Leserartikel Unterschied zwischen PCIe x16, x8, x4 und x1

[Bemme90]

Wird im April 2011 erneuert. Plattform: Sandy-Bridge + aktuelle AMD oder nVidia Grafikkarte

Hallo Leute,
nach meinen beiden Berichten wird es mal wieder Zeit für einen Neuen. Es geht wieder um das Thema Grafikkarte. Viel Spaß beim Lesen.


Vorwort:

Nach meinem letzen Erfahrungsbericht „ATI Radeon HD 5770 + nVidia Geforce 8600gt im PhysX – Test“ war ich noch nicht ganz zufrieden mit den Ergebnissen. Ich wollte Wissen, wie man PhysX noch besser darstellen kann. Mir ist bewusst, dass eine nVidia Geforce 8600gt als PhysX Karte nicht die Besten Werte erzeugt. Mein 2. PCIe x16 2.0 Steckplatz ist leider nur mit 4 Lanes an den Chipsatz angebunden. Deshalb wollte ich vorher Testen, ob sich eine bessere nVidia Karte überhaupt als PhysX-Beschleuniger lohnt. Deshalb ist dieser Bericht entstanden

Wissenswertes über PCI-Express


Ausgangssituation:


Testsystem:

• CPU: Intel Core i5-750 @ 2,67 GHz, 8MB Cache, Sockel 1156
• Board: Asus P7P55D, P55 Chipsatz, Sockel 1156
• Speicher: GEIL 4 GB DDR3-1333 CL7, 1,5 Volt, Dual Channel Kit
• Grafikkarte primär: Sapphire HD 5770 1024 MB GDDR5
• Netzteil: be quiet Straight Power E6, 500 Watt, ATX 2.2
• Systemplatte: Samsung Spinpoint F3 500GB, 16 MB Cache, SATA II
• System: Windows 7 Ultimate 64-Bit


Die Einrichtung der Hardware:


Das Erzeugen der unterschiedlichen Lanes:

Um dem System die unterschiedliche Anbindung vorzutäuschen, muss man seine Grafikkarte ein wenig modifizieren. Bislang ist mir keine Softwarelösung bekannt, welche die Lanes vom PCIe-Slot regelt. Auch im Bios gibt es bei mir keine Einstellungen diesbezüglich.
Um dennoch das Gewünschte zu erzielen, muss man die Kontakte der Grafikkarte abkleben, welche für die Lanes zuständig sind.

Eine normale PCIe x16 2.0 Karte besitzt 164 Kontakte. Um eine geringere PCIe Stufe zu erreichen muss man die überschüssigen Kontakte abkleben, damit der Slot diese nicht mehr lesen kann.


• PCIe x16 → 164 Kontakte (-66 Kontakte (links 33 und rechts 33) = PCIe x8 → 98 Kontakte)
• PCIe x8 → 98 Kontakte (-34 Kontakte (links 17 und rechts 17) = PCIe x4 → 64 Kontakte)
• PCIe x4 → 64 Kontakte (-28 Kontakte (links 14 und rechts 14) = PCIe x1 → 36 Kontakte)
• PCIe x1 → 36 Kontakte



Abgeklebt hab ich die Kontakte mit ganz normalem Klebeband. Isolierband ist empfehlenswerter, da dieses sich nicht elektrisch aufladen kann. Jedoch hatte ich Zweifel bezüglich der Dicke vom Isolierband. Um sicher zu gehen, nahm ich dann einfach normales Klebeband, welches im Laufe der Tests keine Probleme machte. Ganz im Gegenteil.
Das Klebeband war sehr dünn, gut aufzutragen und ohne Klebereste leicht zu entfernen.

Wichtig: PCIe x8 2.0 entspricht PCIe x16 1.0 (Zum Vergleich PCIe Vers. 2.0 vs. Vers. 1.0)










Benchmarks:


Tools:

• Fraps Version 3.0.3 (zum Auslesen der Bilder pro Sekunde)
• HWMonitor 1.15 (zum Auslesen der Temperaturen)
• GPU-Z 0.3.8 (zum Auslesen der Anbindung)


Testparcour:

• 3D Mark Vantage (Standardeinstellungen)
• 3D Mark 06 (Standardeinstellungen)
• GTA 4 Benchmark (Full HD, Settings: Mittel, DX09)
• Crysis Warhead Benchmark (Full HD, Settings: Gamer, DX10)
• Batman: Arkham Asylum: (Full HD, Settings: Sehr Hoch, DX09)

Bei den Benchmarks wurde versucht einen gleichen Ablauf zu gewährleisten.
Deshalb hab ich immer in der gleichen Reihenfolge gebencht. Außerdem wurden nur Benchmarks verwendet, welchen einen gleichen Ablauf mit sich bringen (interne Spielebenchmarks).

PS: Falls jemand ein bestimmtes Spiel im Benchmark sehen möchte, soll er mich bitte anschreiben. Sofern ich das Spiel besitze oder von irgendeinem Kumpel ausleihen kann, werde ich es versuchen zu ergänzen.

3D Mark Vantage (DX10, 1280 x 1024, Settings: Standard):

Punktevergleich:




3D Mark 2006 (DX09, 1280 x 1024, Settings: Standard):

Punktevergleich:




GTA 4 Benchmark (DX09, 1920 x 1080, Settings: alles Mittel):

Durchschnitts Fraps:




Crysis: Warhead Benchmark (DX10, 1920 x 1080, Settings: Gamer):

Minimale Fraps:



Durchschnitts Fraps:



Maximale Fraps:




Batman: Arkham Asylum (DX09, 1920 x 1080, Settings: alles Sehr Hoch):

Minimale Fraps:



Durchschnitts Fraps:



Maximale Fraps:




Sonstiges:

Wer sich für die Temperaturen, die Lautstärke oder den Stromverbrauch interessiert, soll bitte in den Erfahrungsbericht „Sapphire HD 5770“ gucken,
Dort gibt es weitere interessante Informationen über das oben aufgeführte Testsystem und die darin verbaute Grafikkarte.


Schlusswort:

Wie man anhand der Benchmarks sehen kann, laufen auch neue Spiele mit weniger Bandbreite zufriedenstellend.
Ein Unterschied zwischen PCIe 2.0 x16 und PCIe 2.0 x8 ist kaum vorhanden und kann so gut wie vernachlässigt werden.
Die Differenzen von PCIe x16 und x4 sind auch verkraftbar (für z.B eine PhysX Karte).
Deutlicher werden die Unterschiede zu PCIe 2.0 x1.
Einbrüche sind dort deutlich zu erkennen, trotzdem konnte ich Testweise GTA4 gut spielen.
Die Ruckler etc. sind nur geringfügig mehr geworden.
Ich hoffe, dass ich euch einen kleinen Einblick in die Materie schaffen konnte.
Für Kritik, Lob und Weiteres bin ich gerne offen.

 

[XTC-DC]

Moin

Hey Man Goil , Endlich mal ein was Aussagender Test.

Super Gemacht weiter so . . .

Find ich Super . . .

 

[Ashantor]

Sehr schöner Test. Interessant wäre das noch bei Grafikkarten, die möglicherweise
etwas mehr Bandbreite beanspruchen können (Sorry wenn das dumm klingt, bin
was die Übertragung im Bereich PCI-E angeht ein laie)

Habe ein ähnliches System, wenn du also Interesse hast, kannst du mich ja mal
instruieren, damit ich gegebenenfalls für dich testen könnte.

 

[Dunkelschwinge]

Super Test.
Ich würde den aber doch auch gerne mal mit einer Potenteren Karte sehen a la 5870. Auch ein Crossfire/SLI Gespann wäre interessant...

Ich bin auch froh, dass Du dich zum abkleben entschieden hast. Was hast Du dazu genommen?

 

[Bemme90]

Ich weiß, dass die jetztige "Rohfassung" des Berichts noch nicht aussagekräftig genug ist.

Ich habe bislang nur Benchmarks erstellt ohne AA+AF, aber genau diese Features beanspruchen die Bandbreite noch um einiges mehr.

Dies ist aber kein geschlossenes Kapitel,

ich werde im Laufe der Woche (bis spätestens Sonntag), weitere Benchmarks ergänzen.
Die Vorhandenen Benchmarks werden mit 4x AA und AF wiederholt und hinzugefügt.



An sich ist das keine große Sache:
Verwendet hab ich die obenaufgeführten Programme/Spiele.

GTA4 hat einen internen Benchmark, welcher immer den gleichen Ablauf hat,
Crysis Warhead, gibt es ein Extra Benchmark Tool.
Batman hat auch einen internen Benchmark.


Heut abend wrde ich die Bilder von den "Umbau-Arbeiten" posten, dadurch wird man dann nochmal etwas schlauer.

Ergänzung (2. Februar 2010)

Ich bin auch froh, dass Du dich zum abkleben entschieden hast. Was hast Du dazu genommen?

Ganz normales Klebeband, ala "Tesa-Film".
Kannst du heut Abend auf den Fotos nachsehen

Ergänzung (2. Februar 2010)

Ich würde den aber doch auch gerne mal mit einer Potenteren Karte sehen a la 5870. Auch ein Crossfire/SLI Gespann wäre interessant..."]Ich würde den aber doch auch gerne mal mit einer Potenteren Karte sehen a la 5870. Auch ein Crossfire/SLI Gespann wäre interessant...

Crossfire ist mir nicht möglich, da ich nur eine Anbindung von x16/x4 habe,
somit ist kein x16/x16 möglich.

Vielleicht erklärt sich jemand bereit, diesen test mit einer HD5870 zu wiederholen.
Das wär doch mal was für Computerbase.de
oder vielleicht macht es Ashantor ja?

 

[melemakar]

Guter Test, Respekt

Deckt sich sogar relativ gut mit diesem "offiziellen" Test hier:
http://techpowerup.com/reviews/AMD/HD_5870_PCI-Express_Scaling/25.html

Eine Anmerkung hätte ich noch:
Bei den Diagrammen würde ich wirklich bei Null anfangen, wenn man nicht genau hinguckt sieht das so aus, als wäre das PCIe 1x Setting nur halb so schnell

 

[sp33d]

sehr interessant, zu sehen, wie sich die beschränkung der bandbreite im endeffekt auf die leistung auswirkt. interessant wären tests mit unterschiedlichen grafikkarten (low-end, mid-range und high-end) und eine statistik, die das ganze in prozent darstellt (nicht, dass ich das nicht selbst umrechnen könnte, aber wenn du schon die statistiken hast sind das ja nur n paar klicks mehr ).
hatte mal aus versehen meine gtx260 im x8 slot und hab mich gewundert, warum die leistung so abgeschmiert ist. ^^
wieder in nen x16 slot gepappt und schwupps gings wieder ab.
hat bei mir so viel ausgemacht, dass ich die leistungseinbuße sofort bemerkt hab.

 

[cyrezz]

Gute Sache an sich, aber leider sind das Spiele, die anscheinend echt nicht davon abhängig sind. Teste das mal mit CoD4 z.B. und du wirst sehen, dass teils größere Unterschiede entstehen. Dein Fazit sollte auch nicht allgemeingültig sein, sondern nur auf die von dir getesteten Dinge bezugnehmend sein. Denn jede Grafikengine ist anders und das Fazit verallgemeinert.

 

[sp33d]

ach ja: ich würde mal annehmen, dass furmark aussagekräftiger ist, als die getesteten programmeu nd spiele.

 

[Bemme90]

OK, habe notiert:

→ Weitere Benchmarks fahren (Furmark, COD6)
→ Statistiken verfeinern (Prozentangaben, Minimum = 0)
→ mehr auf die Grafikkarte beziehen

PS: weiß jemand, wie ich so eine felxible Grafik mache wie CB?,
wenn man mit dem Cursor draufgeht, dass dann % erschient und nicht Frapes/Punkte

 

[y33H@]

Schöner Test. Ein paar Sätze:

• Eine HD5k reagiert kaum auf weniger Bandbreite
• Da die Lanes in der CPU sitzen, ist die Latenz sehr gering
• Bis auf die IW4-Engine gibts kaum Spiele, die nach Bandbreite gieren

Würdest du eine GTX200 mit einem C2Q benchen, wären die Differenzen weitaus größer.

elbst Crossfire bzw. SLI-Systeme sollten mit einem PCIe 2.0 x4 Steckplatz zurecht kommen.

Nein, 4x bremst hier massiv.

 

[Humptidumpti]

Bingo. Aussagen über Crossfire/SLI Systeme würde ich an deiner Stelle komplett streichen solange du da nichts getestet hast. Das sind sorry alles Glaskugel Vermutungen solange du kein Crossfire oder SLI testest.

Bei dem Renderingverfahren kommunizieren die Karten auch in beschränktem Umfang miteinander über den PCIe Link und erhöhem so die Bandbreitenproblematik nochmals.

 

[Pupp3tm4st3r]

Aber schön, dass sich mal einer die Mühe gemacht hat abzukleben^^ mir wär der Aufwand ehrlich zu groß, aber gut zu wissen, inwiefern das Grafikkartenbezogen und Spielbezogen limitiert/oder eben nicht.

Far Cry 2 hat ja auch noch nen Spielinternen Benchmark, weiß ja ni inwiefern das Spiel da Bandbreitenlastig ist...

 

[Bemme90]

OK, den Punkt mit SLI/Crossfire habe ich erstmal herrausgenommen.

Ich weiß, dass bei Crossfire die Bandbreite nochmals limitiert. Ich wollte nur ausdrücken, dass Crossfire trotz Limitierung auf ein gutes Niveau zum Laufen gebracht werden könnte...

Ergänzung (2. Februar 2010)

Far Cry 2 hat ja auch noch nen Spielinternen Benchmark, weiß ja ni inwiefern das Spiel da Bandbreitenlastig ist...

Werde ich dann mal mittesten, wenn ich dann sowieso an CoD dran bin

 

[Screemer]

PS: weiß jemand, wie ich so eine felxible Grafik mache wie CB?,
wenn man mit dem Cursor draufgeht, dass dann % erschient und nicht Frapes/Punkte

soweit ich weiß, sind das sind svgs die mit css formatiert und per jscript verändert werden. glaub kaum, dass das hier im forum geht.

 

[pampelmuse]

Sehr sehr interessant.
Ich hatte vor, eben genau dies zu testen. Mit 2 5870.

Jedoch fehlt mir da für 2*16x noch das X38/X48 Board.
Werde mir gerbaucht noch eins besorgen. FSB 450m min. sollten halt drin sein mit 45nm Quad.

Mit einem entsprechenden SLI-Board könnte ich auch noch 2 GTX 260 testen, jedoch ist das für mich erst einmal nebensächlich.

Der für mich größte Kritikpunkt, sind ebenfalls die verwendeten Spiele. 3 sind einfach zu wenig. Call of Duty gehört dazu, die UT3-Engine, CoH wäre interessant und diverse andere.

 

[Bemme90]

Der für mich größte Kritikpunkt, sind ebenfalls die verwendeten Spiele. 3 sind einfach zu wenig. Call of Duty gehört dazu, die UT3-Engine, CoH wäre interessant und diverse andere.

Ich weiß, dass dort mehr sein müsste,
jedoch steh ich ein bisschen auf dem Schlauch, wie ich das realisieren könnte?

Bei den üblichen Benchmarks fallen geringe Test-Unterschiede nicht auf.
Da zwischen den Auflösungen und den Features mehrere Fraps liegen.

Bei den Bandbreiten-Benchmarks, liegen die Unterschiede zu nah zusammen.
In einem normalen Ingame Benchmark tauchen anhand eines immer etwas unterschiedlichem Spieleablauf zu krasse unterschiede auf.
Mal hat man max. 60 fps, beim nächsten mal nur 50 fps, da man sich anders bewegt, schneller fährt, weniger Fässer eplodieren. etc.

Diese unterschiede würden die Test zu doll verfälschen.
Deshalb hab ich auf interne Benchmarks zurückgegriffen, da diese einen gleichen Spielablauf gewährleisten.

Jedoch gibt es da nciht soo viele.

Einfallen tut mir noch:
→Resident Evil 5
→Far Cry 2...
→Stalker CoP

wie kann man das umsetzen?
was gibt es noch für benchmarks?

 

[sp33d]

für ut3 gibts auch n benchmarktool. ich suchs dir mal raus...

edit:
hier ists schon: klick

 

[Bemme90]

edit:
hier ists schon: klick

Gut, danke, wird dann am Wochenende mit aufgenommen.

 

[y33H@]

In einem normalen Ingame Benchmark tauchen anhand eines immer etwas unterschiedlichem Spieleablauf zu krasse unterschiede auf.

Nicht wirklich. Du brauchst nur ein gescheites Save.

Stand-Alone-Bench-Tools gibts u.a. für Stalker, FC2, Resi 5, Dirt 2 oder auch WiC.