Die integrierte GeForce4 MX des nForce2-Chipsatzes

17. Juli 2002 / von Leonidas / Seite 1 von 1

Am gestrigen Tage stellte nVidia seinen nForce2 Mainboard-Chipsatz für AMD´s Athlon-Prozessoren vor, welcher die Nachfolge des im letzten Jahr veröffentlichten nForce1-Chipsatzes antreten wird. Dabei hat nVidia mit dem nForce2 wieder einmal eine "eierlegende Wollmilchsau" hingelegt, welche diesbezüglich sogar noch den nForce1-Chipsatz um Längen übertrifft, wie den empfehlenswerten Previews bei Hard Tecs 4U (auf die Unterschiede zum nForce1 bezogen) und AnandTech (alles noch einmal komplett neu aufgerollt) zu entnehmen ist. Für den User externer Grafikkarten dürften dabei vor allem die Neuerungen Dual OnBoard LAN, USB 2.0 und das ATA133-Interface interessant sein.

Für Nutzer der integrierten Grafik werden dagegen die Unterstützung für DDR333/DDR400 Speicher sowie der integrierte GeForce4 MX Grafikcore die wichtigsten Punkte sein, mit welchen wir uns nachfolgend auch alleinig beschäftigen wollen. Da nVidia und auch die Mainboard-Hersteller derzeit keine Testexemplare besitzen, wird dieser Artikel allerdings nur theoretisch sein können - angereichert mit ein paar nVidia-eigenen Benchmarks zum nForce2.

Der nForce2-Chipsatz wird wie der nForce1 in zwei Varianten auf den Markt kommen - mit einer SPP-Northbridge ohne integrierte Grafik und einer IGP-Northbrige mit integriertem GeForce4 MX Core. Letzterer scheint gegenüber seiner Desktop-Variante nicht abgespeckt zu sein, bietet also schnelle DirectX7-Beschleunigung mit exzellenten Bandbreite-schonenden Features und die gute Anti-Aliasing Varianten der Desktop-GeForce4-Familie. Zum Chiptakt der integrierten Grafik-Einheit machte nVidia im übrigen keine Angaben, diese wird man wohl erst in zukünftigen Benchmarks herausfinden können.

Eine "GeForce4 MX" mag sich zwar in den Augen der meisten Nutzer externer Grafikkarten eher mager anhören, dennoch stellt nVidia damit wieder einmal die mit weitem Abstand die schnellste integrierte Grafiklösung zur Verfügung. Die bisher schnellste Lösung kam von nVidia selber in Form des nForce1-Chipsatzes - und an die integrierten Grafikcores in den Chipsätzen VIA KM266, SiS 740 und Intel i845G wollen wir diesbezüglich gar nicht erst denken :-). Und immerhin muß man anerkennen, daß die GeForce4 MX440/MX460 Chips schneller sind als eine GeForce2 Ultra - und diese war just vor zwei Jahren der absolute HighEnd-Traum im Desktop-Markt.

Wichtigster Unterscheidungspunkt zwischen Desktop- und integrierter GeForce4 MX wäre jedoch, daß der integrierte Grafikcore im nForce2-Chipsatz nicht ganz auf die Werte jener GeForce2 Ultra oder aber externer GeForce4 MX440/MX460 Grafikkarten kommen kann (die GeForce4 MX420 ist eine SDR-RAM Lösung und damit erheblich langsamer). Dies liegt jedoch nicht am im nForce2 integrierten Grafikchip selbst, sondern an der zur Verfügung stehenden Speicherbandbreite. Selbst unter Verwendung von PC3200 / DDR400 Speichern mit 200 MHz physikalischem Takt bietet das DualChannel Speicherinterface "nur" 6 GB/sec Bandbreite, wovon sich die CPU in einer positiven Rechnung mindestens 1 GB/sec abzwackt (theoretisch bis zu 2 GB/sec beim Athlon XP mit 133 MHz DDR FSB).

Deutlich zu sehen ist, daß der Nutzer des nForce2-Chipsatzes, wenn er denn die integrierte Grafik wirklich nutzen will, zu schnellen Speichern regelrecht gezwungen wird. 3 GB/sec Bandbreite bei Nutzung von PC2100 / DDR266 Speichern sind heutzutage eher lächerlich und erreichen gerade einmal so das Niveau einer GeForce2 MX. Jeweils mit dem Sprung auf die nächsthöhere Speicherart - PC2700 / DDR333 bzw. PC3200 / DDR400 - werden es 1 GB/sec mehr, so daß im besten Falle 5 GB/sec Bandbreite beim integrierten Grafikchip ankommen - das ist dann schon eine andere Leistungsklasse. Wer die integrierte Grafik des nForce2 nutzen will, sollte also unbedingt zu PC3200 Speichern greifen, dies ist der Turbo für den Grafikcore.

Im Idealfall von PC3200 Speichern mit ca. 5 GB/sec Bandbreite nur für die integrierte Grafiklösung enspricht dies technisch exakt der Bandbreite einer externen GeForce2 GTS Karte. Zwei wesentliche Unterschiede ergeben sich jedoch zu dieser: Zum einen haben die Speicherzugriffe der integrierten GeForce4 MX im nForce2-Chipsatz eine höhere Latenzzeit, da der Speicher, auf welchen zugegriffen wird, nicht wie bei der externen GeForce2 GTS mit auf dem Grafikboard sitzt, sondern der ganz normale Hauptspeicher des PC-Systems ist. Und zum anderen hat die integrierte GeForce4 MX im nForce2 dafür aber die Bandbreite-schonenden Features der Desktop-Varianten übernommen, von nVidia unter der Bezeichnung "Lightspeed Memory Architecture II" (LMA II) zuammengefaßt.

Dem kleinen bis mittleren Nachteil der höheren Latenzzeiten steht also der sehr große Vorteil der LMA II gegenüber, welcher die Speicherbandbreiten-Effizienz der integrierten GeForce4 MX hochgradig positiv beeinflußt. Damit kann man rein von der Bandbreite her die integrierte Grafik des nForce2-Chipsatzes am ehesten mit einer GeForce2 Pro oder GeForce2 Ti vergleichen. Und immerhin - eine integrierte Grafiklösung beim nForce2, die sich mit der 3D-Leistungsfähigkeit einer GeForce2 Pro/Ti messen kann - wer hätte sich das vor wenigen Jahren angesichts solcher "Brüller" wie der integrierten Grafikchips in Intel´s i815e und VIA´s PM133/KM133 Chipsätzen vorstellen können?

Damit kommt mit dem nForce2-Chipsatz die integrierte Grafik erstmals in einen Bereich, in welchem sie wirklich sinnvoll genutzt werden kann - und sage keiner, mit der Leistung einer GeForce2 Pro/Ti, eine gute CPU vorausgesetzt, würde heute nicht weitestgehend alles an 3D-Anwendungen mit passablen bis guten Frameraten funktionieren. Wer nicht unbedingt Anti-Aliasing und anisotropen Filter sowie Frameraten über 60 fps haben will, kann nach wie vor mit einer Grafikkarte der GeForce2 GTS/Pro/Ti/Ultra oder GeForce4 MX440/MX460 Klasse leben - zu welcher man eben auch ab sofort den nForce2-Chipsatz mit seiner integrierten GeForce4 MX zählen muß.

Abschließend wollen wir auf die bisher einzigen Benchmarks des nForce2-Chipsatzes eingehen. Dies stammen natürlich von nVidia höchstselbst, Angaben zum Testsystem sowie zu den benutzen Settings fehlen leider ebenfalls:

Es steht natürlich zu vermuten, daß der nForce1-Chipsatz hier mit PC2100 DDR-RAM, der nForce2 hingegen gleich mit PC3200 DDR-RAM antrat. Ob die Benchmarks unter 16 Bit oder unter 32 Bit ausgeführt wurden, ist leider kaum zu sagen, da die Leistungsunterschiede zwischen nForce 220 und nForce 420 bei 16 und 32 Bit Farbtiefe jeweils sehr ähnlich sind. Die Werte des nForce 420 Chipsatzes kann man ungefähr mit denen einer externen GeForce2 MX Grafikkarte gleichsetzen. Das Performance-Plus des nForce2 gegenüber dem nForce 420 von ca. 47 bzw. ca. 51 Prozent deuten denn auch die Richtung des integrierten Grafikcores an: Man kann beim nForce2 klar von den Leistungsregionen einer GeForce2 GTS/Pro/Ti ausgehen.

Momentan hat wie schon erwähnt noch niemand lauffähige Samples, diese werden erst in den nächsten Wochen seitens der Mainboard-Hersteller erwartet. Nach dem Beginn der Massenproduktion im August werden dann ab September erste Mainboards mit nForce2-Chipsatz käuflich zu erwerben sein.

Liste der bisherige Previews zum nForce2-Chipsatz:

(deutsch)
• Hard Tecs 4U
• Tom´s Hardware Guide

(englisch)
• 3DGPU
• 3DVelocity
• AMDMB
• AnandTech
• Beyond3D
• Bjorn3D
• DeviantPC
• ExtremeTech
• FiringSquad
• GamePC
• Hard|OCP
• nV News
• PC Rave
• SocketA
• The Tech Report
• Tweak3D
• Viper´s Lair

Nachtrag vom 23. Oktober 2002:

AnandTech haben beim nVidia nForce2 Chipsatz noch einmal etwas tiefer gegraben und dabei Sachen zutage gefördert, auf die man in dem unter Zeitdruck erstellten Launch-Artikel nicht eingehen konnte. So konnte man in Bestätigung einer tecChannel-Aussage nachweisen, daß der nForce2-Chipsatz (ohne Einsatz der integrierte Grafik) absolut gar nichts durch den Einsatz des DualChannel Speicherinterfaces gewinnt - ausgenommen den kompletten SPEC ViewPerf Benchmark. Dies ist natürlich geschuldet dem Bandbreiten-Überangebot, welches sich schon bei SingleChannel DDR333 ergibt.

Dann stehen 2,5 GB/sec Speicher-Bandbreite nur 2,0 GB/sec Bandbreiten-Bedarf seitens der Athlon XP CPU gegenüber, womit schon ein ideales Verhältnis von einem geringen Übergewicht auf der Speicher-Seite erreicht ist. Das ganze an einem DualChannel-Interface bedeuten dann 5,0 GB/sec Speicher-Bandbreite, während der Bandbreiten-Bedarf weiterhin bei 2,0 GB/sec rangiert - logisch, daß sich hier außer in speziellen Ausnahmen nichts mehr bewegt. Insofern sollte es sich nVidia durchaus noch einmal überlegen, den nForce2 auch mit reinem SingleChannel-Interface anzubieten, was den Chipsatz etwas günstiger werden lassen würde.

Denn im eigentlichen ist das DualChannel-Speicherinterface nur für die integrierte GeForce4 MX interesssant. Diese profitiert in Spiele-Benchmarks vom DualChannel-Interface mit Leistungsgewinnen von im Schnitt 47 Prozent bei DDR333-Speicher. Der Gewinn von SingleChannel DDR400 zu DualChannel DDR400 ist zwar mit im Schnitt 39 Prozent etwas niedriger als jener bei DDR333, jedoch sind die reinen Frameraten von DualChannel DDR400 die insgesamt höchsten für den nForce2 Chipsatz. Sie liegen gute 10 Prozent oberhalb jenen von DualChannel DDR333 - eines der ganz wenigen Beispiele bei Athlon-basierenden Mainboards, wo DDR400-Speicher wirklich Vorteile bringt.

Trotzdem erreicht der nForce2-Chipsatz selbst mit DualChannel DDR400-Speicher (6,0 GB/sec, wovon maximal 2,0 GB/sec zur CPU gehen, der Rest ist für den Grafikcore) nicht die Werte einer externen GeForce4 MX440, jene ist immer noch stolze 50 Prozent (!) schneller als der nForce2. Obwohl der Grafikcore eigentlich identisch sein sollte und die externe GeForce4 MX440 mit 6,0 GB/sec nicht über wesentlich mehr Bandbreite verfügt, überrascht dieser große Unterschied doch. Möglicherweise ist der Effekt des Speicherbandbreite-Teilens (mit der CPU) doch größer als angenommen, möglicherweise spielt hier auch ein niedrigerer Chiptakt beim nForce2-Grafikchip mit hinein.

In der Summe kann es so der nForce2-Grafikchip problemlos mit der von AnandTech ebenfalls mitgetesteten GeForce4 MX420 aufnehmen, doch diese verfügt nur über niedrig getakteten SDR-RAM mit nur 2,5 GB/sec Bandbreite. Ob sich so die von uns vorab prognostizierte 3D-Leistung im Rahmen einer GeForce2 GTS/Pro/Ti (alle 5,0 GB/sec) halten läßt, ist mangels direktem Vergleich nicht verifizierbar: Der nForce2 scheint weniger für den Grafikchip verfügbare Bandbreite zu haben (nur Richtung 4,0 GB/sec), allerdings sollte die Bandbreiten-Schon-Technologie LMA II dies wieder einigermaßen ausgleichen. Aber irgendwo in die genannte GeForce2-Region sollte der nForce2 schon kommen und damit eine auch heute noch vertretbare 3D-Performance bieten, wenn auch keine Bäume ausreißen.

Nachtrag vom 26. Februar 2003:

Einen aufschlußreichen Artikel zur 3D-Leistungsfähigkeit des nVidia nForce2 Chipsatzes hat die ComputerBase anzubieten. So ließ sich herausstellen, daß die Leistungsfähigkeit der integrierten GeForce4 MX klar von der zur Verfügung stehenden Speicherbandbreite abhängt. Sprich: Je höher der Speichertakt, desto besser die 3D-Benchmarks der integrierten Grafik des nForce2. Dabei spielt es auch keine Rolle, wenn man dafür asynchrone Taktungen zwischen FSB und RAM wählen muß, auf welche der nForce2 normalerweise nicht besonders gut reagiert (ist beispielsweise mit einer GeForce4 Ti4400 bei FSB266/DDR266 schneller als bei FSB266/DDR333).

Selbst bei einem asynchronen Verhältnis ist für die integrierte Grafik der höhere Speichertakt von höherem Vorteil als die Asynchronität zwischen FSB- und RAM-Takt von Nachteil. Diese Rechnung läßt sich im übrigen auch auf die Wahl der CPU umlegen: Ein AMD-Prozessor mit FSB333 wird sich mehr von der vorhandenen Speicherbandbreite abknöpfen, was in diesem Fall schädlich für die integrierte Grafik des nForce2 ist. Demzufolge sollte ein FSB266-Prozessor mit dem nForce2 sogar auf bessere Werte als ein (gleichgetakteter) FSB266-Prozessor kommen, natürlich immer nur bezogen auf die 3D-Leistungsfähigkeit der integrierten GeForce4 MX.