NVIDIA GeForce GTX 950M vs NVIDIA GeForce GTX 1080 Max-Q vs NVIDIA GeForce GTX 970M SLI

NVIDIA GeForce GTX 950M

Die NVIDIA GeForce GTX 950M ist eine DirectX-11-fähige Notebook-Grafikkarte der oberen Mittelklasse, die im März 2015 vorgestellt wurde. Sie basiert auf der Maxwell-Architektur und wird in 28-Nanometer-Technik gefertigt. Bei der GTX 950M sind alle 640 Shadereinheiten des GM107-Chips aktiviert, der Kerntakt liegt bei 914 MHz (GDDR5-Modell) beziehungsweise 993 MHz (DDR3-Modell) zzgl. Boost und damit etwas unter der ansonsten baugleichen GTX 960M. Als Grafikspeicher kommt entweder schneller GDDR5 mit einer Taktrate von 1.250 MHz (5.000 MHz effektiv, 80 GB/s) oder aber langsamerer DDR3 mit 900 - 1.000 MHz (1.800 - 2.000 MHz effektiv, 28,8 - 32 GB/s) zum Einsatz. Das Interface ist in beiden Fällen jeweils 128 Bit breit.

Ungeachtet der etwas niedrigeren Kerntaktrate erreicht die GDDR5-Version der GTX 950M eine etwa 10 bis 20 Prozent höhere Performance. Einen genauen Performancevergleich liefern wir in unserem Artikel: 950M DDR3 versus GDDR5.

Architektur

Die Maxwell-Architektur des GM107-Chips wurde gegenüber der älteren Kepler-Generation kräftig überarbeitet, wobei der Fokus insbesondere auf der Steigerung der Energieeffizienz lag. Dafür hat Nvidia unter anderem die Shader-Cluster (SMM) umstrukturiert, die nunmehr nur noch 128 statt zuvor 192 ALUs integrieren. GM107 verfügt über 5 SMMs und damit 640 Shadereinheiten, 40 TMUs und 16 ROPs (128-Bit-Interface).

Zudem wurden die Scheduler modifiziert, was im Ergebnis zu deutlichen Energieeinsparungen und einer höheren Auslastung der Shader führen soll. Nvidia verspricht, dass ein Maxwell-SMM mit 128 ALUs 90 Prozent der Leistung eines Kepler-SMX mit 192 ALUs erreicht. Eine weitere Optimierung betrifft den stark vergrößerten L2-Cache (GM107: 2 MB), der einen Teil der Speicherzugriffe abfangen kann und damit den Einsatz eines relativ schmalen Speicherinterfaces gestattet.

GM107 unterstützt DirectX 12 nur mit Feature Level 11_0.

Leistung

Obwohl Nvidia gegenüber der GTX 850M nur die Chip-, nicht jedoch die Speichertaktrate angehoben hat, kann die GTX 950M ihre minimal höhere Rechenleistung ohne größere Abstriche in bessere Frameraten umsetzen. Insgesamt ordnet sich die GDDR5-Variante der Karte rund 15 Prozent unterhalb der GTX 960M ein und unterliegt nur knapp der älteren GTX 860M.

Spiele des Jahres 2014/2015 bewältigt die GTX 950M meist in hohen Einstellungen und FullHD-Auflösung. Einige sehr anspruchsvolle Titel wie Assassin's Creed Unity können jedoch eine (deutliche) Absenkung der Settings erfordern.

Features

GM107 integriert die sechste Generation der PureVideo HD Video-Engine (VP6). Die Performance beim Decodieren von H.264- und MPEG-2-Material soll abermals verbessert worden sein, zudem sind natürlich auch alle Features der Vorgänger (4K-Unterstützung, PiP, Videoencoder über NVENC-API) mit an Bord. HDMI 2.0 wird nicht unterstützt.

Weitere neue Features der GTX-900M-Serie, die jedoch auch von älteren Karten unterstützt werden, sind Battery Boost (längere Akkulaufzeit beim Spielen), Shadowplay (Aufzeichnung von Spiele-Videos) und Gamestream (Spiele-Streaming auf Shield-Konsole). Weitere Informationen dazu unter diesem Link.

Leistungsaufnahme

Die maximale Leistungsaufnahme der GeForce GTX 950M sollte sich inkl. Speicher in einer Größenordnung von etwa 50 Watt bewegen. Damit ist die Karte am besten für mittelgroße Notebooks ab etwa 15 Zoll geeignet. Bei geringer Last helfen zusätzliche Taktstufen dabei, Energie einzusparen; im Leerlauf kann die GPU mit Hilfe der Optimus-Technologie auch vollständig zugunsten der Prozessorgrafik deaktiviert werden.

NVIDIA GeForce GTX 1080 Max-Q

Die Nvidia GeForce GTX 1080 mit Max-Q Design ist eine mobile High-End-GPU der Pascal-Serie. Sie ist gedacht für dünne und leichte Notebook und je nach Kühlungsdesign etwa 10-15% langsamer als eine normale GTX 1080 für Laptops. Der Basistakt liegt mit 1101 - 1290 MHz deutlich unterhalb der normalen GTX 1080 (1566 MHz, mind. -18%) und auch der Boost erreicht mit 1278 - 1458 bei weitem nicht die 1733 MHz (mind. -16%) der regulären GTX 1080. Der Speichertakt ist jedoch gleich.

Im Vergleich zur normalen GTX 1080 gibt es noch weitere Unterschiede als den Takt. Der Treiber wurde auf Effizienz (und nicht Leistung) optimiert (nur für die Max-Q Modelle), optimierte Spannungswandler für 1V Betreib, high-end Kühlungsmethoden und eine 40 dB Grenze für die Lüfterlautstärke (mit Taktanpasssungen um dies jederzeit zu gewährleisten) zeichnen die Max-Q Variante aus.

Features

Der GP104-Chip wird in einem 16nm-FinFET-Prozess bei TSMC gefertigt und bietet eine Reihe neuer Features, unter anderem Support für DisplayPort 1.4 (ready), HDMI 2.0b, HDR, Simultaneous Multi-Projection (SMP) sowie verbessertes H.265 Video De- und Encoding (PlayReady 3.0). Eine genaue Auflistung der Verbesserungen und Features der neuen Pascal Desktop-GPUs finden Sie in unserem Pascal-Architektur-Artikel.

Der Stromverbrauch der Max-Q Variante ist deutlich reduziert und beträgt je nach Laptopmodell zwischen 90 und 110 Watt (TGP).

NVIDIA GeForce GTX 970M SLI

Die NVIDIA GeForce GTX 970M SLI ist ein Verbund aus zwei GeForce GTX 970M Grafikkarten der High-End-Klasse, der Ende 2014 vorgestellt wurde. Die GTX 970M GPU basiert auf dem in 28 Nanometern gefertigten Maxwell-Grafikchip GM204, der auch beim Top-Modell GeForce GTX 980M sowie verschiedenen Desktop-Karten zum Einsatz kommt. Die von Nvidia spezifizierten Taktraten liegen bei 924 MHz (zzgl. Boost) für die GPUs sowie 1.250 MHz (5.000 MHz effektiv) für den bis zu 2x 6 GB großen GDDR5-Speicher.

Beide Grafikkarten rendern jeweils abwechselnd ein Bild (AFR), wodurch sich die Leistung gegenüber einer einzelnen GPU im Optimalfall fast verdoppelt. Allerdings kann es durch ungleichmäßige Abstände zwischen zwei Bildern zu spürbaren (Mikro-)Rucklern kommen, obwohl die fps-Raten in einem flüssigen Bereich liegen.

Architektur

GM204 basiert auf Nvidias Maxwell-Architektur, die die vorherige Kepler-Generation ablöst. Zur Steigerung der Auslastung und Energieeffizienz hat Nvidia unter anderem die sogenannten Streaming Multiprocessors (SMM) umstrukturiert, die nunmehr je 128 Shader-Einheiten und 8 TMUs integrieren. Je vier SMMs bilden einen GPC, insgesamt 4 GPCs sind im GM204 verbaut. Im Falle der GeForce GTX 970M hat Nvidia jedoch 6 der insgesamt 16 SMMs deaktiviert, sodass nur 1.280 Shader-ALUs und 80 TMUs genutzt werden können. Hinzu kommen 48 ROPs, organisiert in drei Clustern à 16 Einheiten.

Das Speicherinterface beider GPUs besitzt eine Breite von jeweils 192 Bit (3x 64 Bit) und soll dank eines verbesserten Komprimierungs-Algorithmus eine ausreichend schnelle Anbindung an den GDDR5-Speicher gewährleisten. Hinzu kommen stark vergrößerte L1- (96 KB pro SMM) und L2-Caches (2 MB), die den Bandbreitenbedarf senken. Anders als der Mittelklasse-Chip GM107 unterstützt GM204 bereits DirectX 12 mit Feature Level 12_1 und verfügt über SMMs mit einer verbesserten Polymorph-Engine.

Leistung

Die Performance einer GeForce GTX 970M liegt etwa 10 Prozent über einer GTX 880M, sodass sich auch beim Vergleich der jeweiligen SLI-Varianten eine ähnliche Differenz ergibt. Damit ist die GeForce GTX 970M SLI Ende 2014 die zweitschnellste Grafiklösung für Notebooks, lediglich ein SLI-Verbund aus zwei GeForce-GTX-980M-Karten rechnet nochmals rund 30 Prozent schneller. Maximale Details, zusätzliche Qualitäts-Features wie AA/AF und extreme hohe Auflösungen werden in nahezu allen aktuellen Spielen ohne Probleme bewältigt.

Features

Das Featureset entspricht zu großen Teilen dem der GeForce-GTX-800M-Serie. Bis zu 4 aktive Displays (mit Optimus u.U. weniger) sind mit der GTX 970M möglich, die mit einer maximalen Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln zum Beispiel über DisplayPort 1.2 oder HDMI 2.0 (kein HDCP bei 4K) angebunden werden können. HD-Audio-Formate wie Dolby True HD und DTS-HD lassen sich als Bitstream an einen geeigneten Receiver senden. Wie in der Vergangenheit kann jedoch auch weiterhin 3D Vision nicht mit Optimus-Unterstützung kombiniert werden.

Der aktualisierte Videoprozessor VP6 kann nicht nur gängige Formate wie H.264, sondern ab sofort auch H.265 bis zu einer Auflösung von 4K decodieren und encodieren (per NVENC-API). Auch mehrere parallele Streams, beispielsweise für Picture-in-Picture bei einer Blu-Ray, sind möglich.

Weitere Features der GTX-900M-Serie, die jedoch teils auch von älteren Karten unterstützt werden, sind Battery Boost (längere Akkulaufzeit beim Spielen), Shadowplay (Aufzeichnung von Spiele-Videos, bis zu 4Kp60 und 130 Mbit/s) und Gamestream (Spiele-Streaming auf Shield-Konsole). Weitere Informationen dazu unter diesem Link.

Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme einer GeForce GTX 970M sollte inkl. MXM Board und Speicher im Bereich der GTX 870M liegen, die mit einer TDP von 100 Watt spezifiziert wurde. Bei der SLI-Version verdoppelt sich dieser Wert folglich auf etwa 200 Watt, sodass die Grafiklösung nur in sehr großen und schweren Gaming-Notebooks mit leistungsfähiger Kühlung eingesetzt werden kann. Bei geringer Last helfen variable Taktraten dabei, Energie einzusparen.