Grafikkarten Kaufberatung – Ein Vergleich anhand der Effizienz, P/L und Kantenglättung

Einleitung

Während der Strompreis heutzutage nur eine Richtung kennt, scheinen die beiden großen GPU-Entwickler einzig ein Ziel zu verfolgen: Die Leistungskrone um jeden Preis zu gewinnen. So werden die Kühler immer größer und leistungsfähiger, die Lüfterdrehzahl befindet sich im roten Bereich und die thermischen Grenzen der GPU werden nicht selten bei schlechter Belüftung überschritten. Es gibt aber auch noch andere Grafikkarten auf dem Markt, welche sich nicht einzig in der Leistung unterscheiden, sondern auch in der Effizienz. Von diesem Faktor gehen ausgesprochen viele andere Eigenschaften hervor. Wer beim Grafikkartenkauf auf die Effizienz achtet, wird dies nicht nur an der Stromrechnung merken, sondern auch an der Wärmeentwicklung und die davon direkt abhängige Lautstärke des Lüfters. Auch wenn das Übertakten eine gute Effizienz zunichte macht, kann man bei einer effizienten Karte erwarten, dass diese bezüglich der Temperatur noch Spielraum nach oben hat.
Die Diagramme sollen einen allgemeinen Vergleich aller gerade empfehlenswerter Grafikkarten darstellen. Von der Gelegenheitsspieler-Grafikkarte für geringe bildqualitative Ansprüche bis zur High-End Grafikkarte sind alle vertreten. Damit man diese Grafikkarten auch miteinander vergleichen kann, ist es notwendig, dass alle auch mit denselben Einstellungen getestet werden, auch wenn es manchmal keinen Sinn macht z.B. mit einer GTX 680 in der Auflösung 1920×1080 ohne Kantenglättung zu spielen.
Außerdem sind die Daten stark von den Taktraten der Grafikkarte abhängig, weshalb bei allen, wenn möglich das Referenzdesign genutzt wird. So hängt auch die Effizienz stark von den verwendeten Bauteilen ab, daher ist es gut möglich, dass Grafikkarten, die im Preisvergleich günstiger als das Referenzdesign angeboten werden, auch mehr Strom verbrauchen.

Vergleich

Die Preise entsprechen den aufgerundeten Mindestpreisen vertrauenswürdiger Händler (Grafikkarte muss lagernd sein) aus dem Geizhals Preisvergleich (Stand: 26.09.2012)

Preise und 3D-Effizienz

Das “Leistung/Watt”-Diagramm gibt die 3D-Effizienz unter Spielebelastung wieder. Die Leistung entspricht der Mischleistung aus 1920×1080 und 2560×1600 jeweils mit und ohne Kantenglättung. Die Leistungsaufnahme entspricht dem exakten Verbrauch der Grafikkarte, die von HT4u.net gemessen wurde. Doch selbst HT4U.net hat nicht alle Grafikkarten im Referenzdesign getestet, weshalb bei der Leistungsaufnahme der GTX 550 Ti Näherungswerte – bei der Leistungsaufnahme der GTX 560 gar Schätzwerte – herangezogen werden mussten. Die HD 7870 haben wir außerdem abgewertet, da eine so gute Effizienz nur Chips mit einer sehr hohen Wertigkeit erreichen.
Die meisten Leistungsdaten wurden aus den aktuellsten Testparcours entnommen. Da aber leider nicht alle hier aufgeführten Grafikkarten getestet wurden, musste die Leistung der fehlenden Grafikkarten prozentual aus älteren Tests bestimmt werden.

Das rechte Diagramm zeigt, wie effizient die jeweilige Grafikkarte im Spielebetrieb ist (je größer, desto besser):

<Bild anklicken zum Vergrößern!> 

Die Effizienz ist bei AMD sowie bei Nvidia mit der 28 nm Generation enorm gestiegen, beide Hersteller geben sich nur wenig. Tendenziell sind AMD Karten der 7800 und 7770 Serie etwas effizienter als ihre Nvidia Pendants, im High-End Bereich ist jedoch Nvidia vorn, da die Tahiti GPU der HD 7900 Serie zum großen Teil auf GPGPU Computing ausgelegt ist und dadurch etwas an Spieleeffizienz verliert.  Außerdem fällt auf, dass die Effizienz mit einer höheren Leistungsfähigkeit stetig abnimmt.

2D-Effizienz

Das linke Diagramm zeigt die Leistungsaufnahme im 2D-Betrieb und das rechte die idle Leistungsaufnahme bei Verwendung von zwei Monitoren.

 

Die Wichtigkeit des linken Diagramms hängt stark von der Benutzung des PCs ab. Wird nur ab und zu gespielt, z.B. einzig am Wochenende ein paar Stunden und wird ansonsten nur damit gearbeitet, sollte dieser Wert natürlich als wichtiger angesehen werden, als die Effizienz unter Spielen. Gerade die Grafikkarten der HD 7000-Serie weisen eine exzellente Leistungsaufnahme auf.
Zusätzlich gibt es bei den HD 7000-Grafikkarten einen ZeroCore Power Modus, der es ermöglicht die Grafikkarte komplett auszuschalten (Verbrauch liegt bei etwa 3 W), wenn der Monitor aus ist.
Aber auch bei der neuen 600 Serie von Nvidia konnte die Leistungsaufnahme auf ein ähnlich niedriges Niveau wie bei den HD 7000 gebracht werden.

Was den Multi-Monitor Betrieb anbelangt, kann sich AMD meist von der Konkurrenz abheben. Das liegt schlichtweg daran, dass Nvidia die Taktraten und Spannungen bei Verwendung zweier Bildschirme meist auf dem Niveau unter Belastung beibehält. Bei AMD wird hingegen die Spannung und Taktrate der GPU gesenkt. Ausnahmen bestätigen die Regel, so kommt es immer auf den jeweiligen Boardpartner an, ob die Spannungen und Taktraten für die jeweiligen Power-States gesenkt werden oder nicht. Aber auch das Gegenteil ist möglich, denn es ist immer vom BIOS der Grafikkarte abhängig, welcher Takt und welche Spannung anliegt. Wenn man auf Nummer sicher gehen will, ist man meistens mit dem Referenzdesign am besten beraten, welches mit unseren Werten übereinstimmt.
Mittlerweile wurde mit der Nvidia GTX 500 Serie gegen dieses Problem angegangen. Es soll nun möglich sein, die Grafikkarte in den idle Modus zu versetzen, auch wenn zwei Monitore angeschlossen sind. Das ganze hat jedoch eine Einschränkung: Die beiden Bildschirme sollten möglichst vom gleichen Modell sein, denn wenn sich die Bildschirme in der Auflösung, Frequenz oder in den Timings unterscheiden, taktet die Grafikkarte gewöhnlich überhaupt nicht herunter. Solche Kleinigkeiten müssen für die Kaufentscheidung  nicht zwingend entscheidend sein, für solche Probleme kann man auch mit Tools nachhelfen (bei GeForce-Karten: Nvidia Inspector).

Mit der GeForce 600-Serie wurde das Problem gelöst, so takten auch die Nvidia Karten bei unterschiedlichen Monitoren auf einen niedrigeren Power State. Wenn jedoch drei Monitore verwendet werden, gibt es bei AMD Karten keine Erhöhung des Verbrauchs, Nvidia Modelle takten jedoch wieder höher.

AMDs nächster Vorteil neben dem normal niedrigeren Multi-Monitor Verbrauch ist die Möglichkeit auch mehr als nur zwei Bildschirme – nämlich genau drei – an einer Grafikkarte anzuschließen. Dies gilt ab der HD 5000-Serie, wenn mindestens ein Displayport (DP) Anschluss vorhanden ist und genutzt wird (wenn kein DP-Anschluss am TFT vorhanden ist, muss ein aktiver Adapter zwischengeschaltet werden; den gibt es auch bei vielen HD 7000 im Lieferumfang). Ansonsten gibt es auch sogenannte Flex Modelle von Sapphire, die einen 3-Monitorbetrieb ohne DP-Anschluss ermöglichen.
Dem hat Nvidia mit der 600-Serie entgegengewirkt und erlaubt es nun sogar ohne DP-Anschluss so viele Monitore an der Grafikkarte zu betreiben wie die Grafikkarte an Anschlüssen hergibt. Zudem verfügen die GeForce Karten über eine Bezel-Korrektur beim Spielen auf mehreren Monitoren, wodurch die Bildschirmränder beim Berechnen des Bildes berücksichtigt werden und ein Teil des Bildes in diese Ränder verschwindet.

Preis/Leistungs Verhältnis

Die beiden Diagramme bilden die P/L zweier beliebten Auflösungen ab. Die Abkürzungen haben folgende Bedeutung:

  • “AA” steht für den Standard-Kantenglättungsmodus MSAA (4x MSAA + 8x MSAA mit jeweils 16x AF)
  • “HR” soll “High Resolution” heißen und bezieht sich auf die Auflösung 2560×1600
  • “avrg” = average, also die Durchschnittswerte aus ohne Benutzung von AA und mit AA
  • “SSAA” = 4x SSAA (Super-Sampling-Anti-Aliasing)

Was Kantenglättung eigentlich bewirkt und was der Aliasing-Effekt ist (daher auch der Name Anti-Aliasing), könnt ihr dort nachlesen: http://www.hwmag.de/2011/downsampling

Achtung: Preis/Leistung ist hier eigentlich der falsche Begriff, da der richtige Quotient hierbei L/P lautet. Je höher der Wert der P/L Kurve, desto besser ist das Preis/Leistungsverhältnis:

Zur besseren Orientierung sollte man nur eine Kurve betrachten. Weil bei Grafikkarten bis 100€ in aktuellen Spielen nur selten  AA zugeschaltet werden kann, betrachtet man bei diesen am besten die Kurve ohne AA; bei Grafikkarten zwischen 100€ und 300€ die MSAA Kurve und bei Grafikkarten über 300€ die SSAA Kurve. Wenn man das Diagramm nach diesem Aspekt betrachtet, sollte die Realität am besten widergespiegelt werden.
Die verschiedenen Kurven sind nicht maßstabsgetreu zueinander.

Nutzt man mehrere Bildschirme zum Spielen und somit sehr hohe Auflösungen, machen AMD Grafikkarten immer mehr Boden gegenüber den Nvidia Grafikkarten gut und eine HD 7970 überholt die GTX 680 sogar.

Kombination von 3D Effizienz mit P/L und allgemeiner Vergleich

Das linke Diagramm kombiniert das Spiele-Effizienz Diagramm mit einem allgemeinen P/L Diagramm. Für diejenigen, die die Effizienz und die P/L als die ausschlaggebenden Kaufkriterien halten, können sich nach diesem Diagramm richten:

Wer viel wert auf die beiden Aspekte legt, wird eher schlecht mit einer High-End Grafikkarte bedient sein.
Das rechte Diagramm zeigt zum einen den Leistungsunterschied der Grafikkarten und zum anderen die allgemeine P/L dieser.
Die verschiedenen Kurven sind nicht maßstabsgetreu zueinander.

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