NVIDIA Quadro K5100M vs NVIDIA Quadro K500M

NVIDIA Quadro K5100M

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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.

NVIDIA Quadro K500M

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Die NVIDIA Quadro K500M ist eine DirectX 11.1 Einsteiger-Workstation-Grafikkarte für Notebooks. Sie basiert wie die GeForce GT 640M auf dem GK107 Chip der Kepler-Serie, bietet jedoch nur 192 Shader, 16 TMUs, 8 ROPs und einen 64 Bit Speicherbus. Der Chip wird bei TSMC in 28nm hergestellt und die Grafikkarte ist für die Chief River Generation gedacht (Ivy Bridge).

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 deutlich besser in diesen Bereichen.

Architektur

Mit Kepler löst Nvidia die bisherige Fermi-Architektur ab, die unter anderem bei verschiedenen Chips und Modellen der GeForce-500M-Serie zum Einsatz kam. Der GK107 verfügt als derzeit kleinster Kepler-Chip über 2 Shader-Blöcke, die vom Hersteller mit dem Kürzel SMX bezeichnet werden. Zusammen mit zwei Polymorph Engines und einer gemeinsamen Raster Engine bilden diese einen sogenannten GPC (Graphics Processing Cluster). Da die Shader keine eigene Takt-Domain mehr besitzen (Hot Clock), entspricht die Rechenleistung der 384 ALUs in etwa 192 Einheiten der Fermi-Architektur mit doppelter Taktrate. Diese Änderung ist einer der Gründe dafür, dass sich laut Nvidia die Energieeffizienz gegenüber dem Vorgänger verdoppelt hat. Die Quadro K500M bietet jedoch nur einen SMX Block und daher nur 192 Shader (vergleichbar mit 96 Fermi Shadern). Die Tesselations-Leistung soll, speziell bei hohen Faktoren, noch einmal deutlich verbessert worden sein. Als zusätzliche Neuerungen werden zudem erstmals PCIe 3.0 sowie ein noch nicht näher bezeichneter, optionaler Turbo-Modus unterstützt. Dieser kann, ausreichende Kühlungsreserven vorausgesetzt, die Kerntaktrate um bis zu 15 Prozent anheben. Da der Turbo vom BIOS gesteuert wird, steht er, falls vom Notebook-Hersteller implementiert, unabhängig vom Betriebssystem zur Verfügung.

Leistung

Die Performance der Quadro K500M mit DDR3 Grafikspeicher sollte je nach Taktrate auf dem Niveau der Consumer GeForce GT 620M liegen. Es könnte jedoch auch eine GDDR5 Version geben.

Features

Das aktualisierte Featureset umfasst nun 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.

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.

Die Leistungsaufnahme der Quadro K500M ist laut Nvidia mit einem TGP (Max Power Consumption) von 35W spezifiziert und dadurch für 15-Zoll Plattformen geeignet.

NVIDIA Quadro K5100MNVIDIA Quadro K500M
ManufacturerNVIDIANVIDIA
Quadro K Series
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 192 @ 850 MHz64 Bit @ 1800 MHz
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 192 @ 850 MHz64 Bit @ 1800 MHz
CodenameN15E-Q5-A2N14M-Q1
ArchitectureKeplerKepler
1536 - 192 -
Core771 MHz850 MHz
Memory3600 MHz1800 MHz
Bus256 Bit64 Bit
MemoryGDDR5DDR3 / GDDR5
Max. Memory8192 MB2048 MB
nono
DirectXDirectX 11, 5.0DirectX 11, 5.0
Transistors3540 Million1300 Million
Technology28 nm28 nm
FeaturesOptimus, PhysX, Verde Drivers, CUDA, OpenCL 1.2, 3D Vision, 3DTV PlayOptimus, PhysX, Verde Drivers, CUDA, 3D Vision, 3DTV Play
Size
Introduced23.07.2013 01.06.2012
Manufacturerhttp://www.nvidia.de/page/quadrofx_go.html
118mm2, CUDA, OpenCL 1.2, OpenGL 4.3

3DMark - Ice Storm Unlimited Graphics Score 1280x720 offscreen
2197 Points (0%)
3DMark - Ice Storm Extreme Graphics 1920x1080
171011 Points (23%)
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 + NVIDIA Quadro K5100M
P GPU no PhysX 1280x1024 + NVIDIA Quadro K5100M
3DMark 06 Standard 1280x1024 + NVIDIA Quadro K5100M
SPECviewperf 11
Siemens NX 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
Tcvis 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
SolidWorks 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
Pro/ENGINEER 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
Maya 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
Lightwave 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
Ensight 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
Catia 1920x1080 + NVIDIA Quadro K5100M
SPECviewperf 12
Solidworks (sw-03) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Siemens NX (snx-02) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Showcase (showcase-01) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Medical (medical-01) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Maya (maya-04) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Energy (energy-01) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Creo (creo-01) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Catia (catia-04) 1900x1060 + NVIDIA Quadro K5100M
Cinebench R10 Shading 32Bit + NVIDIA Quadro K5100M
Cinebench R11.5 OpenGL 64Bit + NVIDIA Quadro K5100M
Cinebench R15
OpenGL 64Bit + NVIDIA Quadro K5100M
Ref. Match 64Bit + NVIDIA Quadro K5100M
LuxMark v2.0 64Bit - Room GPUs-only
417 Samples/s (8%)
LuxMark v2.0 64Bit - Sala GPUs-only
774 Samples/s (7%)

Average Benchmarks NVIDIA Quadro K5100M → 100%

-
-
* Smaller numbers mean a higher performance
1 This benchmark is not used for the average calculation

low 1280x720
100%
Quadro K5100M:
65  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
54  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
33  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
23  fps
4K 3840x2160
100%
Quadro K5100M:
11  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
70.8  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
44  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
25  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
13.5  fps
4K 3840x2160
100%
Quadro K5100M:
9.6  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
401.9  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
147.4  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
81.5  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
39  fps
4K 3840x2160
100%
Quadro K5100M:
32.3  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
184.5  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
145.5  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
58.9  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
37.7  fps
Quadro K5100M:
»
Evolve

Evolve

2015
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
103.2  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
79.1  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
43.4  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
38.1  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
143.4  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
103.5  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
37.5  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
25.9  fps
Quadro K5100M:
»
Far Cry 4

Far Cry 4

2014
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
112.4  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
89.4  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
40.4  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
31  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
58.1  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
42.6  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
28.8  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
16.2  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
112.8  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
75.9  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
46.9  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
28.3  fps
Quadro K5100M:
»
F1 2014

F1 2014

2014
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
120  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
119  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
119  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
108  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
80.8  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
64.7  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
33.7  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
31.7  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
205.1  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
143.4  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
79.8  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
54.8  fps
Quadro K5100M:
»
low 1280x720
100%
Quadro K5100M:
125.9  fps
med. 1344x756
100%
Quadro K5100M:
84.2  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
45.7  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
35.8  fps
Quadro K5100M:
»
Fifa 15

Fifa 15

2014
low 1280x720
100%
Quadro K5100M:
299.7  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
213.2  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
153  fps
4K 3840x2160
100%
Quadro K5100M:
77.4  fps
Quadro K5100M:
»
Sims 4

Sims 4

2014
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
180  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
132.6  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
96.3  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
77.9  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
319.7  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
176.3  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
119.4  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
58.8  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
111.3  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
84.9  fps
high 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
35.3  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
25.8  fps
Quadro K5100M:
»
Thief

Thief

2014
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
57.4  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
50.7  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
49.6  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
45.4  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
169.7  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
122.6  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
89.5  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
36.5  fps
4K 3840x2160
100%
Quadro K5100M:
19.8  fps
Quadro K5100M:
»
F1 2013

F1 2013

2013
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
118  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
119  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
119  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
107  fps
Quadro K5100M:
»
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
61.8  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
58 59 ~ 59 fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
39.8 58 ~ 49 fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
19.5 20 ~ 20 fps
Quadro K5100M:
»
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
91  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
60  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
33  fps
Quadro K5100M:
»
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
157  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
132  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
49  fps
Quadro K5100M:
»
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
122  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
106  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
65  fps
Quadro K5100M:
»
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
203  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
128  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
58  fps
Quadro K5100M:
»
Crysis 3

Crysis 3

2013
low 1024x768
100%
Quadro K5100M:
136.1  fps
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
92.1  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
63.4  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
25.8  fps
Quadro K5100M:
»
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
58  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
39  fps
Quadro K5100M:
»
med. 1366x768
100%
Quadro K5100M:
123  fps
high 1366x768
100%
Quadro K5100M:
91  fps
ultra 1920x1080
100%
Quadro K5100M:
31  fps
Quadro K5100M:
»

Average Gaming NVIDIA Quadro K5100M → 100%

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Autor: Redaktion,  8.09.2017 (Update: 18.09.2017)