GeForce GTX 970 Speicher Bug - Statement von Nvidia und unsere Einschätzung

Zunächst einmal wird durch das Statement klar, dass es sich nicht um einen Bug handelt, sondern wie wir bereits in unserer letzen News vermutet haben um eine Folge aus dem GPU-Design der GTX 970.

Sowohl die GeForce GTX 980 als auch die GTX 970 sind beide mit 4 GB Speicher ausgestattet. Es ist also nicht der Fall, dass die letzen 0,5 GB auf der Karte nicht vorhanden sind. Da aber in der GPU der GTX 970 drei SMM (Shadermodule mit Cuda Cores) deaktiviert sind, existieren dort auch weniger Querverbindungen im Speichersystem. Die Shadermodule enthalten zum Beispiel Teile des L1/Texturen Caches oder des Shared Memory. Nvidia hat nun auch ein neues Blockdiagramm zur GPU der GTX 970 herausgegeben, in dem zu erkennen ist, dass neben den 3 SMMs, die deaktiviert sind, auch ein Teil des 4 ROP/Memory Blocks deaktiviert wurde. Die Karte hat aber dennoch weiterhin ein 256-Bit Speicherinterface.

Blockdiagramm: GTX 980 VS GTX 970 (Neu)

Um dieser Situation gerecht zu werden und den Speicherzugriff zu optimieren, hat Nvidia die 4 GB Speicher der GTX 970 in zwei Segmente unterteilt, einen 3.5 GB großen und einen 0,5 GB großen Bereich. Die GPU kann auf die ersten 3.5 GB mit höherer Priorität und damit auch schneller zugreifen. Kommt man nun in eine Situation, in der man mehr als 3.5 GB Speicher braucht, so kann es zu Performance-Einbrüchen kommen. In den vorherigen High-End GeForce Karten GTX 780 und 780 Ti sah die Situation anders aus, so dass sich Nvidia vorwerfen lassen muss, hier die Technik der GTX970 nicht ausführlich genug dargelegt zu haben. Dadurch haben sich auch Fehler in den Spezifikationen eingeschlichen, die vom Nvidia-Tech-Marketing-Team nicht entdeckt wurden. So besitzt die GTX 970 nicht 64 ROPs sondern nur 56 ROPs und dazu beträgt der L2-Cache nur 1.75 MB und nicht wie vorher angegeben 2 MB.

Man kann tatsächlich davon ausgehen, dass es sich auf Seiten von Nvidias um ein Versehen gehandelt hat und nicht um eine absichtliche Falschangabe bei den Spezifikationen. Man befindet sich dort nun natürlich in einer defensiven Position und einige werden die Aussagen sicherlich anzweifeln. Es wäre allerdings reichlich dumm gewesen und würde überhaupt keinen Nutzen bringen die Spezifikationen absichtlich "hochzulügen". Nvidia hat sich in der Vergangenheit gerade in der Aufklärung über technische Details seiner GPUs eher sehr gewissenhaft gezeigt. 

Wie wirkt sich die neue Situation aber nun in der Praxis aus. Dazu muss man sagen, dass aktuelle Games eher selten die 3.5 GB Grenze beim Speicher überschreiten. Am schnellsten läuft man in diese Grenze bei Games, die mit besonderen High-Res-Texture-Packs erweitert werden können. Ein solcher Titel ist zum Beispiel "Shadows of Mordor", für den bei maximalen Details 6 GB Video-RAM empfohlen werden. Doch selbst in diesen Situationen ist das Problem nicht einfach nachzustellen, denn es muss beim Gameplay quasi zu einem Texturen-Swap im langsameren Speicherbereich kommen, damit sich die Geschwindigkeit deutlich auswirkt und um unterschiede zur GTX 980 zu zeigen dürfen auch nicht mehr als 4 GB Speicher genutzt werden.

Dazu kommt, dass die GeForce GTX 970 in besonders anspruchsvollen Bereichen, in denen bis zu 4 GB Speicher gebraucht wird (zum Beispiel bei 4K mit maximalen Details) sowieso nicht immer ausreichende Performance liefert und aufgrund der GPU langsamer ist als die GTX 980 (zum Beispiel fast dauerhaft 10 FPS Unterschied in Shadows of Mordor).

(Shadows of Mordor mit High-Res-Textures in 4K Ultra Detail auf GTX 970)

Lässt man das gleiche Game mit 1080p laufen, erhält man quasi dauerhaft an die 90 FPS. Wir konnten in unseren Test auch bei 4 GB Speicherbelegung keine wirklich deutlich schlimmeren Performance Drops als bei der GTX 980 erkennen. Beide Karten neigen dazu, ab zu zu deutlich einzubrechen, wenn man sich besonders schnell dreht oder Texturen nachgeladen werden müssen.

Am ehesten Tritt das Problem auf der GTX 970 also zum Beispiel bei 1440p Auflösung auf, wenn der Speicher über die 3,5 GB Grenze springt, die Karte aber noch genug Power hat dieses Szenario mit höheren FPS-Raten zu rendern. Eine Situation die wohl eher selten auftritt. Wir haben dazu noch einmal eine weitere News mit entsprechenden Beispielen der GTX 970/980 und Radeon R9 290X veröffentlicht.

Unserer Meinung nach sollte man dem Sachverhalt also nicht zu viel Bedeutung zugestehen, denn die GeForce GTX 970 wird dadurch keine schlechtere Grafikkarte. Gemessen am Preisunterschied zur GTX 980 bleibt die GTX 970 mit ihrer Performance und der hohen Energieeffizienz für anspruchsvollere Gamer die interessanteste Karte zusammen mit der Radeon R9 290/290X, die aber erheblich mehr Stromverbrauch mit sich bringt und in der Regel damit auch deutlich lauter ist. Einen Grund seine GeForce GTX 970 nun zurückzugeben oder auf eine GTX 980 upzudaten, sehen wir eher nicht.

Etwas kritischer muss man die Sache wohl beim Einsatz von SLI sehen, da man hier der Speichergrenze aufgrund der doppelten GPU Performance eine höhere Bedeutung zugestehen muss. Tests dazu haben wir allerdings noch nicht durchgeführt.

Hier noch einmal die offizielle Stellungnahme von Nvidia im Original:

The GeForce GTX 970 is equipped with 4GB of dedicated graphics memory.  However the 970 has a different configuration of SMs than the 980, and fewer crossbar resources to the memory system. To optimally manage memory traffic in this configuration, we segment graphics memory into a 3.5GB section and a 0.5GB section.  The GPU has higher priority access to the 3.5GB section.  When a game needs less than 3.5GB of video memory per draw command then it will only access the first partition, and 3rd party applications that measure memory usage will report 3.5GB of memory in use on GTX 970, but may report more for GTX 980 if there is more memory used by other commands.  When a game requires more than 3.5GB of memory then we use both segments.

We understand there have been some questions about how the GTX 970 will perform when it accesses the 0.5GB memory segment.  The best way to test that is to look at game performance.  Compare a GTX 980 to a 970 on a game that uses less than 3.5GB.  Then turn up the settings so the game needs more than 3.5GB and compare 980 and 970 performance again.

Here’s an example of some performance data:

On GTX 980, Shadows of Mordor drops about 24% on GTX 980 and 25% on GTX 970, a 1% difference.  On Battlefield 4, the drop is 47% on GTX 980 and 50% on GTX 970, a 3% difference.  On CoD: AW, the drop is 41% on GTX 980 and 44% on GTX 970, a 3% difference.  As you can see, there is very little change in the performance of the GTX 970 relative to GTX 980 on these games when it is using the 0.5GB segment.