Prozent Leistungseinbuße und ein halb so großer Grafikspeicher.

Asus V8170 DDR

Abbildung 6: Asus V8170 DDR-T (GeForce 4 MX-440)

In der zweiten Leistungs-Liga spielt die Asus V8170 DDR mit nVidia GeForce 4 MX-440. Der deutlich schwächere und mit nur 200 MHz getaktete Grafik-Prozessor (GPU) liegt zwar deutlich hinter den Ti-Modellen zurück, erreicht aber im Spiele-Benchmark vergleichbare Werte wie die fast doppelt so teure ATI Radeon 8500 mit dem kommerziellen X-Server von Xi Graphics. Rechnet man die Radeon und den X-Server zusammen, kostet die Asus V8170 nur ein Drittel des Pakets bei gleicher Spiele-Leistung. Bei den wissenschaftlichen und technischen Anwendungen hat ATI aber klar die Nase vorn, sie bringt mitunter die doppelte Leistung.

Auch innerhalb der nVidia-Familie hat die V8170 keinen schlechten Stand: Die Leistung ist mit knapp 73 Frames pro Sekunde bei Quake 3 Arena in der höchsten getesteten Auflösung immer noch mehr als ausreichend. Der Rückstand beim Spec Viewperf hält sich innerhalb der nVidia-Familie in Grenzen, dafür kostet die V8170 aber auch nur ein Viertel des Testsiegers. Dafür muss der Käufer aber auch auf den zweiten Monitor-Anschluss verzichten.

Für Anwender, die sich nicht mit 3D-Rendering beschäftigen und nur hin und wieder spielen, ist die Asus V8170 ein echter Preistipp. Sie liefert ausreichende Grafikleistung bei kleinem Preis und hat einen im Privatbereich unschätzbaren Vorteil: Sie ist rein passiv gekühlt, es lärmt also kein weiterer Lüfter im Gehäuse. Damit verdient sie die Empfehlung der Redaktion.

Fazit

Auch wenn die Leistung der ATI Radeon 8500 im wissenschaftlich/technischen Bereich überzeugt, kann sie nicht überzeugen: Der für Linux dringend erforderliche kommerzielle X-Server kostet mit 179 US-Dollar zwei Drittel des Karten-Preises. Das Gesamtpaket ist damit teurer als der Testsieger mit nVidia-Chip, bietet aber nur in drei Einzeldisziplinen nennenswerte Vorteile. Im Bereich 3D-Spiele versagt sie fast ganz und muss sich mit der nur halb so teuren Asus V8170 DDR messen lassen, die ohne kommerziellen X-Server aus kommt.

Die MSI G4 Ti4600 und Asus V8460 überzeugen zwar durch Spitzenleistung bei 3D-Spielen, aber für einen horrenden Preis von über 400 Euro. Billiger und nur wenig langsamer geht es mit den Ti4200-basierten Modellen MSI G4 Ti4200 und Asus V8420 für den halben Preis. Wer gern und viel spielt oder mit der Leistung der noch kleineren Asus 8170 DDR nicht zufrieden ist, findet bei den Ti4200-Modellen sicher eine gute Grafikkarte für einen vernünftigen Preis.

Für alle Gelegenheitsspieler und Normalanwender reicht die Leistung der Asus 8170 für nur 135 Euro völlig aus. Ihr größter Nachteil ist der fehlende zweite Monitor-Anschluss, auch digitale TFT-Panels lassen sich nicht mir ihr ansteuern. Wer also zwei Monitore oder ein solches TFT-Display hat, sollte mit einem Modell aus der Ti4200-Familie Vorlieb nehmen. Für die meisten Anwender ist die V8170 aber Grafikkarte genug.

Testrechner, Messergebnisse und Benchmarks im Detail

Der Testrechner, eine Workstation X2100, wurde uns von Hewlett Packard zur Verfügung gestellt. Die Ausstattung mit Pentium-4 2,2 GHz und 512 MByte Rambus-Speicher vermindern den Messfehler, der durch eine ausgelastete CPU oder Speicher-Auslagerung auf die Swap-Partition auf kleineren Systemen auftreten kann.

Spec Viewperf

Die Benchmarks lassen sich in die Bereiche wissenschaftlich/technische Darstellung sowie 3D-Spiele und 3D-Rendering unterteilen. Spec Viewperf deckt den wissenschaftlichen Bereich sowie CAD gut ab, wobei erstmals Version 7.0 zum Einsatz kam (Diagramm 2).

Im Rahmen des Viewperf-Benchmarks laufen sechs verschiedene Tests, die aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen entnommen sind. Im Gegensatz zum sehr synthetischen “x11perf”-Benchmark, der einfach Kreise, Rechtecke und Linien tausendfach auf den Bildschirm zeichnet und bewegt, ist der Spec Viewperf sehr praxisbezogen: Teilweise wurde am Grafik-Bus “gelauscht”, während ein CAD-Programm eine Grafik berechnete. Detaillierte Informationen zu den einzelnen Test gibt es bei Spec unter http://www.spec.org/gpc.

Viewperf 6.1.2: Advanced Visualizer Viewset

Viewperf 6.1.2: Data Explorer (DX-06)

Viewperf 6.1.2: ProCDRS-03 Viewset

Viewperf 7.0: 3ds max Viewset (3dsmax-01)

Viewperf 7.0: Pro/Engineer Viewset (proe-01)

Viewperf 7.0 Unigraphics Viewset (ugs-01)

Quake und Parsec

Stellvertretend für andere Spiele messen wir mit Quake 3 Arena Version 1.31 und dem Weltraum-Shooter Parsec (http://www.parsec.org). Bei beiden Spielen läuft ein Demo-Szenario in der jeweiligen Auflösung bei 24 Bit Farbtiefe und ohne Full-Screen-Anti-Aliasing (FSAA) ab.

Zum Start wird die Quake-Kommandokonsole mittels [Shift][‘] eingeblendet und die Befehle timedemo 0 und demo four.dm_66 eingegeben werden. Am Ende der Demo blendet man die Kommandokonsole erneut mit [Shift][‘] ein und liest den Messwert ab.

Auch Parsec hat eine Kommandokonsole, die ebenfalls mittels [Shift][‘] angezeigt wird. Mit den Befehlen timedemo 0 und testdemo 1 beginnt auch dort die Messung, das Ergebnis steht wie bei Quake am Ende auf der Kommandokonsole.

Parsec

Blender Benchmark

Stellvertretend für Render- und Modellier-Programme kommt der Blender Benchmark, kurz “Blenchmark”, zum Einsatz. Er gibt Aufschluss über die 3D-Leistung für professionelle 3D-Renderings. Der Blenchmark wird mit dem Befehl blender -p 100 100 900 700 blacksmith.blend aktiviert (Blender 2.23). Die Tastenkombination [Strg][Alt][t] Blendet ein Menü ein, ein Klick auf den Punkt “draw” liefert den Testwert für die Drahtmodell-Darstellung (Wireframe). Mit [Strg][Alt][z] werden die Flächen des Blacksmith-Modells gefüllt, ein erneuter Klick auf den Menüpunkt “draw” liefert dann den zweiten Messwert “draw+z”. Das 3D Modell “blacksmith.blend” kann man zum Beispiel bei http://ftp.stenstad.net/mirrors/ftp.blender.nl/demos/blacksmith.tgz herunterladen.

Blender Benchmark: blacksmith.blend