GeForce GTX 970 Memory Bug - Volle Speichergeschwindigkeit nur mit 3,3 GB?

Bei der GeForce GTX 970 ist einigen Powerusern zunächst ein Ruckeln und Stottern bei sehr speicherintensiven Gaming-Szenarien aufgefallen. Ging man zuerst von einem Treiberproblem aus, so scheinen sich die Vermutungen zu den Ursachen nun eher in Richtung des Chipdesigns zu bewegen. Auffällig ist in jedem Fall, dass die GeForce GTX 980 von dem Problem nicht betroffen ist.

Mittlerweile hat sich auch ein Nvidia Mitarbeiter zudem Sachverhalt zu Wort gemeldet und mit dem kurzen Statement "we are still looking into this and will have an update as soon as possible." die Existenz des Problems zumindest indirekt bestätigt.

Nachvollziehen lässt sich das Problem recht einfach, indem man auf der GTX 970 sehr speicherintensive Games laufen lässt, die die kompletten 4 GB belegen. Das ist allerdings gar nicht so einfach zu erreichen, da die meisten Games eher nicht an diese Grenze stoßen. Am ehesten kann man den Effekt bei 4K Auflösung und Games mit High-Res-Texture-Packs sehen, wie zum Beispiel Shadows of Mordor, für das sogar 6 GB VRAM empfohlen werden.

Um das Problem einfacher zu verifizieren, kann auch einen Memory Benchmark durchgeführt werden. Der User "Nai" aus dem Computerbase Forum hat dazu einen kleinen Speicherbenchmark programmiert, der das Problem verdeutlichen soll.  Das Programm belegt mittels CUDA solange 128 MB Speicherblöcke auf der Grafikkarte bis kein Platz mehr frei ist und misst dann in diesen Blöcken den Speicherdurchsatz.

Genau dabei fällt auf, dass der Durchsatz ab dem Chunk 3200-3328 MB drastisch in den Keller geht. Wir haben das Problem einmal kurz mit drei GeForce-Modellen von MSI, Gainward und Manli nachgestellt und können die Werte auf allen drei Karten bestätigen. Der Durchsatz bricht von etwa 150 GB/s auf etwas über 22 GB/s ein und landet am Ende sogar bei nur 7 GB/s.

Bild: Speichertest auf 3 verschiedenen GeForce GTX 970 Modellen.

Ein Gegentest auf einer GTX 980 zeigt das Problem nicht. Hier wird der gesamte Speicher mit der vollen Geschwindigkeit angesprochen, bei unserem Sample mit etwa 176 GB/s.

Bild: Speichertest auf der GTX 980

Bei älteren Modellen wie der GTX 780 Ti oder GTX 780 ist der Effekt ebenfalls nicht zu beobachten.

Bild: Speichertest auf GTX 780 Ti und GTX 780

Erste Vermutung über die Ursache des Problems laufen nun in Richtung der deaktivierten Shader bei der GeForce GTX 970. Schaut man sich das Blockdiagramm der GPU an und zieht hinzu, dass auf der GTX 970 genau drei SMM Einheiten deaktiviert sind, so passt dies von der Aufteilung her genau zu den langsameren Speichersegmenten.

Bild: Blockdiagramm der GeForce GTX 980

Das Speicherinterface der GTX 970 ist 256 Bit breit bei 16 SMM Einheiten. Folglich entsprechen 16 SMM den 256 Bit und 4096 MB Speicher. 13 SMM würden also dann genau 208 Bit und 3328 MB entsprechen. Ob die Ursache wirklich in der GPU Architektur liegt, ist bislang aber nicht gesichert. Das Blockdiagramm selbst zeigt keine Zuordnung der vier Blöcke des Speicher-Controller zu den SMM-Einheiten, so dass hier eigentlich keine Beschneidung des Speicher-Controllers durch Deaktivierung von SMM-Einheiten auftreten sollte.

Das Problem wurde mittlerweile offenbar mehrfach an Nvidia gemeldet und sicherlich ist von dort bald ein Statement zu erwarten.

Update: Mittlerweile gibt es ein Statement von Nvidia zu dem Problem, das wir in einer weiteren News verarbeitet haben.