Nvidia-Geforce-7-Serie

GPU Nvidia G71

Die Geforce-7-Serie ist eine Serie von Desktop-Grafikchips des Unternehmens Nvidia und Nachfolger der Geforce-6-Serie. Alle Karten der GeForce-7-Serie unterstützten das Shadermodell 3.0 (SM 3.0) nach DirectX 9.0c. Hauptkonkurrent war die ATI-Radeon-X1000-Serie. Nachfolger ist die Nvidia-Geforce-8-Serie.

Geschichte

GeForce 7900 GX2

GeForce 7950 GX2

Die Geforce-7-Serie wurde Mitte 2005 auf den Markt eingeführt und löste die Geforce-6-Serie ab, auf deren Architektur sie basiert. Mit 20 offiziellen Modellen war die Geforce 7 eine der umfangreichsten Geforce-Desktopserien. Die anisotrope Filterung der Geforce-7-Serie produzierte teilweise ein sogenanntes Texturflimmern, welches in der Fachpresse massiv kritisiert wurde und eine schlechtere Bildqualität gegenüber der Radeon-X1000-Serie von ATI erzeugte.^[1][2]

Als erste Karte der Geforce-7-Serie wurde am 22. Juni 2005 die Geforce7800 GTX auf den Markt gebracht. Basierend auf dem noch im 110-nm-Fertigungsprozess hergestellten G70-Grafikprozessors, erwies sich die Geforce 7800 GTX bei ihrer Präsentation als die schnellste Grafikkarte am Markt.^[3] Dadurch wurde sie in der Fachpresse gut bewertet, auch weil sie früh flächendeckend verfügbar war. Die Geforce 7800 GTX war die letzte High-End-Grafikkarte, welche noch über einen Single-Slot-Kühler verfügte.

Als kostengünstige Alternative zur Geforce 7800 GTX präsentierte Nvidia am 11. August 2005 die Geforce 7800 GT.^[4] Diese wurde mit reduzierten Taktraten und einem deaktivierten Quad ausgeliefert. Dadurch resultierte zwar ein Performance-Verlust von bis zu ca. 15%,^[5] allerdings war der Preisnachlass deutlich höher. Da die Geforce 7800 GT dennoch schneller war, als die High-End-Modelle der Vorgängerserien (Geforce 6800 Ultra, Radeon X850 XT),^[5] konnte sie gute Verkaufszahlen vorweisen. Nvidia brachte unter der Bezeichnung Geforce 7800 GS noch eine AGP-Version der 7800 GT auf den Markt, wofür ein Brückenchip verbaut werden musste

Nachdem Konkurrent ATI Anfang Oktober 2005 verspätet seine ersten Modelle der Radeon-X1000-Serie präsentierte, wies das neue Top-Modell, die Radeon X1800 XT (die aber erst gegen Ende November verfügbar war)^[6] eine höhere Performance auf als die Geforce 7800 GTX.^[7] Da die Karte nicht nur schneller war, sondern auch eine bessere Bildqualität aufwies, sowie durch den 90-nm-Fertigungsprozess kostengünstiger herzustellen war, geriet Nvidia unter Druck. Gleichzeitig entfiel der technische Vorsprung, bis dahin als einziger Hersteller Grafikkarten mit DirectX 9.0c Unterstützung anbieten zu können, wobei ATI obendrein auch noch in der Lage war, HDR-Effekte und aktivierte Kantenglättung gleichzeitig darzustellen. Nvidia konnte das de facto erst mit der Geforce-8-Serie. ATI hatte neben der X1800-Serie, auch die X1600- und X1300-Serien vorgestellt und konnte somit bereits den gesamten Markt abdecken. Daher war es für Nvidia aus Marketinggründen notwendig, die sogenannte „Performancekrone“, für die schnellste Grafikkarte auf dem Markt, wieder zurückzuholen und präsentierte am 14. November 2005 die Geforce 7800 GTX 512, welche in der Fachpresse auch als Geforce 7800 Ultra bezeichnet worden war. Die Geforce 7800 GTX 512 basierte weiterhin auf dem G70-Grafikprozessor, allerdings wurden die Taktraten massiv erhöht. Um der draus resultierende höhere Wärmeentwicklung entgegenzuwirken verbaute Nvidia einen neuentwickelten Dual-Slot-Kühler, welcher im Gegensatz zur ATI-Konkurrenz sich als sehr leise erwies.^[8] Nvidia erhöhte erstmals bei einem Referenzdesign den Grafikspeicher auf 512 MB. In Kombination mit den höheren Taktraten erwies sich die Geforce 7800 GTX 512 wieder als schnellste Grafikkarte am Markt.^[7] Allerdings war der auf 850 MHz getaktete GDDR3-Speicher zu diesem Zeitpunkt nur schwer verfügbar war, weshalb die Geforce 7800 GTX 512 nur in geringen Stückzahlen hergestellt wurde.

Eine Geforce 7800 GS des Herstellers BFG

Am 9. März 2006 stellte Nvidia auf der CeBit die Geforce 7600 GT vor. Die Karte basierte auf dem G73-Grafikprozessor (eine halbierte Version des G71) und ersetzte die erfolgreiche Geforce 6600 GT im Mainstream-Sektor. Die Geforce 7600 GT wies gegenüber der Konkurrenzkarte von ATI, der Radeon X1600 XT, eine ca. 60% höhere Performance auf.^[9] Da sie gleichzeitig das gute Preis-Leistungs-Verhältnis des Vorgängers halten konnte,^[10] nahm die 7600 GT eine quasi Monopolstellung ein und wurde zu einer der kommerziell erfolgreichsten Karten der Geforce-7-Serie. Dazu trug auch bei, dass die technischen Nachteile aus dem High-End-Sektor gegenüber ATI (Unverträglichkeit von HDR-Effekten und aktivierter Kantenglättung, sowie Texturflimmern), für den Mainstream-Sektor relativ unerheblich waren. ATI reagierte zunächst mit der Radeon X1900 GT, welche auf einem teildeaktivierten R580-Grafikprozessors basierte, allerdings aus technischen Gründen höhere Produktionskosten aufwies. Erst die Radeon X1650 XT konnte vom Preis-Leistungs-Verhältnis her mit der Geforce 7600 GT konkurrieren, kam aber erst Anfang 2007 auf den Markt.^[11] Nvidia reagierte mit dem Wechsel auf den 80-nm-Fertigungsprozess und konnte damit die Produktionskosten weiter senken. Dadurch blieb die Geforce 7600 GT weiterhin erfolgreich am Markt, bis sie Ende April 2007 von der Geforce 8600 GTS abgelöst wurde. Die Geforce 7600 GT wurde auch mit reduzierten Taktraten und DDR2-Speicher unter dem Namen Geforce 7600 GS vermarktet.

Ebenfalls zur CeBit am 9. März 2006 stellte Nvidia noch die Geforce 7900 GT und 7900 GTX vor, welche die Geforce 7800 GT, 7800 GTX und 7800 GTX 512 ablösten. Diese hatten sich inzwischen gegenüber der neu erschienen Radeon-X1900-Serie als nutzlos erwiesen, da sie weder bei der Performance, noch beim Preis-Leistung-Verhältnis konkurrieren konnten. Nvidia verwendete nun den G71-Grafikprozessor, welcher gegenüber dem G70 nicht nur über weniger Transistoren verfügte, sondern auch im 90-nm-Fertigungsverfahren hergestellt wurde (statt 110 nm). Daher konnten die Produktionskosten deutlich gesenkt werden und aus physikalischen Gründen höhere Taktraten erreicht werden. Auf der Geforce 7900 GTX wurde der G71 mit den höchsten Taktraten ausgeliefert, welche in etwa die Performance der Radeon X1900 XTX aufwies.^[9] Der schlechteren Bildqualität stand eine geringere Geräuschentwicklung gegenüber, basierend auf dem Kühler der Geforce 7800 GTX 512, so dass sich im High-End-Bereich ein Patt ergab. Einige Geforce 7900 GTX Modelle wurden später mit reduziertem Speichertakt als Geforce 7900 GTO vermarktet. Die Geforce 7900 GT wies in etwa die Performance der Geforce 7800 GTX auf bei geringeren Produktionskosten.^[9] Im Gegensatz zur Geforce 7800 GT konnte auf das Deaktivieren eines Quads verzichtet werden. Dennoch brach die Performance bei höheren Auflösungen stark ein, da der 256 MB große Grafikspeicher inzwischen zu klein war. Daher brachten Nvidias Boardpartner eigenständig Karten mit 512 MB auf den Markt. Da das Preis-Leistungs-Verhältnis gegenüber der ATI-Konkurrenz dennoch nicht ausreichte, ersetzte Nvidia die Geforce 7900 GT am 14. September 2006 durch die 7950 GT mit erhöheren Taktraten. Durch die bessere Performance verkaufte diese sich erfolgreicher am Markt. G71-GPUs mit einem deaktivierten Quad verbaute Nvidia noch auf der Geforce 7900 GS.

Eine Besonderheit der Geforce-7-Serie ist, dass Nvidia zum ersten Mal Dual-Grafikkarten einführt. Bereits vorher hatten Boardpartner eigenständig probiert, Dual-Grafikkarten zu entwickeln, welche für den Markt aber keine wirkliche Relevanz hatten. Zur CeBit 2006 präsentierte Nvidia zunächst die Geforce 7900 GX2. Diese bestand aus zwei Platinen, die über einen SLI-Brückenchip miteinander kommunizieren. Allerdings hatte die Geforce 7900 GX2 eine massive Überlänge gehabt, benötigte einen speziellen PCI-Stromanschluss und war deshalb auf dem Retail-Markt nicht verfügbar. Nvidia überarbeitete die Geforce 7900 GX2 und präsentierte die am 5. Juni 2006 die Geforce 7950 GX2 (auch für den Retail-Markt). Diese besaß wieder eine relativ normale PCB-Länge und einen zusätzlichen Standard-Stromanschluss. Die Geforce 7950 GX2 erwies sich wieder als die schnellste Grafikkarte am Markt und Nvidia ermöglichte erstmals den Aufbau eines sogenannten Quad-SLI-Systems, bestehend auf vier GPUs.^[12]

Technik

Quads

Die verwendeten Grafikchips bestehen aus sog. „Quads“. Je nach Version können Quads auch deaktiviert werden. Eine Quad besteht bei der GeForce-7-Serie aus vier Grafikpipelines, einer Texture Mapping Unit (TMU) und einer Vertex Processing Unit (VPU) (4×1×1). Die Grundversion eines jeden Chips besteht allerdings aus vier Grafikpipelines, einer TMU und drei VPUs (4×1×3). Je nach Ausbaustufe erhöht sich also die Ausstattung bei z.B. zwei Quads auf 8×1×4 und bei drei Quads auf 12×1×5 usw. So werden alle gewünschten Konfigurationen erreicht.

Grafikprozessoren

Innerhalb der GeForce-7-Serie kommen verschiedene Grafikprozessoren zum Einsatz, die sich hinsichtlich ihrer Fertigungstechnik und ihrer max. Quad-Anzahl unterscheiden.

Grafikchip	Fertigung			Renderpipelines		DirectX / OpenGL Version	Schnitt- stelle
	Prozess (in nm)	Transistoren (in Mio.)	Die-Fläche (in mm²)	Quad-Anzahl	Pipes × TMU × VPU
NV44	110	75	110	1	4 × 1 × 3	9.0c / 2.0	PCIe
G70	110	303	333	6	24 × 1 × 8	9.0c / 2.0	PCIe
G71	90	278	196	6	24 × 1 × 8	9.0c / 2.0	PCIe
G72	90	112	77	1	4 × 1 × 3	9.0c / 2.0	PCIe
G73 / b	90 / 80	178	125 / 111	3	12 × 1 × 5	9.0c / 2.0	PCIe

Namensgebung

Bei der GeForce-7-Serie wird das gleiche Bezeichnungsschema wie bei der GeForce-6-Serie verwendet. Alle Grafikchips werden mit einer vierstelligen Nummer bezeichnet, die generell mit einer „7“ (für Geforce 7) beginnen. Die zweite Ziffer teilt dann die Familie in verschiedene Marktsegmente auf, die dritte und vierte Ziffer dienen zur weiteren Differenzierung.

EVGA GeForce 7300 GS Personal Cinema

Aufteilung

• 71xx/ 72xx/ 73xx/ 75xx: Low-Cost
• 76xx: Mainstream
• 78xx/ 79xx: High-End

Buchstabenkürzel

• LE – leistungsschwache Budgetversion (nur im Low-End-Segment)
• GS – Budgetversion, die schwächste Version im Mainstream- und High-End-Segment
• GT – leistungsfähige Version, im Low-Cost- und Mainstream-Segment die leistungsfähigste Version
• GTO – Sondermodell, leistungsschwächere GTX-Version
• GTX – leistungsstärkste Version (nur im High-End-Segment)
• GX2 – Version mit zwei Grafikchips auf einer Karte (nur im High-End-Segment)

Modelldaten

Modell	Offizieller Launch	Grafikprozessor (GPU)				Grafikspeicher					TDP (Watt)	Sonstiges
		Typ	Aktivierte Quads	Takt (MHz)	Füllrate (MT/s)	Größe (MB)	Takt (MHz)	Typ	Speicher- interface	Bandbreite (GB/s)
Geforce 7100 GS	Okt. 2006	NV44	1	350	1400	64 128	350	DDR	32 Bit	2,8	k. A.	TurboCache, kein HDR-Support
							275		64 Bit	4,4
							350			5,6
Geforce 7200 GS	Apr. 2007	G72	1	450	1800	128	400	DDR2	64 Bit	6,4	k. A.	TurboCache
Geforce 7300 LE	Mrz. 2006	G72	1	450	1800	128	333	DDR	64 Bit	5,33	k. A.
Geforce 7300 GS	Jan. 2006	G72	1	550	2200	256	405	DDR2	64 Bit	6,48	18 W
Geforce 7300 GT	Mai 2006	G73	2	350	2800	256	333	DDR2	128 Bit	10,67	25 W	Auch als AGP-Version
Geforce 7500 LE	2006	G72	1	550	2200	256	400	DDR2	64 Bit	12,8	18 W
Geforce 7600 GS	9. Mrz. 2006	G73	3	400	4800	256 512	400	DDR2	128 Bit	12,8	28 W	Auch als AGP-Version
Geforce 7600 GT	9. Mrz. 2006	G73	3	560	6720	256	700	GDDR3	128 Bit	22,4	64 W	Auch als AGP-Version
	Jan. 2007	G73b
Geforce 7800 GS	11. Aug. 2005	G70	4	375	6000	256	600	GDDR3	256 Bit	38,4	52 W	Nur als AGP-Version
Geforce 7800 GT	11. Aug. 2005	G70	5	400	8000	256	500	GDDR3	256 Bit	32,0	82 W
Geforce 7800 GTX	22. Jun. 2005	G70	6	430	10320	256	600	GDDR3	256 Bit	38,4	100 W
Geforce 7800 GTX 512	11. Nov. 2006	G70	6	550	13200	512	850	GDDR3	256 Bit	54,5	120 W
Geforce 7900 GS	Mai 2006	G71	5	450	9400	256 512	660	GDDR3	256 Bit	42,2	49 W	Auch als AGP-Version
Geforce 7900 GT	9. Mrz. 2006	G71	6	450	10800	256 512	660	GDDR3	256 Bit	42,2	82 W
Geforce 7900 GTO	Sep. 2006	G71	6	650	15600	512	660	GDDR3	256 Bit	42,2	120 W	Sonderversion der Geforce 7900 GTX
Geforce 7900 GTX	9. Mrz. 2006	G71	6	650	15600	512	800	GDDR3	256 Bit	51,2	120 W
Geforce 7900 GX2	9. Mrz. 2006	2× G71	2× 6	500	2× 12000	2× 512	600	GDDR3	2× 256 Bit	2× 38,4	k. A.	OEM-Produkt
Geforce 7950 GT	14. Sep. 2006	G71	6	550	13200	256 512	700	GDDR3	256 Bit	44,8	61 W	Auch als AGP-Version
Geforce 7950 GX2	5. Jun. 2006	2× G71	2× 6	500	2× 12000	2× 512	600	GDDR3	2× 256 Bit	2× 38,4	143 W

Hinweise:

• Die angegeben Taktraten sind die von Nvidia empfohlenen bzw. festgelegten. Allerdings liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
• Auch obliegt es den Herstellern, ob die finale Grafikkarte einen PCIe- oder einen AGP-Anschluss aufweist, denn GPUs mit nativer PCIe-Schnittstelle lassen sich mit Hilfe eines Brückenchips (HSI-Bridge) auch für AGP-Grafikkarten nutzen.
• Die Taktfrequenz des Speichers wird auch oft als doppelt so hoch angegeben. Grund dafür ist die doppelte Daten-Rate (DDR).

Geforce 7 als IGP

Drei integrierte Grafikeinheiten (IGP), die Nvidia in eigenen Chipsätzen verbaut, werden unter den Namen Geforce 7025, Geforce 7050 und GeForce 7100 vermarktet.

Weblinks

• Geforce-7-Serie auf der offiziellen Nvidia-Homepage

Einzelnachweise

1. ↑ 3DCenter: HighEnd-Chip G70: Nur noch mit flimmernder Grafik?, Bericht vom 13. August 2005, abgerufen am 26. Januar 2010
2. ↑ ComputerBase: Bericht: nVidias G70 - Neuer Chip, neue AF-Optimierungen – muss das sein?, Bericht vom 24. August 2005 (Update 31. August 2005), abgerufen am 26. Januar 2010
3. ↑ ComputerBase: Test: nVidia GeForce 7800 GTX (SLI) - Performancerating, Testbericht vom 22. Juni 2005, abgerufen am 26. Januar 2010
4. ↑ PC Games Hardware: Nvidia stellt Geforce 7800 GT vor, Nachricht vom 11. August 2005, abgerufen am 26. Januar 2010
5. ↑ ^{a b} ComputerBase: Test: AOpen Aeolus 7800 GT - Performancerating, Testbericht vom 14. September 2005, abgerufen am 26. Januar 2010
6. ↑ PC Games Hardware: Radeon X1800 XT lieferbar, Nachricht vom 29. November 2005, abgerufen am 26. Januar 2010
7. ↑ ^{a b} ComputerBase: Test: nVidia GeForce 7800 GTX 512 - Performancerating Qualität, Testbericht vom 14. November 2005, abgerufen am 26. Januar 2010
8. ↑ ComputerBase: Test: nVidia GeForce 7800 GTX 512 - Lautstärke, Testbericht vom 14. November 2005, abgerufen am 26. Januar 2010
9. ↑ ^{a b c} ComputerBase: Test: GeForce 7600 GT, 7900 GT und 7900 GTX - Performancerating, Testbericht vom 28. März 2006, abgerufen am 26. Januar 2010
10. ↑ ComputerBase: Test: GeForce 7600 GT, 7900 GT und 7900 GTX - Preis-Leistung-Verhältnis, Testbericht vom 28. März 2006, abgerufen am 26. Januar 2010
11. ↑ ComputerBase: Test: ATi Radeon X1650 XT - Performancerating, Testbericht vom 27. Januar 2007, abgerufen am 26. Januar 2010
12. ↑ ComputerBase: Test: nVidia GeForce 7950 GX2, Testbericht vom 5. Juni 2006, abgerufen am 26. Januar 2010

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