Workstation-Grafikkarte ATI FireGL X1 im Test

Am 13. November hat ATI eine neue Grafikkarten-Generation mit FGL-9700-Chipsatz vorgestellt. Das Linux- Magazin hat exklusiv ein Vorserienmodell im Test unter Linux heiß laufen lassen.

In den Datenblättern, die bereits Ende Juli veröffentlicht wurden, trumpft die ATI FireGL X1 mächtig auf: Der mit 325 MHz getaktete FGL-9700-Prozessor, eine Weiterentwicklung des Radeon 9700, besitzt acht parallele Pixel-Pipelines, vier Render-Einheiten, eine voll programmierbare Floating Point Pixel Unit, 256 MByte DDR-RAM, der über einen 256 Bit breiten Bus angebunden ist und Transferraten zwischen Grafikprozessor und Framebuffer bis zu 20 GByte/s verspricht. Die Karte soll zudem eine unbegrenzte Anzahl an Farben gleichzeitig darstellen können, um noch realistischere Darstellungen zu erlauben.

Anders als die Konkurrenz von 3Dlabs und nVidia kommt die FireGL X1 mit einem vergleichsweise kleinen und leisen Lüfter aus. Seine Geräusche fielen in dem Testrechner, einer HP Workstation X2100, jedenfalls kaum ins Gewicht. Bei dem Vorserienmodell, den Treiberentwickler Alexander Stohr von ATI mit ins Testlabor der Linux New Media brachte, handelt es sich bereits um das finale Platinen-Layout, Handverdrahtungen gibt es nicht mehr. Die Karte belegt mit dem Anschluss für die Stereobrille zwei Slots im Rechner.

Bremsklotz AGP 4x

Apropos Mainboard: Die FireGL X1 benötigt AGP 4x Pro-50 oder AGP 8x, was nur neuere Workstations bieten. AGP 4x Pro-50, mit dem das Testsystem ausgerüstet ist, bremst nach Einschätzung der ATI-Entwickler zudem die Leistung der Karte etwas aus. Mit AGP 8x könnte die FireGL X1 also noch höhere Werte erreichen als hier gemessen.

Der brandneue Linux-Treiber von ATI war ein später Release-Candidate des universellen Grafikkartentreibers für alle ATI-Modelle. Enthalten sind neben einem Installationsprogramm auch ein X-Frontend, über das sich etwa der Dual-Head-Betrieb einrichten lässt. Bei der Deinstallation des Treibers wurde unter Red Hat 8.0 auch zuverlässig die ursprüngliche X11-Konfiguration wieder hergestellt.

Diagramm 1: Spec Viewperf 6.1.2

Grafikpower pur

Die Leistung der ATI FireGL X1 ist im Bereich 3D-Konstruktion überragend. In der Spec Viewperf Suit 7.0 schlägt die FireGL X1 die Konkurrenz aus dem Test im Linux-Magazin 11/02 in allen Disziplinen, selbst bei der älteren Spec Viewperf Suit 6.1.2 kann ihr die nVidia Quadro-4 900XGL bei gerade mal drei Tests das Wasser reichen.

Dramatisch ist der Leistungszuwachs beim Design Review Viewset (DRV-07 und DRV-08) und Pro/Engineer Viewset (proe-01). Hier hängt die FireGL die versammelte Konkurrenz um Längen ab, beim Unigraphics Viewset (ugs-01) sogar überdeutlich mit fast 20 Frames pro Sekunde (FPS) gegenüber neun bei nVidias Flaggschiff. Der Vorsprung der X1 beim prestigeträchtigen ProCDRS Viewset (ProCDRS-03) beträgt immerhin noch über 60 Prozent im Vergleich zum schnellsten Chip von nVidia (Diagramme 1 und 2).

Diagramm 2: Spec Viewperf 7.0

Spitzenleistung im Standgas

Ein Blick in den Kaffeesatz zeigt, dass die gemessenen Werte eher als gemütliches Warmlaufen, weniger als Höchstleistungen interpretiert werden können: AGP 4x ist schon fast ein Flaschenhals und auch die HP Workstation X2100 ist mit Pentium 4 (2,2 GHz) nicht gerade üppig ausgestatttet. Man darf gespannt sein, ob mit AGP 8x und 2,8-GHz-CPU die sprichwörtliche “Schmitz\’ Katze” überhaupt hinter der FireGL X1 herkommt – hinter vorgehaltener Hand munkelt man von 200 Frames pro Sekunde beim ProCDRS Viewset.

Dennoch, ein Allroundtalent ist die FireGL X1 nicht: Bei Pixel- und Textur-lastigen Tests wie dem AWadvs-04 sowie bei 3D-Spielen zeigt die nVidia Quadro-4 900 XGL ihre Stärken. Für Spiele-Entwicklung und Virtual Reality kann die nVidia Quadro-4 900 XGL durchaus besser geeignet sein als die FireGL X1. ATI hat aber den Abstand zu Erzkonkurrent nVidia deutlich verkleinert, bei Parsec liegt die FireGL X1 nur noch rund 25 bis 30 Prozent hinter der Quadro-4.

Fazit

Die ATI FireGL X1 macht im Bereich Konstruktion und CAD einen Leistungssprung, wie man ihn bis vor kurzem kaum für möglich gehalten hätte. Schon das Vorserienmodell der X1 mit einem noch nicht ganz fertigen Treiber lässt die Flaggschiffe der Konkurrenz weit hinter sich und besteigt unangefochten das Siegertreppchen des Testfelds.

Auch beim Anblick des Preises für die ATI FireGL X1 wird in den Räumen von nVidia und 3Dlabs Heulen und Zähneklappern ausbrechen: Mit 995 Euro kostet die FireGL X1 gerade einmal das Doppelte einer gut ausgestatteten Consumer-Grafikkarte.

Die Grafikkarten im Überblick

ATI FireGL X1
Das Vorserienmodell der ATI FireGL X1 besticht durch seine überragende Leistung im Bereich Konstruktion und CAD. Mit fast 150 Frames pro Sekunde im ProCDRS Viewset und gut 23 FPS um Unigraphics Viewset lässt die Grafikkarte ihre Konkurrenz weit abgeschlagen hinter sich – einen solchen Leistungssprung hat man bislang kaum für möglich gehalten.

Testrechner, Messergebnisse und Benchmarks
Der Testrechner, eine Workstation X2100, wurde uns von Hewlett-Packard zur Verfügung gestellt. Die Ausstattung mit Pentium 4 (2,2 GHz) und 512 MByte Rambus-Speicher vermindert den Messfehler, der durch eine ausgelastete CPU oder Speicherauslagerung auf die Swap-Partition bei kleineren Systemen auftreten kann. Der AGP-Slot ist allerdings als etwas unterdimensioniert anzusehen, mit AGP 4x Pro-50 konnte die Leistung der ATI FireGL X1 nicht ausgereizt werden. Spec Viewperf Suit Die Benchmarks lassen sich in die Bereiche wissenschaftlich/technische Darstellung sowie 3D-Spiele und 3D-Rendering unterteilen. Spec Viewperf deckt den wissenschaftlichen Bereich und CAD gut ab (Diagramme 1 und 2). Im Rahmen des Viewperf-Benchmarks laufen sechs verschiedene Tests, die aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen entnommen sind. Im Gegensatz zum sehr synthetischen x11perf-Benchmark, der einfach Kreise, Rechtecke und Linien tausendfach auf dem Bildschirm zeichnet und bewegt, ist der Spec Viewperf sehr praxisbezogen: Teilweise wurde am Grafikbus gelauscht, während ein CAD-Programm eine Grafik berechnete. Detaillierte Informationen zu den einzelnen Test gibt es unter [http://www.spec.org/gpc]. Quake 3 Arena und Parsec Stellvertretend für andere Spiele messen wir mit Quake 3 Arena (Version 1.31) und dem Weltraum-Shooter Parsec [http://www.parsec.org]. Bei beiden Spielen läuft ein Demo-Szenario in der jeweiligen Auflösung bei 24 Bit Farbtiefe und ohne Full-Screen-Antialiasing (FSAA) ab. Zum Start werden die Quake-Kommandokonsole mit der Tastenkombination [Shift]+[\’] eingeblendet und dann die Befehle »timedemo 0« und »demo four.dm_66« eingegeben. Am Ende der Demo blendet man die Kommandokonsole erneut mit [Shift]+[\’] ein und liest den Messwert ab. Auch Parsec hat eine Kommandokonsole, die ebenfalls mit [Shift]+[\’] angezeigt wird. Mit den Befehlen »timedemo 0« und »testdemo 1« beginnt auch dort die Messung, das Ergebnis steht wie bei Quake am Ende auf der Kommandokonsole. Blender Benchmark Stellvertretend für Render- und Modellier-Programme haben wir den Blender Benchmark, kurz Blenchmark, eingesetzt. Seine Messwerte geben Aufschluss über die 3D-Leistung für professionelle 3D-Renderings. Blenchmark wird von der Kommandozeile aus mit dem Befehl »blender -p 100 100 900 700 blacksmith .blend« aktiviert (Blender 2.23). Die Tastenkombination [Strg]+[Alt]+[t] blendet ein Menü ein, ein Klick auf den Punkt »draw« liefert den Testwert für die Drahtmodell-Darstellung (Wireframe) Draw. Mit der Tastenkombination [Strg]+[Alt]+[z] werden die Flächen des Blacksmith-Modells gefüllt, ein erneuter Klick auf den Menüpunkt »draw« liefert den zweiten Messwert Draw+z. Das 3D-Modell »blacksmith.blend« kann man zum Beispiel bei [http://ftp.stenstad.net/mirrors/ftp.blender. nl/demos/blacksmith.tgz] herunterladen. Es ist hier aber zum letzten Mal Testkriterium gewesen, denn bei der hohen Leistung aktueller Grafikkarten liegen die Messergebnisse zu dicht beieinander, um noch Unterscheidungskriterium zu sein. Screenshots aus den Benchmarks Unigraphics Viewset (ugs-01, links) und Pro/Engineer Viewset (proe-01, rechts) aus der Spec Viewperf Suit 7.0. Screenshots aus den Benchmarks Unigraphics Viewset (ugs-01, links) und Pro/Engineer Viewset (proe-01, rechts) aus der Spec Viewperf Suit 7.0. Die Parsec-Demo (links) und der Blender-Benchmark Blacksmith (rechts). Die Parsec-Demo (links) und der Blender-Benchmark Blacksmith (rechts).

Testrechner,
Messergebnisse und Benchmarks

Der Testrechner, eine Workstation X2100, wurde uns von Hewlett-Packard zur Verfügung gestellt. Die Ausstattung mit Pentium 4 (2,2 GHz) und 512 MByte Rambus-Speicher vermindert den Messfehler, der durch eine ausgelastete CPU oder Speicherauslagerung auf die Swap-Partition bei kleineren Systemen auftreten kann. Der AGP-Slot ist allerdings als etwas unterdimensioniert anzusehen, mit AGP 4x Pro-50 konnte die Leistung der ATI FireGL X1 nicht ausgereizt werden.

Spec Viewperf Suit

Die Benchmarks lassen sich in die Bereiche wissenschaftlich/technische Darstellung sowie 3D-Spiele und 3D-Rendering unterteilen. Spec Viewperf deckt den wissenschaftlichen Bereich und CAD gut ab (Diagramme 1 und 2). Im Rahmen des Viewperf-Benchmarks laufen sechs verschiedene Tests, die aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen entnommen sind. Im Gegensatz zum sehr synthetischen x11perf-Benchmark, der einfach Kreise, Rechtecke und Linien tausendfach auf dem Bildschirm zeichnet und bewegt, ist der Spec Viewperf sehr praxisbezogen: Teilweise wurde am Grafikbus gelauscht, während ein CAD-Programm eine Grafik berechnete. Detaillierte Informationen zu den einzelnen Test gibt es unter [http://www.spec.org/gpc].

Quake 3 Arena und Parsec

Stellvertretend für andere Spiele messen wir mit Quake 3 Arena (Version 1.31) und dem Weltraum-Shooter Parsec [http://www.parsec.org]. Bei beiden Spielen läuft ein Demo-Szenario in der jeweiligen Auflösung bei 24 Bit Farbtiefe und ohne Full-Screen-Antialiasing (FSAA) ab. Zum Start werden die Quake-Kommandokonsole mit der Tastenkombination [Shift]+[\’] eingeblendet und dann die Befehle »timedemo 0« und »demo four.dm_66« eingegeben. Am Ende der Demo blendet man die Kommandokonsole erneut mit [Shift]+[\’] ein und liest den Messwert ab.

Auch Parsec hat eine Kommandokonsole, die ebenfalls mit [Shift]+[\’] angezeigt wird. Mit den Befehlen »timedemo 0« und »testdemo 1« beginnt auch dort die Messung, das Ergebnis steht wie bei Quake am Ende auf der Kommandokonsole.

Blender Benchmark

Stellvertretend für Render- und Modellier-Programme haben wir den Blender Benchmark, kurz Blenchmark, eingesetzt. Seine Messwerte geben Aufschluss über die 3D-Leistung für professionelle 3D-Renderings. Blenchmark wird von der Kommandozeile aus mit dem Befehl »blender -p 100 100 900 700 blacksmith .blend« aktiviert (Blender 2.23). Die Tastenkombination [Strg]+[Alt]+[t] blendet ein Menü ein, ein Klick auf den Punkt »draw« liefert den Testwert für die Drahtmodell-Darstellung (Wireframe) Draw. Mit der Tastenkombination [Strg]+[Alt]+[z] werden die Flächen des Blacksmith-Modells gefüllt, ein erneuter Klick auf den Menüpunkt »draw« liefert den zweiten Messwert Draw+z.

Das 3D-Modell »blacksmith.blend« kann man zum Beispiel bei [http://ftp.stenstad.net/mirrors/ftp.blender. nl/demos/blacksmith.tgz] herunterladen. Es ist hier aber zum letzten Mal Testkriterium gewesen, denn bei der hohen Leistung aktueller Grafikkarten liegen die Messergebnisse zu dicht beieinander, um noch Unterscheidungskriterium zu sein.