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ATI im Rückwärtsgang? 2D-Leistung bleibt auf der Strecke | Retro Teil 1 von 2

Vor über 13 Jahren habe ich zwei Artikel veröffentlicht, die sich mit der damaligen Problematik der fehlenden 2D-Performance insbesondere der ATI-Grafikkarten beschäftigen und auch die Hintergründe näher beleuchten. Denn der Umbruch war damals enorm: Grafikkarten mit den Unified Shaders statt spezieller 2D-Hardwarefunktionen, Betriebssysteme, die die 2D-Hardwarebeschleunigung nicht mehr unterstützten und ein ATI-Treiberteam in Toronto, das mich seit der damaligen Zeit wohl abgrundtief hasst. Mal abgesehen davon, dass mich so etwas kaum tangiert, hat genau diese Artikelreihe dazu geführt, dass man bei ATI (heute AMD) in genau diesem Bereich immer noch besser abschneidet als NVIDIA. Ziel erreicht, der Rest ist mir egal. Doch zurück zum Retro-Artikel, der damals international rfür richtig viel Wirbel gesorgt hatte…

2D-Leistung im Rückwärtsgang? Eine umfassende Analyse | Retro Teil 2 von 2

Originalartikel vom 12.01.2010

Seit der Einführung von Windows 7 waren damals einige Monate ins Land gegangen. Die Grafikkartenhersteller haben zum Teil neue Modelle vorgestellt, sowie Treiber weiterentwickelt und veröffentlicht. Somit sollte auch genügend Zeit vorhanden gewesen sein, um anfängliche Fehler auszumerzen und damit objektive Tests zu ermöglichen, die über ein reines Beta-Stadium hinaus gehen. Wir fanden deshalb, dass es endlich auch einmal an der Zeit ist, nicht nur die 3D-Leistung der aktuellen Hardwaregeneration zu testen, sondern dass es sich durchaus auch lohnen kann, einen Blick auf einen Bereich zu werfen, den wir täglich wie selbstverständlich nutzen, ihm aber nie größere Aufmerksamkeit schenken: den 2D-Bereich.

Ehrlicherweise müssen wir dazu im Vorfeld jedoch auch anmerken, dass diese Idee eines umfangreicheren Tests nicht zufällig entstand. Während das Hauptaugenmerk der meisten Anwender fast nur auf der Anzeigegeschwindigkeit der Betriebssystemoberfläche liegt und Windows 7 im Vergleich zu Vista allerorts nur gelobt wird, haben wir leider feststellen müssen, dass die eigentliche „Neuerung“ von Windows 7, nämlich die propagierte Wiedereinführung der bis Windows XP vorhandenen und mit Vista still und leise abgeschafften 2D-Grafikbeschleunigung, ganz offensichtlich bei einem der Grafikchiphersteller noch nicht ganz angekommen zu sein scheint, zumindest wenn es sich um die Belange der sauberen Implementierung von GDI-Aufrufen (Graphics Device Interface) handelt. Die sogenannte „2D-Grafik“ besteht eben nicht nur aus netten Überblendeffekten und animierten Menüs mit Schatten, sondern zunächst erst einmal aus ganz trivialen Sachen wie Pixeln, Linien, Kurven, Rechtecken, Kreisen, Polygonen und vielem mehr.

So kam Windows 1.0 auf den Markt

Wichtige Vorbemerkung

Wir möchten diesem Artikel keine emotionale Note geben, auch wenn sich die Anhänger der einen oder anderen Grafikkartenfraktion sicher die Augen reiben werden. Wir haben uns, weil wir die Ergebnisse erster Tests so nicht glauben wollten, im Interesse aller Betroffenen extra mehr Zeit genommen, um möglichst aussagefähige Ergebnisse zu erhalten und diese dann auch möglichst objektiv miteinander vergleichen zu können. Wir werden auch keinem Hersteller eine bewusste Vernachlässigung dieses Anwenderbereiches unterstellen, sondern verstehen unseren Artikel als Beitrag und Hilfe für diejenigen, die an ihren PCs nicht nur spielen, sondern auch arbeiten wollen und müssen. Ausgehend davon, dass es aktuell sehr schwierig ist, beispielsweise mit einer HD 5870 und den aktuellen Treibern unter Windows 7 einigermaßen produktiv im 2D-Bereich zu arbeiten (einfache vektorbasierte Zeichen- und Gestaltungsprogramme, einfache oder komplexere CAD-Anwendungen) oder 2D-Spiele in hoher Qualität zu spielen, wollten wir nicht nur pauschal kritisieren, sondern den eigentlichen Ursachen auf den Grund gehen.

Theorie und Praxis

Da den meisten Lesern die eigentlichen Funktionen und Hintergründe der 2D-Beschleunigung von Windows XP bis Windows 7 nicht bekannt sein dürften, haben wir diesen sehr umfangreichen Artikel zweigeteilt. In diesem ersten Teil werden wir zunächst die wissenswerten Hintergründe und technischen Grundlagen vermitteln, damit die Tests des zweiten Teils auch so verstanden werden können, wie man sie interpretieren muss. Dazu haben wir passend ein eigenes kleines Benchmarkprogramm entwickelt, das wir dann natürlich auch allen interessierten Anwendern zum Download anbieten werden. Informativ, lesens- und wissenswert ist auf alle Fälle beides.

Beginnen wir deshalb zunächst mit den Grundlagen und merken, dass ein wenig Hintergrundwissen nicht unbedingt schadet. Wir schreiben das Jahr 1985. Michail Gorbatschow wird Generalsekretär der KPdSU, Joschka Fischer wird erster grüner Minister, Sat. 1 geht erstmals auf Sendung und „Cheri Cheri Lady“ nervt uns 4 unendliche Wochen als Nummer Eins der deutschen Hitparade. Neben all diesen wichtigen Dingen betritt zunächst fast unbemerkt eine kleine, noch recht unscheinbare Software die Welt, die heute mittlerweile marktführend auf den meisten PCs installiert ist: Windows von Microsoft.

„Fensterloses“ Windows ohne überlappende Fenster

„Fensterloses“ Windows ohne überlappende Fenster

Die Idee, einen grafischen Aufsatz über die eigentliche, textbasierte Betriebssystemebene zu stülpen, ist nicht wirklich neu. Auf diese Art und Weise versuchten Firmen wie Microsoft oder Digital Research neue, weniger exklusive Käuferschichten zu erschließen und die neue PC-Technik einer breiten Masse an Konsumenten schmackhaft zu machen, da man diese Software endlich auch ohne abgeschlossenes IT-Studium bedienen konnte. Im Gegensatz zu Windows 1.0 konnte das Konkurrenzprogramm GEM jedoch bereits mit überlappenden Fenstern umgehen.

Erst Windows 2 wird seinem Namen gerecht
Erst Windows 2 wird seinem Namen gerecht

Hätte man nicht 1987 Windows 2.0 bringen können, welches diese Technik ebenfalls beherrschte, dann würde heute kein Mensch mehr über Windows reden. Dass Windows in den ersten zwei Jahren überhaupt überlebte, hat die Firma in erster Linie einem Mitarbeiter zu verdanken, der noch heute die Massen polarisiert: Steve Ballmer. Unvergessen sein Werbespot für die zugegebenermaßen noch recht spartanisch anmutende erste Windows-Version. Unvergessen auch der Preis: 99 Dollar für ein Windows ohne wirkliche Fenster. Seit diesem Zeitpunkt erfuhr Windows mit der Einführung der jeweiligen Nachfolge-Versionen schrittweise Evolutionen oder auch Revolutionen. Aber die eigentliche Problemstellung, mit der wir uns beschäftigen möchten, besteht jedoch bis heute.

Spätestens jetzt werden sich die meisten fragen, warum wir soweit ausgeholt haben. Der Grund ist jedoch so simpel wie einleuchtend. Anhand des Fenstervergleichs haben wir gelernt, dass es eigentlich zwei Aufgabenbereiche gibt – die grafische Benutzeroberfläche (wobei hier nicht die Kleidung des Anwenders, sondern die Desktopgestaltung gemeint ist) einschließlich der Fensterverwaltung und die reinen Zeichenfunktionen, über die diese Grafiken erstellt werden. Erstellen und Verwalten sind also zwei getrennte, wenn auch voneinander abhängige Aufgabenbereiche. Und während sich die Oberfläche von Windows immer weiter entwickelt und ändert, sind die Grundfunktionen weitgehend dieselben geblieben.

Wenn wir nun in den nachfolgenden Abschnitten verallgemeinernd von der 2D-Beschleunigung sprechen, dann betrifft dies sowohl die grafische Ausgabe der Oberfläche, als auch die hardwarenahe Umsetzung der eigentlichen Zeichenbefehle. Ohne gutes Management ist eine Werkshalle voller Arbeiter zur Untätigkeit verdammt und ohne fleißige Arbeiter, die ihre Aufgaben ohne Schnörkel auf möglichst direktem Weg erledigen, ist das beste Management überflüssig. Man kann und darf diese Anforderungen in der Gesamtheit nicht voneinander trennen.

Gut informierte Leser wissen natürlich, dass es unter einer fensterbasierten Oberfläche gar keine reine 2D-Grafik geben kann. Deshalb werden wir im nächten Abschnitt klären, warum es zwar reine 2D-Zeichenbefehle gibt, diese jedoch bei der Grafikausgabe am Bildschirm trotz allem mehr oder weniger dreidimensional betrachtet werden müssen.

 

Kommentar

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MechUnit

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Interessanter Hintergundbericht.

Damals (Windows 1.0-3.00) war eben das Amiga OS aufgrund des Systems mit seinen Co-Prozessoren (für 2D hauptsächlich Blitter) und echten überlappenden Fenstern besser, von der schon damals unerschütterlichen Stabilität einmal abgesehen.

Das Mac OS setzte nochmal einen drauf. Auch da gab es ja fast von Anfang an quasi integrierte Hardwarebschleunigung für 2D-Anwendungen.

Dann gab es ja noch SGI-OS - ein Traum.

Präemptives Multitasking und schnelles, flüssiges Arbeiten war man also hier auf den 3 o.g. Systemen schon gewohnt. Ok, auf A500 & A1000 war aufgrund des langsameren Motorola 68000-Prozessors und 512kb-, bzw. 1 MB Chip-RAM und ohne HDD mit Diskettenzugriff die Lade- und Arbeitsgeschwindigkeit etwas langsamer. Dennoch war das ein besseres Gefühl und komfortabler als noch mit Windows 1.0, geschweige denn DOS - dank Blitter und Copper mit nicht 100 dazwischenfunkenden Treibern und Schnittstellen. Die im System fest integrierte Hardware war eben fest im OS integriert. Angebundene Hardware und deren Treiber wurden "hinten dran" geschoben. Reflections, Video Toaster, Cinema 4D oder Lightwave (die beiden letztgenannten dann schon auf AGA-Maschinen aka A4000, später mit Power PC u.a. in Verbindung mit Silicon Graphics) liefen wie Butter. 2,5D-Layer und deren Beschleunigung spielten da aber auch noch keine Rolle.

Das war aber auch ein Vorteil der damaligen geschlossenen Systeme mit aufs Leib zugeschnittenen Betriebssystemen. Der PC war ja offen und es musste ja schon damals auf unterschiedlichen Systemen das OS möglichst performant und stabil laufen. Damit war (und ist) ein PC nicht nur von der dedizierten, modularen Hardware abhängig, sondern auch über seine Schnittstellen und Treiber. Wenn dann noch die 2D-Unterstützung schlecht oder gar nicht integriert ist (schlimmstenfalls noch auf Hardware-, OS-, Schnittstellen- und Treiberebene) fehlt, ist das für flüssiges Arbeiten im Betriebssystem ein Desaster. Das merkte man sogar später tw. in Windows NT oder 2000 auf professionellen Maschinen. Es stockte halt mal oder es gab "Denkpausen".

Ein gutes Beispiel hierfür waren damals auch Emulatoren. Man merkte direkt, wenn auf Hardwareebene einfach die 2D-Beschleunigung fehlte und die CPU dann mehr schuften musste.

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Lagavulin

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Vielen Dank für den interessanten Blick zurück in die 2010er Jahre. Habe ich mit großem Interesse gelesen, weil ich mich damals noch gar nicht mit PC-Technik beschäftigt habe. Spannt man einen zeitlichen Bogen von ATI bis zum 12VHPWR, dann ist Igor‘sLab für mich wirklich so etwas wie „CSI Chemnitz“ im PC-Bereich.

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F
Furda

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663 Kommentare 371 Likes

Irgendwo in dieser Zeit da, wohl noch unter WinXP, hatte ich noch einer der letzten Karten von ATI mit AGP Schnittstelle in Betrieb, als der endgültige Wechsel zu PCI vollzogen geworden war.

Der Artikel hat einige Trigger, bin mal auf den 2. Teil gespannt.

Auf alle Fälle, die Einleitung hier birgt für mich schon jetzt das grösste Ausrufezeichen, nämlich, dass man den Finger in die Wunde drücken muss, um eine Änderung/Verbesserung zu erwirken. Damals schon so und heute immer noch brandaktuell. Da hatte ATI offenbar, wie auch alle anderen immer, negativ darauf reagiert, anstatt einsichtig und konstruktiv sein zu wollen. Von ATIs Treiber-Kultur hat wohl bis heute ein Teil bei AMD überlebt.

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Igor Wallossek

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Das missgünstige Treiber Team firmiert heute immer noch unter ATI in Toronto und es sind die gleichen Leute, die heute alles verdongelt haben, weil sie das MorePowerTool nicht wollen. Das geht schon seit Jahren so :D

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Derfnam

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Toronto Trittchen - guten Feinden gibt man ein Trittchen. Oder 2.
Wobei ich Ati & the Vandalers mit 'Nowhere Toronto' bevorzuge.

Die damaligen Kommentare unter bzw zu den Artikeln läs ich zu gern nochmal.

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Derfnam

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7,517 Kommentare 2,029 Likes

Alles gut und schön, @Igor Wallossek, aber ich wollte schon ein wenig Wehmut fühlen wegen der alten Köppe.

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C
ChaosKopp

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Ich erinnere mich noch gut an die zugrunde liegenden Artikel und die Emsigkeit, die Du damals ausgelöst hast

Auch wenn die Treiber-Truppe Dich damals hasste, hast Du das Produkt selbst massiv vorangetrieben.

Eigentlich wäre Dankbarkeit angemessen gewesen.

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eastcoast_pete

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Ja, wenn man darauf hinweist, daß der König nackt dasteht oder der tolle GPU Treiber für die neueste Karte kaum 2D packt, macht man sich schnell unbeliebt. Auch wenn man damit, so wie hier @Igor Wallossek , ATI einen großen Gefallen hattest, denn die Käufer finden solch unterirdische Leistung gar nicht gut. Wie heißt es so schön im Englischen: " No good deed goes unpunished". ATI, anstatt sich zu schämen und für den Hinweis zu danken, wurde ärgerlich und nachtragend.

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eastcoast_pete

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Der Toaster auf den großen Amigas waren ja aus gutem Grund jahrelang das Kit der Wahl bei frühen CGI Geschichten. SGI Workstations waren klar besser, aber wer hatte schon soviel Geld? Die waren nämlich richtig teuer, für das Geld konnte man schon ein sehr schönes Auto (Oberklasse, keinen Golf 😀) kaufen .

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MechUnit

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Allerdings - das waren Preise jenseits von gut und böse :D

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eastcoast_pete

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Waren (und sind) sehr gute Hintergrund Artikel, danke @Igor Wallossek für das Encore! Und jetzt ein paar Fragen zum Stand der Dinge 2023: wie sieht es denn heutzutage mit Unterstützung von 2D und 2.5D Grafik aus? Sind die iGPUs hier eigentlich immer noch gleichauf (oder besser?) als viele dGPUs, und gibt's hier Unterschiede zwischen Intel iGPUs und den AMD APUs?

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Igor Wallossek

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AMD vor NV und Intel :)

APUs gehen, iGP bei Intel eher meh

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e
eastcoast_pete

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Danke! Auch und gerade wenn man doch einiges machen will, das nach wie vor 2 bzw 2.5D ist; vor allem wenn mehrere UHD Monitore befeuert werden sollen. Interessant, daß AMD aus dem Debakel damals gelernt hat, auch wenn Toronto immer noch schmollt 😁

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P
Postguru

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Und heute mit einer 6900XT unter Win10
Direct drawing to visible device:
BENCHMARK: DIB-BUFFER AND BLIT

Text: 23245 chars/sec
Line: 28631 lines/sec
Polygon: 12435 polygons/sec
Rectangle: 3229 rects/sec
Arc/Ellipse: 15193 ellipses/sec
Blitting: 14961 operations/sec
Stretching: 1107 operations/sec
Splines/Bézier: 17800 splines/sec
Score: 201

DIB Buffering:
BENCHMARK: DIB-BUFFER AND BLIT

Text: 60096 chars/sec
Line: 151668 lines/sec
Polygon: 631579 polygons/sec
Rectangle: 5491 rects/sec
Arc/Ellipse: 347222 ellipses/sec
Blitting: 58207 operations/sec
Stretching: 7123 operations/sec
Splines/Bézier: 70822 splines/sec
Score: 4510

scheint einiges besser zu laufen .. jedenfalls gepuffert ;)

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Igor Wallossek

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10,276 Kommentare 19,019 Likes

DIB geht direkt in den Speicher, Direct Draw jeder einzelne Pups durch die Renderpipeline.

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Danke für die Spende



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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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