NVIDIA GeForce GT 420M vs NVIDIA GeForce GT 415M

Die NVIDIA GeForce GT 420M ist eine Mittelklasse Grafikkarte für Notebooks welche in 2010 vorgestellt wurde. Sie basiert auf den GF108 Kern, der ein Ableger der Fermi Architektur ist und daher DirectX 11 und OpenGL 4.0 unterstützt. Bei der GT420M sind alle 96 Shader freigeschalten (im Vergleich zur GT415M), jedoch ist sie im Vergleich zur GT425M und GT435M niedriger getaktet.

GF108 Architektur

Der GF108 Kern der GT420M basiert auf den GF100 (GeForce GTX 480M) und bietet maximal 96 Shader und einen 128 Bit Speicherbus. Im Vergleich zum GF104 Kern, ist der GF108 sozusagen eine geviertelte Version. Dadurch ist die Architektur nicht mehr mit dem GT215 (GeForce GTS 350M) oder GT216 (GeForce GT 330M) verwandt. Im Unterschied zum GF100 wurden die kleineren GF104, GF106 und GF108 Kerne jedoch nicht nur abgespeckt, sondern deutlich abgeändert. Die Chips sind auf den Consumer Markt orientiert (GF100 auf für professionelle Anwendungen) und besitzen mehr Shader (3x16 statt 2x16), Textureinheiten (8 statt 4) und SFUs (Special-Function-Units) pro Streaming-Multiprocessors (SM). Da jedoch immer noch nur zwei Warp Scheduler sich um die drei Shader Blöcke kümmern, stieg Nvidia auf eine Superskalare Architektur um. Dadurch kann man die Shader theoretisch besser auslasten und die Performance pro Rechenkern steigern. Im Worst-Case kann die Performance jedoch auch schlechter als bei der GF100 Architektur sein (und den Vorgängern). Der für professionelle Anwendungen wichtige ECC Speicherschutz wurde komplett weggelassen und die FP64 Hardware beschnitten (nur noch 1/3 der Shader sind FP64 fähig und damit 1/12 der FP32 Leistung). Durch die Beschneidungen im Vergleich zum GF100 stieg die Größe eines SM nur um 25% trotz der höheren Shaderanzahl. Aufgrund der unterschiedlichen Shaderarchitekturen und der höheren Taktung der Rechenkerne bei Nvidia, kann man die Anzahl nicht direkt mit den AMD Radeon Grafikkarten (z.B. HD 5650) vergleichen.

Detaillierte Informationen zur GF104 (und damit auch GF106 und GF108) Architektur kann man z.B. bei Anandtech nachlesen (über die Desktop GTX 460 - Englisch).

Leistung

Die Leistung der GeForce GT 420M lässt sich aufgrund der veränderten Architektur also nicht direkt mit z.B. einer GeForce GTS 250M (gleiche Shaderanzahl) vergleichen. Durch die Limitierung auf (G)DDR3 Speicher, dürfte sich die Speicherbandbreite (128 Bit Bus) etwas als Flaschenhals darstellen. Im Test mit einem Acer Aspire 5745PG Vorseriengerät positionierte sich die GeForce GT420M meistens zwischen GT 330M und GT335M. Da die GT335M deutlich weniger Shader als die GT 420M aufweist, lässt sich noch auf einiges Optimierungspotential per Treiberupdates schließen.

Die Spieleleistung der GT420M reicht dadurch bei sehr anspruchsvollen Spielen (wie Battlefield Bad Company 2) nur für mittlere Detailstufen. Weniger anspruchsvolle Spiele, können auch in hohen Detail-Einstellungen flüssig gespielt werden. Die ideale Spieleauflösung ist 1360x768. Detaillierte Spielebenchmarks und Vergleichsdiagramme mit anderen Grafikkarten finden Sie im weiteren Verlauf der Seite.

Features

Eine weitere Neuheit bei den GF104/106/108 Chips ist die Unterstützung der Bitstream Übertragung von HD Audio (Blu-Ray) per HDMI Anschluss. Wie die Radeon HD 5650, kann die GT 420M Dolby True HD und DTS-HD per Bitstream ohne Qualitätsverlust an einen geeigneten Receiver übertragen.

Zur Dekodierung von HD Videos durch die Grafikkarte unterstützt die GT420M PureVideo HD. Der verbaute Video Processor 4 (VP4) unterstützt das Feature Set C und kann somit MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 Part 2 (MPEG-4 ASP - z.B. DivX oder Xvid), VC-1/WMV9 und H.264 vollständig auf der Grafikkarte dekodieren (VLD, IDCT, Motion Compensation und Deblocking). 

Weiters können gleichzeitig zwei Streams in Echtzeit dekodiert werden um z.B. Blu-Ray Picture-in-Picture umzusetzen (primäres Video in 1080p, secundäres in 480p). Weiters bezeichnet PureVideo HD die Fähigkeit der HDCP Verschlüsselung für digitale Anschlüsse.

Für generelle Berechnungen (z.B. Video Transcoding) können die Shader Cores (auch CUDA Cores genannt) durch die Schnittstellen CUDA, DirectCompute 2.1 und OpenCL angesprochen werden. Dank PhysX kann die Physikberechnungen auf die GPU verlagern. Die Leistung der GT 420M reicht jedoch nicht aus um in modernen Spielen die 3D Grafik und die Physikeffekte zu berechnen.

Der Stromverbrauch der GeForce GT 420M ist laut Gerüchten bei ungefähr 35 Watt (TDP inkl. Speicher) und dadurch für 15” Notebooks geeignet. Unser Aspire 5745PG Testgerät mit Optimus brauchte die GT420M Idle etwa 10.7-12.3 Watt, im 3DMark06 15.6-17.5 Watt und bei Maximallast (Furmark) 23.2 Watt mehr. 

Ohne Last kann sich der Chip automatisch im 2D Betrieb auf 50/100/135 MHz (Chip / Shader / Speicher) bzw. 200/400/320 MHz im 3D Betrieb untertakten um Strom zu sparen. Außerdem unterstützt der GF108 Optimus zum automatischen Umschalten zwischen integrierter Grafikkarte und Nvidia GPU. Dies muss jedoch vom Notebookhersteller umgesetzt werden und kann nicht nachgerüstet werden.

Die NVIDIA GeForce GT 415M ist eine untere Mittelklasse Grafikkarte für Notebooks welche in 2010 vorgestellt wurde. Sie basiert auf den GF108 Kern, der ein Ableger der Fermi Architektur ist und daher DirectX 11 und OpenGL 4.0 unterstützt. Bei der GT415M sind jedoch nur 48 der 96 Shader Kerne aktiviert. Dadurch sollte sie deutlich langsamer sein als die GT 420M welche die selben Taktraten aufweist, aber die vollen 96 Shader besitzt. Laut Nvidia gehört die GT 415M jedoch schon zur Performance Klasse (im Gegensatz zur Geforce 310M). Als Grafikspeicher kann nur (G)DDR3 eingesetzt werden.

GF108 Architektur

Der GF108 Kern der GT415M basiert auf den GF100 (GeForce GTX 480M) und bietet maximal 96 Shader und einen 128 Bit Speicherbus. Im Vergleich zum GF104 Kern, ist der GF108 sozusagen eine geviertelte Version. Dadurch ist die Architektur nicht mehr mit dem GT215 (GeForce GTS 350M) oder GT216 (GeForce GT 330M) verwandt. Im Unterschied zum GF100 wurden die kleineren GF104, GF106 und GF108 Kerne jedoch nicht nur abgespeckt, sondern deutlich abgeändert. Die Chips sind auf den Consumer Markt orientiert (GF100 auf für professionelle Anwendungen) und besitzen mehr Shader (3x16 statt 2x16), Textureinheiten (8 statt 4) und SFUs (Special-Funciton-Units) pro Streaming-Multiprocessors (SM). Da jedoch immer noch nur zwei Warp Scheduler sich um die drei Shader Blöcke kümmern, stieg Nvidia auf eine Superskalare Architektur um. Dadurch kann man die Shader theoretisch besser auslasten und die Performance pro Rechenkern steigern. Im Worst-Case kann die Performance jedoch auch schlechter als bei der GF100 Architektur sein (und den Vorgängern). Der für professionelle Anwendungen wichtige ECC Speicherschutz wurde komplett weggelassen und die FP64 Hardware beschnitten (nur noch 1/3 der Shader sind FP64 fähig und damit 1/12 der FP32 Leistung). Durch die Beschneidungen im Vergleich zum GF100 stieg die Größe eines SM nur um 25% trotz der höheren Shaderanzahl. Aufgrund der unterschiedlichen Shaderarchitekturen und der höheren Taktung der Rechenkerne bei Nvidia, kann man die Anzahl nicht direkt mit den AMD Radeon Grafikkarten (z.B. HD 5650) vergleichen.

Detaillierte Informationen zur GF104 (und damit auch GF106 und GF108) Architektur kann man z.B. bei Anandtech nachlesen (über die Desktop GTX 460 - Englisch).

Leistung

Die Leistung der GeForce GT 415M lässt sich aufgrund der veränderten Architektur also nicht direkt mit z.B. einer GeForce GT 330M (gleiche Shaderanzahl) vergleichen. Die GeForce GT 420M mit 96 Shader war im Test ähnlich schnell wie eine GT 330M, wodurch die GT 415M wohl eher auf dem Level einer GT320M performen sollte.

Features

Eine weitere Neuheit bei den GF104/106/108 Chips ist die Unterstützung der Bitstream Übertragung von HD Audio (Blu-Ray) per HDMI Anschluss. Wie die Radeon HD 5470, kann die GT 415M Dolby True HD und DTS-HD per Bitstream ohne Qualitätsverlust an einen geeigneten Receiver übertragen.

Zur Dekodierung von HD Videos durch die Grafikkarte unterstützt die GT415M PureVideo HD. Der verbaute Video Processor 4 (VP4) unterstützt das Feature Set C und kann somit MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 Part 2 (MPEG-4 ASP - z.B. DivX oder Xvid), VC-1/WMV9 und H.264 vollständig auf der Grafikkarte dekodieren (VLD, IDCT, Motion Compensation und Deblocking).

Weiters können gleichzeitig zwei Streams in Echtzeit dekodiert werden um z.B. Blu-Ray Picture-in-Picture umzusetzen (primäres Video in 1080p, secundäres in 480p). Weiters bezeichnet PureVideo HD die Fähigkeit der HDCP Verschlüsselung für digitale Anschlüsse.

Für generelle Berechnungen (z.B. Video Transcoding) können die Shader Cores (auch CUDA Cores genannt) durch die Schnittstellen CUDA, DirectCompute 2.1 und OpenCL angesprochen werden. Dank PhysX kann die Physikberechnungen auf die GPU verlagern. Die Leistung der GT 415M reicht jedoch nicht aus um in modernen Spielen die 3D Grafik und die Physikeffekte zu berechnen.

Ohne Last kann sich der Chip automatisch im 2D Betrieb auf 50/100/135 MHz (Chip / Shader / Speicher) bzw. 200/400/320 MHz im 3D Betrieb untertakten um Strom zu sparen. Außerdem unterstützt der GF108 Optimus zum automatischen Umschalten zwischen integrierter Grafikkarte und Nvidia GPU. Dies muss jedoch vom Notebookhersteller umgesetzt werden und kann nicht nachgerüstet werden.