Nvidia stellt die GTX 1080 und GTX 1070 vor: Ein neues Maß an GPU-Leistung - Digital Foundry

'Ein unverantwortliches Performanceniveau.'

Nvidia hat die GeForce GTX 1080 und die GTX 1070 offiziell vorgestellt, die beide auf der neuen Pascal-Architektur basieren und gegenüber den vorhandenen Maxwell-Karten der 900er Serie einen erstaunlichen Sprung in puncto Performance und Energieeffizienz machen. Nach Angaben von Nvidia ist die GTX 1080 schneller als zwei GTX-980-Karten im SLI-Betrieb und wird am 27. Mai zum Preis von 599 Dollar veröffentlicht. Unterdessen bietet die GTX 1070 eine Performance auf dem Niveau einer Titan X für gerade Mal ein Drittel des Preises - sie kostet 379 Dollar und soll am 10. Juni erscheinen.

Beide Produkte basieren auf Nvidias GP104-Prozessor, der über 7,2 Milliarden Transistoren verfügt. Die GTX 1080 nutzt 2.560 CUDA-Kerne und bietet eine Performance von 9 TFLOPs, kombiniert wird das Ganze mit 8 GB von Microns modernstem GDDR5X (oder G5X, wie es Nvidia bezeichnet). Die Zahl der Kerne für die GTX 1070 wurde zwar nicht bekannt gegeben, aber wir wissen, dass sie mit 8 GB normalem GDDR5 ausgeliefert wird und ein Performanceniveau von 6,5 TFLOPs erreicht.

Die Taktraten und der Spielraum zum Übertakten sehen bemerkenswert aus. Die Boost-Taktrate der GTX 1080 wird mit mehr als 1.700 MHz angegeben, aber während einer Echtzeit-Demo in der Unreal Engine 4 konnte man sehen, wie die Karte auf der Bühne auf grundsolide 2.114 MHz übertaktet wurde. Den auf dem Bildschirm sichtbaren Werten der Überwachungssoftware EVGA Precision X zufolge lag die Temperatur bei lediglich 67 Grad Celsius, wobei der G5X-Arbeitsspeicher mit 5.508 MHz lief - das sind effektiv 10 gbps.

Zum direkten Vergleich mit dem bisherigen Spitzenreiter in puncto Performance hat Nvidia ein Diagramm zur Energieeffizienz und Performance veröffentlicht, das eine Performancesteigerung um etwa 20 Prozent für eine GTX 1080 andeutet, die mit 180 W betrieben wird. Im Vergleich dazu verlangt die Titan X nach 250 W.

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Die GTX 1080 bietet einen beträchtliche Performancesteigerung gegenüber der Titan X und verbraucht dabei viel weniger Strom. Gezeigt wurde auch eine um 400 MHz übertaktete Karte, die dann mit 2,1 GHz lief. Aus dem bislang besten Modell lassen sich nur 1.400 bis 1.500 MHz herausholen.

Natürlich werden andere Hersteller ihre eigenen Produkte rund um die empfohlenen Verkaufspreise herum veröffentlichen, aber Nvidia verkauft auch seine eigene „Founder's Edition“-Varianten über ausgewählte Partner, was in Preisen von 699 Dollar für die GTX 1080 und 449 Dollar für die GTX 1070 resultiert. Nvidia-Chef Jen-Hsung Huang verspricht eine „verrückte Übertaktbarkeit“ für diese, was womöglich auf einen individuellen Mechanismus zur Stromversorgung hindeutet. Wir werden uns das genauer anschauen, aber alle Pascal-Karten werden übertaktbar sein - es ist nicht nur auf die teureren Karten beschränkt.

In unserem vor kurzem veröffentlichten „Rein theoretisch“-Artikel haben wir ein mögliches Szenario für das Performanceniveau der neuen Welle an Pascal-GPUs zusammengesetzt und nutzten dafür Informationen, die wir von den offiziellen Spezifikationen des viel größeren GP100-Chips ableiteten, sowie einige glaubwürdige Leaks aus der asiatischen Presse. Wir vermuteten, dass Pascal die Performance einer Titan X für das Geld einer GTX 970 bieten könnte - einen entsprechenden Präzedenzfall gab es bereits mit der 970, die ihren Nachfolger mit größerem Chip (GTX 780 Ti) übertrumpfte, sobald man sie übertaktete. Einige mögen sagen, dass Nvidia hier unsere Erwartungen übertroffen hat, wobei sie jedoch davon ausgehen, dass die Performance auf Titan-X-Niveau tatsächlich mit den Standard-Taktraten erzielt wird. Allerdings ist die GTX 1070 40 Dollar teurer als ihr 330-Dollar-Vorgänger. Dennoch ist das Preis-Performance-Niveau einfach bemerkenswert.

Wenn man berücksichtigt, dass wir im Hinblick auf Pascals Chancen auf Basis der GP100-Spezifikationen bereits recht optimistisch waren, sieht unser Fazit so aus, dass Nvidia in der vergangenen Nacht die Erwartungen doch um einiges übertroffen hat. Jen-Hsun Huang gab mehrfach an, dass die Entwicklung von Pascal zwei Jahre in Anspruch nahm, dahinter stecken der Input von „Tausenden“ von Technikern und eine Multi-Milliarden-Dollar-Investition. Unsere Schlussfolgerung ist, dass das Unternehmen seine massive Marktdominanz aufrechterhalten will, indem man im Vergleich zu AMD sehr viel mehr in Forschung und Entwicklung investiert.

1080
Die GTX 1080 hat 7,2 Milliarden Transistoren zu bieten, was in einer Renderingleistung von 9 TFLOPs resuliert und von 10 gpbs Bandbreite durch Microns neue GDDR5X-Technologie gestützt wird. Was den Preis betrifft, ersetzt sie mit ihren 600 Dollar die GTX 980 Ti.

Die Firma enthüllte außerdem neue Technologie im Herzen der Pascal-Architektur, genannt "Simultane Multi-Projektion". Die GPU ist im Stande, in nur einem Rendering-Pass 16 unabhängige Viewports mit Stereo-Support zu generieren. Komplett ohne Performance-Einbußen. Hierfür skizzierte Nvidia zwei Praxis-Szenarien. Das erste wäre eine komplette Perspektivkorrektur auf Satelliten-Displays eines Drei-Bildschirm-Setups, die "gebogen" und gewissermaßen Surround-artig angeordnet sind.

Das zweite Szenario war natürlich Virtual Reality. Im Moment wird VR mithilfe eines Outputs bei voller Auflösung gerendert. Der wird dann verzerrt, um sich den Linsen des Headsets anzupassen. Dabei "verliert" man viel von der sichtbaren Auflösung. Mit simultaner Multi-Projektion wird jeder der beiden separaten Augenblickwinkel aus vier Einzelprojektionen zusammengesetzt. Dadurch reduziert sich die Menge an "verschwendeten" Pixeln, mit dem Resultat, dass die Performance zwischen 40 und 80 Prozent besser ausfällt (die Demo, die gezeigt wurde, schien im Bereich von 45 bis 50 Prozent zu liegen und stieg bei aktivierter Single-Pass-Technologie von 65 FPS auf 96 FPS). [Update 7. Mai, 15:48 Uhr: Nachdem wir dies am Morgen eingehender mit Nvidia diskutiert hatten, ist mittlerweile klar, dass der Performance-Gewinn von zwei Komponenten herrührt: Der genannten Reduktion in der Auflösung, aber auch der Hardware-Beschleunigung für den Stereo-Blickwinkel, was die "Fixkosten" für die Berechnung der Geometrie im Grunde halbiert.]

Andere neue Technologien, die auf dem Event gezeigt wurden, waren Software-basiert. Ein VRWorks-Audio-Setup, das auf path-traced Sound basierte, der mithilfe physikalisch ausmodellierter Klangsimulation entstand. Dies wird mit dem physikbasierten haptischen Feedback von VR-Controllern und PhysX kombiniert. Nvidia schien anzudeuten, das diese VR-Technologien Open Source sein werden und enthüllte, dass seine Reihe von Technik-Demos - Nvidia VR Funhouse genannt - als Steam-Download verfügbar gemacht werde.

1070
Sie ist ein wenig teurer als ihr Vorgänger. Ungefähr 40 Dollar - aber angenommen, Nvidias Behauptungen stimmen, dann sollte die GTX 1070 zwischen 40 und 55 Prozent schneller sein. Die Standard-Taktfrequenzen bieten Performance auf Augenhöhe mit der Titan X. Theoretisch sollte es damit machbar sein, durch Übertaktung eine ebenfalls an ihr Limit getriebene Titan X zu schlagen.

Nvidia zeigte außerdem Ancel, ein Ingame-3D-Kamerasystem. Das erlaubt es, das Gameplay zu pausieren, Spezialeffekte, Helligkeit oder Field of View anzupassen und daraus seine eigenen 2D-, 3D- und Surround-Screenshots anzufertigen. The Division, The Witness, Lawbreakers, The Witcher 3: Wild Hunt, Paragon, No Man's Sky und Unreal Tournament bekommen alle Ancel-Support. Obwohl Ancel auf Treiber-Level operiert, ist schon jetzt eindeutig, dass es auch Unterstützung durch die Entwickler der Spiele bedarf, um es vernünftig zu integrieren.

DirectX 12 wurde auf dem Event nicht erwähnt. Das war bisher ein wunder Punkt für Nvidia-Karten. Begleitende Pressematerialen beschreiben "neue Fortschritte in Sachen asynchronen Computes", die "die Effizienz und Gaming-Performance steigern". Es wird demnach interessant, wie sich Pascal in einem Bereich schlägt, in dem die Maxwell-Karten Probleme hatten.

Insgesamt fällt es schwer, nicht von der Show beeindruckt zu sein, die Nvidia hier ablieferte. Wir wussten, dass die GTX 1080 das neue Flaggschiff werden würde. Aber eine Steigerung von 20 Prozent gegenüber der Titan X ist immens, gerade wenn man die 28 Prozent Reduktion in Sachen Stromverbrauch berücksichtigt. Angenommen der Titan-X-Vergleich stimmt, bietet die GTX 1070 die Aussicht auf 40 bis 55 Prozent mehr Performance im Vergleich zur 970 - und kostet nur 40 Dollar mehr. Das könnte ein vergleichbar attraktives Angebot sein wie die GTX 970 zum Verkaufsstart, ein Produkt, das unserer Einschätzung nach zu dem Zeitpunkt die Grafikkarte war, "die nahezu den kompletten High-End-Grafikkartenmarkt ausradiert."

Zu Beginn des Events erweckte die Nvidia-Belegschaft den Eindruck, dass Pascal den gleichen Grad an Ambitionen und Performance bieten werde, der die großen GPU-Klassiker definierte. Karten wie die GTX 970 und die 8800 GT. Ob diese Vergleiche treffend sind, zeigt sich natürlich erst, wenn beide Produkte im Digital-Foundry-Testlabor aufschlagen. Nach dieser beeindruckenden Vorführung sind unsere Erwartungen bis dahin in jedem Fall himmelhoch.

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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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