Messungen widerlegen Apple GPU von iPad3 nicht 4 mal schneller als Nvidia

Stolz verkündete Apple-CEO Tim Cook bei der Präsentation des neuen iPads, dass der Prozessor A5X dank Quad-Core-GPU viermal schnellere Grafiken auf das Display zaubern würde als Nvidias Tegra-3-Prozessor. Nvidia bezweifelte Cooks Aussagen von Anfang an - zu Recht wie sich bei unseren Messungen herausstellte.

Einer der wenigen Benchmarks, die sowohl für Apples Betriebssystem iOS als auch für Googles Android verfügbar sind, ist der GLBenchmark, den wir auf dem Tablet ASUS Transformer Prime (angetrieben von Nvidias Quad-Core-Prozessor Tegra-3 mit vier ARM Cortex-A9) und den drei iPad-Generationen ablaufen liessen.

Er misst die Leistungsfähigkeit sowohl auf Applikationsebene (einem Egypt genannten Benchmark, bei dem ein grafikintensives Spiel in der Antike simuliert und ein Pro genanntes Szenario, in welchem sich mit einem Dinosaurier auseinandergesetzt wird) als auch auf Low-Level-Ebene der GPU (wo z.B. die Darstellung von Texturen, Fülleffekten und Schattierungen gemessen werden).

In Tabelle 1 sind die reinen Messergebnisse dargestellt, in Tabelle 2 finden sich die Faktoren, um welche iPad 2 und iPad 3 besser oder schlechter als der ASUS sind. Bei den Ergebnissen, die in Millisekunden (ms) angegeben wurden, sind kleinere Werte besser, ansonsten bei den Durchsatzwerten pro Sekunde die höheren Werte.

Laut Apple-CEO Tim Cook war schon die GPU des iPad 2 doppelt so leistungsfähig wie die des Tegra-3. Mit den Messwerten von Egypt und Pro lässt sich dieses nicht bestätigen, nicht in einer einzigen Messung war das iPad 2 doppelt so schnell wie der ASUS. Bei den Low-Level-Grafikoperationen kam das iPad 2 nur in vier von 25 Messungen auf einen Faktor größer als 2, dafür war der ASUS in 8 Messungen sogar besser (Faktoren kleiner als 1).


iPad 1
iPad 2
 iPad 3
ASUS Transformer Prime
Prozessor
Apple A4
Apple A5
Apple A5X
NVIDIA Tegra-3
 CoreARM Cortex-A8 Single-Core
ARM Cortex-A9 Dual-Core
ARM Cortex-A9 Dual-Core
 ARM Cortex-A9 Quad-Core
Grafik-EngineImagination PowerVR SGX 535Imagination PowerVR SGX543MP2Imagination PowerVR SGX543MP4Nvidia ULP GeForce
Ergebnisse GLBenchmark 2.1.    
Egypt Fixed Time239383 ms47551 ms47245 ms
61720 ms
Egypt High1126 Frames (10,0 FPS)6701 Frames (59,3 FPS)6768 Frames (59,9 FPS)
Nicht unterstützt
Egypt Offscreen 720p1293 Frames (11,4 FPS)10181 Frames (90,1 FPS)15924 Frames (140,9 FPS)
7732 Frames (68,4 FPS)
Egypt Standard1405 Frames (12,4 FPS)6739 Frames (59,6 FPS)6769 Frames (59,9 FPS)6080 Frames (53,8 FPS)
Pro Fixed Time75751 ms20868 ms20857 ms22944 ms
Pro High787 Fremes (15,7 FPS)2967 Frames (59,3 FPS)2998 Frames (60  FPS)Nicht unterstützt
Pro Offscreen 720p902 Frames (18,0 FPS)7552 Frames (151,0 FPS)12603 Frames (252,1 FPS)4065 Frames (81,3 FPS)
Pro Standard998 Frames (20,0 FPS)2998 Frames (60,0 FPS)2998 Frames (60,0  FPS)2794 Frames (55,9 FPS)
Low-Level-3D-Messungen    
Array Test3410 kVertex/s (26,0 FPS)7870 kVertex/s (59,9 FPS)7801 kVertex/s (59,4 FPS)7930 kVertex/s (60,4 FPS)
Branching Test Balanced3231 kShader/s (3,5 FPS)20548 kShader/s (22,4 FPS)39895 kShaders/s (43,5 FPS)17156 kShader/s (15,7 FPS)
Branching Test fragmented weighted8803 kFragment/s (11,2 FPS)45722 kFragment/s (58,1 FPS)47184 kFragment/s (60,0 FPS)27398 kFragment/s (28,5 FPS)
Branching Test vertex weighted5113 kVertex/s (38,9 FPS)7872 kVertex/s (59,9 FPS)7656 kVertex/s (58,3 FPS)6315 kVertex/s (48,1 FPS)
Common Test Balanced1688 kShader/s (1,8 FPS)5934 kShader/s (6,5 FPS)11824 kShaders/s (12,9 FPS)13487 kShader/s (12,3 FPS)
Common Test fragmented weighted1697 kFragment/s (2,2 FPS)6204 kFragment/s (7,9 FPS)12296 kFragments/s (15,6 FPS)
27398 kFragment/s (28,5 FPS)
Common Test vertex weighted1519 kVertex/s (11,6 FPS)6743 kVertex/s (51,3 FPS)7595 kVertex/s (58,0 FPS)4600 kVertex/s (27,0 FPS)
Geometric Test balanced1356 kShader/s (1,5 FPS)8477 kShader/s (9,2 FPS)16876 kShaders/s (18,4 FPS)9419 kShader/s (6,9 FPS)
Geometric Test fragmented weighted2252 kFragment/s (2,9 FPS)9568 kFragment/s (12,2 FPS)18858 kFragment/s (24,0 FPS)19351 kFragment/s (20,1 FPS)
Geometric test vertex weighted1953 kVertex/s (14,9 FPS)7853 kVertex/s (59,8 FPS)7531 kVertex/s (57,3 FPS)3540 kVertex/s (27,0 FPS)
Exponential Test balanced2022 kShader/s (2,2 FPS)17115 kShader/s (18,6 FPS)33950 kShader/s (37,0 FPS)7602 kShader/s (6,9 FPS)
Exponential Test fragmented weighted3914 kFragment/s (5,0 FPS)19737 kFragment/s (25,1 FPS)38773 kFragment/s (49,3 FPS)17042 kFragment/s (17,7 FPS)
Exponential Test vertex weighted3116 kVertex/s (23,7 FPS)7860 kVertex/s (59,9 FPS)7782 kVertex/s (59,3 FPS)5437 kVertex/s (41,4 FPS)
Fill Test warm-up170941 kTexels/s1002350 kTexels/s1982756 kTexels/s425251 kTexels/s
For loop Test balanced2788 kShader/s (3,0 FPS)19981 kShader/s (21,8 FPS)39166 kShader/s (42,7 FPS)16811 kShader/s (15,4 FPS)
For loop Test fragmented weighted4951 kFragment/s (6,3 FPS)24115 kFragment/s (30,7 FPS)44751 kFragment/s (56,9 FPS)40646 kFragments/s (42,2 FPS)
For loop Test vertex weighted3877 kVertex/s (29,5 FPS)7872 kVertex/s (59,9 FPS)7744 kVertex/s (59,0 FPS)3750 kVertex/s (28,6 FPS)
Triangle Test textured, fragmented lit warm-up5754 kTriangles/s44389 kTriangles/s92698 kTriangles/s27032 kTriangles/s
Triangle Test textured, vertex lit warm-up9382 kTriangles/s46184 kTriangles/s93796 kTriangles/s28932 kTriangles/s
Triangle Test textured warm-up16905 kTriangles/s66782 kTriangles/s125153 kTriangles/s54633 kTriangles/s
Trianlge Test warm-up16288 kTriangles/s74263 Triangles/s129217 kTRiangles/s56087 kTriangles/s
Trigonometric Test balanced1349 kShader/s (1,5 FPS)4685 kShader/s (5,1 FPS)9224 kShaders/s (10,1 FPS)9951 kShader/s (9,1 FPS)
Trigonometric Test fragmented weighted2056 kFragment/s (2,6 FPS)5366 kFragment/s (6,8 FPS)10625 kFragment/s (13,5 FPS)19343 kFragment/s (20,1 FPS)
Trigonometric Test vertex weighted1019 kVertex/s (7,8 FPS)4893 kVertex/s (37,3 FPS)7356 kVertex/s (56,0 FPS)6151 kVertex/s (46,8 FPS)
Swapbuffer speed601 (60,1 FPS)601 (60,1 FPS)601 (60,1 FPS)607 (60,7 FPS)

Die größte Überraschung wartete jedoch beim neuen iPad 3. Dieses sollte ja laut Cook eine nochmals doppelt so schnelle Grafikdarstellung wie beim iPad 2 und damit eine in Summe viermal schnellere als beim Tegra-3 ermöglichen.

Wie die Messwerte der Egypt- und Pro-Benchmarks zeigen, trifft dies nicht zu - bei 720p-Darstellung kommt man auf Faktor 2 bzw. 3,1 gegenüber dem Tegra-3, in den anderen Darstellungsmodi gab es gegenüber dem iPad 2 überhaupt keine Verbesserung und gegenüber dem Tegra-3 nur rund 10 % bessere Messwerte.

Bei den Low-Level-Grafikoperationen liefert die Quad-Core-GPU PowerVR SGX 544MP4 zum Teil große Fortschritte gegenüber ihrer im iPad 2 eingesetzten Dual-Core-Version. Cooks Ankündigung konnte in genau zwei Messungen bestätigt werden, wo der Apple A5X tatsächlich mehr als viermal so schnell rechnet wie der Tegra-3. Nachwievor konnte der Tegra-3 den Apple-Chip aber auch schlagen, wenn auch nur noch in vier Messungen.

Im Schnitt kommt der A5X bei den 3D-Grafikoperationen auf Faktor 1,9 gegenüber dem Tegra-3, was nichteinmal der doppelten Leistungsfähigkeit entspricht, geschweige denn der vierfachen. Tim Cook hat sich bei der iPad-Präsentation also offenbar sehr weit aus dem Fenster gelehnt.

 


ASUS Prime
iPad 2
 iPad 3
Prozessor
NVIDIA Tegra-3
Apple A5
Apple A5X
Ergebnisse GLBenchmark 2.1.   
Egypt Fixed Time1
1,3
1,3
Egypt HighNicht verfügbar-
 -
Egypt Offscreen 720p11,3
2,0
Egypt Standard11,1
1,1
Pro Fixed Time11,1
1,1
Pro HighNicht verfügbar
-
 -
Pro Offscreen 720p1
1,9
3,1
Pro Standard1
1,1
1,1
Low-Level-3D-Messungen   
Array Test1
1,0
1,0
Branching Test Balanced1
1,2
2,3
Branching Test fragmented weighted1
1,7
1,7
Branching Test vertex weighted1
1,2
1,2
Common Test Balanced1
0,4
0,9
Common Test fragmented weighted1
0,2
0,4
Common Test vertex weighted11,5
1,7
Geometric Test balanced10,9
1,8
Geometric Test fragmented weighted10,5
1,0
Geometric test vertex weighted12,2
2,1
Exponential Test balanced12,3
4,5
Exponential Test fragmented weighted11,2
2,3
Exponential Test vertex weighted11,4
1,4
Fill Test warm-up12,4
4,7
For loop Test balanced11,2
2,3
For loop Test fragmented weighted10,6
1,1
For loop Test vertex weighted12,1
2,1
Triangle Test textured, fragmented lit warm-up11,6
3,4
Triangle Test textured, vertex lit warm-up11,6
3,2
Triangle Test textured warm-up11,2
2,3
Trianlge Test warm-up11,3
2,3
Trigonometric Test balanced10,5
0,9
Trigonometric Test fragmented weighted10,3
0,6
Trigonometric Test vertex weighted10,8
1,2
Swapbuffer speed11,0
1,0