Digital Foundry - Nvidia GeForce GTX 970 - Test

Lernt die Grafikkarte kennen, die nahezu den kompletten High-End-Grafikkarten-Markt ausradiert.

Die GeForce GTX 970 gehört zu einer seltenen Gattung auf dem Markt der Grafikkarten - sie ist ein echter Game-Changer. Man könnte es mit einer scharfen Handgranate vergleichen, die strategisch geschickt auf den High-End-GPU-Markt geworfen wird und bei der Konkurrenz maximalen Schaden anrichten soll - aber gleichermaßen richtet sie auch Schaden bei vielen Nvidia-Karten an. Sie kostet um die 330 Euro, was eine Menge Geld ist, aber sie hat ein starkes Performance-pro-Euro-Verhältnis. Manch einer wird sagen, dass es dadurch wenig Sinn macht, zu irgendeiner anderen derzeit erhältlichen High-End-GPU zu greifen, was auch Nvidias eigenes Flaggschiff GTX 980 mit einschließt.

AMDs R9 290 und das Spitzenprodukt R9 290X - ca. 380 bis 500 Euro - sind im Grunde veraltet: Es sind heiße, leistungshungrige, ineffiziente Produkte, die Nvidias Neuling mühelos übertrifft. Und auch Nvidia selbst befindet sich im Explosionsradius. Die GTX 780 ist Geschichte, während die 780 Ti - eine Karte, die noch vor ein paar Monaten für über 600 Euro verkauft wurde - auch am Rande der Irrelevanz steht. Mit Overclocking übertrifft die GTX 970 sogar die Performance der für ungefähr 550 Euro angebotenen GTX 980 (ohne Overclocking) in den meisten Anwendungen - ein phänomenales Ergebnis, wenn man bedenkt, das Letztere ein gutes Stück teurer ist.

Die Auswirkungen enden aber dort nicht, sie umfassen auch den Dual-GPU-Markt. AMDs wunderbar wahnsinnige, wassergekühlte 11,5 Teraflop Radeon R9 295X2, die Nvidias 3.000 Dollar teure Titan-Z in den Schatten stellte, war bis zur Einführung von Maxwell so ziemlich der einzige Kandidat für hochqualitatives 4K-Gaming in hoher Framerate. Nach dem derzeitigen Stand der Dinge sind zwei 970er im SLI-Modus günstiger, kühler, leiser und wesentlich energieeffizienter. Es ist etwas, was wir uns genauer anschauen werden, aber basierend auf den Resultaten auf dieser Seite sollte ein SLI-970-Setup sich in den meisten Titeln auch mit großer Sicherheit als fähiger erweisen.

Wir hätten die GTX 970 in der letzten Woche gerne gemeinsam mit ihrem großen Bruder getestet, aber merkwürdigerweise schickte Nvidia selbst den Testern keine Exemplare, sondern überließ den Drittherstellern diese Aufgabe. In unserem Fall können wir uns bei MSI bedanken, die uns mit der neuen Karte versorgt haben, die auf dem TwinFrozr-5-Design basiert und uns dahingehend beeindruckt, dass sie selbst nach dem Overclocking bis an ihre Grenzen noch flüsterleise arbeitet. Die drei DisplayPort-Outputs der Referenzkarte machen der traditionellen Dual-DVI/HDMI/DisplayPort-Anordnung Platz, der Sechs-Pin/Sechs-Pin-Stromanschluss wurde interessanterweise durch ein Acht-Pin/Sechs-Pin-Setup ersetzt. Und MSIs eigene Kühlsysteme haben schon immer beeindruckt - die R9 290, die wir in unserem Test zur R9 295X2 für CrossFire-Tests verwendet haben, war dahingehend bereits ein Prachtexemplar.

Wir fangen mit unserem Standard-Gameplay-Test für High-End-GPUs an - Crysis 3 auf maximalen Einstellungen und 1080p im anspruchsvollen „Welcome to the Junge“-Abschnitt. Der Steam-Hardware-Umfrage zufolge nutzen 95 Prozent der PC-Spieler diese Auflösung und wir würden darauf wetten, dass die Mehrheit dieser Bildschirme in 60 Hz läuft. Unser Ziel besteht beim Crysis-3-Test darin, die perfekte Balance zwischen GPU-Leistung und Ingame-Einstellungen zu finden, um ein 1080p60-Spielerlebnis zu bekommen - das bestmögliche Ergebnis für diese allgegenwärtigen Displays.

Da wir von unseren jüngsten GPU-Tests noch eine Menge Daten auf unserer Festplatte haben, seht ihr gleich zwei Vergleiche. Im ersten Vergleich nimmt es die GTX 970 mit der AMD-Konkurrenz Radeon R9 290 sowie der teureren Version der Hawaii-Technologie in Form der R9 290X auf. Im zweiten Vergleich seht ihr die GTX 970 neben der Konkurrenz aus eigenem Haus: Der GTX 780 Ti und der Top-End-Karte GTX 980.

Im Endergebnis bietet die GTX 980 für etwa 550 Euro den besten 60-FPs-Lock, während die Radeon R9 290 die meisten Probleme hat, das gewünschte Leistungs-Level zu erreichen. In der Mitte sind dann die GTX 780 Ti, die R9 290X und die GTX 970. Letztere, die neue von Nvidia, scheint dabei einen halben Schritt voraus zu sein. Die Frameraten fallen natürlich auch ab, aber weniger, als es bei der 780 Ti und der 290X der Fall ist. Das ist insoweit eine bemerkenswerte Entwicklung, als dass das bis vor ein paar Wochen die besten Einzel-Chip-Karten waren, die man für Geld kaufen konnte.

Die 180p-Crysis-3-Herausforderung setzt die GTX 970 hinter das Flaggschiff 980, aber vor die AMD Radeon R9 290. Die Ergebnisse zwischen der neuen Karte und der GTX 780 Ti und der R9 290X sind näher beieinander, aber wie es aussieht, kommt die neue Nvidia-Karte besser mit den Framerate-Abfällen klar, als es bei der teuren Konkurrenz der Fall ist.

Alternative Analyse:

Crysis 3 Gameplay: GTX 970 vs. GTX 780 ti vs. GTX 980

Mit diesem praktischen Fallbeispiel für die Leistung der GTX 970 im Hinterkopf geht es nun zu den eher theoretischen Benchmarktests, sowohl im nicht übertakteten Auslieferungszustand als auch übertaktet. Mit MSI-Afterburner wird die Leistung auf 110 Prozent erhöht. In diesem Szenario geht die Core-Taktung 185 MHz weiter nach oben, während die 4 GB des Onboard-GDDR5-Speichers absolut stabil bei 8.000 MHz laufen, beachtliche 14 Prozent mehr. Die maximale Lüftergeschwindigkeit wird auf 70 Prozent gesetzt, um mit der zusätzlichen Wärmeabfuhr klarzukommen, aber die Karte war immer noch sehr, sehr leise, was MSIs neuem TwinFrozr-Design zu verdanken ist.

Das Ergebnis bei der ersten und wahrscheinlich wichtigsten Auflösung - 1080p - zeigt, dass dies ein leistungsfähiges Stück Hardware ist. Die GTX 970 liefert grob gesagt die gleiche Leistung wie die 780 Ti bei Crysis 3 und Battlefield 4, während es unwahrscheinlich ist, dass vielen die Unterschiede bei BioShock Infinite oder Metro: Last Light auffallen. Bei dem Test der GTX 980 zeigte sich, dass sie ein wenig bei Tomb Raider schwächelte und das gilt auch für die 970. Es ist der einzige Test, bei dem die R9 290X Nvidias Neuzugang schlagen kann, während die R9 290 gar nicht so richtig im Rennen zu sein scheint.

Der wirklich augenöffnende Test ist der zwischen der übertakteten GTX 970 und der GTX 980 mit Fabrikeinstellungen. Es ist praktisch möglich, sich so all die Leistung bei Testtiteln zu holen und in einigen Fällen sogar etwas mehr. Nur bei Crysis 3 reichte es dann doch nicht ganz. In allen Fällen wird die GTX 780 Ti von einer übertakteten 970 angehängt. In den Tests konnte der GPU-Durchsatz um 10 bis 15 Prozent gesteigert werden, abhängig von der Anwendung.

1080p ist die beliebteste Auflösung für Spiele. Das hier ist eine Reihe herausfordernder Benchmarks auf den höchsten Einstellungen, die für diese Karten möglich sind. Alle Benchmarks wurden mit FCAT erstellt. Unten seht ihr die Durchschnittszahlen, aber in den Videos könnt ihr sehen, wie welche Karte auf einer Frame-by-Frame-Basis läuft.

1920x1080 (1080p) GTX 970 GTX 970 (OC) GTX 980 GTX 780 Ti R9 290X R9 290 GTX 780
BioShock Infinite, DX11 Ultra DDOF 111,1 122,8 121,6 116,5 93,0 87,9 99,5
Tomb Raider, Ultimate, FXAA 81,6 94,3 91,1 90,9 85,1 75,0 71,3
Battlefield 4, Ultra 77,3 87,5 87,2 78,0 70,1 63,5 65,2
Metro: Last Light, Very High, SSAA 47,7 54,4 52,0 51,0 47,4 42,7 40,9
Crysis 3, Very High 70,5 79,0 86,7 71,9 68,6 63,3 60,9

Für alle, die eine "besser als auf der Konsole"-Spielerfahrung suchen, sollte es ein 2.5K-Display mit einer Auflösung von 2560x1440 sein. Die meisten Spieler auf dem PC sitzen an einem Schreibtisch, nah an ihrem Monitor. Auf diese Distanz liefern die 77 Prozent mehr Pixel einen echten, großartigen Sprung.

Natürlich braucht man bei einem solchen Anstieg in der Zahl der Pixel leistungsfähige Grafikkarten und vielleicht auch ein paar Abstriche bei den Einstellungen. Die 1080p-Tests wurden also noch einmal mit der höheren Auflösung durchgeführt und die GTX 970 kann immer noch liefern. Die R9 290 und GTX 780 werden in allen Punkten angehängt (außer wie üblich dem Dorn in der Seite der neuen Nvidias, Tomb Raider) und selbst ohne Übertaktung ist es ein gleichwertiges Kopf-an-Kopf-Rennen.

Erneut zeigt sich, dass die GTX 970 mit der Übertaktung ihre wenigen Schwächen kompensieren kann und auf Schulterhöhe mit dem großen Bruder - der GTX 980 - steht. Wir sind hier normalerweise keine großen Fans des Übertaktens, denn üblicherweise gibt es wenig Gewinn zu einem hohen Preis in Form von sehr viel mehr Abwärme und Stromverbrauch. Die Maxwell-Architektur skaliert jedoch tadellos und sowohl der Stromverbrauch als auch die Wärme liegen immer noch deutlich unter allen Last-Gen-Karten.

In 2560x1440 erreicht die GTX 970 immer noch eine angemessene Leistung, kämpft gegen die beiden Hawaii-basierten AMD-Kolosse und hält gut mit dem Flaggschiff GTX 980 mit.

2560x1440 (1440p) GTX 970 GTX 970 (OC) GTX 980 GTX 780 Ti R9 290X R9 290 GTX 780
BioShock Infinite, DX11 Ultra DDOF 74,0 84,2 83,3 77,2 61,7 58,4 65,4
Tomb Raider, Ultimate, FXAA 54,4 62,4 60,9 62,2 58,5 51,5 49,0
Battlefield 4, Ultra 50,5 57,2 58,0 52,0 47,3 43,3 44,2
Metro: Last Light, Very High, SSAA 29,9 34,4 32,6 32,2 29,7 27,2 25,8
Crysis 3, Very High 43,1 49,4 47,8 45,0 45,1 41,1 37,4

AMD und Nvidia machten in den letzten 18 Monaten sehr viel Lärm um 4K-Gaming. Es gab eine Zeit, in der 1080p nicht als wahre PC-Gaming-Auflösung angesehen wurde, doch das änderte sich rasch dank des Full-HD-Standards und seiner Verbreitung in den Wohnzimmern. 4K ist der nächste Schritt. Ultra-HD-Spieldisplays werden zahlreicher und günstiger - und die GPU-Anbieter möchten, dass ihre Produkte als zukunftssicher angesehen werden. Die guten Neuigkeiten: Die Maxwell-Karten - GTX 980 und 970 - haben beide HDMI-2.0-Ausgänge, was bedeutet, dass diese GPUs 4K bei 60 FPS ausgeben können - was die Möglichkeiten des bestehenden HDMI-1.4-Standards verdoppelt. Aber haben sie auch die Pferdestärken, um ein fesselndes Spielerlebnis zu ermöglichen?

Für diese letzte Reihe Benchmarks legen wir ein wenig Realismus an. Ultra-Detaileinstellungen werden nicht mit 4K im Hinterkopf entworfen und Rendering-Features wie wahnsinnige Kantenglättung sind nicht nötig, wenn die Pixelgröße auf einem 4K-Display so klein ist. In diesen Tests reduzieren wir die Ultra-Detaileinstellungen auf die nächstniedrige Stufe und lassen Muti- oder Super-Sampling-Kantenglättung gänzlich weg.

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass man immer noch nach Dual-GPU-Lösungen Ausschau halten sollte, wenn man 60 Bilder pro Sekunde anstrebt - für manche mag die Kombination aus circa 30 FPS und abgespeckten Settings zu viel Kompromiss sein. Die GTX 980 führt hierbei in den meisten Fällen das Feld an, aber der schiere Einsatz, der von der GPU für einen einzelnen Frame verlangt wird, schließt das Tal zwischen den Karten beträchtlich. Die GTX 970 im Auslieferungszustand bietet nicht die beste Performance, aber das Übertakten macht sie konkurrenzfähiger den teureren Karten gegenüber.

Sogar mit um eine Stufe reduzierten Qualitätseinstellungen hat die GTX 970 in 4K zu kämpfen - wir sprechen hier im besten Fall von 30 FPS. 4K scheint eine Art brutaler Gleichmacher für alle High-End-GPUs zu sein. Zwei 970er im SLI-Verbund wären jedoch eine starke Mischung.

3840x2160 (4K) GTX 970 GTX 970 (OC) GTX 980 GTX 780 Ti R9 290X R9 290 GTX 780
BioShock Infinite, DX11 Ultra 50,3 58,2 57,4 50,7 43,7 40,6 39,9
Tomb Raider, Ultra, FXAA 35,1 40,5 39,5 43,3 40,1 37,1 34,1
Battlefield 4, High 40,9 46,8 46,2 41,9 38,9 36,7 35,8
Metro: Last Light, High, AAA 32,8 37,7 36,4 33,1 30,4 28,6 27,6
Crysis 3, High 32,0 37,2 34,2 33,4 35,2 32,8 28,1

Wir schließen unsere Messungen mit einem Blick auf den Stromverbrauch ab - ein Gebiet, das Maxwell mit eiserner Faust anführt. Interessanterweise führen all die Beschneidungen des Maxwell-Chips, die man bei der GTX 970 findet, nicht wirklich zu einer erhöhten Energieeffizienz. Der Spitzenstromverbrauch der beiden neuen Nvidia-Karten ist Watt für Watt identisch, sowohl unter Standard- als auch Overclocking-Bedingungen.

Es ist die kleinste der Enttäuschungen, bedenkt man die großen Performance-Gewinne, die die GTX 970 generell erzielt - abgesehen von der Tatsache, dass die allgemeine Effizienz immer noch den Hawaii-Chip der R9 290 und 290X übertrifft, und durchaus auch den GK110-Prozessor, den man in der GTX 780, Titan und 780 Ti findet, sogar wenn eine aggressive Übertaktung vorliegt.

Um diese Werte in den richtigen Kontext zu stellen, sollten wir betonen, dass die komplette Systemlast mit einem Wattmeter gemessen wurde. Unser Test-Setup für diesen Artikel ist ein Core i7 3770K mit 4,3 GHz (ohne, dass zusätzliche Spannung benötigt wird) in Kombination mit 16 GB DDR3-RAM.

GTX 970 GTX 970 (OC) GTX 980 GTX 980 (OC) GTX 780 Ti R9 290X GTX 780
Peak System Power Draw 265 W 301 W 265 W 301 W 345 W 363 W 312 W

Wir schauten uns ebenso die “Dynamic Super Resolution” (DSR) ein wenig näher an. Hierbei handelt es sich um eine Maxwell-spezifische Technologie, die es Benutzern ermöglicht, deutlich höhere Rendering-Auflösungen für ihre Spiele zu erzielen, während die GPU „on the fly“ auf die native Pixelanzahl des Displays herunterrechnet. Auf Nvidias kürzlicher Tech-Konferenz war das Unternehmen zuversichtlich, dass es keine Auswirkung auf die Performance geben werde - ungeachtet dessen, dass der Downscaling-Algorithmus einen „13-Tap-Gaußfilter“ benutzt, um die Ergebnisse im Vergleich mit normalem Super-Sampling zu verbessern.

Wir haben Benchmarks von einer Reihe an Titeln in 4K erstellt und in 1080p mit einem 4K-Downscale. Jedes Mal fiel die Bildrate in den DSR-Tests niedriger aus - aber nur im Bereich von ein bis zwei Prozent. Derartige Abweichungen fallen noch in den Bereich der Fehlertoleranz und sind während des Spielens kaum zu bemerken. DSR ist eine faszinierende Technologie, aber beim Großteil moderner Spiele braucht man gewaltige Rechenpower, wenn man es nutzen will.

Was Anti-Aliasing angeht, ist der Ansatz, in sehr viel höherer Auflösung zu rechnen und dann herunterzuskalieren, nicht zu schlagen. Die DSR-Beispiele sollten das belegen.

FXAADSR mit FXAA4x MSAASMAA 4xTXAA 4x
Crysis 3 bietet eine Reihe an Anti-Aliasing-Optionen. FXAA lässt bei 1080p zu wünschen übrig, aber 4x SMAA ist deutlich schöner, wenngleich es im Sub-Pixel-Bereich Probleme hat. Nvidias DSR sieht hier sehr schön aus - was es auch sollte, wenn man auf ein herunterskaliertes 4K-Bild schaut. Nvidias proprietäres TXAA rundet den Vergleich ab. Variationen bei der Beleuchtung in diesem Material gehen auf das bewegliche Blätterdach der Szenerie zurück.
Standard 1080pDSR (internal 2560x1440)DSR (internal 3840x2160)
Dark Souls 2 bietet keinerlei Anti-Aliasing-Optionen, weshalb man sich mit einem Post-Process-Anti-Aliasing anfreunden muss, das sich auf dem Gras nicht gerade gut schlägt. Hier seht ihr das Standardbild sowie DSR von internen 2560x1440 beziehungsweise 4K herunterskaliert. Bei Spielen mit wenig GPU-Last und keinen wirklichen AA-Optionen macht DSR einen gewaltigen Unterschied. Wenn der Eindruck entsteht, das DSR-Bild wirke etwas weich: Das Filtering lässt sich mit Nvidias Control Panel justieren.
FXAADSR mit FXAA4x MSAADSR mit 4x MSAA
Hier läuft Assassin's Creed 4 in 1080p mit FXAA sowie 4x MSAA im Vergleich mit angestelltem DSR. Nvidia lieferte dieses Vergleichsmaterial. Um ehrlich zu sein ist es unwahrscheinlich, dass jemand 4x MSAA und DSR gleichzeitig einsetzt. Aber man sieht schon, wie gut sich DSR im Vergleich zu 4x MSAA schlägt.
FXAADSR mit FXAA4x MSAADSR mit 4x MSAA
Als nächstes ist Watch Dogs an der Reihe, auch hier stellen sich FXAA und 4x MSAA Nvidias DSR. Auch hier wieder mit eindeutigem Ergebnis.

Nvidia GeForce GTX 970 - Das Digital-Foundry-Fazit

Um im Markt der Grafikkarten hervorzustechen, braucht es heutzutage einiges. Typischerweise knüpfen AMD und Nvidia die Preise ihrer Produkte an die gebotenen Pferdestärken, was zu einem Markt führt, in dem Performance und Kosten im direkten Zusammenhang stehen. Nur das obere, unerschwingliche Ende der Skala geht diesen Trend nicht mit, denn es bietet insgesamt weniger Gegenwert, wenn man den in "Performance pro Euro" misst.

Die GTX 970 ist anders. Sie trifft zwar nicht ganz den idealen Preispunkt für Spiele-Enthusiasten im Bereich von 250 - oder zumindest spürbar unter 300 - Euro, bietet aber so viel rohe Leistung, dass sie den leicht höheren Preis trotzdem problemlos rechtfertigt. Dies hier ist eine etwa 330 Euro teure Karte, die GPUs schlägt, die vor nur wenigen Monaten für fast das Doppelte weggingen. Kurzum: die 970 ist ein radikaler Umbruch in Sachen Preis-Leistungs-Verhältnis im Grafikkartensegment. Ein bemerkenswertes Produkt einer Firma, die sonst immer höhere Preise für ihre Spitzenmodelle verlangt.

Es zeigt auch, dass Nvidia nicht länger Karten auf Basis des großen, teuren GK100-Chips fertigen will - Titan, GTX 780 und 780 Ti sind mit der Veröffentlichung der GTX 970 auf der Abschussliste. Die ist kleiner, kühler und effizienter - und, für Nvidia wichtiger, günstiger herzustellen. Dieser Prozess der Säuberung der Produktpalette hatte einen unerfreulichen Nebeneffekt auf AMDs Premium-GPUs. Sowohl die R9 290 als auch die 290X sehen jetzt viel zu teuer aus und müssen deutlich billiger angeboten werden, wenn sie wettbewerbsfähig bleiben wollen. Auch Nvidias eigene günstigere Karten unterziehen sich aktuell Preissenkungen, durch die die GTX 770 und GTX 760 noch attraktiver werden (die 780 und 780 Ti werden ebenfalls günstiger, aber die GTX 970 lässt sie unserer Meinung nach immer noch ein bisschen teuer wirken). Bisher gibt es noch keine Spiele-Karte mit Maxwell-Architektur für weniger als 250 Euro (Update: abgesehen von der günstigen GTX 750 Ti), aber die Ankunft der GTX 970 wird indirekt dafür sorgen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, in unserem Test des GTX-980-Flagschiffs liebten wir die Stromeffizienz des neuen Maxwell-Chips. Aber er stellt auch keine umwälzende Steigerung im Vergleich zu den besten Karten der letzten Generation dar. Nvidia entwickelte einen kleineren, smarter designten Prozessor, der nur marginale Zuwächse im Vergleich zur GTX 870 Ti erreicht. Wir bekamen eine tolle Technik-Story, aber nicht unbedingt einen neuen Liebling für Enthusiasten am oberen Ende der Preisspanne. Uns wird klar: Wenn wir nach einem radikalen, den Markt verändernden Produkt suchten, dann haben wir an der falschen Stelle geschaut, denn das ist jetzt die GTX 970. Sie bringt das Erlebnis einer Ultra-High-End-Grafikkarte dem Mainstream-Markt so viel näher, dass der gebotene Gegenwert fürs Geld beinahe irrsinnig ist. Diese Karte empfehlen wir ohne jegliche Einschränkung.

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Über den Autor:

Richard Leadbetter

Richard Leadbetter

Technology Editor, Digital Foundry

Rich has been a games journalist since the days of 16-bit and specialises in technical analysis. He's commonly known around Eurogamer as the Blacksmith of the Future.

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