Vergleich der beiden Grafikkartenhersteller nVidia und ATI, aus wirtschaftlicher und technischer Sicht.

Gliederung

1. Abstract

2. Zielgruppe/ Semester

3. Einführung

4. weitere Namen/ Metadaten

5. Beschreibung Unternehmen
ATI
nVidia
Geschäftsergebnisse im Vergleich

6. Grafikkarten und Spiele

7. Vorstellung unterschiedlicher Grafikkarten
ATI
Budget Karte
Midrange Karte
High End Karte
nVidia
Budget Karte
Midrange Karte
High End Karte

8. Vorraussetzungen für den Einsatz der Highendgrafikkarten
ATI
nVidia

9. Herausforderer
S3
XGI

10. Ausblick in die Zukunft
Passiv – Kühlung
PCI Express
Kampf der Giganten

11. Tipps und Tricks

12. weitere Infos unter

II Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Abstract

Die Grafikkarte ist zu einem wesentlichen Bestandteil des Computers geworden. Während sie früher in der Lage war, wenige Farben in einer niedrigen Auflösung darzustellen, ist sie heute weitaus komplexer. Die Grafikkarte ist in der Lage, aufwendige 3D Grafiken darzustellen und realistische Animationsfilme, wie zum Beispiel den Kinofilm Final Fantasy, zu berechnen. Dabei muss sie nicht wie früher auf die Rechenleistung der CPU zurückgreifen, sondern verfügt über eine eigene Recheneinheit, die GPU und eigenen Arbeitsspeicher.

Die beiden Grafikchiphersteller nVidia und ATI liefern sich in diesem Sektor ein besonderes Duell. Dabei muss beachtet werden, dass sie nur die Grafikchips, bzw. die GPU herstellen und die Produktion der kompletten Grafikkarte anderen Herstellern überlassen. Meistens ist jedoch der Chip bezeichnend für die Grafikkarte. Wenn von einer Powercolor Radeon 9800 XT die Rede ist, steht der Name Power Color für den Grafikkartenhersteller und Radeon 9800 XT ist die Bezeichnung des Grafikkartenchips von ATI.

Grafikkarten werden in ganz unterschiedlichen Preisklassen angeboten. Diese reichen von einer Budgetkarte für ca. 50€ bis zu einer High End Karte, also das Neuste vom Neusten, für ca. 500€. Grafikkarten haben nicht nur ein starkes Preisgefälle, sondern auch starke Leistungsunterschiede. So ist z.B. eine Budgetkarte gerade in der Lage Windows Applikationen und einfache 3D Spiele darzustellen. Möchte der Nutzer aber die neusten 3D Spiele mit einer mittelmäßigen Detailauflösung genießen, muss er schon mehrere hundert Euro für eine gute Mittelklasse Karte, oder High End Karte ausgeben.

Die beiden Grafikchiphersteller nVidia und ATI haben ähnliche Produkte in den verschiedenen Kategorien. Ein wenig Konkurrenz haben sie von den Firmen 3D und XGI zu erwarten. Diese konkurrieren mit den beiden Großen, allerdings nur in einzelnen Sektoren.

Zur Zeit werfen sich ATI und nVidia in den Medien vor, Benchmarkergebnisse der Karten zu schönen. Das neuste Modell von nVidia ist die Geforce 6800

Ultra, die mit dem neuen Shader Modell 3.0 ausgestattet ist und sehr zukunftsorientiert gestaltet wurde. ATI kontert mit ihrem neusten Model der Radeon X800 XT PE. Diese Karte benutzt zwar die herkömmlichen Technologien, doch wurden diese enorm weiterentwickelt. ATI konzentriert sich mit der Karte mehr auf die Grundbedürfnisse der Spielerfreunde, nämlich hohe Taktraten.

Die neuste Entwicklung im Grafikkartenbereich ist der PCI Express. Dieser kann mit einer höheren Rate als AGP 8x Daten transportieren. Jedoch gibt es derzeit keine Anwendung, die solch eine Rate erforderlich macht.

2. Zielgruppe

Zielgruppe dieser Seminararbeit sind Studenten des Fachbereiches Medienwirtschaft, oder Personen, die sich zwar mit Computern auskennen, aber keine Profis sind. Außerdem alle interessierten Leser, die sich eine Grafikkarte kaufen möchten, aber nicht wissen, wie diese funktioniert oder welche empfehlenswert ist.

3. Einleitung

Der User kommuniziert mit dem Computer über seinen Monitor. Die Daten laufen über die Grafikkarte und werden von dieser auf dem Monitor dargestellt. Dadurch, dass die Grafikkarten immer besser werden und eigene Rechenleistung bringen, entlasten sie den Prozessor.

Die Anforderungen an Grafikkarten sind schnell gewachsen und auch die Komplexität der zu leistenden Aufgaben. In der heutigen Zeit spielen Grafikkarten eine ganz andere Rolle, als noch in den 80iger Jahren, in denen sie nur die Aufgabe hatten, Text und Grafik auf dem Monitor darzustellen.

Das Berechnen von einzelnen Pixeln, war keinesfalls die Regel. Die Rechenleistung der Computer war nicht ausreichend und so musste man sich mit dem Textmodus zufrieden geben. In diesem Modus werden nur feste Blöcke adressiert, um dort Buchstaben und Ziffern anzusprechen. Heutzutage haben wir eine Pixelgrafik, bei der einzelne Bildpunkte individuell auf den Bildschirm gezeichnet werden.

Die ersten richtigen Grafikkarten kamen als Monochrome-Karten in die PCs. Diese Karten wurden nur zum Arbeiten benutzt. Sie konnten lediglich schwarz/weiß und Text darstellen.

Die nächste Entwicklung war der CGA. Das war die erste Grafikkarte, die ein Farbbild auf den Monitor anzeigen konnte. Da dies eine hohe Rechenleistung erforderte, schaffte das Monitorbild nur eine Auflösung von 320x200 Bildpunkten mit 4 Farben. Bei niedrigerer Auflösung waren 16 Farben möglich.

Danach kamen die EGA-Grafikkarten. Diese waren erweiterte CGA-Grafikkarten. Mit ihnen war es möglich, bei 16 Farben eine Auflösung von 320x200 oder 640x350 einzustellen, was ein deutlicher Fortschritt im Vergleich zum Vorgänger CGA war. Wie man sich vorstellen kann, hatten diese Karten nur wenig mit den heutigen Hochleistungskarten gemeinsam

Daraufhin wurde die VGA Karte entwickelt. Dieser Standard gilt heute noch. Die Ersten konnten 16 Farben darstellen und unterstützten eine Auflösung von 640 x 480. Bei einem großen Grafikspeicher konnten auch 256 Farben dargestellt werden. Mit dieser Karte waren erstmals kleine Animationen möglich. Seitdem sind die Auflösungen der Grafikkarten so angestiegen, dass der Monitor bei dieser Entwicklung nicht schritt halten konnte. Aus diesem Grund spielt die maximale Auflösung einer Grafikkarte keine Rolle mehr.

Spannend wurde es erst mit den ersten Grafikkarten, die im Stande waren 3D Grafiken darzustellen. Dies gelang der Firma 3dfx mit Einführung der grafikbeschleunigten Voodoo Karten. Diese dienten als Zusatzkarten für 3D Darstellungen zur eigentlichen Grafikkarte. So wurden neue Maßstäbe im Bereich der Grafikqualität gesetzt und realistischere Spiele produziert, die sich deutlich von der Grafik der 2D Spiele unterschieden. ^[1]

Dies waren aber nur die Anfänge der Grafikkarten. Heutzutage sind diese um einiges komplexer, dafür wird auch eine weit höhere Leistung von ihnen erwartet. Ein Computer ohne eine funktionsfähige Grafikkarte wäre undenkbar.

Man unterscheidet drei Typen von Grafikkarten:

1. Onboard-Chips: diese Grafikkarten sind auf dem Mainboard integriert. Sie können nur 2D Grafiken darstellen, liefern aber ein Bild mit hoher Qualität.
2. Karten für den Business-Bereich: diese Karten bieten 2D- und 3D-Funktionen. Sie liefern ein sehr scharfes Bild auf dem Monitor und die Möglichkeit, mehrere Monitore gleichzeitig anzusteuern.
3. Karten für Computerspiele: diese Grafikkarten gibt es in allen Preislagen. Nur die neusten und teuersten Karten können alle Features der 3D Spiele aufzeigen. ^[2]

Die beiden Firmen ATI und nVidia, die in dieser Seminararbeit behandelt werden, stellen keine kompletten Grafikkarten her, sondern liefern nur deren Hauptbestandteil: den Chip.

Die vorliegende Arbeit soll einen Einblick in die unübersichtliche Welt der Grafikkarten gewähren. Welche unterschiedlichen Karten es gibt und was im Markt zwischen den beiden Größen ATI und nVidia vonstatten geht?

Mein Hauptziel ist es ein wenig Klarheit in den Dschungel der Grafikkarten bringen.

4. weitere Namen, Metadaten

- Graphikkarte, Graphikchip, Grafikchip, ATI, Array technology Industries, nVidia, GPU, Graphic Processing Unit, Radeon, Geforce

5. Beschreibung der Unternehmen

5.1 ATI

1985 wurde ATI von drei Einwanderern aus Hong Kong K.Y. Ho (CEO), Benny Lau und Lee Lau gegründet. Sie hatten ein Startkapital von 300.000$ und ließen sich in Markham nahe Toronto nieder.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

ATI Technologies Inc. ist der weltweit größte Zulieferer von 3D-Grafik- und Multimedia-Technologie. Sie entwickeln, produzieren und vermarkten innovative und preisgekrönte Multimedia-Lösungen, sowie Grafikkomponenten für PCs. ATI ist der führende Zulieferer für Video- und 2D/3D-Grafikbeschleuniger an Groß- und Einzelhandelskunden. ^[3]

1987 produzierte ATI dann die ersten Grafikkarten für PCs. Sie wurden so gebaut, dass sie in jeden IBM-PC passten. In den nächsten Jahren wurden die Grafikkarten immer hoch entwickelter, bis 1996 die Geschichte der 3D-Grafikkarten begann. Der erste Grafikkartenprozessor heißt Rage, dieser wurde aber schon wenige Monate später durch Rage II ersetzt. Danach wurde der Rage Pro entwickelt, einer der ersten Grafikkartenbeschleuniger.

Jedoch hatten zu der Zeit immer nVidia und 3dfx die Nase vorn. Obwohl der Rage Pro nicht der schnellste Grafikkartenchip war, wurde er ein Liebling der OEM. OEM bedeutet, dass ein Hersteller Teile von anderen Herstellern kauft und diese nach Absprache unter eigenem Namen als sogenannte OEM-Version auf den Markt bringt.

Ende 1999 brachte ATI unter dem Codenamen Aurora eine Multiprozessor Grafikkarte auf den Markt, die bei maximaler Auflösung Leistungen erbrachte, die bis dahin noch nicht erreicht worden waren. Die Karte verkaufte sich aber aufgrund von Treiberproblemen nicht gut.

Anfang 2000 kaufte ATI das Unternehmen ArtX für $400 Mio. Dieser Kauf erwies sich als echter Glücksgriff. Mit der Firma erwarb ATI 70 Mitarbeiter, die sich vorher um Projekte wie die Grafikeinheit des Nintendo 64 gekümmert hatten. Sie waren erfahrene Ingenieure, die sich gleich an die Entwicklung neuer Prozessoren machten.

Mitte 2000 wurde die erste Radeon auf den Markt gebracht. Sie heißt R200 und wurde später unter dem Namen Radeon 8500 vermarktet. Endlich konnte ATI auch im Highendsektor mithalten.

Zur gleichen Zeit änderte ATI seine Verkaufsstrategie und tat es nVidia gleich, indem sie nur noch Chips herstellten und die Herstellung der Boards anderen Firmen überließen.

Nach Umsatzeinbrüchen im Jahre 2001 kamen sie 2002 wieder in die Gewinnzone und wurden mit dem R300 – Radeon 9500 zum Spitzenreiter unter den Grafikkartenherstellern. Die Premiumversion Radeon 9700 ist sogar bis zu 100% schneller als das nVidia Konkurrenzprodukt Geforce 4 Ti4600. Die beiden Karten verkauften sich hervorragend und waren auch unter den Spielern sehr beliebt.

2003 wurde die 9000 Serie komplett neu aufgelegt. Die neue Karte, die 9800 XT wurde mit einer Megashow im ehemaligen Hochsicherheitsgefängnis Alcatraz eingeführt. Jeder Packung wurde ein Gutschein für das Spiel Half Life 2 beigelegt. Das besondere an dieser Karte ist der Temperatursensor. Dieser ist für einige User sehr interessant, da durch ihn ein automatisches Übertakten der Karte möglich ist.

Inzwischen hat das Unternehmen seinen Hauptsitz in Thornhill, Ontario in Kanada. Dort beschäftigt ATI über 1800 Personen. Sie haben weitere Geschäftsstellen in den USA, Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Irland, Barbados, Malaysia, Hong Kong und Japan.

ATI ist eine Aktiengesellschaft, deren Aktien an der NASDAQ und der Börse von Toronto gehandelt werden. ^[4] Im dritten Quartal dieses Jahres wurden insgesamt 66,9 Mio. US-Dollar in die Entwicklung neuer Produkte gesteckt. Ein Jahr zuvor waren es etwa 10 Millionen weniger. ^[5]

5.2 nVidia Cooperation

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Im Januar 1993 wurde nVidia von Jen-hsun Huang, Chris Malachowsky und Curtis Priem gegründet. Das Unternehmen hat seinen Sitz in Santa Clara, Kalifornien und beschäftigt weltweit mehr als 1800 Mitarbeiter.

Die nVidia Corporation entwickelt und vermarktet Grafik-Prozessoren und zugehörige Grafik-Softwareprodukte zum Design von 3D-Umgebungen für Desktop-PCs oder Workstations. ^[6] Außerdem ist nVidia einer der großen Chipsatzhersteller für Mainboards. Die Grafik-Prozessoren werden in verschiedenen Preisklassen angeboten und finden unter anderem Verwendung bei Entwicklungen von Computerspielen, industriellen Design-Lösungen und digitalen Bildbearbeitungen.

1994 formulierte nVidia seinen Plan: Eine Revolution des traditionellen PCs.

Sie schafften es 1995 den ersten Multimediaprozessor für den Mainstreammarkt vorzustellen. Noch im selben Jahr wurde die Partnerschaft mit SEGA bekannt gegeben.

Schon 1996 entwickelte sich nVidia zu einem wichtigen Namen in der Spielergemeinde.

1997 schafften sie es den ersten Hochleistungs- „Direct3D“ Prozessor der Welt vorzustellen. Er nennt sich RIVA 128tm. Knapp ein Jahr später wurden schon über eine Million dieser Chips ausgeliefert.

1999 schaffen sie den Durchbruch bei den OEMs. Alle „Wichtigen“ verwendeten in ihren Intel Pentium III Modellen Grafikchips von nVidia. Im August stellten sie mit der GeForce 256 den ersten vollwertigen Grafikprozessor der Branche vor.

Im Februar 2000 gelang es ihnen, sich mit S3 auf eine umfassende Vereinbarung zur gegenseitigen Lizenznutzung zu einigen. Nur einen Monat später wurde ihnen der Ritterschlag von Microsoft erteilt. Der Softwarekonzern beauftragte nVidia mit der Lieferung der Grafikchips für seine Spielkonsole XBox. Seitdem kletterte der Umsatz von damaligen 1,2 Millionen auf derzeitige 1,8 Milliarden Dollar.

Im September wagte nVidia den Gang an die Börse und wurde zu einer der am schnellsten wachsenden Technologiefirma im Silicon Valley gekürt. Aus der Konkursmasse von 3dfx übernahm nVidia im Dezember 2000 die wichtigsten Grafiktechnologien und Patente.

Anfang 2001 verbündete sich nVidia mit Apple Computers. Sie gingen eine strategische Partnerschaft ein. Im Mai schaffte es das Unternehmen in den Nasdaq 100 Index aufgenommen zu werden. Mit der Zeit hatte nVidia sich auch in der Animationsbranche einen Namen geschaffen. Der Animationsfilm „Final Fantasy“ von Columbia Pictures wurde z.B. von nVidia gerendert. ^[7]

5.3 Geschäftsergebnisse im Vergleich

Aus der Tab.1 kann abgeleitet werden, dass ATI zur Zeit einen Vorsprung in finanzieller Hinsicht hat. Der Umsatz beider Firmen ist zwar fast identisch, doch der Gewinn liegt bei ATI deutlich höher. Im 3. Quartal 2004 sind es bei nVidia 6,4 Millionen und bei ATI 48,6 Millionen. Dank des hohen Gewinnes, hat ATI die Möglichkeit, weitere Gelder in Forschung und Entwicklung zu stecken.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

^[8] Tab.1: Geschäftszahlen von nVidia und ATI

6. Grafikkarten und Spiele

In der Einführung wurde deutlich, dass mit den frühen Grafikkarten weder Spiele noch einfach Multimediaanwendungen möglich waren. Die ersten Spiele wie Ping Pong und Pacman stellten noch keine hohen Ansprüche an die Grafikkarte. Spannend wurde es erst mit den Voodoo-Karten von 3dfx, die in der Lage waren, 3D Grafiken darzustellen. ^[9]

Von dem Zeitpunkt an trieben die Spieler die Grafikkartenindustrie stark an, denn ohne die „leistungsfressenden“ PC-Spiele wäre der Computermarkt nicht annähernd so schnell gewachsen. Für Office Anwendungen reicht die Leistung einer einfachen Karte.

In der heutigen Zeit ist der Markt für PC-Spiele ein entscheidender Faktor für immer schneller werdende Grafikkarten und Rechner. Aufwendige und realistische 3D Egoshooter Spiele erfordern gute Hardware. Das bedeutet, um mit der höchsten Auflösung spielen zu können, wird nicht nur die neuste Grafikkarte gebraucht, sondern auch ein starker Prozessor und ein großer Arbeitsspeicher. Spieler sind heutzutage so fanatisch, dass sie zu einem neuen 3D Spiel für 50€ gleich eine neue Grafikkarte für bis zu 600 € dazukaufen. Zwar ist der Markt für solche Grafikkarten eher klein, aber das daraus gewonnene Image stärkt die Marke für das lukrative Geschäft mit preiswerten Grafikkarten, Spielkonsolen, digitalen Videorecordern und neuerdings auch Mobiltelefonen.

Grafikkartenhersteller wie ATI und nVidia haben Kooperationen mit bekannten Spieleherstellern. Zum Beispiel arbeitet die Firma nVidia seit Jahren eng mit dem Doom-Schöpfer John Carmack zusammen. Im Gegenzug ist ATI dabei, seinen eigenen Star aufzubauen. Es ist der ehemalige Microsoft Manager Gabe Newell, der 1998 mit dem Spiel Half-Life einen Überraschungshit landete. Dieser produziert nun eine Fortsetzung des Bestsellers und soll ATI helfen an nVidia vorbeizuziehen. ^[10]

Zur besseren Darstellung der Bildqualität bedienen sich Grafikkarten dem Anti-Aliasing. Es bewirkt, dass bei Grafiken der Treppeneffekt korrigiert wird. Die einzelnen Pixel aus denen das Objekt besteht, werden am Rand etwas verschwommen dargestellt. Auf diese Weise werden die Pixel nicht mehr so deutlich wahrgenommen. Es fanden noch weitere bedeutende Entwicklungen statt, wie zum Beispiel der Vertex Shader, oder der Anisotrope Filter. Sie alle haben eines gemeinsam. Sie dienen dazu die Grafik realistischer zu gestalten. ^[11]

7. Vorstellung der Grafikkarten – technisch

In früheren Zeiten hatte eine Grafikkarte nur einen Grafikchip, der dafür sorgte, dass die vom Prozessor berechneten Daten weiterverarbeitet und an den Monitor übertragen werden. Heute besitzt jede Grafikkarte einen Grafikbeschleuniger. Dieser erlaubt es, unabhängig vom Prozessor Grafikanwendungen zu berechnen. Somit wird der Prozessor entlastet.

Des Weiteren besitzt eine Grafikkarte einen Grafikspeicher. Onboard-Karten arbeiten mit einem so genannten Shared Memory, was bedeutet, dass diese Karte keine eigene Speicherkapazität hat, sondern den Arbeitsspeicher des PCs mitbenutzt.

Ein weiterer entscheidender Faktor ist der RAMDAC, welcher Auskunft über die maximale Monitorauflösung gibt.

In der heutigen Zeit ist aber nicht nur die Rechenleistung der Grafikkarte entscheidend, sondern auch so genannten Grafikfeatures, wie zum Beispiel der Pixel Shader. Hiermit wird eine Recheneinheit auf dem Grafikchip bezeichnet, die auf das verschiedener Texturen und Beleuchtungsparametern zugeschnitten ist; sie sorgt für realistische Oberflächeneffekte. ^[12]

Um die Grafikkarten analysieren zu können, erfolgt die Einteilung in drei unterschiedliche Klassen.

1) Budgetklasse
2) Midrangeklasse
3) Highendklasse

7.1 ATI

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

ATI bietet drei Produktfamilien an. Diese sind die Radeon 9200-, 9600- und 9800-Chips. Jeder Chip ist in unterschiedlichen Versionen erhältlich. Die Versionen unterscheiden sich in der Regel durch ihre Taktrate.

Neben der Standardausführung gibt es noch eine SE-, Pro- und XT-Variante. Dabei ist die XT-Variante zumeist der Highendchip und die SE-Variante die Budgetklasse. Hierbei muss beachtet werden, dass der beschreibende Name wie Radeon 9800 XT, nur der Name des Chips ist. Es gibt unterschiedliche Grafikkartenhersteller, die alle mit dem gleichen Chip arbeiten. Zum Beispiel Sapphire oder Club 3D.

Zur genaueren Analyse habe ich mir drei verschiedene Grafikkarten ausgesucht.

Budget - Radeon 9200

Midrange - Radeon 9600 XT

High End - Radeon X800 XT

Budget Radeon 9200 SE Atlantis Sapphire

Typ: AGP 4x, AGP 8x

Chiptakt: 166 MHz

Features: keine

RAMDAC: 400 MHz

Speicherkapazität: 128 MB SDRAM-DDR

Speichertaktfrequenz: 200 MHz

Speicher-Interface: 64 Bit

Pixel Pipelines: 4

Ausgänge: 1 x VGA, Video Cinch, S-Video

API Unterstützung OpenGL, DirektX 8.1 ^[13]

Systemvorraussetzung: Microsoft Windows 98/ME, Microsoft Windows 2000/ XP

Preis: ca. 45 € ^[14]

Bei der Radeon SE bedeutet das SE "Selected Edition". Die Radeon 9200 SE ist eine eingeschränkte Version der handelsüblichen Radeon 9200. Neben den niedrigeren Taktraten macht dieser SE-Version vor allem das 64 Bit- Speicher-Interface zu schaffen. Die Breite des Speicher-Interface ist dafür ausschlaggebend mit welcher Geschwindigkeit der Chip seinen Speicher anspricht. Dieses Merkmal reduziert die Leistungsfähigkeit der Radeon 9200 SE erheblich. Da sie nur DirektX 8.1 unterstützt bringt sie auch keine aktuellen grafischen Features mit. Viele Benchmarks zeigen, dass Grafikkarten, die lediglich für DirectX 8 ausgelegt sind, unter DirectX 9 drastisch einbrechen. Somit werden aktuelle Spiele wie Doom III und Half Life 2 in einer Dia-Show ausarten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Radeon 9200 SE ist keine spieltaugliche Grafikkarte. Sie ist lediglich für Office-Anwendungen brauchbar. Da sie einen Passiv-Kühler besitzt, ist sie absolut lautlos und somit besonders für das Ansehen von DVDs geeignet. ^[15]

Midrange Powercolor Radeon 9600 XT Bravo

.

Typ: AGP 8x

Chiptakt: 500 MHz

Features: Vertex-Shader 2.0, Pixel-Shader 2.0

RAMDAC: 400 MHz

Speicherkapazität: 256 MB SDRAM-DDR

Speichertaktfrequenz: 340 MHz

Speicher-Interface: 128 Bit

Pixel-Pipelines: 4

Ausgänge: DVI, VGA.Adapter, S-Video

API Unterstützung DirektX 9.0, OpenGL

Systemvorraussetzung: Windows98, 2000, XP ^[16]

Preis: ca. 160 € ^[17]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Kühlerdesigns von ATI sind zumeist sehr schlicht. Powercolor hat versucht mit einem etwas anderen System Akzente zu setzen, daher weicht es von dem Referenzmodell der 9600 Serie ab. Dieses Modell ist mit einem großen, glänzenden Aluminiumkühlblock versehen, welcher die komplette GPU samt Speicher kühlt. Des Weiteren besitzt diese Karte einen transparenten Lüfter, der mit mehreren LEDs rot beleuchtet wird und einen niedrigen, nicht störenden Geräuschpegel erzeugt.

Leider wurde auf der Rückseite keine Kühlung angebracht. Hier hätte der Hersteller guten Gewissens vier zusätzliche Ramkühler anbringen können.

Auf einen separaten Stromanschluß konnte verzichtet werden, da der RV360 nicht sehr viel Strom frisst und somit die normale Stromversorgung über den AGP-Bus ausreicht. ^[18]

Diese Grafikkarte ist teurer als die normalen Grafikkarten der Radeon 9600 XT Serie, deren Preis ungefähr bei 130€ liegt. Der Aufpreis wird durch eine höhere Speichertaktfrequenz von zusätzlichen 40 MHz und der verbesserten Kühllösung gerechtfertigt.

Der Chip kann bis zu 571 MHz mit einem ATI Tool übertaktet werden. Allerdings können durch das Übertakten Instabilitäten auftreten.

Zu den Stärken dieser Grafikkarten zählen die guten Shader-Leistungen, das Anti-Aliasing und die Verwendung von anisotroper Filterung. Bei den Benchmarktests konnte sich die Powercolor Grafikkarte vor der Konkurrenzkarte von Sapphire mit gleichem Chip platzieren. Als Fazit kann gesagt werden, dass die Powercolor Radeon 9600 XT Bravo eine sehr gute Grafikkarte ist, die Dank ihrer guten Architektur auch bei zukünftigen Spielen mithalten kann. ^[19]

High End Connect3D Radeon X800 XT Platinum Edition

Typ: AGP 8x/ 4x/2x

Chiptakt: 520 MHz

Features: Vertex-Shader 2.0, Pixel-Shader 2.0

RAMDAC: 2x 400 MHz

Speicherkapazität: 256 MB GDDR 3

Speichertaktfrequenz: 560 MHz

Speicherinterface: 256 Bit

Pixel-Pipelines: 16

Ausgänge: DVI, VGA.Adapter, S-Video

API Unterstützung DirektX 9.0, OpenGL

Systemvorraussetzung: Windows 98, 2000, XP ^[20]

Preis: ca. 500 €

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Radeon X800 Platinium Edition ist zur Zeit das Flagschiff aus dem Hause ATI. Die Grafikkarte strotzt vor Leistung und hat das Potential, den visuellen Eindruck künstlicher 3D-Welten ein gehöriges Stück zu verbessern. Die Darstellungsqualität dieses Chips kann sich mit der Grafik von dem Kinofilm „Final Fantasy“ messen.

Dieser Chip ist in der Lage Aussehen und Reflexionsverhalten von Oberflächen für jedes einzelne Pixel zu bestimmen. Die Zahl der Pipelines wurde im Vergleich zum vorherigen Topmodel verdoppelt. Der Kern jeder Pipeline besteht aus dem Pixel-Shader. Dieser führt Shader-Programme durch, die Rechenanweisungen für Unregelmäßigkeiten und Reflexionseigenschaften verschiedener Materialien enthalten. Der Chip ist in der Lage pro Takt 32 Tiefenwerte für Schatteneffekte zu berechnen.

Der Radeon X800 XT PE verfügt zwar nur über das Shader Modell 2.0. Allerdings wurde dieses erheblich weiterentwickelt. Laut ATI überschreitet der Chip nicht den Leistungsbedarf des Vorgängers von 80 Watt und kommt mit dem Kühler des Radeon 9800 XT Chips. Der Lüfter ist temperaturgesteuert und läuft meist in der niedrigen, leisen Stufe.

ATI hat sich bei der Entwicklung des X800 XT PE Chips auf das Wesentliche für die Spieler-Praxis beschränkt und versucht möglichst hohe Taktraten zu erreichen. Der Chip stellt eine deutliche Verbesserung zum Vorgängermodell dar. ATI ist eine erstklassige Grafikkarte gelungen, die sicherlich die Bedürfnisse vieler Spieler erfüllen kann. ^[21]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

7.2 nVidia

nVidia hat mehrere Produktfamilien im Grafikkartenbereich. Die erste Grafikkarte, die sich Geforce nannte, war die Geforce 256 und kam 1999 auf den Markt. Dieser Chip war revolutionär, denn er führt als erster Grafikprozessor sämtliche 3D Berechnungen auf einem Chip aus. Daher konnte man ihn als GPU bezeichnen.

Des Weitern hat nVidia die Grafikkarten Serien Geforce 2 (2000), Geforce 3 (2001), Geforce 4 (2002), Geforce FX (2003)und Geforce 6000 (2004), welche auch die neuste Highend Grafikkarte Geforce 6800 Ultra beinhaltet. Die Grafikkarten der Geforce FX Serie haben alle eine 5000 in der Bezeichnung.

Bei nVidia ist nicht immer das neuste Grafikkartenmodell besser und schneller als sein Vorgänger. Beispielsweise eine Geforce 3 ist immer noch schneller als eine Geforce FX 5200, obwohl diese über 2 Jahre später erschienen ist. nVidia begründet dies damit, dass man es mit der Geforce 3 auf den damaligen High-End-Markt abgesehen hätte und die Geforce FX 5200 für den breiten Einsteigermarkt konzipiert wurde.

Beispiel FX-Serie: Hier hat nVidia anfangs drei Modelle auf dem Markt gebracht, nämlich den FX 5200 (Billigmarkt), den FX 5600 (Mainstream) und FX 5800 (High End). Um den Verkauf der FX-Karten so mächtig in Schwung zu bringen, wurde anhand der schnellen FX 5800 die überragende Leistungsfähigkeit der FX-Serie propagiert. Das mag zwar für die FX 5800 stimmen, aber für die beiden anderen Modelle noch lange nicht. ^[22]

Die Geforce Karten gibt es meist in verschiedenen Versionen. Zum Beispiel steht die Bezeichnung Ultra für die jeweils leistungsstärkste Version. Drei verschiedene Grafikkarten aus allen Preis- und Leistungsklassen werde ich genauer vorstellen:

Budget GrForce FX 5200

Midrange GeForce FX 5900 XT

High End GeForce 6800 Ultra

Budget GeFORCE FX 5200P Albatron

Typ: AGP 8x/ 4x

Chiptakt: 250 MHz

Features: Vertex-Shader 2.0, Pixel-Shader 2.0

RAMDAC: 350 MHz

Speicherkapazität: 128 MB RAM-DDR

Speichertaktfrequenz: 400 MHz

Speicherinterface: 128 Bit

Ausgänge: DVI, VGA, S-Video

API Unterstützung DirektX 9.0, OpenGL 1.4

Systemvorraussetzung: Windows 95,98, 2000, XP, NT ^[23]

Preis: ca. 50 €

Der Geforce FX 5200, basiert auf dem Geforce FX 5800 (NV30) Chip, wurde jedoch in einigen Bereichen beschränkt. So unterstützt er alle Grafikfeatures unter anderem auch DirectX9, die man vom großen Bruder her kennt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ein großer Vorteil ist, dass der Chip mit einer Passiv-Kühlung auskommt. Da die Karte ohne Lüfter betrieben wird, ist sie 100 % geräuschlos.

Ein Nachteil der Geforce FX 5200 ist die sehr abgespeckte Leistung. Die Vertex/ Shader-Leistung wurde um ein Vielfaches minimiert, weshalb die Karte unter anderem schwache Leistungen bei aktivierter Kantenglättung aufweist.

Auch lässt der Chip nicht viel Raum für Overclocker. Mit der passiven Chipkühlung ist ein maximales Übertakten von lediglich 260/500 MHz für Chip/RAM möglich, wodurch sich 15 Prozent Mehrleistung ergeben.

Die Geforce FX 5200 ist eine gute Mainstreamkarte, die für echte Spielernaturen aber keine Alternative darstellt. ^[24]

Midrange GeForce FX 5900 XT AOpen Aeolus

Typ: AGP 8x

Chiptakt: 400 MHz

Features: Shader Model 2.0

RAMDAC: 2 x 400 MHz

Speicherkapazität: 128 MB DDR-RAM

Speichertaktfrequenz: 350 MHz

Speicherinterface: 256 Bit

Pipelines: 4

Ausgänge: 2x DVI, S-Video, D-Sub

API Unterstützung DirektX 9.0, OpenGL

Systemvorraussetzung: Windows 98, 2000, XP, NT

Preis: ca. 200 €

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Der 400 MHz schnelle Chip wird von einem Aluminiumkühlkörper temperiert. Obwohl der Kühlkörper bis zum RAM-Speicher reicht, kann die Auswirkung der Kühlung auf den Speicher angezweifelt werden, da sie diesen nicht vollständig bedeckt. Auf der Rückseite der Grafikkarte sind keine weiteren Bauteile zu finden und so konnte man auf weitere Kühlmaßnahmen getrost verzichten.

Die AOpen Aeolus FX 5900 XT ist eine sehr gute Grafikkarte, deren Stärke vor allem im außerordentlich günstigen Preis liegt. Mit ihren ca. 200 Euro liegt sie auf demselben preislichen Niveau wie die GeForce FX 5700 Ultra. Vergleicht man jedoch die Leistungen dieser beiden Produkte von nVidia, stellt man schnell fest, welches das Bessere ist. Die 5900 XT gewinnt bei fast allen Benchmarks den Zweikampf und kann auch die Radeon 9600 XT von ATI auf Distanz halten.

Allerdings ist die Shader-Leistung gegenüber den Chips von ATI durchweg schlechter, so dass die Zukunftssicherheit dieser Karten anzuzweifeln ist. Schließlich werden in Zukunft immer mehr Spiele auf Basis von aufwendigen Shadern nach den DirectX9-Statuten erstellt. Ebenfalls kann die Qualität des Anti-Aliasing bemängelt werden.

Dennoch handelt es sich bei der GeForce FX 5900 XT um einen absoluten Geheimtipp, da in ihr trotz niedrigem Preis eine Menge Leistung steckt. ^[25]

High End Inno3D Geforce 6800 Ultra

Typ: AGP 8x

Chiptakt: 450 MHz

Features: Shader Model 3.0

RAMDAC: 400/400 MHz

Speicherkapazität: 256 MB GDDR3-RAM

Speichertaktfrequenz: 550 MHz

Speicherinterface: 256 Bit

Pipelines: 16

Ausgänge: 2x DVI, S-Video

API Unterstützung DirektX 9.0, OpenGL

Systemvorraussetzung: Windows 2000, XP, NT ^[26]

Preis: ca. 500 €

Das bisherige Spitzenmodell von nVidia die Geforce FX 5950 erscheint im Vergleich mit der Geforce 6800 Ultra wie ein billige Mainstream-Grafikkarte. Neben der überragenden Performance überzeugt die Grafikkarte durch eine sehr gute Bildqualität und Texturfilterung. Statt des üblichen Shader Modells 2.0 hat nVidia bei der Geforce 6800 Ultra das Shader Modell 3.0 eingebaut. Damit lässt sich beispielsweise für Objekte mit ähnlicher Textur und ähnlichem Reflexionsverhalten ein gemeinsames Shader-Programm verwenden. Somit kann dann ein Shader Prgramm für Oberflächen mit Maserungen beispielsweise einmal Eichen- und einmal Kiefernholz abbilden. Ein weiterer Vorteil des 3.0 Shaders ist, dass er leicht mit einer unterschiedlichen Anzahl von Lichtquellen zurechtkommt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ein Nachteil des Chips ist sein erhöhter Stromverbrauch von bis zu 100 Watt. nVidia empfiehlt sogar eine 480 Watt Stromversorgung für das komplette System. Außerdem muss die Karte über zwei Kabel an das Netzteil angeschlossen werden. Der Kühlkörper wurde so voluminös konzipiert, dass er auch den Nachbarslot noch mit überdeckt. Der Lüfter ist temperaturgesteuert und in der niedrigsten Stufe noch sehr leise.

Die Geforce 6800 Ultra ist durchaus zukunftsweisend, da sie mit einem sehr interessanten Featureset ausgestattet ist. nVidia plant sogar sie in professionellen Studios als Hardware-Renderer zu etablieren. Durch den 3.0 Shader hat nVidia den Spieleherstellern die Tür zur übernächsten Spielegeneration mit noch höherer Grafikqualität geöffnet. ^[27]

8. Vorraussetzungen für den Einsatz einer High-End Grafikkarte

Grundlegend lässt sich sagen: man kann den stärksten Prozessor, überdimensional viel Arbeitsspeicher, die größte und schnellste Festplatte und das aktuellste Mainboard in seinem Rechner eingebaut haben, aber in 3D-Spielen wird der Rechner trotzdem kein ruckelfreies Spielen ermöglichen, wenn man an der Grafikkarte spart. Die Grafikkarte ist heutzutage so speziell an die Anforderungen moderner 3D-Anwendungen angepasst, dass die übrigen Komponenten nur das "i-Tüpfelchen" darstellen. Daher sollte man lieber ein wenig am Prozessor oder Arbeitsspeicher sparen und dieses Geld in die Grafikkarte fließen lassen.

Andersrum läuft nicht jede High Ende Grafikkarte wie zum Beispiel die Radeon X800 XT PE mit jedem Betriebssystem. Um diese auf dem PC installieren zu können, müssen geeignete Treiber vorhanden sein. Dies gilt nicht für Windows 95.

Natürlich würde die Grafikkarte auch in einem veralteten schwachen Computer laufen, allerdings könnte sie dort nicht ihre eigentliche Leistung entfalten.

9. Herausforderer

Zur Zeit gibt es noch keine echten Herausforderer, die es tatsächlich mit nVidia, oder ATI in allen Segmenten aufnehmen können.

9.1 S3 Graphics

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Im Midrange Segment pirscht sich aber ein Konkurrent an die beiden großen ran. Es ist die Firma S3 mit ihrem Chip S8 Delta Chrome. Dieser Chip läuft ohne aktive Kühlung und erwärmt sich nur um wenige Grad unter Volllast. Im Testlabor der c´t schaffte der S8-Chip ansehnliche Leistungen. Als Vergleich wurden der Geforce 5600 Ultra und der Radeon 9600 herangezogen, da sich diese Karten in einem ähnliche Preisniveau von ca. 130 € befinden. Der S8 Chip hat insgesamt sehr gut abgeschlossen und war den anderen beiden Chips bei DirektX 8 überlegen. Allerdings gibt es laut den DirektX9 Benchmarks noch einige Defizite in der Leistungsausbeute und es tauchten öfters Treiberprobleme auf. ^[28]

9.2. XGI

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Ein weiterer Konkurrent ist die Firma XGI, die erst Anfang dieses Jahres durch einen Zusammenschluss zweier Firmen entstanden ist. Sie will noch in diesem Jahr den DirektX 9 Chip Volari rausbringen. Die Besonderheit an diesem Chip ist, dass zwei Volaris auf einer Karte eingebaut werden können. Durch den Parallelbetrieb kann so die 1,9 fache Leistung einer Volari erreicht werden. Nach Aussagen von XGI, haben sich schon die Grafikkartenhersteller Gigabyte und Powercolor bereit erklärt Volari-Chips in ihre Karten einzubauen. Die Karten sollen voraussichtlich 300-500 € kosten und fallen somit in den High End Bereich. ^[29]

10. Ausblick für die Zukunft

10.1 PCI Express

PCI Express ist eine neue Technologie, die den AGP-Slot ablösen soll. Sie ermöglicht bidirektionale Übertragungsraten zwischen Northbrigde (wichtiger Bestandteil eines Motherboard-Chipsatzes, an den z. B. der Prozessor, der Arbeitsspeicher und der AGP-Port angeschlossen sind) und Grafikkarte. Kritisch zu betrachten ist, dass noch keine Anwendungen existieren, die solche Übertragungsraten benötigen und somit vom PCI Express profitieren könnten.

Die Übertragungsrate von der Grafikkarte zur CPU beträgt beim PCI Express 4 GB/sec.

Das entspricht nahezu dem 15-fachen eines AGP 8x. Auch hierfür gibt es noch keine Anwendungen, die diese Datenrate benötigen, auch ist in Zukunft nicht damit zu rechnen.

Andererseits muss gesehen werden, dass in der Zukunft zwar noch AGP Karten verkauft werden, sich aber über kurz oder lang der schnellere PCI Express durchsetzen wird. In ein paar Jahren wird es sogar möglich sein, Videos in der Grafikkarte zu encoden, da es diesen durch Unterstützung der leistungsfähigen Shader-Einheiten oft schneller gelingt, als dem Hauptprozessor. ^[31]

10.2 Kampf der Giganten

Nach eine Marktforschungsstudie, dessen Ergebnis Heise Heise-Online am 27.10.2004 kommentierte, hängt ATI nVidia im Bereich Grafikchips ab. Der Studie zufolge, sank der weltweite Marktanteil von nVidia auf 37 Prozent im abgeschlossenen Quartal. Im Quartal davor waren es noch 50 Prozent. ATI konnte deutlich zulegen. Die Studie besagt, dass ihr Marktanteil von 46 auf 59 Prozent weltweit wuchs. Dies verwundert ein wenig, da nVidia erst kurze Zeit vorher aussagte, dass sie statt ihrem erwarteten Umsatz von ca. $480 Millionen, einen Umsatz von etwas $510 Millionen erwirtschaften werden. Dafür verantwortlich macht nVidia ihren geänderten Produktmix. Vor allem mit der Geforce 6 Serie wurden Anteile im DirektX 9 Segment dazugewonnen. nVidia ist die einzige Firma, die das Shader Model 3.0 mit DirektX 9 unterstützt.

Allerdings liegt nVidia immer noch unter den Prognosen ihres Konkurrenten ATI, die einen Umsatz von $572 Millionen erwarten.

Bei dem Rennen um den besten Grafikchip hat immer noch ATI die Nase vor. Die Radeon X800 XT PE ist eine sehr gute Karte zum jetzigen Zeitpunkt, jedoch ist nVidia mit ihrer Geforce 6800 Ultra eine Karte gelungen, die mehr Spielraum für die Zukunft lässt.

11. Tipps und Tricks

Eine Budgetkarte ist zu empfehlen, wenn der Nutzer nur die Office Anwendungen benötigt. Wer Spaß an den neuen Ego-Shooter Spielen wie Far Cry oder Doom 3 hat und hier nicht auf alle Details verzichten möchte, kann sich eine gute Midrange Karte kaufen. Wie schon erwähnt, ist in diesem Segment der absolute Geheimtipp die Geforce FX 5900 XT. Diese Karte bewegt sich preislich bei 200 €, was sie nicht zur billigsten in diesem Segment macht, aber sie schlägt in Benchmarks problemlos teurere Karten.

Der Kauf der neusten High End Grafikkarte lohnt sich nur in den seltensten Fällen, wobei man neidlos anerkennen muss, dass das Spielerlebnis auf hoher Detailstufe größer ist.

Wer nicht soviel Geld für die Geforce 6800 Ultra ausgeben möchte, kann sich auch die Geforce 6800 kaufen. Diese kostet ca. 270 € und verfügt über nur 12 Pixelpipelines und einen schlechteren Speicher. Die Karte hat aber 16 Pixelpipelines eingebaut, 4 werden nur blockiert. Mit etwas Glück können diese aktiviert werden und so erhält man wieder die vollen 16 der Geforce 6800 Ultra.

Als Fazit ist zu sagen, dass die Auswahl der richtigen Karte eine Präferenzangelegenheit ist. Je nach Preisklasse und Anspruch haben ATI oder nVidia die Nase vorn.

12. weitere Infos unter…

- www.computerbase.de
- www.pc-erfahrung.de
- www.ati.de
- www.nvidia.de
- www.3dchip.de

III Quellennachweis:

^[1] www.pc-erfahrung.de Pfad: Grafikkarten/ Geschichte ( 15.11.2004)

^[2] http://www.computerbase.de/lexikon/Grafikkarte (15.11.2004)

^[3] www.ati.com/de/companyinfo/about/ (10.11.2004)

^[4] http://www.rage3d.de/artikel/ati/geschichte/seite1.php (08.11.2004)

^[5] http://www.computerbase.de/news/wirtschaft/unternehmensberichte/2004/juni/atiumsatzg gewinnnVidia/ (25.11.2004)

^[6] http://www.prnewswire.co.uk/cgi/news/release?id=124011 (08.11.2004)

^[7] http://www.nvidia.de/page/corporate_timeline.html (08.11.2004)

^[8] siehe [5]

^[9] http://www.pc-erfahrung.de/Index.html?GrafikkarteAufbauGeschichte.html (18.11.2004)

^[10] Spezial Grafik-Chips, Matthias Hohensee, S.71-75 erschienen in: Wirtschaftswoche 42/2004, Verlagsgruppe Handelsblatt GmbH, Düsseldorf

^[11] http://www.computerbase.de/lexikon/Grafikkarte (18.11.2004)

^[12] siehe [9]

^[13] www.sapphiretech.de Pfad: Produkte/ ATI Grafikkarten (18.11.2004)

^[14] www.ebay.de (20.11.2004) – für aktuelle Preise

^[15] puspushttp://www.pc-erfahrung.de/Index.html?ArtikelGrafikkarteRadeon9200SE.html (23.11.2004)

^[16] www.tul.com.tw/global/product_index.aspx/VGACard/PowerColorRadeon9600Series (29.11.2004)

^[17] siehe [14]

^[18] http://www.3dchip.de/TestCenter/2004/Tul9600XT/PowerColor9600XT.php (23.11.2004)

^[19] www.computerbase.de/artikel/hardware/grafikkarten/2004/powercolor_9600_xt_bravo/ (24.11.2004)

^[20] www.connect3D.de Pfad: Produkte/ GraphikkartenAGP/ RadeonX800XT (16.11.2004)

^[21] Duell der Pixelprotagonisten, Manfred Bertuch, S.130-131, erschienen in: c`t 11/2004 Heise Zeitschriften Verlag, Hannover

^[22] www.pc-erfahrung.de Pfad: Grafikkarte/Grafikchips/ DesktopGraphic-Chips/ (22.11.2004)

^[23] www.albatron.de Pfad: Produkte/Grafikkarten/Geforce FX 5200 (22.11.2004)

^[24] http://www.chip.de/artikel/c_artikelunterseite_10601273.html?tid1=&tid2 (23.11.2004)

^[25] http://www.computerbase.de/artikel/hardware/grafikkarten/2003/aopen_aeolus_fx_5900_xt/ (23.11.2004)

^[26] www.inno3d.com/review/ComputerBase_gf6800_ultra_g (22.11.2004)

^[27] siehe [21]

^[28] www.onlinekosten.de/news/artikel/13441 (28.11.2004)

^[29] www.supportnet.de/stat/2003/9/id149766.asp (28.11.2004)

^[30] www.computerbase.de/artikel/hardware/grafikkarten2004 (28.11.2004)