2D-Leistung im Rückwärtsgang? Eine umfassende Analyse

Die Symptome der HD 5xxx-Serie und deren Relevanz unter Windows 7

Die Symptome

Wir mussten feststellen, dass die direkte, ungepufferte Ausgabe von einigen  GDI-Primitives (also den geometrischen Grundformen) über eine HD 5870 bzw. eine HD 5750 im Vergleich zu anderen Karten unter Windows 7 sehr langsam erfolgte. Bevor wir jedoch versuchen, uns den Ursachen zu nähern, sollten wir zunächst die Symptome betrachten, denn hier entscheidet sich zunächst die Relevanz für den einen oder andern Anwenderkreis und damit die Frage, ob man davon betroffen ist oder nicht. Es ist nämlich durchaus kein Problem, das jeden Nutzer gleichermaßen trifft, aber diejenigen, deren Software mit den Folgen der Einschränkungen zu kämpfen hat, werden im Extremfall quasi zu Zuschauern einer nervenden Slideshow.

Markierte Auswahl mehrerer Objekte. Das Verschieben dieser Auswahl in Echtzeit kann zur Geduldsprobe werdenMarkierte Auswahl mehrerer Objekte. Das Verschieben dieser Auswahl in Echtzeit kann zur Geduldsprobe werden

Probleme beim direkten Zeichnen

Prinzipiell krankt, wie wir es bereits im ersten Teil des Artikels gemessen haben, vor allem die Ausgabe von Linien, Kurven, Ellipsen und Polygonen. Auch die Füllungen werden nicht wirklich schnell umgesetzt. Wir konnten z.B.  nur ca. 4000 Kurven pro Sekunde für die HD 5870 messen, wenn unter Windows 7 direkt und ohne eigenen Puffer auf das Ausgabegerät gezeichnet wird. Verschieben wir nur eine einzige Kurve in Echtzeit mit Hilfe des ROP, so summiert sich bereits bei lediglich 25 Einzelschritten pro Sekunde die Anzahl der insgesamt zu zeichnenden Kurven auf 50  (wir erinnern uns an das „Verschwinden lassen“ durch zweimaliges Zeichnen). Rechnen wir einfach mal nach. Ein einfaches Objekt besteht aus 100 Linien. Um dieses Objekt für das Auge ruckelfrei zu verschieben, müssten 25 Bewegungsschritte pro Sekunde gezeichnet werden. Da wir für den ROP pro Schritt bereits 2 Zeichenoperationen benötigen, ergibt dies eine Summe von 5000 Operationen pro Sekunde. Ein Wert, der dann bereits über dem Limit der HD 5870 läge. Ornamente und Cliparts bestehen jedoch zum Großteil aus wesentlich mehr Objekten, so dass ein ruckelfreies Verschieben dieser Objekte („float“) nicht mehr möglich ist. Das Platzieren gerät regelrecht zum Glücksspiel und beeinträchtig die Produktivität und Funktionalität durchaus erheblich.

Desweitern sind viele Anwendungen so einfach gehalten, dass das Nutzen eines Puffers eigentlich nicht als zweckmäßig erachtet wird, solange man voraussetzen kann, dass auch die direkte Ausgabe im Rahmen der üblichen Performance geschieht.  Gerade diese Programme leiden sichtbar unter Geschwindigkeitseinbußen.

Probleme beim Zeichnen in einen Puffer

Selbst wenn Programme einen eigenen Puffer nutzen und die Anzahl bestimmter Geometrieformen überhand nimmt, kann es zum sichtbaren Leistungsverlust und damit einer langsamen Ausgabe kommen. Zumal das Blitten der Pufferinhalte, wie im ersten Teil beschrieben, nicht sonderlich schnell erfolgt.

Welche Art  Programme sind genau betroffen?

Alle 2D-Programme, die eine Zeichenausgabe über das GDI realisieren (und damit auch unter Windows XP laufen), wenn viele Zeichenobjekte auszugeben sind und wenn eine Bearbeitungsmöglichkeit für grafische Inhalte existiert (Zeichenprogramme, Coverdesigner, Planungsprogramme, Office-Programme)

Bei welchen Programmen haben wir konkret Probleme festgestellt?

  • Corel Draw, Adobe Illustrator, Adobe Freehand MX, Nemetschek Allplan (2D-Bereich)
  • Adobe Photoshop CS3/CS4 (umfangreichere Vektorobjekte auf verschiedenen Layern)
  • MS Publisher, MS Powerpoint, verschiedene Hausplaner im 2D-Entwurfsmodus
  • MS-Excel beim Ausgeben größerer Charts und dem Editieren großer Tabellen mit Füllungen
  • Diverse Handwerkerlösungen, wie Strangplanung (Elektro), Sanitär- und Heizungsplanung
  • Branchenlösungen im Industriesektor (Wandelementierung, Grundrissplanung, Sägepläne usw.)


Wir möchten anmerken, dass alle aufgeführten Programme auf herkömmlichen Grafikkarten bereits zufriedenstellend liefen und es keine Argumente dafür gibt, eine teure Ati FireGL oder Nvidia Quadro Grafikkarte zu kaufen, wenn bisher auch  LowCost-Karten im Bereich bis 50 Euro gute Ergebnisse lieferten. Handwerker kaufen keine Spezialkarten, Immobilienbüros auch nicht.

Welche Programme betrifft es generell nicht?

  • Alle 2D-Programme, die eine Zeichenausgabe über Direct2D realisieren (und nicht unter XP laufen)
  • Alle 3D-Programme, die Direct3D nutzen und keine 2D-Inhalte ausgeben
  • Aller Programme, die OpenGL für die 2D-Ausgabe nutzen


Fazit und erste Zusammenfassung:

Man muss emotionslos die Treiberentwicklung abwarten und dann entscheiden, ob die von uns geschilderten Probleme für einen persönlich relevant sein könnten. Es betrifft überwiegend die 2D-Performance unter Windows 7 und ist auch nur dann akut, wenn die 2D-Ausgabe über das GDI bzw. GDI++ erfolgt. 2D-Software, die auch unter Windows XP läuft, ist demnach fast immer von diesem  Problem betroffen.  Zum Gestalten einer kleinen Glückwunschkarte reicht die Leistung sicherlich, aufwändige Ornamente hingegen sollte man lieber nicht verschieben wollen. Letztendlich entscheidet dann also der Umfang der Zeicheninhalte.

Da allerdings auch die ATI HD 5750 betroffen ist, befürchten wir auch eine analoge Einschränkung bei den kleineren 5er-Karten, die in absehbarer Zeit folgen werden. Diese Grafikkarten werden dann weniger zum Spielen, sondern  eher in Kombination mit PCs für den Arbeitsalltag gekauft. Und was das in einigen Fällen bedeuten kann, das haben wir in diesem Kapitel versucht zu schildern. Auch wenn es vermutlich kein Designfehler der neuen Karten ist, kann es zumindest im Extremfall für einen Anwender zur Katastrophe werden. Hier müssen die Treiber definitiv nachgebessert werden, wir bleiben dran.

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183 Kommentare
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    Dein Kommentar
  • Theo204
    Wo gibt des denn jetzt den achsodollen Downloadlink zum Benchmark ???
    Hab' schon das letzte Mal nicht gefunden ...

    Vielen Dank für den äußerst umfangreichen Artikel ...
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  • FormatC
    Tja, irgendwie ist da heute abend was schiefgelaufen. Morgen wird es sicher gefixt - es ist keiner mehr da, der es richten könnte :)
    Das letzte Mal gab die Vorab-Version auf Wunsch per PN. Diesmal offiziell. Wenn jemand mal den Schalter umlegt...

    So, ist erledigt. Der Download auf TH geht. Letzte Seite beim Fazit...
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  • Enay
    Ich will wieder mehr solcher Artikel hier lesen!
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  • klomax
    Frage: Was ist ein "GMA 450" ? :)
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  • Anonymous
    GMA steht für Graphics Media Accelerator, die Onboard-Grafik älterer Intel-Systeme.

    Aetius
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  • intergalactic
    Danke an den Verfasser des Artikels für die Mühe. Trotzdem muß ich zugeben dass ich etwas enttäuscht bin. Ich hatte für den zweiten Teil eigentlich eine Stellungnahme seitens AMD erwartet.
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  • FormatC
    Zitat:
    Trotzdem muß ich zugeben dass ich etwas enttäuscht bin. Ich hatte für den zweiten Teil eigentlich eine Stellungnahme seitens AMD erwartet.
    Auch ich muss zugeben dass ich etwas enttäuscht bin. Ich wollte für den zweiten Teil eigentlich eine Stellungnahme seitens AMD einbauen ;)

    Nein, Du siehst nicht doppelt. Ich habe nämlich auch auf eine Antwort gewartet. Vergeblich. Was sich wiederum nahtlos ins Bild einfügt. Was hätten sie auch schreiben sollen? Es lässt sich doch leicht selbst nachvollziehen, dass was im Argen liegt.

    Der Catalyst 10.1 Beta, der durchs Netz geisterte ist nichts wert. Betastatus eben. 3D und 2D. Warten wir also auf den nächsten Treiber (wie immer) und schaun wir mal... Nvidia und XP ist auch keine sonderlich glückliche Ehe, wenn man sich die Teilleistung der GTX285 ansieht. Brauchbarer, aber weiß Gott nicht wegweisend.
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  • FormatC
    Sie können. Weil all die kleinen Pickelgesichter ihre CS-Wallhacks trotz allem locker mit 100fps++ genießen können und sich keine Sau mehr ums 2D kümmert. Media & Co. bauen ein, was sie günstig als resteverwertetes Chip-Allerlei in die Ramschkiste geworfen bekommen, der Kunde schluckts und sucht dann bis ans Ende seiner Tage nach der Ursache fürs Knistern bei der Soundwiedergabe, falls er z.B. mit dem Nero Wave-Editor arbeitet. NVidia hat seine Treiber echt besser im Griff, wobei das NICHT heißt, dass man als XP-User damit zufrieden sein dürfte. Solange XP noch unterm Volk kursiert, können sich die Hersteller der Grafikkarten ihre Wolkenkuckucksheime gern sparen. Wir leben im Heute und nicht im Übermorgen.

    WPF mag ja ganz lieblich sein, aber wer sich diesen proprietären Overhead antut, der muss echt genügend Zeit und Geld mitbringen. Solange man nur für Windows programmiert mag das ja noch hinkommen, aber spätestens beim Portieren setzt das Gehirnsausen ein ;)
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  • Levi88
    Der Bench auf dem Atomnetbook hat auch lang genug gedauert..
    Beide male beim Fensterverschieben über 30 Minuten x.O.
    Aber im Atom wars doch der GMA 950 und nicht 450 oder?
    In der Zeit hatte ich 2 ma PCs umgebaut.. *hust*

    Naja, hoffen wir, dasses was bringt, es liegt ja eigentlich bei allen was im Argen und das kanns net sein. Speziell, wenn ein 35€ nfurz Board alles andere Overall ziemlich alt aussehen lässt..

    @ Format, na immerhin waren 50% für dich zu gebrauchen ;). Freut mich.
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  • Sameneulmann
    Interessanter Artikel. Hebt sich durch Inhalt etwas von der Masse der anderen HW-Pages ab.
    Ich mag vielleicht noch etwas müde sein, aber ich finde den Download-Link für Tom2D nirgends. Ist der Link im Artikel mittlerweile zu finden?
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  • Anonymous
    @FormatC

    Schöne Artikelserie.

    Mich würde aber mal interessieren, wie sich die aktuelle Riege der "Profi"-Karten beider großen Hersteller (FireGL/Quadro) bei diesem Test schlägt. Ob das wohl machbar wäre?
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  • FormatC
    Da das Benchmarkprogramm (ich hoffe mal) heute noch verlinkt wird, kann ich nur an diejenigen appelieren, die solche Karten besitzen, dies bitte mal gegen zu testen. Ich bin nur ein kleines Lichtchen und besitze leider keine dieser Wunderkarten. Aber interessant wär es schon einmal.

    Aufruf:
    Wer über FireGL / Quadro verfügt und diese unter XP/Windows 7 testen kann, bitte eine PN an mich. Danke :)
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  • intergalactic
    FormatCWas hätten sie auch schreiben sollen? Es lässt sich doch leicht selbst nachvollziehen, dass was im Argen liegt.


    Stimmt schon. Mehr wie "Danke für den Hinweis, wir prüfen das und werden den Fehler gegebenenfalls beheben" kann da nicht erwarten. Trotzdem finde ich es schade dass so gar nichts von AMD/ATI gekommen ist. Ich fände es echt besch... wenn der Fehler jetzt stillschweigend behoben wird. So was hinterlässt bei mir irgendwie nen faden Nachgeschmack.
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  • icestorm
    Dass diese Ergebnisse für ATi schmählich sind, ist klar. Ich bin gespannt, was sich mit Treiber 10.1 (dessen Beta gestern meinen ersten Absturz seit Langem verursachte ...).
    Doch gerade bei CAD-Software muss man sich vor Augen halten, dass hier eigentlich OpenGL das Maß der Dinge ist (oder sein sollte).
    Vll. hat sich ATi bei 2D gerade darauf konzentriert, und die D2D/D3D/GDI-Scheunentür stand dann weit offen. Eine Entschuldigung darf das natürlich nicht sein.
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  • FormatC
    @Levi88:
    Ich habe die Charts korrigiert, es war einfach zuviel an Input in den paar Tagen. Jetzt steht der GMA 940 drin. Man merkt, man wird alt. ;)

    Das Problem ist, dass ich nicht alles in die Charts reintun konnte - einfach zuviel des Guten. Ich denke mal, dass sich auch mit den nicht veröffentlichten Ergebnissen das Bild besser abrundet. Außerdem hoffe ich ja auch noch weitere Ergebnisse. Dann mache ich noch kumulierte User-Charts. Umsonst war die Arbeit also nicht. Nochmals Danke.

    @icestorm:
    Selbst AutoCAD macht partiell noch eine Menge übers GDI. Ich empfehle mal "Cadalyst" (kein Schreibfehler!) als Benchmark - grausamst.

    Zitat:
    Dass diese Ergebnisse für ATi schmählich sind, ist klar.
    Naja, Nvidia hat sich unter XP auch nicht grade mit Ruhm bekleckert. Die Dickschiffe beider Karten sind unter XP schwächliche Fliegen im Abendwind. Leichte Beute. Aber dass die 5er unter W7 so abstinken ist echt bemerkenswert.

    Was ich auch nicht verstehe ist die Tatsache, dass eine 8800 GTS 512 mit G92 stellenweise eine GTX285 sehr deutlich plättet, obwohl es doch gar nicht so unterschiedliche Karten sind. Und dann die IGP-Ergebnisse! Ok, der Vorteil der 7050 (nForce610i) liegt darin, dass sie noch 2D-Einheiten hat. Aber selbst ohne eigenen Speicher schneller zu sein als das HighEnd-Modell ist schon starker Tobak. Und Intel ist keine schlechte Alternative im 2D-Sektor. Erstaunlich...
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  • fffcmad
    Ja, der Artiekl ist sehr Aufschlussreich. Zum Glueck benutze ich seit dem ich die GTX280 habe, Vista/ 2008/ Windows 7. Sonst haette ich wohl auch schon rumgebloekt. Bei der X1950XT damals habe ich mich unter XP schon sehr geaergert. Unter > Vista gings dann aber.

    2D ist aus Herstellersicht wohl absolut uninteressant und das schon seit vielen Jahren. Wenn man ueberlegt, das die Riva TNT2 damals schon nicht in der Lage war, Diablo 1 ohne sichtbares Bildrollen darzustellen, hat sich eigentlich garnicht so viel veraendert.

    Erschreckend ist jedoch, das Onboard-Grafikkarten teilweise recht brauchbare Ergebnisse erzielen und eine Voodoo 4, die eigentlich allgemein wie ihre Vorgaenger als 2D-untauglich zu bezeichnen ist, in einem Teilbereich des Tests boese davon rennt.
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  • klomax
    AetiusGMA steht für Graphics Media Accelerator, die Onboard-Grafik älterer Intel-Systeme.Aetius


    Mich hat nur die "450" irritiert: Wird sich wohl doch eher auf die "950" beziehen, die sehr häufig in Kombination mit dem Atom anzutreffen ist/war.
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  • FormatC
    Natürlich GMA 940. War ein schusseliger Tippfehler. Ist bereits gefixt. Typischer Fall von falsch angelegter Spaltenüberschrift im Excel ;)
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  • user23
    Eine schöne Artikelfolge. Die Berichterstattung für diejenigen, die ihren Computer nicht zum Spielen brauchen, geht leider allzu oft unter.

    Was ich aber in diesem Zusammenhang vermisst habe, ist die iGPU von Clarkdale in den Benchmarks. Gerade Nicht-Gamer, die sich heute ein System zusammenstellen, hätten sich dafür interessiert.
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  • FormatC
    Da ich keinen Clarkdale habe, konnte ich keinen testen. Falls jemand so frei wäre, das zu ändern: nur zu ;)

    Im Ernst, falls so ein Teil greifbar ist, werden wir es sicher nachholen :)
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