DDR2-Speicher auf Mainstream-Grafikkarten

Sonntag, 27. Juni 2010
 / von Leonidas
 

Leider ist es in letzter Zeit wieder modern geworden, Mainstream-Grafikkarten vermehrt mit dem langsamen DDR2-Speicher auszurüsten. Dabei kalkulieren die Hersteller durchaus ein, daß sich viele Grafikkarten-Käufer über die enorm leistungsbremsende Wirkung dieses Speichers bei schnelleren Grafikkarten nicht im klaren sind, welcher eine Mainstream-Grafikkarte durchaus einmal 30 Prozent oder mehr an Performance kosten kann. Auf der anderen Seite wird größtenteils nicht einmal ein vernünftiger Preisnachlass bei mit DDR2-Speicher ausgerüsteten Grafikkarten geboten.

Dabei soll an dieser Stelle gar nicht grundsätzlich gegen DDR2-Speicher auf Grafikkarten gesprochen werden, dieser Speicher kommt völlig zu Recht auf LowCost-Grafikkarten wie der Radeon HD 5450 oder der GeForce G210 zum Einsatz, wo es zumeist nicht mehr um Performance, sondern nur noch um grundsätzliche 3D-Funktionalität geht. Aber auf Mainstream-Grafikkarten vom Schlage Radeon HD 4600 & 5500 Serien sowie GeForce 9500 & 9600 GT sowie GeForce GT 220 sollte dieser Speichertyp mit üblichen Speichertaktungen von nur 400 MHz und maximalen Speichertaktungen von 500 MHz eigentlich nichts verloren haben, weil damit die 3D-Performance maßgeblich ausgebremst wird – wozu wir später noch genauer kommen.

Vorher kurz zur Begriffserklärung zwischen den derzeit benutzten Grafikkarten-Speichersorten DDR2, DDR3, GDDR3 und GDDR5: DDR2 und DDR3 entstammen der normalen Produktion für PC-Hauptspeicher und werden in erster Linie aus Kostengründen auch im Grafikkarten-Bereich eingesetzt. Aus diesem Grund wird bei DDR2 und bei DDR3 auch üblicherweise nicht das Maximum an Takt ausgefahren, was die Speicherchip-Industrie leisten könnte, da diese Spitzentaktungen in aller Regel deutlich mehr kosten. Man bleibt deshalb bei DDR2 üblicherweise bei 400 MHz Speichertakt und bei DDR3 bei 800 bis 900 MHz Speichertakt.

GDDR3 und GDDR5 sind dagegen explizit für den Einsatz auf Grafikkarten gedacht und erreichen deshalb auch deutlich höhere Speichertaktungen. Technologisch entstammen die Chips jedoch auch der Linie des PC-Hauptspeichers, GDDR3 basiert technologisch auf DDR2-Speicher und GDDR5 auf DDR3-Speicher. Mit GDDR3 sind derzeit Taktraten von bis zu 1242 MHz erreichbar, wobei alles ab 900 MHz ziemlich teuer ist und daher kaum noch eingesetzt wird. Aus diesem Grund versuchen die Grafikchipentwickler sowie die Grafikkartenhersteller derzeit GDDR3 weitgehend durch DDR3-Speicher zu ersetzen – dieser Speicher ist günstiger und erreicht nahezu dieselben Taktraten. Bei GDDR5 sind derzeit 2400 MHz Takt Spitze, dieser Speicher wird aber in Zukunft auch noch etwas mehr erreichen.

Technologie Taktraten * Anmerkungen
DDR DDR
(2fach Prefetch)
133-475 MHz wird schon lange nicht mehr benutzt
DDR2 DDR2
(4fach Prefetch)
250-500 MHz sehr günstig, aber auch sehr limitiert bei der Taktrate
GDDR3 DDR2
(4fach Prefetech)
350-1242 MHz bisheriger Spitzenspeicher, läuft aber derzeit aus – langsamere Modelle werden durch DDR3 und schnellere Modelle durch GDDR5 ersetzt
DDR3 DDR3
(8fach Prefetch)
400-900 MHz neuer Mainstream-Speicher für mittlere Taktfrequenzen
GDDR4 DDR3
(8fach Prefetch)
925-1100 MHz konnte sich nicht durchsetzen, da GDDR3 dieselben Taktraten bot und aufgrund der deutlich höheren Produktionszahlen günstiger angeboten werden konnte
GDDR5 DDR3
(8fach Prefetch)
1600-2400 MHz derzeitiger Spitzenspeicher für hohe Speichertaktraten für Performance- und HighEnd-Grafikkarten, teilweise auch bei schnelleren Mainstream-Modellen eingesetzt
* real auf Grafikkarten benutzte Taktraten, im Hauptspeicher-Bereich weisen DDR2 und DDR3 teilweise etwas andere Taktraten auf

Zur Performance-Einordnung läßt sich sagen, daß die einzelnen Speichersorten normiert auf gleichen Takt in etwa gleich schnell sind (stimmt nicht perfekt, DDR3-basierte Speichersorten sind ca. 5 Prozent langsamer als DDR2-basierte Speichersorten, allerdings kann dieser Effekt in der Praxis durch differierende Speichertiminigs auch wieder aufgefressen werden). Der eigentliche Unterschied der Speichersorten liegt im maximal erreichbaren Takt, welcher bei DDR2 eben sehr niedrig ist, während DDR3 und GDDR3 für mittlere Taktraten und GDDR5 für hohe Taktraten stehen.

Und damit zu diesen Fällen, auf welchen Mainstream-Grafikkarten derzeit der besonders langsame DDR2-Speicher verwendet wird. Bei ATI sind dies zum einen die Radeon HD 4650 und 4670 Modelle – wobei dies bei der Radeon HD 4650 von Anfang an Teil der Spezifikation war (neben dem schnelleren GDDR3-Speicher), während die Radeon HD 4670 regulär nur mit DDR3- oder GDDR3-Speicher ausgerüstet werden sollte. In letzter Zeit haben sich aber auch einige Angebote zur Radeon HD 4670 mit nur DDR2-Speicher im Markt eingefunden, wobei hier der Unterschied zum Speichertakt der regulären Version besonders hoch ist: Die reguläre Radeon HD 4670 512MB verfügt über einen Speichertakt von 1000 MHz (bei der 1024-MB-Version sind es abweichend 873 MHz), bei den DDR2-Versionen sind es dann gerade einmal noch 400 MHz Speichertakt.

Ähnliches gilt auch für die nachfolgende ATI-Generation: Bei der Radeon HD 5550 ist DDR2-Speicher (neben dem schnelleren DDR3-Speicher) bereits per Spezifikation vorgesehen, bei der Radeon HD 5570 sollte dagegen eigentlich nur DDR3-Speicher verbaut werden – es gibt aber auch hier einige Karten mit DDR2-Speicher am Markt, welche dann wieder einen deutlich niedrigeren Speichertakt aufweisen. Die reguläre Radeon HD 5550 mit DDR3-Speicher kommt so auf einen Speichertakt von 800 MHz, die DDR2-Versionen der Karte haben dann wieder nur 400 MHz Speichertakt aufzubieten.

Bei nVidia gibt es erst einmal die GeForce 9500 GT und GeForce GT 220, von welcher es reguläre Versionen mit DDR2-Speicher und reguläre Versionen mit GDDR3 (GeForce 9500 GT) bzw. DDR3 (GeForce GT 220) gibt. Hinzu kommt noch die GeForce 9600 GT, welche regulär eigentlich nur mit GDDR3-Speicher ausgerüstet sein sollte, für welche es inzwischen aber einige Abverkaufsangebote nur mit DDR2-Speicher gibt. In allen diesen Fällen liegt der Speichertakt der DDR3- und GDDR3-Versionen bei 800 bis 900 MHz, wobei der Speichertakt der DDR2-Versionen üblicherweise nur bei 400 MHz rangiert.

Takt DDR3/GDDR3 Takt DDR2 Bandbreite Preisunterschied
Radeon HD 4650 800 MHz GDDR3 500 MHz DDR2
(es gibt hier auch einige Karten mit nur 400 MHz DDR2-Takt)
-38% ca. 10 Euro (~20%)
Radeon HD 4670 512MB 1000 MHz GDDR3 400 MHz DDR2 -60% keiner
Radeon HD 4670 1024MB 873 MHz DDR3 400 MHz DDR2 -54% keiner
Radeon HD 5550 800 MHz DDR3 400 MHz DDR2 -50% ca. 5 Euro (~10%)
Radeon HD 5570 900 MHz DDR3
(es gibt hier auch einige Karten mit nur 800 MHz DDR3-Takt)
400 MHz DDR2 -56% keiner
GeForce 9500 GT 800 MHz GDDR3 500 MHz DDR2
(es gibt hier auch einige Karten mit nur 400 MHz DDR2-Takt)
-38% ca. 5 Euro (~10%)
GeForce 9600 GT 900 MHz GDDR3 400 MHz DDR2 -56% keiner
GeForce GT 220 790 MHz DDR3 400 MHz DDR2 -49% ca. 5 Euro (~10%)

Gut zu sehen, daß durch den DDR2-Speicher die Bandbreite je nach Karte um zwischen 38 und 60 (!) Prozent zurückgeht – dies ist vergleichsweise wie der Unterschied zwischen einer Performance- und eine LowCost-Grafikkarte. Da natürlich nur die Speicherbandbreite differierend ist, kommt in der Praxis bei weitem kein so großer Leistungsunterschied heraus, aber immer noch ein sehr hoher. Dazu erst einmal ein Vergleich von DDR2- gegen DDR3-Speicher mit der klaren LowCost-Grafikkarte GeForce G210:

HT4U G210/400MHzDDR2 vs. G210/800MHzDDR3
1280x1024 noAA -26,4% (+35,9%)

Unerwartet deutlich geht auch dieser Vergleich aus, von dem wir eigentlich angenommen hatten, daß es den LowCost-Grafikchip GT218 der GeForce G210 weniger interessiert, wenn nur so wenig Speicherbandbreite zur Verfügung steht. Dem ist aber nicht so, auch diese Grafikkarte bestraft den Verlust von der Hälfte der Speicherbandbreite mit einem deutlichen Performanceverlust von immerhin 26 Prozent. Die Ergebnisse dürften bei der LowCost-Lösung von ATI in Form der Radeon HD 5450 ähnlich ausfallen – wobei zu beachten wäre, daß sowohl bei GeForce G210 als auch Radeon HD 5450 zumeist ein deutlicher Preisunterschied von 10 Euro zwischen den jeweiligen Kartenversionen steht, das sind bei den Preisen dieser LowCost-Modelle durchaus 25 Prozent Preisdifferenz.

Interessanter ist aber natürlich der Mainstream-Bereich, wo es wie aufgezählt einige Grafikkarten gibt, bei welchen gleichzeitig eine langsame DDR2- und eine schnellere DDR3/GDDR3-Version angeboten wird. Dazu zählen – wie schon erwähnt – GeForce 9500 GT und 9600 GT, GeForce GT 220, Radeon HD 4650 und 4670 sowie Radeon HD 5550. Leider haben wir derzeit nur Performancewerte sowohl von DDR2- als auch von DDR3/GDDR3-Exemplaren von GeForce GT 220 und Radeon HD 5550 auftreiben können – es werden leider nur sehr selten die jeweils beiden Kartenausführungen gegeneinander getestet:

HT4U GT220/400MHzDDR2 vs. GT220/800MHzDDR3
1280x1024 noAA -29,3% (+41,5%)
die beiden Karten hatten leider etwas unterschiedliche Chiptaktraten: 720/1566 vs. 635/1380 MHz zugunsten der DDR3-Variante, dies sind immerhin 13 Prozent mehr Rechenleistung bei der DDR3-Variante
HT4U 5550/400MHzDDR2 vs. 5550/800MHzDDR3
1280x1024 noAA -30,3% (+43,6%)
1280x1024 4xAA -33,8% (+51,0%)
1680x1050 noAA -31,9% (+46,8%)
1680x1050 4xAA -33,7% (+50,8%)

Es mögen nicht viele Werte sein, die wir hier zur Bestätigung unserer These anführen können, dafür ist die Aussage dieser wenigen Werte doch sehr eindeutig: DDR2-Speicher auf Mainstream-Karten bremst diese um ungefähr 30 Prozent aus. Mit steigender Auflösung kann es auch noch mehr werden – und vor allem: Je leistungsfähiger der benutzte Grafikchip ist, um so größer wird der relative Leistungsverlust durch den DDR2-Speicher. Und diese 30 Prozent Leistungsverlust sind auf einer Mainstream-Grafikkarte, welche üblicherweise gerade so einmal moderne Spiele unter normalen Auflösungen und zumeist nur noch ohne Anti-Aliasing schafft, dann doch eine sehr erhebliche Differenz, welche sehr oft den Unterschied zwischen "spielbar" und "nicht spielbar" ausmachen wird.

Vor allem aber passt diese erhebliche Leistungsdifferenz überhaupt nicht zur Preisdifferenz zwischen den DDR2- und DDR3/GDDR3-Modellen im Mainstream-Bereich. Bis auf die Radeon HD 4650, wo es eine Preisdifferenz von ungefähr 20 Prozent gibt, sind alle anderen Preisunterschiede zwischen DDR2- und DDR3/GDDR3-Modellen äußerst mager: Oftmals sind es nur 5 Euro bzw. 10 Prozent Preisdifferenz, manchmal gibt es auch gleich gar keinen besseren Preis für die langsameren DDR2-Modelle. Dies ist angesichts des heftigen Performanceunterschieds dieser Karten einfach ungenügend. Wenn man solche Karten auflegt, wo der DDR2-Speicher ja gerade aus Kostengründen verbaut wird, dann sollte man dem Grafikkartenkäufer auch einen klaren Preisvorteil geben.

Da dies bis auf die Ausnahme der Radeon HD 4650 nirgendwo wirklich gegeben ist, können wir von DDR2-Ausführungen im Mainstream-Bereich nur streng abraten. Hier wird an der falschen Ecke gespart, das Preis/Leistungsverhältnis geht mit dem DDR2-Speicher total in den Keller. Interessant ist der DDR2-Speicher wie gesagt nur für die Grafikkarten des LowCost-Bereichs. Dort kostet dieser zwar auch überraschend viel Performance – aber wer im LowCost-Bereich nach Performance sucht, ist sowieso falsch abgebogen, denn selbst günstige Mainstream-Grafikkarten bieten für wenig mehr monetären Einsatz leicht die doppelte oder noch mehr an Performance. Im LowCost-Bereich geht es wie gesagt nur um grundsätzliche 3D-Funktionalität und da passt der DDR2-Speicher.

Vor allem aber sollte man sich nicht täuschen lassen von vielen Launch-Reviews von Mainstream-Karten wie der Radeon HD 4650, Radeon HD 5550, GeForce 9500 GT und GeForce GT 220. Gerade bei diesen Karten ist es festzustellen, daß diese zwar mit DDR3/GDDR3-Speichern zu den Hardware-Testern geschickt wurden und die allermeisten (fast alle) der im Web veröffentlichen Benchmark-Resultate dann auch mit diesen Speichersorten gemacht wurden, die meisten der am Markt angebotenen Karten aber DDR2-Varianten sind. Hier versuchen die Grafikkartenhersteller, mit den guten Benchmark-Resultaten der DDR3/GDDR3-Versionen ihren langsamen und zumeist preislich unattraktiven DDR2-Versionen zu bewerben – davon sollte sich der Grafikkartenkäufer nicht täuschen lassen und diese DDR2-Versionen im Mainstream-Bereich strikt links liegen lassen.