GeForce GTX 980/970 im Test: Nvidia Maxwell 2.0 für High-End ist da (2025)

Inhaltsverzeichnis

  1. 1 Einleitung
  2. Maxwell 2.0
    1. GPU-Architektur
    2. 2 DirectX 11.2 und DirectX 11.3
    3. Video und Virtual Reality
    4. Die neuen Grafikkarten
  3. 3 Verbesserte Bildqualität
    1. Offizielles Downsampling (DSR)
    2. MFAA als schnelleres MSAA
  4. 4 Die Grafikkarten im Test
    1. 2 × Nvidia GeForce GTX 980
    2. 2 × Nvidia GeForce GTX 970
  5. 5 Testergebnisse
    1. Die Turbo-Taktraten
    2. 6 Leistungsratings Spiele
    3. 7 Einzelergebnisse Spiele
    4. Frameverläufe Spiele
    5. 8 Ultra-HD-Tests in 3.840 × 2.160 (4K)
    6. 9 GPU-Computing
    7. 10 Benchmarks der Partnerkarten
    8. 12 Leistungsaufnahme
    9. Übertaktbarkeit
  6. 13 Sondertests
    1. DSR (Downsampling) – Bildqualität
    2. 14 DSR (Downsampling) – Benchmarks
    3. DSR (Downsampling) – Erstes Fazit
    4. 15 SLI unter Ultra HD
    5. Tessellation
  7. 16 Preis-Leistungs-Verhältnis
  8. 17 Fazit
  9. Verwandte Tests

Einleitung

Nvidia Maxwell in der zweiten Generation für High-End-Grafikkarten ist da. Die ersten beiden Grafikkarten tragen die Bezeichnung GeForce GTX 980 und 970. Sie ersetzen mit GTX 770, 780 und 780 Ti zu zweit gleich drei Vorgänger. Die alten Karten laufen aus.

ModellGPUPreisStatus
GeForce GTX 980GM204540 Euro (UVP)
GeForce GTX 780 TiGK110499 Eurowird eingestellt
GeForce GTX 780GK110370 Eurowird eingestellt
GeForce GTX 970GM204320 Euro (UVP)
GeForce GTX 770GK104260 Eurowird eingestellt
Alle Preise auf Basis sofort lieferbarer Angebote

Die neuen Grafikkarten sollen bei der Leistungsfähigkeit überlegen sein und dabei deutlich weniger verbrauchen, verspricht Nvidia. Neue Funktionen, die der Bildqualität zu Gute kommen, gibt es auch. ComputerBase hat die Grafikkarten ausführlich getestet.

Neben der GeForce GTX 980 im Referenzdesign hat sich für den Test die Gigabyte GeForce GTX 980 G1 Gaming in der Redaktion eingefunden. Die günstigere Variante ist durch die Asus GeForce GTX 970 Strix und die Gigabyte GeForce GTX 970 G1 Gaming vertreten.

Maxwell 2.0

Maxwell als Nachfolger der Kepler-Architektur gibt es auf GeForce GTX 750 Ti und GeForce GTX 750 seit über einem halben Jahr. Die auf beiden Grafikkarten verwendete GM107-GPU setzte auf die Maxwell-Architektur der „ersten Generation“, deren oberstes Ziel die bessere Energieeffizienz gewesen sein soll.

Der GM204 der GeForce GTX 980 und GeForce GTX 970 basiert dagegen auf der „zweitenGeneration“, die neben der Leistungsaufnahme auch die Geschwindigkeit sowie neue Features in den Fokus stellt. Ein Überblick der Neuerungen.

GPU-Architektur

Auch der GM204 wird von TSMC im bekannten 28-nm-HP-Verfahren hergestellt und umfasst 5,2 Milliarden Transistoren. Die Chipgröße liegt bei 398 mm², was ihn analog zur Ausstattung mit Transistoren näher am GK104 als am GK110 positioniert. Mit rein rechnerisch 13,1 Millionen Transistoren pro Quadratmillimeter liegt der GM204 bei der Packdichte vor den anderen Nvidia-GPUs im Vergleich, aber hinter Hawaii von AMD. Die Entwicklung der Grundarchitektur hat laut Nvidia bereits im Jahr 2011 begonnen.

ChipGM204GM107GK104GK110Hawaii
Transistorenca. 5,2 Mrd.ca. 1,9 Mrd.ca. 3,5 Mrd.ca. 7,1 Mrd.ca. 6,2 Mrd.
Fertigung28 nm HP TSMC28 nm HP TSMC28 nm HP TSMC28 nm HP TSMC28 nm HP TSMC
Chipgröße398 mm²148 mm²294 mm²550 mm²438 mm²
Packdichte*13,112,811,912,914,2
* In Millionen Transistoren pro mm²

Die Grundarchitektur des GM204 lehnt sich stark am GM107 an, anstelle eines Graphics Processor Cluster (GPC) gibt es allerdings deren vier. Im Detail gibt es jedoch Anpassungen, so dass GM204 nicht einfach dem Vierfachen des GM107 entspricht.

Das beginnt bei der Anzahl der Streaming Multiprocessors (SMM) pro GPC, die gegenüber dem GM107 von fünf auf vier gefallen ist. Gegenüber GK104 stellt das allerdings weiterhin eine Verdopplung dar. Beim Aufbau des SMM orientiert sich der große Maxwell-Chip hingegen an der kleinen Variante, 128 Shader und 8 TMUs bedeuten erneut eine klare Veränderung in der Architektur gegenüber Kepler. Dabei gibt Nvidia an, dass die ALUs auf dem GM204 um 40 Prozent schneller rechnen als auf dem GK104 – beim Sprung von GK107 auf GM107 hatte Nvidia von einem Leistungszuwachs von 35 Prozent gesprochen.

GM204GM107GK104
Graphics Processor Cluster (GPC)414
Streaming Multiprocessors (SMM) pro GPC452
Shader pro SSM128128192
TMUs pro SSM8816
Polymorph-Engine pro SSM (Version)1 (3.0)1 (2.0)1 (2.0)
Shader gesamt2.0486401.536
TMUs gesamt12840128

In zwei Punkten unterscheiden sich die SMM auf GM107 und GM204 allerdings doch. Nvidia gibt an, die Polymorph-Engine in den SMM erneut überarbeitet zu haben. Worin der Vorteil der Version 3.0 gegenüber der Version 2.0 liegt, darüber schweigt sich der Hersteller allerdings aus. Ein Blockschaltbild weist allerdings einen „Vertex Fetch“ sowie einen zusätzlichen „Attribute Setup“ aus, sodass die neuen Polymorph Engines Grafikobjekte schneller einlesen können sollten.

Die zweite Änderung innerhalb der SMM ist im L1-Cache zu suchen. Bei GM204 legt der schnelle Zwischenspeicher um 50 Prozent auf nun 96 KB zu. Der L2 Cache außerhalb der SMMs bleibt dagegen mit 2.048 KB unangetastet. Während GM107 gegenüber GK107 also einen großen Schritt macht, ist der Cache „nur“ noch um 512 KB größer als bei GK110.

GM204GM107GK104GK110
L1-Cache je SMM96 KB64 KB64 KB64 KB
L2-Cache je GPU2.048 KB2.084 KB512 KB1.536 KB

Auch abseits der GPCs und ihrer SMMs hat sich gegenüber GK104 etwas getan. So hat Nvidia die Anzahl der ROPs pro Cluster verdoppelt. Mit 64 ROPs bietet bereits GM204 damit ein Drittel mehr als GK110 und die doppelte Anzahl wie GK104. Beim Aufbau des Speicherinterface ist gegenüber GK104 dagegen alles beim Alten geblieben: Vier 64-Bit-Controller sorgen für ein 256 Bit breites Speicherinterface.

GM204GM107GK104GK110
ROP-Cluster4246
ROPs pro Cluster16888
ROPs gesamt64163248
Speichercontroller4 × 64 Bit2 × 64 Bit4 × 64 Bit6 × 64 Bit
Speicherinterface256 Bit128 Bit256 Bit384 Bit

Das ist damit um genau 50 Prozent kleiner als auf dem großen Kepler GK110. Der neue Chip soll das durch eine bessere Speicherkomprimierung, die mehr Farbvarianten komprimiert als zuvor (Delta Color Compression), allerdings in Teilen ausgleichen – genau wie AMD mit der Tonga-GPU. Die dritte Generation der Speicherkomprimierung (Fermi: 1. Generation, Kepler: 2. Generation) soll die vorhandene Bandbreite 25 Prozent effizienter nutzen: Rein rechnerisch entspricht das Speicherinterface des GM204 damit einem hypothetischen GK104 mit 320 Bit breitem Speicherinterface.

Die Geschwindigkeit bei der Berechnung in doppelter Genauigkeit (Double Precision) ist auch beim GM204 wie beim Maxwell-Chip der ersten Generation deutlich auf ein Zweiunddreißigstel reduziert.

GM204GM107GK104GK110
DP/SP-Verhältnis*1/321/321/241/3
* Leistung Double Precision im Verhältnis zu Single Precision, maximal

In Summe sollen alle Veränderungen gegenüber GK104 und GM107 zur Folge haben, dass GM204 bei gleichem Energieverbrauch doppelt so schnell rechnet wie GK104, stellt Nvidia in Aussicht.

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GeForce GTX 980/970 im Test: Nvidia Maxwell 2.0 für High-End ist da (2025)
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