Notebookcheck

NVIDIA Quadro K5100M

NVIDIA Quadro K5100M

Die NVIDIA Quadro K5100M ist eine DirectX-11- und OpenGL-4.3-fähige High-End-Workstation-Grafikkarte für Notebooks. Sie basiert wie die Consumer GeForce GTX 780M auf dem GK104-Chip der Kepler-Serie und wird in 28nm bei TSMC hergestellt. Die Grafikkarte ist für die Shark-Bay-Generation gedacht (Haswell) und die Nachfolgerin der Quadro K5000M (Chief-River-Plattform). Es werden bis zu 8 GB GDDR5 als Grafikspeicher eingesetzt, die mit 900 MHz (I/O-Takt 1.800 MHz, Effektivtakt 3.600 MHz) getaktet werden und über einen 256 Bit Speicherbus angebunden sind (115,2 GB/s). Eine wichtige Neuerung ist die erstmalige Unterstützung von PCIe 3.0.

Die Quadro-Grafikkarten bieten zertifizierte Treiber, welche auf Stabiltität und Performance bei professionellen Anwendungen (CAD-, DCC-, Medizin-, Prospektions-, Visualisierungsanwendungen) optimiert sind. Dadurch ist die Performance im Vergleich zu den Consumergrafikkarten mit gleichem Chip in diesen Bereichen deutlich besser.

Architektur 

Mit Kepler löst Nvidia die ältere Fermi-Architektur ab, die unter anderem bei verschiedenen Chips und Modellen der GeForce-500M-Serie zum Einsatz kam. Der GK104 verfügt als Kepler-Chip über 8 Shader-Blöcke mit je 192 CUDA Cores, die vom Hersteller mit dem Kürzel SMX bezeichnet werden. Bei der K5100M sind davon alle 8 aktiviert. Zwei SMX bilden zusammen mit zwei Polymorph Engines und einer gemeinsamen Raster Engine einen sogenannten GPC (Graphics Processing Cluster). Da die Shader keine eigene Takt-Domain mehr besitzen (Hot Clock), entspricht die Rechenleistung in etwa der Hälfte der Einheiten der Fermi-Architektur mit doppelter Taktrate. Diese Änderung ist einer der Gründe dafür, dass sich laut Nvidia die Energieeffizienz gegenüber Fermi verdoppelt hat. Auch die Tesselations-Leistung soll, speziell bei hohen Faktoren, noch einmal deutlich verbessert worden sein.

Leistung

Entsprechend ihrer Kern- und Speichertaktrate ordnet sich die 3D-Leistung der Quadro K5100M klar oberhalb der K5000M, aber rund 10 Prozent unterhalb der GeForce GTX 780M (abseits spezieller CAD-Anwendungen) ein. Für aktuelle Spiele (Stand Mitte 2013) besitzt die Karte dennoch mehr als ausreichende Reserven und bewältigt auch maximale Qualitätseinstellungen problemlos.

Features

Das Featureset umfasst wie bei der K5000M die Unterstützung von bis zu 4 aktiven Displays (mit Optimus u.U. weniger), die mit einer maximalen Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln zum Beispiel über DisplayPort 1.2 oder HDMI 1.4a angebunden werden können. HD-Audio-Formate wie Dolby True HD und DTS-HD lassen sich als Bitstream an einen geeigneten Receiver senden. Wie in der Vergangenheit kann jedoch auch weiterhin 3D Vision nicht mit Optimus-Unterstützung kombiniert werden.

Die Rechenkerne der Grafikkarte können per CUDA und OpenCL 1.2 auch für generelle Berechnungen herangezogen werden.

Der PureVideo HD Videoprozessor der fünften Generation (VP5) wurde vom GF119-Chip übernommen. Dieser kann die Formate MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264 und VC1/WMV9 bis zu einer Auflösung von 4k decodieren und somit den Prozessor entlasten. Auch zwei parallele Streams, beispielsweise für Picture-in-Picture bei einer Blu-Ray, sind möglich. Eine weitere Neuerung ist die Integration eines dedizierten Videoencoders ähnlich Intels Quick Sync, der über die NVENC-API angesprochen werden kann.

Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme der Quadro K5100M entspricht laut Nvidia der alten Quadro K5000M und liegt bei 100 Watt TGP (Max Power Consumption). Dadurch ist die Karte am besten für große 17-Zoll-Notebooks geeignet.

HerstellerNVIDIA
Quadro K Serie
Quadro K5100M 1536 @ 771 MHz256 Bit @ 3600 MHz
Quadro K5000M (compare) 1344 @ 706 MHz256 Bit @ 3000 MHz
Quadro K4100M (compare) 1152 @ 706 MHz256 Bit @ 3200 MHz
Quadro K4000M (compare) 960 @ 600 MHz256 Bit @ 2800 MHz
Quadro K3100M (compare) 768 @ 706 MHz256 Bit @ 3200 MHz
Quadro K3000M (compare) 576 @ 654 MHz256 Bit @ 2800 MHz
Quadro K2100M (compare) 576 @ 667 MHz128 Bit @ 3000 MHz
Quadro K1100M (compare) 384 @ 705 MHz128 Bit @ 2800 MHz
Quadro K620M (compare) 384 @ 1029 - 1124 (Boost) MHz64 Bit @ 2000 MHz
Quadro K2000M (compare) 384 @ 745 MHz128 Bit @ 1800 MHz
Quadro K1000M (compare) 192 @ 850 MHz128 Bit @ 1800 MHz
Quadro K610M (compare) 192 @ 954 MHz64 Bit @ 2600 MHz
Quadro K510M (compare) 192 @ 846 MHz64 Bit @ 2400 MHz
Quadro K500M (compare) 192 @ 850 MHz64 Bit @ 1800 MHz
CodenameN15E-Q5-A2
ArchitekturKepler
Pipelines1536 - unified
Kerntakt771 MHz
Speichertakt3600 MHz
Speicherbandbreite256 Bit
SpeichertypGDDR5
Max. Speichergröße8192 MB
Shared Memorynein
DirectXDirectX 11, Shader 5.0
Transistoren3540 Millionen
Herstellungsprozess28 nm
FeaturesOptimus, PhysX, Verde Drivers, CUDA, OpenCL 1.2, 3D Vision, 3DTV Play
Notebookgrößegroß (17" z.B.)
Erscheinungsdatum23.07.2013
Herstellerseitehttp://www.nvidia.de/page/quadrofx_go.html

Benchmarks

3DMark - Ice Storm Unlimited Graphics Score 1280x720 offscreen
2197 Points (0%)
3DMark - Cloud Gate Standard Score 1280x720
min: 17381     avg: 18985.3     median: 17583 (30%)     max: 21992 Points
3DMark - Cloud Gate Standard Graphics 1280x720
min: 28522     avg: 30438     median: 31015 (17%)     max: 31777 Points
3DMark - Fire Strike Score 1920x1080
min: 4392     avg: 4444     median: 4467 (17%)     max: 4473 Points
3DMark - Fire Strike Graphics 1920x1080
min: 4759     avg: 4818     median: 4793 (12%)     max: 4902 Points
3DMark - Ice Storm Standard Graphics 1280x720
min: 137763     avg: 169246     median: 154518 (21%)     max: 215458 Points
3DMark 11 - Performance 1280x720
min: 6839     avg: 7041.3     median: 7058 (23%)     max: 7210 points
3DMark 11 - Performance GPU 1280x720
min: 6655     avg: 6894.3     median: 6880 (13%)     max: 7148 points
3DMark Vantage
P Result 1280x1024 +
P GPU no PhysX 1280x1024 +
3DMark 06 Standard 1280x1024 +
SPECviewperf 11
Siemens NX 1920x1080 +
Tcvis 1920x1080 +
SolidWorks 1920x1080 +
Pro/ENGINEER 1920x1080 +
Maya 1920x1080 +
Lightwave 1920x1080 +
Ensight 1920x1080 +
Catia 1920x1080 +
SPECviewperf 12
Solidworks (sw-03) 1900x1060 +
Siemens NX (snx-02) 1900x1060 +
Showcase (showcase-01) 1900x1060 +
Medical (medical-01) 1900x1060 +
Maya (maya-04) 1900x1060 +
Energy (energy-01) 1900x1060 +
Creo (creo-01) 1900x1060 +
Catia (catia-04) 1900x1060 +
Cinebench R10 Shading 32Bit +
Cinebench R11.5 OpenGL 64Bit +
Cinebench R15
OpenGL 64Bit +
Ref. Match 64Bit +
- Bereich der Benchmarkergebnisse für diese Grafikkarte
- Durchschnittliche Benchmarkergebnisse für diese Grafikkarte
* Smaller numbers mean a higher performance

Spiele-Benchmarks

Die folgenden Benchmarks basieren auf unseren Spieletests mit Testnotebooks. Die Performance dieser Grafikkarte bei den gelisteten Spielen ist abhängig von der verwendeten CPU, Speicherausstattung, Treiber und auch Betriebssystem. Dadurch müssen die untenstehenden Werte nicht repräsentativ sein. Detaillierte Informationen über das verwendete System sehen Sie nach einem Klick auf den fps-Wert.

min. 1280x720
65  fps    + Vergleich
mittel 1366x768
54  fps    + Vergleich
hoch 1920x1080
33  fps    + Vergleich
max. 1920x1080
23  fps    + Vergleich
4K 3840x2160
11  fps    + Vergleich
» In Detailstufe mittel mit allen getesteten Notebooks spielbar
min. 1024x768
70.8  fps    + Vergleich
mittel 1366x768
44  fps    + Vergleich
hoch 1920x1080
25  fps    + Vergleich
max. 1920x1080
13.5  fps    + Vergleich
4K 3840x2160
9.6  fps    + Vergleich
» In Detailstufe mittel mit allen getesteten Notebooks spielbar
min. 1024x768
401.9  fps    + Vergleich
mittel 1366x768
147.4  fps    + Vergleich
hoch 1920x1080
81.5  fps    + Vergleich
max. 1920x1080
39  fps    + Vergleich