Nvidia GeForce GTX 750 und 750 Ti im Test (2/12)

Maxwell-Neuerungen für mehr Energieeffizenz

Kleinere Shader-Cluster, mehr Kontroll-Einheiten

Während sich die grundlegende Struktur moderner Grafikkarten mit der Unified-Shader-Architektur in der nahen Zukunft wohl nicht mehr allzu stark ändern wird, hat Nvidia bei der ersten Maxwell-Generation (GM107) vor allem an der Effizienz geschraubt, denn hier gibt es noch deutliches Verbesserungspotential.

Umgesetzt wird dies primär durch eine Neuorganisation der Shader-Cluster. Waren bei Grafikkarten auf Kepler-Basis noch 192 Shader in einem Cluster unterbracht, sind es bei Maxwell nur noch 128 Shader je Cluster. Doch Nvidia hat nicht nur die reine Anzahl der Shader je Cluster gesenkt, Nvidia hat außerdem jeden Cluster in vier Blöcke unterteilt, die jeweils eine eigene Steuereinheit (auch Kontroll-Logik genannt) besitzen. In der Folge muss eine Steuereinheit nicht mehr 192 sondern nur noch 32 Shader organisieren, wodurch diese deutlich effizienter eingesetzt werden können.

Nvidia zufolge konnte durch den Einsatz mehrerer Steuereinheiten je Cluster eines der Hauptprobleme in Bezug auf die Effizienz gelöst werden. Dazu gelang es Nvidia die Shader des Maxwell-Chips weiter zu optimieren. In der Summe steht laut Nvidia eine Peak-Leistungssteigerung von bis zu 35 Prozent je einzelnem Shader zu Buche.

Ein wesentliches Ziel bei Maxwell war zudem die Verbesserung der Performance mit dem gleichen Speicherinterface des GK107. So wurde der interne Speicherdurchsatz deutlich erhöht und das Design effizienter gestaltet. Zudem wurde der L2-Cache extrem von 256 KB auf 2048 KB vergrößert um das 128 Bit Interface effizienter zu machen und mehr Puffer bereit zu stellen, so das sich wiederholende Anfragen nicht immer den Speicher belasten.

Mehr Leistung, weniger Energiebedarf

In der immer wichtiger werdenden Einordnung nach dem Kriterium Leistung/Watt hat Nvidia die Leistung der GeForce GTX 750 Ti gegenüber der GTX 650 Ti (Kepler) verdoppelt. Im Vergleich zur GeForce GTX 550 Ti (Fermi) wurde die Leistung je Watt sogar vervierfacht.

Anders ausgedrückt: Obwohl die GeForce GTX 750 Ti mehr als doppelt so schnell rechnet wie die GeForce GTX 550 Ti - laut Nvidia werden 220 Prozent der 550-Ti-Leistung erreicht - verbraucht die GeForce GTX 750 Ti nur etwa halb so viel Energie (60 statt 116 Watt) wie die GeForce GTX 550 Ti. Auch Im Vergleich zur Radeon R7 260X kann die GTX 750 Ti punkten. Während die AMD-Karte eine Leistungsaufnahme von 115 Watt aufweist, benötigt die GTX 750 Ti bei höherer Leistung nur 60 Watt.

Kompakte Bauweise, keine Zusatzstecker

Als Folge kommt die GTX 750 Ti ohne zusätzlichen Stromstecker aus und eignet sich auch für leistungsschwache Netzteile mit einer Leistung zwischen 300 und 400 Watt. Da die Karte zudem weniger Wärme erzeugt und sehr kompakt gebaut ist, bietet sich die GeForce GTX 750 Ti für den Einsatz in Kleinstrechnern ohne opulentes Netzteil an. Nvidia nennt in diesem Bezug beispielsweise Computer im SFF (Small Form Factor). Auch kompakte PC-Konsolen, die für das 1080p-Gaming ausgelegt sind, wie etwa die Steam Machines, bieten sich als Einsatzgebiet der GTX 750 Ti an.

Großes Overclocking-Potential

Die geringe Leistungsaufnahme bietet aber nicht nur die Möglichkeit einer kompakten Bauform und den Verzicht auf einen zusätzlichen Stromstecker. Wie Nvidia betont, hat die GeForce GTX 750 Ti dank der effizienten Energieaufnahme auch ein großes Overclocking-Potential.

Neuer Video Encoder und GC5 Power State

Eines der neuen Features an der Kepler-GPU war der eingebaute Hardware-Encoder für H.264-Videos, NVENC genannt. Mit diesem Encoder kann die GPU Videos encoden ohne dabei die CPU zu belasten und arbeitet damit nicht nur schneller, sondern verbraucht auch weniger Energie.

Genau dieser Encoder macht auch erst Programm wie GeForce ShadowPlay möglich mit der eine Spielesession live aufgenommen oder sogar ins Web gestreamed werden kann. Und das alles ohne spürbaren Performanceverlust.

Mit Maxwell hat Nvidia den NVENC-Block auf der GPU nochmals verbessert und deutlich beschleunigt. Bei Maxwell liegt die Performance des Encoders noch einmal beim 1,5- bis 2-fachen von Kepler. Das Dekodieren wurde auch noch einmal beschleunigt und in Verbindung mit einem speziellen Decoder-Cache und hoher Speicherbandbreite für die Video-Streams konnte die Stromaufnahme nochmals verringert werden.

Maxwell bietet zudem einen neuen GC5-Power-State, der speziell eingeführt wurde um die Stromaufnahme bei der Wiedergabe von Videos zu senken.