Prüfstand | Profi-GrafikkartenK Samples/s<strong>15</strong>0012009006003000Luxmark 2.0, OpenCL-Benchmark1456210129 50 67QuadroK600LuxMark 2.0Szene: Sala, 488.000 Dreiecke, OpenCLLuxMark 2.0Szene: Room, 2.016.000 Dreiecke, OpenCLQuadro600QuadroK200029825019795 114 143Quadro2000QuadroK4000Quadro4000424 431192 204783450Quadro Quadro FireProK5000 5000 W50001350762FireProW7000fps6050403020100Unigine Heaven 3.0, Tessellation-Benchmark9,69QuadroK600DirectX 11, 1920 x 1080, 4xAA, 16xAFOpenGL 4, 1920 x 1080, 4xAA, 16xAF7,66,1Quadro60020,719,514,411,5QuadroK2000Quadro200034,731,5QuadroK400017,3 16,2Quadro40005447,3QuadroK500024,723,2Quadro500032,126,5FireProW500052,141,9FireProW7000Beim Raytracing via OpenCL haben die Quadrosgegenüber AMDs FirePro-Grafikkarten keine Chance.Letztere bieten einfach eine höhere Rechenleistung.Im Tessellation-Benchmark Unigine Heaven liefern dieQuadros im DirectX- und OpenGL-Modus ungefähr diegleiche Performance.zusammenschalten. Die doppelteLeistung erreicht man im Dual-GPU-Betrieb allerdings nicht: Jenach Optimierung, 3D-Engineund den im Treiber hinterlegtenSLI-Profilen ist ein Plus von 50 bis80 Prozent üblich, den Rest frisstder Verwaltungsaufwand. Zusätzlichbietet die Quadro K4000einen unscheinbaren vierpoligenStecker für die mitgelieferte 3D-Stereo-Slotblende, über die sichShutterbrillen anschließen lassen.Wegen der potenten GPUund größeren Speichermengeschluckt die Grafikkarte mehr, alsder PEG-Steckplatz bereitstelltund ist daher auf einen sechs -poligen PCIe-Stecker <strong>vom</strong> Netzteilangewiesen. Mithilfe vonDirect3D-11.1-Funktionen von Kepler-GPUsunterstütztnicht unterstütztPartial constant buffer updatesTarget-Independent Rasterization (2D-Rendering)Logic operations in the Output Merger16xMSAA Rasterization (2D-Rendering)16bpp renderingOrthogonal Line Rendering ModeUAV-only renderingUAV in non-pixel-shader stagesPartial clearsLarge constant buffersZwar laufen die Karten auch unter DirectX 11.1, beherrschen deren Direct3D-Spezifikation abernicht vollständig und schalten daher auf den Funktionsumfang von Direct3D 11.0 zurück.Furmark maßen wir 85 Watt mitSpitzen von bis zu 94 Watt,beim 3D-Rendern durchschnittlich68 Watt.Dennoch bleibt die Lautstärkedes Radiallüfters akzeptabel (0,8bis 1,0 Sone). Bei ruhendemWindows-Desktop ist die QuadroK4000 nur geringfügig lauter alsdie anderen beiden Neulingeund schluckt durch ihre ausgeklügeltenStromsparmechanismennur 8 Watt. Im Dreischirmbetriebsind’s mit 33 Watt aberschon 14 Watt mehr als eineK2000. Im Vergleich zum VorgängerQuadro 4000 ist das Pipifax:Die verheizt schon beim Nichtstun38 Watt, im Zweischirmbetrieb77 Watt und unter Maximallastdurchschnittlich 165 Watt –und röhrt mit bis zu 3 Sone.Neben einem sechspoligenPCIe-Stromadapter legt PNYnoch einen DVI-zu-VGA-Verbinderund zwei DisplayPort-zu-DVI-Kabeladapter bei.3D-PerformanceUm die Leistungsfähigkeit derdrei Karten zu beurteilen, jagtenwir sie durch mehrere Benchmarks.Die Durchläufe des SPECViewperf 11 orientieren sich anpraktischen Anforderungen vonacht wichtigen Workstation-Programmen:Catia, Ensight, Lightwave,Maya, Pro Engineer, Solidworks,Siemens Teamcenter undNX. Darüber hinaus ermitteltenwir die 3D-Render-Performanceder Grafikkarten unter DirectXmithilfe des 3DMark 11 und3DMark Firestrike, die OpenGL-4-Leistung via Unigine Heaven(inklusive Tessellation) und Cinebench.Auch ein Blick auf Luxmarkdurfte nicht fehlen, der viaOpenCL Raytracing-Berechnungendurchführt. Die Messungenhaben wir mit dem zum Redak -tionsschluss aktuellen Quadro-Treiber v320.00 unter Windows 8(64 Bit) durchgeführt.Der SPEC Viewperf 11 zeigt,dass die Leistungsunterschiedezwischen den drei Quadros jenach Anforderung stark schwanken.So ist die Quadro K4000 beiCatia, Ensight, Maya, Teamcenterund NX zwischen zweieinhalbunddreimal so schnell wie diegünstige Quadro K600, bei Solidworksbeträgt der Unterschiednoch 70 Prozent und bei Light -wave sogar nur 37 Prozent. DenPro-Engineer-Test arbeiten alleKarten ähnlich behäbig ab underreichen zwischen 12 und <strong>15</strong> fps.Im Vergleich mit ihrem Vorgängerliegt die K4000 je nachViewperf-Szene zwischen <strong>15</strong> undknapp 60 Prozent vorn undschluckt dabei halb so vielStrom, der prozentuale Vorsprungder K2000 zur alten2000er fällt in manchen Testssogar noch höher aus. AMDsKonkurrenzkarte FirePro W7000(650 Euro) zeigt die QuadroK4000 in 7 von 8 Tests die Sporen,die K2000 ist in 5 von 8 Testsschneller als eine FirePro W5000SPEC Viewperf 11Quadro K600Quadro 600Quadro K2000Quadro 2000Quadro K4000Quadro 4000Quadro K5000Quadro 5000FirePro W5000FirePro W7000Catia-03[fps]besser >23,716,542,228,859,045,372,654,940,944,7Ensight-04[fps]besser >14,38,827,917,146,430,678,342,547,<strong>15</strong>4,3Lightwave-01[fps]besser >60,539,482,942,083,173,182,873,973,973,7Maya-03[fps]besser >31,721,979,031,5102,880,9124,898,576,080,2ProE-05[fps]besser >12,38,814,69,514,810,214,610,86,86,6gemessen unter Windows 8 Pro auf Intel Core i7-3770K, 8 GByte DDR3-1333, Asus P8Z77-V Pro, VSync aus, Quadro K: 320.00, FirePro 9.003.3SW-02[fps]besser >38,625,454,235,466,057,271,062,964,065,5Tcvis-02[fps]besser >22,4<strong>15</strong>,436,724,452,636,264,542,022,925,0Snx-01[fps]besser >18,611,933,221,052,333,380,244,945,750,9102 c’t 2013, Heft <strong>15</strong>
Prüfstand | Profi-Grafikkarten(400 Euro) – dem besser optimiertenTreiber sei Dank.Auch im Tessellation-BenchmarkUnigine Heaven trumpfendie neuen Karten auf, diesmalaber nur gegenüber ihren Vorgängern:So erzeugt die K4000die doppelte Bildrate einer Quadro4000 – sowohl im DirectX-11- als auch OpenGL-4-Durchlauf.Gegen die höhere Rechenleistungder AMD-Konkurrenz istjedoch kein Kraut gewachsen:Die FirePro W7000 und W5000leisten jeweils rund 50 Prozentmehr als ihre direkten Quadro-Konkurrenten. Ähnlich sieht’sauch im 3DMark Firestrike aus,hier sind die FirePros sogar rund60 Prozent schneller, schluckenaber jeweils rund 10 Watt mehrund werden lauter.Vergleicht man die Quadrosim 3DMark Firestrike miteinander,ist die K2000 (1865 Punkte)mehr als doppelt so schnell wiedie K600 (851 Punkte), die K4000liefert sogar die dreieinhalbfacheLeistung (3018), der CinebenchR11.5 (27/60/89 fps) zeigt einähnliches Verhältnis. In Relationzu Desktop-Grafikkarten liegt dieK600 im 3DMark auf demLeistungsniveau einer GeForceGT 630 (50 Euro), die QuadroK2000 und K4000 sind im3DMark etwas langsamer alseine GeForce GTX 650 (90 Euro)beziehungsweise GTX 650 Ti(110 Euro). Nvidia lässt sich denzertifizierten Workstation-Treiberund dessen Zusatzfunktionenteuer bezahlen.Die schon aus der GeForce-Welt bekannte OpenCL-Schwächeder GK10X-Grafikchips zeigtesich auch auf den Quadro-Kartenim Luxmark 2.0. Dessen Ergebnissefallen bei beiden Raytracing-Szenen mit je 0,5 und 2 MillionenDreiecken ernüchternd aus: DieQuadro K4000 wird sogar vonder Vorgängerkarte Quadro 4000– deren theoretische Rechen -leistung weniger als die Hälftebeträgt – um 20 Prozent geschlagenund die 190 Euro günstigereAMD-Konkurrenzkarte FireProW7000 liegt um den Faktor 5vorn. Nvidia verweist lieber aufdie eigene CUDA-Schnittstelle,die den Karten besser steht, jedochkeine Vergleiche mit AMD-Hardware zulässt.FazitNvidias neue Quadro-Grafikkartensind dank ihrer Kepler-Grafikchipsschneller als die Fermi-Vorgängerund obendrein sparsamer.Die Magie steckt vor allemim Treiber, der zahlreiche Zusatzfunktionenfreischaltet unddie GPUs auf Workstation-Anwendungenhin optimiert. Dadurchkönnen sich die Quadrosin den SPEC-Durchläufen sogarvon den aus Hardware-Sicht wesentlichstärkeren FirePro-W-Konkurrenzkarten mit GCN-GPUsTechnische Datenabsetzen. Wie viel mehr die Fire-Pros eigentlich leisten müssten,zeigt sich im 3DMark und Luxmark.Nvidia hat Glück, dassAMD es noch immer nicht hinbekommenhat, der Industrie einendurchgängig schnellen Workstation-Treiberzu bieten. Dadurchhat Nvidia jedenfalls keinen gewichtigenGrund, seine Quadrosgünstiger anzubieten. Doch vielleichtkönnten sich die Anteileschneller verschieben als gedacht:Schließlich hat IT-GigantApple angekündigt, seine fürEnde des Jahres erwarteten MacPros mit FirePro-Karten zu bestücken.Vielleicht feuert das dieAMD-Entwickler an. (mfi)Literatur[1]ˇMartin Fischer, Kepler-Koloss, DieWorkstation-Grafikkarte QuadroK5000, c’t 1/13, S. 54[2]ˇMartin Fischer, Gerecht verteilt,c’t 11/13, S. 52[2]ˇNvidia 3D Vision Pro Systemanforderungen:http://www.nvidia.de/object/3d-vision-pro-requirementsde.html[4]ˇMartin Fischer, Ausgereizt, DieHochleistungsgrafikkarte GeForceGTX Titan, c’t 8/13, S. 68Quadro K600 Quadro K2000 Quadro K4000Hersteller Nvidia Nvidia NvidiaCodename GK107 GK107 GK106Transistoren 1,3 Mrd. 1,3 Mrd. 2,54 Mrd.Fertigungsprozess 28 nm 28 nm 28 nmShader-ALUs 192 384 768Core-/Shader-/Speichertaktfrequenz 876 MHz / 891 MHz 954 / 2000 MHz 811 MHz / 2808 MHztheoretische Rechenleistung SP / DP 336 GFlops / 14 GFlops 732 GFlops / 31 GFlops 1245 GFlops / 52 GFlopsDirectX / OpenGL/ OpenCL 11.0 / 4.3 / 1.1 11.0 / 4.3 / 1.1 11.0 / 4.3 / 1.1Speichergröße 1 GByte 2 GByte 3 GByteDatentransferrate 28,5 GByte/s 64 GByte/s 134,8 GByte/sStromversorgung PEG PEG PEG, 1 x sechspoligKühlung Low-Profile, aktiv Single-Slot, aktiv Single-Slot, aktivkopplungsfähig – – v (SLI)ECC-Speicherschutz – – –Frame-/Genlock über Zusatzkarte – – –TDP 41 Watt 51 Watt 80 WattLeistungsaufnahme 2D/9 / 10 / 28 / 35 / 39 Watt 8 / 19 / 42 / 55 / 59 Watt 8 / 33 / 68 / 85 / 94 WattMultimonitor/3D/Furmark/Peak 1Lautheit Leerlauf / Last / Maximum 1 0,1 / 0,5 / 0,6 Sone 0,2 / 0,3 / 0,4 Sone 0,3 / 0,8 / 1,0 SoneDisplay-Ausgänge 1 x DP, 1x DL-DVI 2 x DP, 1x DL-DVI 2 x DP, 1x DL-DVIgleichzeitig nutzbare Bildschirme 2 3 3beiliegende Adapter, Kabel, Software1 x DP zu SL-DVI, 1x DVI zu VGA,Low-Profile-Slotblende, Treiber-CD1 x DP zu SL-DVI, 1x DVI zu VGA,Treiber-CDGarantie 3 Jahre 3 Jahre 3 JahrePreis 165 e 430 e 840 e1gemessen v vorhanden – nicht vorhandenDie Quadro K4000 lässt sichmit einer weiteren koppeln –der SLI-Anschluss macht’smöglich.2xDP zu SL-DVI, 1x DVI zu VGA,1 x PCIe-Stromadapter, 3D-Stereo-Blende, Treiber-CDcc’t 2013, Heft <strong>15</strong>103
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