NVIDIA Quadro K2000M vs NVIDIA GeForce GTX 1050 Max-Q vs NVIDIA Quadro K3100M

NVIDIA Quadro K2000M

Die NVIDIA Quadro K2000M (manchmal auch K2100M genannt) ist eine DirectX 11.1 Mittelklasse Workstation-Grafikkarte für Notebooks. Sie basiert wie die Consumer GeForce GT 650M auf dem GK107 Chip der Kepler-Serie und wird in 28nm bei TSMC hergestellt. Die Grafikkarte ist für die Chief River Generation gedacht (Ivy Bridge) und wird z.B. im Lenovo Thinkpad W530 eingesetzt. Die Quadro K2000M ist die Nachfolgerin zur namensähnlichen Quadro 2000M (Fermi, Huron River Plattform).

Die Quadro Grafikkarten bieten zertifizierte Treiber, welche auf Stabiltität und Performance bei professionellen Anwendungen (CAD-, DCC-, Medizin-, Prospektions-, Visualisierungsanwendungen) optimiert sind. Dadurch ist die Performance im Vergleich zu den Consumergrafikkarten mit gleichem Chip deutlich besser in diesen Bereichen.

Architektur

Mit Kepler löst Nvidia die bisherige Fermi-Architektur ab, die unter anderem bei verschiedenen Chips und Modellen der GeForce-500M-Serie zum Einsatz kam. Der GK107 verfügt als derzeit kleinster Kepler-Chip über 2 Shader-Blöcke, die vom Hersteller mit dem Kürzel SMX bezeichnet werden. Zusammen mit zwei Polymorph Engines und einer gemeinsamen Raster Engine bilden diese einen sogenannten GPC (Graphics Processing Cluster). Da die Shader keine eigene Takt-Domain mehr besitzen (Hot Clock), entspricht die Rechenleistung der 384 ALUs in etwa 192 Einheiten der Fermi-Architektur mit doppelter Taktrate. Diese Änderung ist einer der Gründe dafür, dass sich laut Nvidia die Energieeffizienz gegenüber dem Vorgänger verdoppelt hat. Auch die Tesselations-Leistung soll, speziell bei hohen Faktoren, noch einmal deutlich verbessert worden sein. Als zusätzliche Neuerungen werden zudem erstmals PCIe 3.0 sowie ein noch nicht näher bezeichneter, optionaler Turbo-Modus unterstützt. Dieser kann, ausreichende Kühlungsreserven vorausgesetzt, die Kerntaktrate um bis zu 15 Prozent anheben. Da der Turbo vom BIOS gesteuert wird, steht er, falls vom Notebook-Hersteller implementiert, unabhängig vom Betriebssystem zur Verfügung.

Leistung

Die Performance der Quadro K2000M liegt je nach Taktrate zwischen dem Niveau der Consumer GeForce GT 650M und GT 640M liegen. Dadurch wird die ältere Quadro 2000M deutlich geschlagen und aktuelle 3D-Spiele des Jahres 2012 können mit mittleren bis hohen Einstellungen flüssig dargestellt werden.

Features

Das aktualisierte Featureset umfasst nun die Unterstützung von bis zu 4 aktiven Displays (mit Optimus u.U. weniger), die mit einer maximalen Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln zum Beispiel über DisplayPort 1.2 oder HDMI 1.4a 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 PureVideo HD Videoprozessor der fünften Generation (VP5) wurde vom GF119-Chip übernommen. Dieser kann die Formate MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264 und VC1/WMV9 bis zu einer Auflösung von 4k decodieren und somit den Prozessor entlasten. Auch zwei parallele Streams, beispielsweise für Picture-in-Picture bei einer Blu-Ray, sind möglich. Eine weitere Neuerung ist die Integration eines dedizierten Videoencoders ähnlich Intels Quick Sync, der über die NVENC-API angesprochen werden kann.

Die Leistungsaufnahme der Quadro K2000M ist laut Nvidia wie die alte Quadro 2000M mit einem TGP (Max Power Consumption) von 55W spezifiziert und dadurch für 15-Zoll Plattformen geeignet.

NVIDIA GeForce GTX 1050 Max-Q

Die Nvidia GeForce GTX 1050 mit Max-Q Design ist eine Mittelklasse-GPU basierend auf der Pascal-Architektur und wurde im Januar 2018 vorgestellt. Je nach Kühlungsdesign ist sie 10-15% langsamer als eine GTX 1050. Wie die GTX 1050, basiert die Max-Q Variante auf den GP107 Chp, der in 14 nm bei Samsung produziert wird.

Im Vergleich zur normalen GTX 1050 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 GP107-Chip wird in einem 14-nm-FinFET-Prozess bei Samsung 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.

Performance

Die exakte Performance der GeForce GTX 1050 Max-Q kann sich in Abhängigkeit von der Kühlung des jeweiligen Notebooks stark unterscheiden. Nvidia gibt an das die durchschnittliche GTX 1050 mit Max-Q Design etwa 10 bis 15 Prozent langsamer ist als eine GTX 1050. Dadurch eignet sich die Grafikkarte am besten für Full HD und hoher (aber nicht maximaler) Detailstufe.

Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme der GeForce GTX 1050 Max-Q ist von Nvidia mit 34 bis 40 Watt angegeben (je nach Taktung) und damit deutlich geringer als die 53 Watt der normalen GeForce GTX 1050. Dadurch eignet sich die Grafikkarte auch für dünne und leichte Notebooks.

NVIDIA Quadro K3100M

Die NVIDIA Quadro K3100M ist eine schnelle DirectX-11- und OpenGL-4.3-fähige Workstation-Grafikkarte für Notebooks. Sie basiert wie die Consumer GeForce GTX 780M auf dem 28-nm-Chip GK104 (Kepler-Serie), besitzt allerdings nur 768 aktive Shadereinheiten. Die Grafikkarte ist für die Shark-Bay-Generation gedacht (Haswell) und die Nachfolgerin der Quadro K3000M (Chief-River-Plattform). Es werden bis zu 4 GB GDDR5 als Grafikspeicher eingesetzt, die mit 800 MHz (I/O-Takt 1.600 MHz, 3.200 MHz effektiv) getaktet werden und über einen 256 Bit Speicherbus angebunden sind (102,4 GB/s). Eine wichtige Neuerung ist die erstmalige Unterstützung von PCIe 3.0.

Die Quadro-Grafikkarten bieten zertifizierte Treiber, welche auf Stabiltität und Performance bei professionellen Anwendungen (CAD-, DCC-, Medizin-, Prospektions-, Visualisierungsanwendungen) optimiert sind. Dadurch ist die Performance im Vergleich zu den Consumergrafikkarten mit gleichem Chip in diesen Bereichen deutlich besser.

Architektur 

Mit Kepler löst Nvidia die ältere Fermi-Architektur ab, die unter anderem bei verschiedenen Chips und Modellen der GeForce-500M-Serie zum Einsatz kam. Der GK104 verfügt als Kepler-Chip über 8 Shader-Blöcke mit je 192 CUDA Cores, die vom Hersteller mit dem Kürzel SMX bezeichnet werden. Bei der K3100M sind davon aber lediglich 4 aktiviert. Zwei SMX bilden zusammen mit zwei Polymorph Engines und einer gemeinsamen Raster Engine einen sogenannten GPC (Graphics Processing Cluster). Da die Shader keine eigene Takt-Domain mehr besitzen (Hot Clock), entspricht die Rechenleistung in etwa der Hälfte der Einheiten der Fermi-Architektur mit doppelter Taktrate. Diese Änderung ist einer der Gründe dafür, dass sich laut Nvidia die Energieeffizienz gegenüber Fermi verdoppelt hat. Auch die Tesselations-Leistung soll, speziell bei hohen Faktoren, noch einmal deutlich verbessert worden sein.

Leistung

In Anwendungen und Spielen platziert sich die K3100M knapp unter dem Level der alten Quadro K4000M. Damit liegt die Leistung zwischen den Consumer-Modellen GTX 765M und GTX 760M. In aktuellen 3D-Spielen (Stand Mitte 2013) besitzt die Karte damit ausreichende Leistungsreserven für hohe oder sehr hohe Auflösungen und Qualitätseinstellungen.

Features

Das Featureset umfasst wie bei der schnelleren K4100M die Unterstützung von bis zu 4 aktiven Displays (mit Optimus u.U. weniger), die mit einer maximalen Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln zum Beispiel über DisplayPort 1.2 oder HDMI 1.4a 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.

Die Rechenkerne der Grafikkarte können per CUDA und OpenCL 1.2 auch für generelle Berechnungen herangezogen werden.

Der PureVideo HD Videoprozessor der fünften Generation (VP5) wurde vom GF119-Chip übernommen. Dieser kann die Formate MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264 und VC1/WMV9 bis zu einer Auflösung von 4k decodieren und somit den Prozessor entlasten. Auch zwei parallele Streams, beispielsweise für Picture-in-Picture bei einer Blu-Ray, sind möglich. Eine weitere Neuerung ist die Integration eines dedizierten Videoencoders ähnlich Intels Quick Sync, der über die NVENC-API angesprochen werden kann.

Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme der Quadro K3100M entspricht laut Nvidia der alten Quadro K3000M und liegt bei 75 Watt TGP (Max Power Consumption). Dadurch ist die Karte am besten für große 17-Zoll-Notebooks geeignet.