XP vs. Vista: 3DMark 200x

Welches Tool nutzt man, will man mehrere Renderpfade in einem Programm vergleichen? Hier bietet sich der 3DMark an. Auch wenn die Serie sonst relativ wenig Aussagekraft im Alltag besitzt, finden sich hier verschiedene DirectX-Pfade und Shader-Modelle vereint.

Für den Übergang DirectX7 zu DirectX8 setzen wir 3DMark2001 ein. Als letzter 3DMark legt er besonders viel Wert auf die CPU-Leistung. Alle neueren Modelle bestechen durch sukzessiv geringere CPU-Last bei Durchläufen und setzen im Gegenzug auf spezielle CPU-Tests. Im 3DMark2001 besteht zudem die Möglichkeit, Transform & Lighting (T&L) per Software oder Hardware zu berechnen, die Nachfolger erlauben Software-Vertex-Shading.

Den Übergang DirectX8 zu DirectX9 übernimmt der Nachfolger 3DMark2003. Der erste Test läuft noch über DirectX7, Test 2+3 setzen auf DirectX8 und Test 4 auf DirectX9 Shader Model 2. Den finalen Part übernimmt 3DMark2006 mit ausschließlichem Fokus auf DirectX9. Alle Benchmarks wurden, bis auf wenige Ausnahmen, mit einer Auflösung von 640x480 durchgeführt, da uns hier nur die CPU-Leistung, sofern überhaupt gefordert, interessiert. Die Ergebnisse überraschen in vielerlei Hinsicht:

Tabelle 7: 3DMark2001 XP64 und Vista64 HW T&L vs. SW T&L, 640x480
AMD – HD2900XT 2GB DDR-400

Wie wir erwartet hatten, zeigt sich beim sehr alten 3DMark2001 ein massiver Unterschied. Die Ergebnisse mit HW-T&L, welches seit langem schon über die Vertex-Shader läuft, liegen unter Vista64 ähnlich stark zurück wie es bei Comanche4 oder UT2004 der Fall ist. Übernimmt die CPU alleine die Berechnung der Geometrie, so normalisieren sich die Ergebnisse etwas.

Tabelle 8: 3DMark2001 XP64 und Vista64 HW T&L vs. SW T&L, 640x480
Intel – Nvidia 8800GTS 640 4GB DDR2-750

Ein Gegencheck auf dem Intel-System zeigt vergleichbar schlechte Ergebnisse für Vista64 im Fall der HW T&L-Emulation durch die Vertex-Shader. Interessanterweise kann sich Vista im bei Software-T&L besser behaupten.

Nach allen bisherigen Benchmarks gehen wir davon aus, dass hohe GPU-Last die Rückstände nahezu verschwinden lässt. Daher erhöhen wir genau jene und hoffen auf Bestätigung.

Tabelle 9: 3DMark2001 mit GPU-Limitierung, wenn möglich. XP64 und Vista64, 1680x1050 8xAA
AMD und Intel-System

Dies ist hier nicht ganz der Fall, zwei der High-Detail Levels wehren sich vehement dagegen. 3DMark2001 ist allerdings so alt, dass die Werte schon aufgrund der modernen Treiber und GPUs mit etwas Vorsicht zu genießen sind. Wechseln wir daher zu 3DMark2003 und in die Welt von DirectX8.

Tabelle 10: 3DMark2003, Vergleich XP64 und Vista64 HW- und SW-Vertex Shader, 640x480
AMD – HD2900XT 2GB DDR-400

Nun geraten wir etwas in Erklärungsnot. Vista64 gewinnt eins der Demos mit HW Vertex-Shading und liegt beim Rest nahezu gleichauf. Ein ähnliches Bild findet man im Fall, dass die CPU alleine rechnen darf – nur verliert Vista hier den DirectX7-Test "Wings". Den ersten CPU-Test (ebenfalls "Wings" ohne HW-Vertex-Shader) verliert es dann dementsprechend in beiden Fällen. So richtig um die Ohren fliegt uns die Sache aber auf dem Intel-System.

Tabelle 11: 3DMark2003, Vergleich XP64 und Vista64 HW- und SW-Vertex Shader, 640x480
Intel – Nvidia 8800GTS, 4GB DDR2-750

Nun holt Vista64 im DirectX7-Demo stark auf und erringt zudem einen beachtlichen Vorsprung im DX9-Demo und dem dazugehörigen CPU-Test 2. Hier spielen sicherlich die Grafiktreiber eine entscheidende Rolle, zusammen mit der höheren CPU-Leistung des Core 2 Prozessor. Für das schnellere System geht diese Runde definitiv an Vista64. Überraschend muss man sagen, da wir eigentlich ein anderes Ergebnis erwartet hätten.

Mit 3DMark2006 gehen wir endgültig den Schritt hin zu DirectX9 und weg von der CPU-Leistung als bestimmendes Merkmal.

Tabelle 12: 3DMark2006 XP64 und Vista64 SW-Vertex Shader nicht sinnvoll, 640x480
AMD- und Intel-System

Die Unterschiede verschwinden erwartungsgemäß. Auf dem AMD-System mit der schwächeren CPU zeigt sich ein Rückstand in den CPU-Tests, was mit den bisherigen Erkenntnissen im Einklang steht. Die weitaus schnellere Core-2-CPU zeigt dagegen keine Engpässe. Den Leistungsabfall der bisherigen Tests kann man mit 3DMark2006 nicht mehr nachstellen.

Tabelle 13: 3DMark2006 XP64 und Vista64 ähnliche Ergebnisse für Durchlauf mit 1600x1200
AMD- und Intel-System

Denken wir zurück an Comanche4: Dort untersuchten wir den Einfluss von DualCore-Systemen auf die Performance. Unter XP64 war bei nur einem Kern ein deutlicher Abfall zu erkennen, es verlor einen großen Brocken seines Vorsprungs. Vista64 schien der Wegfall eines Kerns dagegen kaum zu stören, ein Anzeichen für schlechte Nutzung des zweiten Kerns. Rein aus Interesse wollen wir die gleiche Strategie bei 3DMark2001 fahren, welcher als einziger Benchmark große Nachteile für Vista64 aufzeigt.

Tabelle 14: 3DMark2001 Single- und Dual-Core Einbruch nur für XP64, 640x480
AMD – HD2900XT 2GB DDR-400

Man muss nicht groß kommentieren, was hier erneut passiert. XP64 liegt zwar mit einem Kern noch immer vor Vista, hatte sich aber bisher durch den DualCore knappe 15% Mehrleistung dazu gezaubert. Vista findet sich dagegen erneut in der unvorteilhaften Position, weder wirklich Nutzen aus dem zweiten Kern zu ziehen, noch nah genug an XP64 heranzukommen. Das Ergebnis wäre klar und die Welt einfach zu verstehen, wenn nicht das Intel/nVidia-System etwas dagegen hätte:

Tabelle 15: 3DMark2001 Single- und Dual-Core Kein Einbruch für XP64, 640x480
Intel – Nvidia 8800GTS 4GB DDR2-750

Nun weist zwar Vista64 Verluste in zwei Szenen auf, dafür kümmert sich XP64 nicht um den Verlust eines Kerns. Am Endergebnis, dass Vista64 noch immer zu weit im Rückstand liegt, ändert das erst recht nichts mehr. Generell scheint das Core-2-System stabiler auf künstliche Leistungsbremsen zu reagieren, als das für den spürbar gealterten K8 der Fall ist. Warum Vista64 genau jetzt eine Ausnahme macht, bleibt aber ein Rätsel.

Wer Ergebnisse zu Vista32 vermisst, der findet hier eine kleine Auswahl. Die Performance war aber zu nahezu jeder Zeit vergleichbar mit Vista64:

Tabelle 16: 3DMark 2001 und 2006 Gleichstand für Vista32 und Vista64
Intel – Nvidia 8800GTS 640 4GB DDR2-750

Tabelle 17: 3DMark2003 SW- und HW-Vertex Shader Gleichstand für Vista32 und Vista64
Intel – Nvidia 8800GTS 640 4GB DDR2-750

Insgesamt waren wir sehr überrascht von den Ergebnissen, die 3DMark uns hier präsentiert hat. Zu Beginn, mit Edition 2001, fühlten wir uns mehr als bestätigt. Je exklusiver sich der Fokus auf die Rendertechnik und GPU-Effekte verschob, desto verschwommener wurde jedoch unser Bild. Ab dem 3DMark2003 gibt sich Vista64 keine Blöße mehr und das ist auch genau das, an was man sich aus den vielen Launch-Reviews des neuen Microsoft-Betriebssystems erinnert.

Eine gesicherte Erklärung hierfür gibt es nicht. Vielleicht wirken hier die sorgfältigen Optimierungen der Treiber auf 3DMark und im Gegenzug dessen Optimierung auf DirectX. Auf der anderen Seite zeigt gerade das System mit der weitaus schnelleren Core-2-CPU auch weniger Rückstand. So oder so, die wichtige Erkenntnis, die es mitzunehmen gilt, lautet: Es gibt Beispiele, in denen Vista64 keinen Rückstand aufweist – und wo einer ist, da existieren mehr.