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Messung der Bildwiederholrate in SLI und CrossFire mittels digitaler Videoaufzeichnung

Messung der Bildwiederholrate in SLI und CrossFire mittels digitaler Videoaufzeichnung
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Was wäre, wenn die Grafikkarten-Performancedaten, die man bisher zur Kaufentscheidung herangezogen hat, ungenau oder sogar falsch sind? In diesem Artikel sehen wir uns die Probleme bei der Performancemessung von Multi-GPU-Konfigurationen an.

"Schluckst du die blaue Kapsel, ist alles aus. Schluckst du die rote Kapsel, bleibst du im Wunderland."
- Morpheus, The Matrix

Jahr für Jahr haben wir Messdatenberge von Tools wie Fraps angesammelt und natürlich auch die Performancedaten, die von den in Spiele eingebauten Benchmarktools stammen. Bislang verwendeten wir diese Daten hauptsächlich, um die relative Performance von Grafikkarten bzw. den Performancezuwachs, den man von einer zweiten Grafikkarte in CrossFire- oder SLI-Konfiguration erwarten kann, abzuschätzen.

Es ist nur allzu menschlich, an vorgefassten Meinungen festzuhalten und neuen Erkenntnissen, die den vorgefassten Meinungen zuwiderlaufen, zunächst sehr skeptisch gegenüberzustehen. Was würden sie sagen, wenn ich ihnen mitteile, dass die althergebrachte Messmethode für die Bildwiederholrate fehlerhaft ist? Das würde ziemlich unglaubwürdig klingen, oder? Um ehrlich zu sein, das war auch meine erste Reaktion als ich hörte, dass Scott Wasson im The Tech Report begann, die Bildwiederholraten, die man mit Fraps erhält, zu hinterfragen. Sein erster Artikel zu diesem Thema und seine fortwährende Beschäftigung damit hat unser Interesse an der Bildwiederholrate, insbesondere wie sie innerhalb einer Sekunde aussieht, geweckt – denn Variationen der Bildaufbauzeit können zu variabler oder sogar ruckelnder Wiedergabe führen, obwohl die durchschnittliche Bildwiederholrate hoch ist.

Ich erinnere mich daran, dieses Thema mit Scott vor etwa zwei Jahren diskutiert zu haben, und obwohl er in der Zwischenzeit eine beachtliche Artikelanzahl veröffentlicht hat, scheint es immer noch mehr Fragen als Antworten zu geben. Warum es so lange gedauert hat, bis dieses Thema breiten Wiederhall in der Öffentlichkeit gefunden hat, hat mehrere Gründe.

Erstens sind Hardware-Enthusiasten wie alle Menschen skeptisch, tradierte Meinungen über Bord zu werfen, denn das hieße ja, zuzugeben, dass sie selbst, wir und die Grafikkartenhersteller mit ihren Analysen allesamt falsch gelegen sind. Niemand will es wahrhaben, dass die bisher erhobenen und publizierten Messdaten nicht so exakt waren wie es immer den Anschein hatte. Daher haben viele Leute einfach den Kopf in den Sand gesteckt und die neuen Erkenntnisse ignoriert.

Zweitens – und das ist vielleicht das wichtigere und technisch akkuratere Argument – gibt es derzeit noch keinen 100-prozentigen Ersatz für die bisherigen Messmethoden zur Ermittlung der durchschnittlichen Bildwiederholrate. Bildaufbauzeit und Latenz sind keine perfekte Antwort, denn es gibt andere Variablen, zum Beispiel wie Fraps die Information aus der Grafikpipeline holt. Letztendlich gibt es keine Metrik, mit der man die ‘Flüssigkeit’ der Wiedergabe objektiv messen kann.

Aber genau das ist es, wonach wir suchen; das wäre quasi der Heilige Gral des Grafikkartenbenchmarking – eine Maßzahl, die FPS ersetzen kann. Leider gibt es sie noch nicht.

Das heißt aber nicht, dass FPS eine völlig sinnlose Maßzahl ist. Sie kann zumindest dazu dienen, aufzuzeigen, wenn die Grafikhardware eine schlechte Performance aufweist. Wenn man zum Beispiel eine Karte sieht, die weniger als 15 FPS erzielt, dann ist klar, dass die Karte offensichtlich eine Spielszene mit der gewählten Qualitätseinstellung und/oder Bildschirmauflösung nicht flüssig genug darstellen kann. So ein negatives Ergebnis ist glasklar. Leider sagt die durchschnittliche Bildwiederholrate nichts über die Konsistenz der Bildaufbauzeiten und damit über die Ruckelfreiheit aus – insbesondere wenn zwei Grafikkarten ähnlich hohe Wiederholraten aufweisen und daher auf dem Papier vergleichbar aussehen.

Aber wir wollen hier keine Weltuntergangsstimmung aufkommen lassen. Ganz im Gegenteil – für Hardwareenthusiasten sind goldene Zeiten angebrochen, und die Grafikperformance ist nun wieder Neuland, das man erforschen kann. Jede Menge hochintelligenter Leute arbeiten an diesem Problem, und es wird zweifelsohne gelöst werden. Auch wir tragen unser Scherflein zum Thema der flüssigen Wiedergabe bei, und man sieht das auch in unseren Charts, in denen wir jetzt die durchschnittliche und die minimale Bildwiederholrate sowie die Bildwiederholrate entlang der Zeitachse und die Bildaufbauzeitvarianz auflisten. Während diese vier Werte leider nicht ganz ausreichen, um die die ‘Flüssigkeit’ der Bildwiedergabe hundertprozentig abzubilden, handelt es sich dabei zumindest um einen Schritt in die richtige Richtung und liefert somit eine bessere Entscheidungsgrundlage, wenn man beispielsweise vor der Kaufentscheidung für eine neue Grafikkarte steht.

In diesem Artikel verwenden wir ein neues Tool, das uns bei der Performanceanalyse von Grafikkarten (und insbesondere Multi-GPU-Konfigurationen) helfen kann: Das Frame Capture Analysis Tool von Nvidia, FCAT.

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  • Joschi , 4. April 2013 14:34
    Liest sich sehr schön der Artikel! Vielen Dank sehr informativ!
  • Tesetilaro , 4. April 2013 15:14
    schöner Artikel, sehr informativ -

    kann ich also mein Pauschalvorurteil behalten? AMD baut zwar teilweise die besseren Karten - hat aber immernoch Probleme mit sorgenfreien Treibern?

    Ich als faul / bequemer User kaufe also weiterhin Nvidia*g*
  • Desertdelphin , 4. April 2013 23:08
    Schöner Artikel!

    @ Tesetilaro: Weil Crossfire nicht so Microruckelfrei läuft wie SLI sollen die Treiber generell sorgenfreier sein bei Nvidia? Wer Sorgenfreiheit will, der hat eh kein SLI oder Crossfire ^^

    Und bei normalen Treibern wüsste ich kein Spiel in den letzen Jahren außer GTA4, bei dem es Probleme gab mit meiner AMD. In der Zeit hatte auch NVidia einige Patzer (Tomb Raider z.B)... Beide Hersteller nehmen sich da nicht viel
  • Tesetilaro , 5. April 2013 08:30
    Hey Desert, danke aber Dual Graka hin oder her, auch wenn ich eher grün als rot mag - das sollte kein AMD bashing werden *g*

    Aber ich Falle in die Kategorie Nutzer die aus purer Faulheit / Bequemlichkeit bei einer Sache bleiben weil Sie einfach funktioniert ;) 
    Ändert aber nicht an der Tatsache, daß es jetzt fundierte Aussagen zum Thema Mikroruckler gibt :D 
  • noskill , 12. April 2013 11:19
    Und wie sieht der Einfluss der verschiedenen CPUs aus?
    Denn CPU + Speichercontroller + RAM geben als erstes den Ton vor und dann kommt der ganze Rest.
    Hier spielt auch die Branch-Prediction der CPU, Länge der Pipeline und die Latenzen mit rein!
  • avatar_87 , 14. April 2013 20:01
    Für meinen Geschmack wird zu oft Nvidia gedankt ... Offensichtlich wusste Nvidia schon früher von der Problematik und haben das für sich behalten. Davon kann man nun halten was man will.
    Trotzdem ein interessanter Artikel. Jetzt wo AMD Bescheid weiß, wird es schwerer für Nvidia. Probleme haben beide Lager. AMD etwas mehr (vor allem im Crossfire), aber in den letzten Treibern hat sich bei AMD schon einiges getan. DIe Mehrleistung des Never Settle Treibers kommt wahrscheinlich auch nicht von ungefähr.