nVidia nForce Mainboard-Chipsatz Preview

5. Juni 2001 / von Leonidas / Seite 3 von 3

Die integrierte Grafiklösung

Auf einen zumindestens unter 3D-Sicht entscheidenden Punkt sind wir bisher allerdings noch nicht eingegangen: Die integrierte Grafiklösung selber. Wir sprachen in diesem Zusammenhang bisher immer von einer "GeForce2 MX" (2 Renderingpipelines), auch wenn nVidia dies selber gar nicht so spezifiziert. Vielmehr läßt nVidia dies regelrecht offen und spricht von einer "GeForce2 Graphics" - Lösung. Was jedoch nicht eine vollwertige GeForce2 GTS (4 Renderingpipelines) bedeutet, dafür fehlt laut nVidia-Terminologie noch das "GTS" am Namen. Eventuell bekommt der Grafikchip im nForce Chipsatz später ja noch einmal einen richtigen Namen, momentan läuft er offiziell rein unter "GeForce2 Graphics".

Die reinen Daten entsprechen dabei allerdings perfekt dem originalen GeForce2 MX Chip: 2 Renderingpipelines a´ 2 Textureneinheiten auf 175 MHz Chiptakt. Das Speicherinterface ist logischerweise ein 64bittiges DDR-RAM-Interface, wobei es dieses ja auch bei der GeForce2 MX vereinzelt gibt. Der einzige Unterschied liegt im Speichertakt und damit in der Speicherbandbreite - denn diese ist beim Grafikchip im nForce logischerweise vom Takt des Hauptspeicher abhängig, weil ja der Grafikchip seinen einzigen Speicher im Hauptspeicher hat. Eine "echte" GeForce2 MX hat bekanntermaßen einen Speichertakt von 166 MHz und damit eine Speicherbandbreite von 2,5 GB/sec. - beim nForce sieht dies etwas anders aus:

Wie eindeutig zu sehen ist, reicht die Speicherbandbreite erst bei einer Übertaktung auf 145 MHz RAM-Takt an die einer gewöhnlichen GeForce2 MX heran und hier liegt auch die Archilles-Ferse des ganzen nForce-Unternehmens: Die 3D-Leistung ist nominell etwas schwächer als die einer normalen GeForce2 MX. Der zu erwartenden Performance-Unterschied läßt sich aufgrund der Speicher-Limitierung der MX-Karten ziemlich einfach errechnen: Bei einem RAM-Takt von 133 MHz hat der nForce420 eine ca. 10%ig niedrigere Bandbreite für den integrierten Grafikchip zur Verfügung als eine externe GeForce2 MX, dies bedeutet ungefähr 5-10 Prozent weniger Leistung. Noch schlechter sieht es bei 100 MHz RAM-Takt aus - hier wird sich die integrierte Grafik kaum schneller als eine externe MX-200 (1,3 GB/sec. Bandbreite) darstellen können.

Natürlich wird nVidia den Teufel tun, und auf diese direkte Beziehung zwischen dem Takt des normalen Hauptspeichers und der Grafikleistung hinweisen - denn momentan benutzt alle Welt die nVidia-eigenen Benchmarks bei 133 MHz RAM-Takt (wir leider auch). So sind auch die einzigen bisher verfügbaren Benchmarks mit Sicherheit bei 133 MHz RAM-Takt aufgenommen wurden, um den nForce-Chipsatz ins bestmöglichste Licht zu rücken. Genauso wurde wohl die größtmöglichste CPU und einige Grafikkarten-schonende Q3A-Einstellungen benutzt, anders sind diese hohen Ergebnisse unter 1024*768 @ 32 Bit kaum erklärbar:

Wunderbar ist aber mittels dieser Benchmarks zu sehen, daß der nForce220 trotz völlig gleicher Grafiklösung dem nForce420 nicht das Wasser reichen kann. Die vorhin besprochene Bandbreiten-Geschichte schlägt hier voll durch: Während sich der nForce220-Grafikchip mit der CPU um die nicht ausreichend vorhandene Bandbreite streiten muss, bietet einzig allein der nForce420 seinem Grafikchip und seiner CPU eine entsprechend ausreichende Bandbreite.

Fazit

nVidia ist zweifelsohne ein großer Wurf gelungen und der ohnehin momentan schon hochinteressante Mainboard- und Chipsatz-Markt wird damit noch etwas breiter gefächert. nVidia bietet mit dem nForce Innovationen ohne Ende und bringt auf Anhieb einen Spitzen-Chipsatz heraus, der die alteingesessenen Chipsatz-Schmieden einigermaßen "alt" aussehen läßt. Sicherlich muß der Chipsatz den hochwichtigen Punkt "Stabilität" erst noch unter Beweis stellen, allerdings kann dies zum einen nur die Praxis zeigen und zum anderen ist nVidia auch nicht unbedingt für prinzipiell instabile Produkte bekannt.

Größere Sorgen bereit uns da ein anderer Punkt: Die "Skalierbarkeit" der Grafikchip-Leistung ist Segen und Fluch zugleich. Ein Segen, weil sich so einfachst jedes Marktsegment abdecken läßt - und ein Fluch, weil sich damit sicherlich wieder viele Käufer vom großen Namen der leistungsstärksten Version anlocken lassen und dann nichtsahnend die billigste und leistungsschwächste Version untergejubelt bekommen. Deshalb haben wir unser Fazit auch entsprechend aufteilen müssen, um den unterschiedlichen Grafik-Leistungen gerecht zu werden, welche sich aus der Kombination der beiden nForce-Versionen mit unterschiedlichen RAM-Takten ergeben:

 nForce220 mit 100 MHz RAM-Takt
Mit dieser geringen Bandbreite für den Grafikchip und zudem der Doppelbelastung des Speichers durch CPU und Grafikchip wird diese Kombination nicht schneller als eine alte Riva TNT2 sein, ergo nur für billigen Business-PCs zu gebrauchen.

 nForce220 mit 133 MHz RAM-Takt
Diese Kombination wird kaum besser als die vorherige sein, allerdings wird durch den höheren RAM-Takt nun das Niveau einer GeForce2 MX-200 erreicht. Dies reicht aber auch nur für einen guten Business-PC.

 nForce420 mit 100 MHz RAM-Takt
Dies ist diese Kombination mit dem größen Unsinnigkeits-Faktor: Zwar hat die Grafikkarte nun ungebremsten Hauptspeicherzugriff, jedoch ist die Bandbreite durch den nur 100 MHz RAM-Takt viel zu stark limitiert. Auch hier wird nur das Niveau einer GeForce2 MX-200 erreicht werden.

 nForce420 mit 133 MHz RAM-Takt
Aus 3D-Sicht ist dies die einzig sinnvolle Kombination, da erst hier beide Punkte für eine optimale Leistung erfüllt sind: Der nForce420 bietet CPU und Grafikchip entsprechend ausreichend Bandbreite zur Verfügung, genauso wie der RAM-Takt von 133 MHz der Bandbreiten-hungrigen GeForce2 MX entgegenkommt. Die Leistung dürfte grob in Richtung einer externen GeForce2 MX gehen, aber ein paar Prozente Vorteil wird eine externe GeForce2 MX aufgrund ihres höheren Speichertaktes trotzdem noch behalten.

Jetzt ist Grafikleistung beim nVidia nForce sicher nicht alles - im eigentlichen ist die integrierte Grafikkarte im nForce wohl nur für Komplett-PCs interessant. Da diese aber die Masse des Marktes ausmachen, hier unsere eindeutige Warnung: nForce ist nicht gleich nForce. Jeder, der wegen der integrierten GeForce2 MX mit dem nForce-Gedanken spielt, sollte sich darüber im klaren sein, daß nur die allerhöchste Kombination "nForce420 mit 133 MHz RAM-Takt" überhaupt auf entsprechendes GeForce2 MX Niveau kommen kann.

Der nForce-Chipsatz bietet natürlich auch demjenigen, der sowieso auf die integrierte Grafik-Lösung verzichtet und eine "echte" Grafikkarte in den AGPx4-Slot stecken wird, einiges. Zum einen ist der Chipsatz an allen Ecken und Enden mit hochmodernen Features vollgepropft und zum anderen hat er ja immer noch sein Dynamic Adaptive Speculative Pre-Processor (DASP), mit welchem sich gleich der angewandten Grafiklösung immer noch ein paar Prozente Leistung aus der CPU herauskitzeln lassen. Dies können zwar nur die entgültigen und unabhängigen Benchmarks des Chipsatzes zeigen, aber die Vorzeichen stehen hier sehr gut für den nForce.

Und so sind wir denn gespannter Dinge ob der da kommenden Ereignisse. Die Unterstützung der Mainboard-Hersteller hat nVidia ja jetzt schon, Boards sind unter anderem von Abit, Asus, Gigabyte und MSI angekündigt, andere Hersteller werden mit Sicherheit folgen. Interessant wird es wie gesagt bei den Benchmarks - vor allem weil man da drei komplett unterschiedliche Szenarien auszumessen hat: Zum einen die 3D-Leistung des integrierten Grafikchips und zum anderen die reine Chipsatzleistung sowohl beim Einsatz des integrierten Grafikchip als auch beim Einsatz einer externen Grafikkarte.

Nachträge & Ergänzungen ...
(einfach daß, was mir noch so zum Thema einfällt)

Die Sache mit dem nForce-Chipsatz und der Bandbreite des integrierten Grafikchips ist natürlich ein zweischneidige Schwert: Niemand sagt, daß die von uns vorstehend aufgemachte Rechnung "Hälfte CPU, Hälfte Grafikchip" auch wirklich stimmt. Angenommen, die CPU nimmt sich von den zur Verfügung stehenden 4 GB/sec. des Chipsatzes nur 1 GB/sec., hätte der Grafikchip schon 3 GB/sec., bei 0,5 GB/sec. für die CPU wären es sogar schon 3,5 GB/sec., welche für den Grafikchip übrig blieben. Damit könnte man sich dann ziemlich sicher über das Niveau einer externen GeForce2 MX heben. Leider fehlen echte Zahlen zu wirklich in der Realität verbratenen CPU-Bandbreiten - die Lösung dieses Rätsels werden also wirklich nur unabhängige Benchmarks des nForce-Chipsatzes bringen können ...

... Benchmarks bleibt gleich weiter das Thema: Die obigen nVidia-Benchmarks für den nForce-Chipsatz sind natürlich ein Lacher. Sicher kann man die Zahlen für die nForce220 und nForce420 nicht direkt nachprüfen, aber ein Riva TNT2 M64 mit 30 fps unter Q3A 1024*768 @ 32 Bit entbehrt einer gewissen Realität. Laut den Benchmark-Charts sind im Idealfall um die 20 fps realistisch (zum Vergleich: Digit-Life messen hier mit einem 1000er Athlon nur 13 fps) - nVidia hat hier wohl besonders Grafikkarten-freundliche Settings oder ein ganz besonders harmloses Timedemo benutzt. Wenn man die anderen Werte unter dem Gesichtspunkt betrachtet, daß der TNT2M64-Wert um die 10 fps oder 1/3 zu hoch ist, ergeben sich für die MX-200 ungefähr 25-35 fps (die von nVidia angegebenen 50 fps sind für die MX-200 bei weitem unrealistisch - zum Vergleich: Hartware messen hier mit einem 1200er Athlon nur 22 fps). Der nForce220 soll ja laut nVidia gleich schnell wie eine externe MX-200 sein, dies würden nach unserer Rechnung dann also ebenfalls 25-35 fps bedeuten und damit bliebe für den nForce420 auch nur 45-50 fps bei maximaler Qualität in Q3A 1024*768 @ 32 Bit. Dies entspricht im übrigen laut den Charts fast :-) einer unübertakteten (166 MHz Speichertakt) GeForce2 MX.

Die Sache mit der integrierten GeForce2 MX mit 2 Renderingpipelines ist noch gar nicht so richtig raus, dies ist eher eine halbgare Information. Einzig und allein bestätigt von nVidia sind die 700 Mill. Texel pro Sekunde Texelfüllrate. Dies entspricht zwar einer GeForce2 MX (2 Pipelines a´ 175 MHz mit je 2 Textureneinheiten = 700 MTexel), es könnten sich aber auch andere Rechnungen ergeben. Zum Beispiel 3 Pipelines a´ 117 MHz (=702) oder 4 Pipelines a´ 88 MHz (=704) (immer angenommen 2 Textureneinheiten pro Pipeline, eine Änderung daran ist eher unwahrscheinlich, da zu kompliziert zu realisieren) ...

... Denn falls die 2 Pipelines stimmen, würde die komplette Northbridge bei 175 MHz takten (die integrierte Grafik sitzt nun einmal direkt darin) - und dies ist zumindestens für einen nur passiv gekühlten Chip wohl einigermaßen zuviel. Die Theorie der 3 Pipelines (Thx @ 3D Concept) scheint da relativ haltbar, 117 MHz als Northbridge-Takt würden relativ gut passen. Auf jeden Fall bleibt es an dieser Stelle hochspannend und es kommt ein völlig neues Element auf uns zu: Der Takt einer Northbridge wird plötzlich entscheidend. Und wer weiss - eventuell kann man diese ja auch eines schönen Tages mal gut übertakten, bei der bisherigen passiven Kühlung ist automatisch für einen gewissen Spielraum nach oben gesorgt.

Der tecChannel hat auf der COMPUTEX - in einer wohl unbemerkten Minute - mal schnell ein paar unabhängige Benchmarks mit nVidia´s Super-Chipsatz erzeugt. Benutzt wurde ein nForce420 (d.h. die bessere Variante) sowie ein Athlon @ 1.2 GHz bei einem FSB von 133 MHz DDR - ideale Bedingungen für den integrierten Grafikchip also. Erstaunlicherweise versagte dieser aber total - bei 3DMark2001 kamen nur 1765 Punkte heraus, dies sind stolze 19 Prozent weniger als eine externe GeForce2 MX auf einem gleichwertigen System erreicht (2175). Das trifft gerade so das untere Ende unserer sowieso schon niedrig eingestuften Erwartung und ist nur als schwach zu bewerten. Und ob Treiber-Verbesserungen diesen Rückstand noch aufholen können, davon muß man uns in der Praxis überzeugen - im gewöhnlichen sind mit Chipsatz-Treibern keine Verbesserungen an der 3D-Leistung im Rahmen von 20 Prozent möglich. Die Vorgabe nVidia´s, der nForce420 würde das Niveau einer GeForce2 MX-400 halten können, scheint aus dieser Perspektive klar unerreichbar - es fehlen dafür um die 35 Prozent! PS: Die nVidische Zeitvorgabe von einem Verkaufsstart im September soll nur die agressiveste aller Zeit-Planungen sein. Es kann also problemlos auch reichlich später werden, d.h. Weihnachten 2001 als Verkaufsstart für den nForce Chipsatz ist genauso gut möglich.

Wie OC-Xtreme berichten, ist der Markenname "nForce" schon vergeben - darunter wird bereits eine SSL Beschleuniger Einheit/Prozessor für Web-Server vertrieben. Prost Mahlzeit @ nVidia - eventuell hätte man vorher ins Markenregister schauen sollen ...