Die Funktionen der neuen Grafikkarten-Generation

Die beiden Grafik-Hersteller AMD und Nvidia befinden sich im ständigen Wettbewerb um die beste Grafikkarte am Markt. Deshalb packen sie in jede Nachfolger-Generation neue oder verbesserte Techniken, die vor allem die Leistung steigern, energieeffizient oder einen Mehrwert bieten sollen. Da kann es schon leicht passieren, dass der Käufer die Verpackung in der Hand hält und über den Sinn und Nutzen blumiger Marketing-Begriffe rätselt.

Denn wenn AMD ein neues Feature auf den Markt bringt, zieht Nvidia natürlich nach und umgekehrt. Schließlich sollen Käufern keine Nachteile entstehen, sobald sie sich für eine Karte entschieden haben. Wir erklären Ihnen, was die neuen oder verbesserten Techniken bedeuten und ob sich derzeit die Investition in eine neue Grafikkarte lohnt.

Die Features der aktuellen Grafikkarten im Detail: Overclocking, Zerocore, Anti-Aliasing & 3D

AMD Powertune & Nvidia GPU Boost:Die Powertune-Technik ist schon seit der AMD Radeon HD 6900-Reihe (2010) verfügbar, Nvidia hat GPU Boost erst kürzlich mit der Geforce GTX 680 eingeführt. Bei beiden Features handelt es sich nicht nur um eine Overclocking-Lösung, sondern auch um eine Energiespar-Maßnahme: Eine dedizierte Hardware-Komponente überwacht ständig die aktuelle Auslastung der Grafikkarte und die Umgebungstemperatur im Gehäuse und passt den Grafikprozessor-Takt dynamisch daran an.

Das bedeutet, dass sich der Grafikprozessor innerhalb des vom Hersteller gesteckten Verlustleistungs-Grenze (Thermal Design Power = TDP) nach Belieben übertakten kann, sofern die Anwendung die Grenze nicht ausreizt. Gleichzeitig können Sie die TDP auch senken, um Energie einzusparen. Das erreicht Sie durch eine selber definierte TDP. Neben der Hitzeentwicklung limitiert diese Grenze letztendlich den maximalen Grafikprozessor-Takt.

AMD Zerocore: Wie die Bezeichnung schon vermuten lässt, handelt es sich bei Zerocore um AMDs Energiespar-Lösung für Grafikkarten und auch für den Betrieb im Verbund (Crossfire). Die Lösung hat AMD mit der AMD Radeon HD 7000-Generation eingeführt.

Das größte Einspar-Potenzial bietet sich, wenn der PC einmal nicht in Gebrauch, aber dennoch eingeschaltet ist. Diese Phasen nutzt Zerocore aus: Bei ausgeschaltetem Bildschirm und Desktop-Betrieb wechselt die Grafikkarte in den sogenannten "Long Idle"-Modus und verbraucht nur noch rund 3 Watt. Der niedrige Verbrauch resultiert daraus, dass die GPU automatisch auf einer sehr niedrigen Takt-Zahl arbeitet. Im typischen Desktop-Betrieb bei eingeschalteten Monitor reduziert sich die Leistungsaufnahme immerhin auf rund 15 Watt. Hinweis: Die Werte stammen von der AMD Radeon HD 7970.

Besonders interessant ist Zerocore auch für Gamer, die mehr als eine Grafikkarte in ihrem Gehäuse stecken haben. Fordert das System keine aufwändige Grafikberechnung, weil der Nutzer im Internet surft oder eifrig Texte schreibt, geht die zweite Grafikkarte in den "Long Idle"-Modus über. Auch der Lüfter schaltet sich ab, um zusätzlich noch die Betriebslautstärke zu reduzieren.

AMD MLAA & Nvidia FXAA/TXAA: Anti Aliasing ist eine mittlerweile unverzichtbare Technik zur Kantenglättung von Grafik-Objekten. Ein Pixel ist quadratisch und erzeugt deshalb vor allem bei runden Objekten einen sogenannten Treppeneffekt, der ohne Kantenglättung deutlich sichtbar ist. Im Prinzip fügt Anti Aliasing der Rundung weitere Pixel zu, die sich aber in der Helligkeit unterscheiden, um eine glattere Rundung zu simulieren. Der Nachteil ist, dass Objekte zu den Kanten hin etwas unscharf für das menschliche Auge wirken.

AMDs Morphological Anti-Aliasing (MLAA) erzeugen die Shader-Prozessoren und ist eine spezielle Kantenglättung, die das gesamte Bild nachträglich (Post-Processing) glättet. Dabei erkennt die Technik Kanten anhand von Kontrasten, beispielsweise eine braune Kiste vor einer grauen Hauswand. Daraufhin verwischt MLAA dezent die Konturen und vermittelt so den Eindruck einer glatten Kante. Der Nachteil ist, dass aufgrund der Glättung des gesamten Bildes auch Objekt-Kanten unscharf erscheinen, die eigentlich keine Glättung benötigen. Teilweise liefert die Kantenglättung sogar schlechtere Ergebnisse als die normale nachträgliche Kantenglättung MSAA (Multisample Anti-Aliasing). Dafür beansprucht MLAA im Vergleich weniger Strom.

Nvidias FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing) ist das Pendant zu AMDs MLAA und glättet Kanten ebenfalls nachträglich. Laut Nvidia ist FXAA vergleichbar mit vierfachem MSAA, ist dabei aber etwa 60 Prozent schneller. Aber Nvidia setzt mit der nächsten Technik TXAA (Temporal Approximate Anti-Aliasing) noch eins drauf: filmreife Kantenglättung in zwei Stufen. TXAA 1 soll eine bessere Kantenglättung als achtfaches MSAA bieten und dabei nur die Ressource von zweifachem MSAA benötigen. TXAA 2 soll achtfaches MSAA noch toppen und nur auf die Kosten von vierfachem MSAA kommen.

Nvidia zufolge ist TXAA eine Mischung aus Software- und Hardware-Kantenglättung, die teilweise auch Komponenten von computeranimierten Filmen nutzt. Bald erscheinende PC-Games sollen erstmals TXAA nutzen, wie zum Beispiel Borderlands 2 oder auch die Unreal Engine 4 und eine filmreife Kantenglättung auf den Bildschirm zaubern.

Nvidia 3D Vision & AMD HD3D: Diese beiden Verfahren sind für die stereoskopische Darstellung von 3D-Inhalten zuständig. Der Unterschied bei AMD HD3D ist, dass der Hersteller keine eigenen Brillen oder Infrarot-Sender anbietet. Stattdessen müssen Sie auf die 3D-Brille zurückgreifen, die Ihrem 3D-Monitor beiliegt. Über eine Drittanbieter-Software können Sie die 3D-Darstellung dann einschalten.Die Besonderheit ist, dass es dabei völlig gleich ist, ob der Bildschirm das Polarisations- oder Shutter-Verfahren nutzt.

Anders dagegen Nvidia: Sie können ein 3D-Vision-Kit kaufen, sowie mittlerweile auch kompatible Monitore, die bereits den Infrarot-Emitter integriert haben. Nvidia bedient sich des Shutter-Verfahrens und setzt spezielle Brillen voraus: Shutterbrillen besitzen zwei separat ansteuerbare LCD-Gläser. Der Monitor stellt nacheinander und abwechselnd das linke und das rechte Halbbild dar. Synchron dazu schalten sich die jeweiligen Brillengläser durchlässig beziehungsweise lichtundurchlässig. Durch diese perspektivische Verschiebung der 3D-Stereo-Teilbilder entsteht der wahrgenommene 3D-Effekt.

Das beste Spieleerlebnis erreichen Sie mit drei Monitoren, denn bei zwei Bildschirmen schauen Sie praktisch auf die Rahmen, der sich dann genau in der Mitte des Sichtfelds befindet. AMD-Grafikkarten packen dank Eyefinity bis zu sechs Monitore, die neue Nvidia Geforce GTX 680 ist die erste Karte des Herstellers, die bis zu vier Monitore ansteuern kann. Voraussetzung an die Monitore ist außerdem noch eine Bildwiederholrate von 120 Hz und ein Infrarot-Sender, der sich mit der Shutter-Brille synchronisiert. Nvidia hat mittlerweile schon 3D Vision 2 auf dem Markt und nennt die Ansteuerung von vier Monitoren 3D Vision Surround. Der Nachteil ist, dass die 3D-Darstellung viel Leistung frisst und die Spiele etwas dunkler als normal wirken.

Nvidia Adaptive Vsync : Als Tearing bezeichnet man ein versetztes Bild, etwa eine verschobene obere Bildhälfte, die oft bei schnellen Richtungswechseln in 3D-Spielen auftreten kann. Die Ursache liegt in unterschiedlichen Bildwiederholraten von Grafikkarte und Monitor. Die Vertikale Synchronisation passt die Werte an, bevor sie den Monitor erreichen. Doch kaum ist das eine Problem beseitigt, folgt das nächste: So stottert beispielsweise bei einem 60-Hertz-LCD bei eingeschalteten VSync das Bild, sobald die Bildwiederholrate unter 60 Bilder pro Sekunde fällt, da VSync die Hertz-Zahl des Monitors auf 30 Hz reduziert.

Genau das möchte Nvidia mit Adaptive VSync verhindern. Die Technik steuert VSync dynamisch und schaltet es bei Bildwiederholraten von unter 60 Bildern in der Sekunde einfach ab, um das Stottern zu vermeiden - ab dieser Grenze ist die Synchronisation eingeschaltet, um das Tearing zu verhindern.

Multi-Monitor-Betrieb, DirectX 11.1, 28 Nanometer & PCI-Express 3.0

AMD Eyefinity & Nvidia 3D Vision Surround: Die beiden Techniken sorgen für die jeweiligen Grafikkarten ab der AMD Radeon HD 7000-Reihe und der Nvidia Geforce GTX 680 für den Multi-Monitor-Betrieb an einer Karte. AMD legt hier ordentlich vor und unterstützt nativ bis zu sechs Monitore, die sich nicht nur parallel ansteuern lassen, sondern auch unabhängig voneinander Audiosignale wiedergeben können. Hierfür stehen auch genügend Anschlüsse zur Verfügung: zwei Mal Mini-Displayports, einmal HDMI und einmal DVI.

Lange Zeit war Nvidia abgeschlagen, da Grafikkarten wie das ehemalige Flaggschiff Geforce GTX 580 nur zwei Monitore unterstützten. Aber der Hersteller hat mit der Geforce GTX 680 zumindest etwas nachgelegt: Vier Monitore im parallelen Betrieb sind nun kein Problem mehr. An Video-Schnittstellen bietet die Grafikkarte zwei Mal DVI, einmal HDMI und eine Displayport-Buchse

DirectX 11.1: Die aktuellen AMD Radeon HD 7000- und die Geforce GTX 680 Grafikkarte unterstützen bereits die neue 3D-Programmier-Schnittstelle. Neue Grafik-Effekte wird es mit der neuen Version vermutlich nicht geben, aber einige Veränderungen können Sie erwarten.

28-Nanometer -Fertigung:Die effizientere Prozesstechnologie bringt mehr Transistoren auf kleinerem Raum unter, um eine Zunahme der Rechenleistung zu gewährleisten. Des Weiteren ermöglicht die neue Architektur eine bessere Prozessor-Leistung bei geringerem Energieverbrauch und einen besseren Wirkungsgrad als bisherige Transistoren-Generationen-Technik.

Beispielsweise bringt AMD auf seiner Tahiti-GPU der Radeon HD 7970 etwa 4,3 Milliarden Transistoren auf einer Fläche von nur 380 Quadratmillimetern unter. Nvidias Kepler-GPU GK104 der Geforce GTX 680 bietet auf einer noch kleineren Fläche von 294 Quadratmillimeter Platz für rund 3,5 Milliarden Transistoren. Beide Grafikkarten sind weitaus energieeffizienter als die Vorgänger-Generationen und bieten dennoch konkurrenzlose Leistung.

PCI-Express 3.0: Die AMD Radeon HD 7000-Grafikkarten und die Nvidia Geforce GTX 680 sind die ersten, die die neue Schnittstelle unterstützen. Schnellere Datenraten für aufwändige Applikationen sind für die neue Punkt-zu-Punkte-Verbindung kein Problem mehr.

Die beiden Grafik-Hersteller AMD und Nvidia bieten mit ihren neuen Grafikkarten nicht nur eine gute Leistung, sondern Sie profitieren auch noch von den neuen und verbesserten Features. Wenn Sie die derzeit beste Grafikkarte Ihr Eigen nennen wollen, dann greifen Sie zu Nvidia Geforce GTX 680. Hier erhalten Sie eine energieeffiziente, aber überaus leistungsfähige Grafikkarte, die derzeit außer Konkurrenz ist. Und der Preis geht dafür gerade noch in Ordnung: etwas über 500 Euro.

Möchten Sie Ihren Geldbeutel aber schonen, dann greifen Sie zu einer AMD Radeon HD 7850. Auch mit dieser Grafikkarte können Sie Games wie Battlefield 3 noch in ansehnlichen Details spielen, aber trotzdem ist der Energieverbrauch der Grafikkarte sehr niedrig. Außerdem lassen sich auch mit dieser Karte bis zu sechs Monitore betreiben und Sie müssen auf keine Features verzichten, die Sie bei der AMD Radeon HD 7970 vorfinden. Das alles für einen akzeptablen Preis von rund 250 Euro.

Dieser Artikel basiert auf einem Beitrag der CW-Schwesterpublikation PC-Welt.