Grafikflagschiffe im Vergleich - MSI 7900GTX, MSI 7900 GT, ASUS X1900 XTX

Technische Daten & Technik G71 (GeForce 7900-Serie) (Fortsetzung)

Jede einzelne der 24 Pixel-Pipelines verfügt beim G71 über zwei Pixel-Shader-Einheiten (im Bild durch die beiden großen grünen Flächen in jeder Shader-Einheit symbolisiert). Inwieweit man hierbei von zwei vollwertigen Einheiten sprechen kann, ist jedoch als grenzwertig anzusehen. Zwar verfügen beide Einheiten seit dem G70 über die wichtige MADD-Funktionalität, (MADD steht für Multiply-Add, also Multiplikation mit darauf folgender Addition in einem Takt) jedoch kann aufgrund gewisser Einschränkungen unter bestimmten Umständen (FP32-Präzision) nur eine MADD-Operation pro Pipeline ausgeführt werden.

Im obigen Text verwendeten wir einige Male den Begriff der Pixel-Pipeline, die im herkömmlichen Sinne - mit einer Pixel-Shader-Einheit, einer Texturierungseinheit (TMU) und einem Raster Operation Prozessor (ROP), der für das finale Schreiben der Pixelfarbwerte in den Speicher zuständig ist - jedoch nicht mehr existiert. Zwar sind, anders als bei ATI, bei NVIDIA die Texturierungseinheiten weiterhin fest mit den Pixel-Shader-Einheiten verbunden, jedoch wird bei ausschließlicher Betrachtung der Anzahl an Pixel-Pipelines nicht berücksichtigt, dass die Pixel-Pipelines (je nach Aufbau) unterschiedlich viel zu leisten vermögen.

Besser ist hier ein Vergleich der Anzahl der einzelnen Einheiten (ROPs, TMUs, Pixel-Shader-Einheiten), jedoch kann auch hier nur eine grobe Einschätzung aufgrund der architektonischen Unterschiede erfolgen - wie wir gleich bei Betrachtung des R580 sehen werden.

Technik R580 (Radeon X1900-Serie)

Den Freifeldversuch und sozusagen den Prototypen des R580 hatte ATI bereits mit dem RV530 (X1600-Serie) unter das Volk gemischt. Zwar war diese GPU im Gesamten (nur 4 Texturierungseinheiten) sehr beschnitten, nichtsdestotrotz war es der erste Versuch das Verhältnis von Texturierungseinheiten (TMUs) zu Pixel-Shader-Einheiten von 1:1 auf 1:3 zu abzuändern. Genau wie beim RV530 kommen also auch beim R580 auf eine TMU dementsprechend drei Pixel-Shader-Einheiten.

 
(Links: R580 Pixel-Shader-Engine inkl. TMU; Rechts: R520 Pixel-Shader-Engine ohne TMU)

Die beiden Bilder verdeutlichen nochmals den Unterschied zwischen dem R520 (X1800-Serie) mit vier Quad-Pixel-Shader-Einheiten und dem R580 (X1900-Serie) mit der dreifachen Anzahl an Quad-Pixel-Shader-Einheiten. Auch bei ATI werden Quads (2x2 Pixel-Block) berechnet, weshalb jeweils vier Shader-Einheiten zusammengefasst werden. Die einzelnen Shader-Einheiten bei ATI sind etwas mächtiger als die von NVIDIA, da pro Einheit neben einer MADD (Multiply-ADD) zusätzlich eine ADD (Addition) pro Taktzyklus beigesteuert werden kann.

Das obige Bild zeigt ein von ATI stammendes Diagramm, das die ansteigende Relevanz der arithmetischen Rechenleistung in Spielen aufzeigen soll. Auch wenn das Diagramm aus der Feder von ATI entstammt und wahrscheinlich für die Architektur des R580 begünstigend "optimiert" wurde, verdeutlicht es anschaulich die ansteigende Bedeutung der arithmetischen Rechenleistung und erklärt ATIs architektonische Entscheidung bezüglich der Verdreifachung der Pixel-Shader-Einheiten bei gleich bleibender Anzahl von TMUs. Während die Anforderungen an die Texturierungsleistung in etwa auf einem Niveau stagniert, steigt der arithmetische Rechenaufwand exponentiell an. Grund für diese Entwicklung sind immer aufwändigere und komplexere Pixel-Shader, die in aktuellen und kommenden Spielen für mehr und mehr Realismus sorgen sollen.

Auch an dieser Stelle wollen wir über den Bergriff der Pixel-Pipeline, welche im klassischen Sinne bei ATI ebenfalls nicht mehr existiert, noch ein paar Worte verlieren. Bei ATI sind schon seit geraumer Zeit die Texturierungseinheiten (TMUs) weitestgehend von den Pixel-Shader-Einheiten getrennt, wodurch eine Blockierung der Pixel-Pipeline beim Auslesen von Texturdaten weitestgehend vermieden wird. Zudem setzt der R580 auf drei Pixel-Shader-Einheiten pro "Pipeline", was einen übergreifenden Vergleich zu anderen Grafikchips nur durch die Menge an "Pixel-Pipelines" mehr und mehr unsinnig macht.