Der Grafikkarten-markt am Mac ist und bleibt überschaubar. Wir haben uns vier Karten für den Mac Pro näher angesehen.

Als das Update auf Mac OS X 10.6.2 he­rauskam, schlugen die Herzen vieler Mac-Anwender höher, da es die Benutzung vieler preisgünstiger PC-Grafikkarten (ATI Radeon HD 43xx/45xx/46xx) ohne Eingriff in deren Hardware (Flashen) in ­einem Mac Pro ermöglichte. Aus diesem Grund holen wir eine Radeon HD 4870 von Sapphire (1 GByte GDDR5-RAM) ins Labor. Außerdem müssen sich die beiden derzeit im Apple Store von AMD und Nvidia angebotenen Highend-Grafikkarten, die ATI Radeon HD 4870 sowie Nvidias Quadro FX 4500, bewähren. Zum Vergleich ziehen wir noch zwei Karten der Vorgänger­generationen hinzu, die ATI Radeon 3870 und die GeForce 8800 GT von Nvidia. Als Testrechner dient ein aktueller Mac Pro (Quad-Core, 2x 2,93 GHz, 12 GByte RAM, Mac OS X 10.6.2).

Test

Die Installationsmöglichkeit von PC-Grafikkarten wird bei Netkas (http://bit.ly/21M81y) beschrieben. Allerdings muss man darauf achten, sogenannte Referenzmodelle zu benutzen. Unser Versuch, eine Sapphire Radeon HD 4870 (1 GByte GDDR5-RAM) unter Mac OS X 10.6.2 zum Laufen zu bringen, scheiterte. Der Bildschirm blieb schwarz. Nur im Windows-Betrieb unter Boot Camp wird die Karte problemlos erkannt und kann so verwendet werden. Als Zweitkarte im Rechner kann eine solche PC-Grafikkarte also durchaus eine Alternative darstellen. Auf ein riskantes Flashen kann so definitiv verzichtet werden. Der Crossfire-Betrieb dürfte mangels ausreichender Stromversorgung trotzdem nur klassischen PCs vorbehalten bleiben.
Da sich die Testergebnisse im 32-Bit- und 64-Bit-Modus nicht wesentlich voneinander unterscheiden und die CUDA-Treiber für die Quadro FX 4800 nur im 32-Bit-Modus laufen, haben wir nur jene Werte berücksichtigt, die mit dem 32-Bit-Kernel erzielt wurden.
Zu beachten ist, dass die beiden neuesten Karten nur in den seit Anfang 2008 verkauften Mac Pros laufen, nicht aber in den Vorgängermodellen. Keine dieser Karten arbeitet etwa in einem Power Mac G5. Für sie ist die Quadro FX 4500 die maximale Upgrade-Option.
Um die Grafikperformance der Karten zu messen, haben wir unterschiedliche Benchmarks eingesetzt. Die OpenGL-, OpenCL- und Quartz-Performance können der unten stehenden Tabelle entnommen werden. Dabei repräsentieren die drei Bereiche die 3D-, 2D- und die GPGPU-Leistung der jeweiligen Grafikkarte. GPGPU steht für General Purpose Computing on Graphics Processing Unit, also für den Einsatz der Grafikkarte für Berechnungen, die ­ansonsten von der CPU geleistet werden und nicht grafischer Natur sein müssen. Apple setzt für Letzteres auf OpenCL. Derzeit sind die wenigs­ten Anwendungen OpenCL-fähig, daher ist der Wert noch eher theoretischer Natur. Er zeigt aber vorhandene Leistungsreserven auf.

3D-Performance

Im 3D-Bereich haben wir uns auf die OpenGL-Leistung konzentriert. Wie man der Tabelle entnehmen kann, sieht das Resultat eher gemischt aus. Die beiden ATI-Karten können den Cinebench-Test eindeutig für sich entscheiden. Überraschend ist, wie dicht die alte 8800 GT an die Quadro FX 4800 herankommt.
Im OpenGL Extensions Viewer fällt das Ergebnis nicht mehr so eindeutig aus. Während alle Karten zwar von den Treibern her die OpenGL-Extensions bis zur Version 2.1 unterstützen, müssen sie bei den 3.x-Erweiterungen passen. ATI unterstützt noch 17 der 23 3.0-
Erweiterungen und Nvidia 15. Von den 3.1- und 3.2-Erweiterungen unterstützen die Karten jeweils nur eine. Die 3.x-Erweiterungen finden daher keinen Eingang in den Test.
Die HD 4870 liegt im Extensions Viewer mit über 100 Frames pro Sekunde Vorsprung deutlich vor der Quadro FX 4800. Die drittplatzierte GeForce 8800 GT kann die HD 3870 dafür um über 100 Frames in der Sekunde überbieten und verweist sie damit auf den letzten Platz in dieser Kategorie. Der Test lief bei einer Auflösung von 1920×1080 Bildpunkten in 32-Bit-Farbtiefe, 4x-Multisampling, 16x-Anisotropy und aktiviertem Nebel sowie Transparenz.

2D-Performance

Im 2D-Bereich gibt es wenig Neues zu berichten. Hier liegen alle Karten so gut wie gleich­auf. Die Unterschiede liegen hier nur wenige Hundertstelsekunden auseinander und dürften hauptsächlich auf Unterschiede in der Speicherbandbreite zurückzuführen sein. Bei der täglichen Arbeit wird kaum ein Unterschied zwischen den Karten spürbar sein. Lediglich wenn große Dateien bearbeitet werden, die einen hohen Speicherdurchsatz erfordern, könnte die Nvidia Quadro FX 4800 mit ihren 1,5 GByte VRAM und einer Speicherbandbreite von 76,8 GBit/s die Nase vorn haben.

OpenCL

OpenCL ist eine mit Snow Leopard eingeführte neue Technologie, die es erlaubt, die Grafik­karte im System auch für Berechnungen zu benutzen, die sonst von der CPU übernommen werden. Das können natürlich auch grafische Berechnungen sein. Die OpenCL-Technologie wird derzeit aber noch kaum von Programmen unterstützt. Trotzdem gibt es schon einige Benchmarks.
Zum einen haben wir den Ambient Occlu­sion Renderer (OpenCL AO) verwendet und zusätzlich andere Benchmarks wie den Open-CL Bandwidth Test und den Galaxies Bench. Letztere laufen zurzeit aber nur auf Nvidia-Hardware, der OpenCL AO und der Bandweitentest aber zumindest auch auf der Radeon HD 4870. Die HD 3870 ist hier komplett außen vor und wird nicht erkannt. Die OpenCL-Tests können die Nvidia-Karten klar für sich entscheiden.
Von der Speicherbandbreite her erreicht die Quadro FX 4800 einen Wert von 39.943 MByte/s (Device to Device) und von über 5100 MByte/s (Device to Host und umgekehrt). Die Radeon HD 4870 liegt hier mit Werten von 15.387 und 3802 (Device to Host) sowie 1256 (Host to Device) MByte/s abgeschlagen hinten. Sogar die GeForce 8800 GT kann hier besser abschneiden (29.732/4328/3978 MByte/s). Auf der Radeon 3870 läuft der Test gar nicht erst durch.
Im OpenCL Bench V 0,25 liegt die ATI Radeon HD 4870 mit rund 4,2 Sekunden im Vergleich zu 0,6 (Quadro FX 4800) und 0,7 (GeForce 8800 GT) abgeschlagen hinten. Aber immerhin noch vor einem Core 2 Duo mit 3 GHz, der ganze 12 Sekunden für den Test benötigt. Interessant ist auch die Performance unseres Nehalem-Testrechners, der mit seinen 2x 2,93 GHz QuadCore-Prozessoren nur 0,9 Sekunden benötigt und damit unter OpenCL ebenfalls besser skaliert als die Radeon-Karte. Daneben kann man für die Quadro FX 4800 von PNY auch noch ­einen zusätzlichen CUDA-Treiber (Nvidias OpenCL-Variante) speziell für Adobes CS4-Videoanwendungen erwerben. Der Elemental Accelerator ist ein H.264-Video-Encoder, der beispielsweise die Blu-ray-Transcodierung mittels Premiere CS4 erheblich beschleunigen soll.

Wir haben nachgemessen und kommen auf einen Geschwindigkeitsvorteil von etwa 8 Prozentpunkten an unserem Testrechner. Der
geringe Performance-Unterschied mag an der starken Nehalem-CPU liegen und bei älteren Mac Pros könnte noch erheblich mehr drin sein. Doch für einen immerhin nochmals zusätzlich 500 US-Dollar teuren Treiber scheint das Performance-Plus keinen guten Deal darzustellen. In der Praxis summieren sich natürlich auch die mageren 8 Prozentpunkte, und für Anwender, die hauptsächlich oder zumindest sehr oft mittels Adobes CS4-Suite H.264-Encodierungen vornehmen, kann sich diese Investition lohnen. Das ist übrigens eine der wenigen Anwendungen, die in der Praxis schon eine GPGPU-Beschleunigung nutzen, wenn auch nicht mit OpenCL, sondern mittels CUDA.

Fazit

Bedauerlicherweise haben wir keine preisgün⁠s­tige PC-Grafikkarte am Mac zum Laufen bekommen, auch wenn es dafür nur der Installation einiger gepatchter Kernel-Extensions bedürfen soll. Die Leistung der ATI-Grafikkarten ist treiberbedingt, besonders im OpenGL-Bereich, hervorragend. Die Radeon 3870 und 4870 sind im Cinebench klare Leistungssieger. Anwender, die mit Cinema 4D arbeiten, sollten daher derzeit auch unbedingt auf ATI setzen.
Im OpenGL Extensions Viewer zeigt sich der Vorteil der Radeon 4870 zur 3870 deutlich beim Rendering der einzelnen Erweiterungen. Die Grafikleistung der Quadro FX 4800 steht in keinem Verhältnis zu ihrem Preis (1650 Euro). Offenbar sind die Mac-Treiber der derzeitige Schwachpunkt der Quadro FX. Dennoch bietet sie einige Vorteile, die die übrigen Karten nicht mitbringen: Echte Quad-Buffered-3D-Ausga­be, 128 Bit Farbpräzision, 3D-volumetrische Textur-Unterstützung, 12-Pixel-pro-Takt-Ren­dering-Engine, 16 Texturen pro Pixel in Fragment-Programmen, unbegrenzte Fragment- und Vertex-Instruktionen, Hardware-beschleunigtes Line Stippling und Antialiased Points and Lines sowie zweiseitige Beleuchtung und Clipping Planes.
Manche dieser Features bringen zwar nur Detailbeschleunigungen in Programmen, die sie verwenden, allerdings ist der vierfach gebufferte 3D-Ausgangsport ein wirkliches Alleinstellungsmerkmal. Wissenschaftliche Applikationen wie Osirix oder auch ein 3D-Animationsprogramm wie Maya können mit entsprechend geeigneten Displays, Brillen oder Beamern eine 3D-Ausgabe auch am Mac realisieren. Keine der anderen Karten bietet diese
Möglichkeit derzeit an. Im direkten Vergleich zur Radeon HD 4870 ist festzustellen, dass derzeit nur eine bessere GPGPU-Performance und ein niedrigerer Stromverbrauch ­zugunsten der Quadro FX 4800 sprechen. Für den täglichen Einsatz ist also der AMD-Karte der Vorzug zu geben.
Was für Nvidia bezüglich anständiger Quadro-FX-Treiber für den Mac gilt, gilt um­ge⁠kehrt auch für AMD in Bezug auf OpenCL. Die derzeitige OpenCL-Performance der AMD-Karten ist bestenfalls als ausreichend oder, wie im Fall der HD 3870, als gar nicht vorhanden zu bezeichnen. Hier müssen schnellere Treiber her, damit AMD mit Nvidia im Open­CL-Bereich mithalten kann. Die vor kurzem angekündigte Radeon HD 5970 erscheint hoffentlich bald auch für den Mac und kann diesem Manko abhelfen. Da OpenCL derzeit noch nicht wirklich von vielen Applikationen verwendet wird, ist das zwar für ältere Karten grundsätzlich zu verschmerzen. Doch für aktuelle Karten kann der Kunde die Unterstützung aktueller Technologien nicht nur erwarten, sondern auch zu Recht fordern.    huq

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