Nvidia Quadro P4000 (Laptop) im Test

Starker Profi. Die Nvidia Quadro P4000 ist eine leistungsstarke professionelle Grafiklösung für große 17-Zoll-Workstations. Dank aktuellem Pascal-Grafikchip bekommt man hier ein besonders hohes Maß an Leistungsfähigkeit geboten.

Nach langem "Warten kommen so langsam die neuen professionellen Grafikchips der Nvidia-Quadro-Serie auf den Markt. Während die Einsteigerversionen noch auf Nvidias Maxwell-Generation basieren, nutzen die leistungsstarken Vertreter bereits die effizienteren Pascal-Chips.

Lenovo ThinkPad P71

Nvidia Quadro P4000: Allgemeines und technische Daten

Die Nvidia Quadro P4000 ist von der Produktpositionierung her der direkte Nachfolger der Nvidia Quadro M5000M. Als leistungsstarkes Highend-Modell kommt diese Variante im großen 17-Zoll-Formfaktor der mobilen Workstations zum Einsatz. Dazu gehören zum Beispiel Dell’s Precision 7720, HP’s ZBook 17 G4 oder Lenovos ThinkPad P71.

Die technischen Daten der Nvidia Quadro P4000 entsprechen in Teilen immer noch denen der Nvidia Quadro M5000M. An entscheidenden Punkten ist jedoch ein deutliches Upgrade erkennbar. 1.792 anstatt 1.536 Recheneinheiten, eine um 32 GB erhöhte Speicherbandbreite und ein Kerntakt von 1.252 MHz anstatt 1.019 MHz. Der 256 bit breite Speicherbus, die Ausstattung mit 8 GB GDDR5-Grafikspeicher und die maximale Leistungsaufnahme von 100 Watt sind hingegen gleich geblieben.

NVidia Quadro P4000: Auszug der technischen Daten
  • GP104GL Grafikchip (Pascal-Generation)
  • 16-nm-Fertigungsprozess
  • 1.792 Shadereinheiten
  • 1.252 MHz Kerntakt
  • 8 GB GDDR5 Grafikspeicher
  • 1.502 MHz Speichertakt
  • 256 bit Speicherbus
  • 192 GB/s Speicherbandbreite
  • DX 12.1
  • OpenGL 4.5
  • OpenCL 1.2
  • Nvidia Optimus
  • Nvidia nView
  • Nvidia VR Ready
  • Nvidia 3D Vision Pro
  • Nvidia Mosaic
  • DisplayPort 1.4
  • 100 Watt maximale Leistungsaufnahme

Nvidia Produktseite Lenovo ThinkPad P71

Lenovo ThinkPad P71: Auszug der technischen Daten des Testsystems
  • Lenovo ThinkPad P71
  • Intel Xeon E3-1505Mv6
  • 16 GB ECC-DDR4-RAM (Dual-Channel)
  • Nvidia Quadro P4000 mit 8-GB-GDDR5-Grafikspeicher
  • 512-GB-PCIe-M.2-SSD
  • Windows 10 Pro 64 bit

Der ausführliche Testbericht zum Lenovo ThinkPad P71 ist bereits bei Notebooks & Mobiles erschienen: Lenovo ThinkPad P71 im Test

Nvidia Quadro P4000: Benchmarks
DirectX

Die Testergebnisse zeigen, dass es sich bei der Nvidia Quadro P4000 um eine überaus leistungsfähige Grafiklösung handelt. Bei weniger anspruchsvollen DX9 und OpenGL-Tests zieht die Nvidia Quadro P4000 sogar der Nvidia Geforce GTX 1070 davon. Bei den leistungsfordernderen Sequenzen im DirectX-11- und DirectX-12-Bereich macht sich hingegen die bessere Hardwareleistung der Nvidia Geforce GTX 1070 bemerkbar. Etwa 250 mehr Shadereinheiten, höhere Kern- und Speichertaktraten, sowie eine üppigere Speicherbandbreite zeigen der Nvidia Quadro P4000 die Leistungsgrenzen auf. Im Ergebnis fällt die Profilösung bei den anspruchsvolleren Tests etwa 20 % bis 25 % zurück.

OpenGL (optimiert, Workstation-CAD)

Die Nvidia Quadro P4000 ist dank spezieller Treiber in der Lage entsprechend optimierte Profisoftware besonders effizient und schnell abzuarbeiten. Im Vergleich zu hardwareseitig ähnlich ausgestatteten Consumer-Grafikchips der Geforce- und Radeon-Serien können bei diesen OpenGL-Aufgaben enorme Performance-Vorteile zugunsten der Profi-Chips auftreten.

Beim SPECviewperf.12-Benchmark werden die Bereiche CAD, CAM, Exploration und auch ein medizinisches MRT abgedeckt. Von optimierten Treibern profitieren hier insbesondere Programme wie Creo, Siemens NX oder Solidworks. Hier kann die im DirectX-Bereich dominante und hardwareseitig wesentlich besser bestückte Pascal-GPU Nvidia Geforce GTX 1070 eindrucksvoll geschlagen werden. Bei den DirectX-Sequenzen von 3ds Max (Geforce GTX 1070 nicht getestet) und Showcase dreht sich das Kräfteverhältnis wieder. Hier kommen keine optimierten OpenGL-Treiber zum Einsatz.

Nvidia Quadro P4000

OpenCL

Neben den typischen Grafikaufgaben, können Grafikchips per OpenCL-Schnittstelle auch für viele andere rechenintensive Aufgaben verwendet werden. Dazu gehören zum Beispiel Konvertierungen, Bildbearbeitungsfilter, Videofilter, das Ver- und Entschlüsseln von Daten oder Berechnungen im Rahmen der Finanzanalyse. Das Nutzen des Grafikchips für solche Aufgaben entlastet einerseits den Prozessor und sorgt andererseits aber auch für einen nicht unerheblichen Geschwindigkeitsschub. Getestet habe ich die Bereiche Finanzanalyse, Kryptographie, Bildbearbeitung und Videokonvertierung.

Virtual Reality

Die Profi-Grafikchips Nvidia Quadro P5000 und Nvidia Quadro P4000 tragen das Nvidia-VR-Ready-Logo. Damit handelt es sich um die derzeit einzigen Grafiklösungen im professionellen Notebookbereich, die über genügend Rechenleistung verfügen, um Virtual-Reality-Aufgaben flüssig umsetzen zu können. Beim VRMark Orange Room erzielt die Nvidia Quadro P4000 ordentliche 5.303 Punkte und erfüllt damit die VR-Ready-Vorgabe des VRMarks von 5.000 Punkten.

Spiele

Obwohl die Nvidia Quadro P4000 von der Ausrichtung her nicht fürs Spielen gedacht ist, hat sie natürlich eine auch für diesen Zweck gut geeignete Hardwareausstattung mit auf den Weg bekommen. Alle getesteten Titel können bei FullHD-Auflösung (1.920 x 1.080 Bildpunkte) mit maximalen Qualitätseinstellungen gespielt werden. Selbst das besonders leistungsfordernde „Deus Ex: Mankind Divided” schafft dann noch ordentliche 39 fps.

Lenovo ThinkPad P71

Taktreduzierungen

Die Stabilität der Grafikleistung ist im Notebookbereich immer von dem konkret im jeweiligen Notebook verbauten Kühlsystem abhängig. Auch limitieren Hersteller hin und wieder gerne die Grafik- und oder CPU-Leistung bei Volllastszenarien, um vorgegebene thermische Grenzen einhalten zu können.

Beim getesteten Lenovo ThinkPad P71 profitiert die Nvidia Quadro P4000 von einem gut dimensionierten Kühlsystem. Die Taktrate der Nvidia Quadro P4000 hält konstant die von HWinfo angezeigten 1.252 MHz. Das ändert sich auch dann nicht, wenn der 17-Zoll-Workstation im Stresstest die volle Leistungsfähigkeit abverlangt wird. Um die thermischen Grenzen einhalten zu können, hat sich Lenovo in dem Fall offensichtlich dazu entschieden zugunsten der Grafikleistung eher den Prozessortakt abzusenken.

Nvidia Quadro P4000

Nvidia Quadro P4000: Fazit

Die Nvidia Quadro P4000 ist ein besonders leistungsstarker Nvidia Quadro P4000Profi-Grafik-Chip für große 17-Zoll-Workstations. Den vollen Heimvorteil spielt diese Lösung aus, wenn Aufgaben im Bereich der optimierten OpenGL-Anwendungen beauftragt werden. Hier sorgen spezielle Treiber, angepasste Konfigurationen und eine auf Dauerlast ausgelegte Standfestigkeit für eine enorme Leistungsfähigkeit. Typische CAD-Konstruktions-Programme wie Creo, Siemens NX oder SolidWorks gehören hier zum Beispiel dazu. Hardwaremäßig vergleichbar ausgestattete Grafikchips der Geforce-Serie unterliegen in diesen Anwendungsbereichen den Quadro-Abkömmlingen hoffnungslos.

Ebenfalls eine gute Figur macht die Nvidia Quadro P4000 bei GPGPU-Berechnungen. Je nach Aufgabenfeld werden hier OpenCL-Aufträge rasend schnell umgesetzt.

Die Grenzen bekommt diese Grafiklösung aufgezeigt, wenn die erzielbare Performance von der reinen Rechenleistung der Hardware abhängig ist. Hier haben deutlich günstigere Consumer-Lösungen wie zum Beispiel die Nvidia Geforce GTX 1070 meist die Nase vorn. In diesen Fällen können sie ihre höheren Taktraten, Speicherbandbreiten und zahlenmäßig überlegenen Recheneinheiten ausspielen. Das gilt vor allem für Software die als Schnittstelle DirectX verwendet. Dazu gehören professionelle Programme wie 3ds Max und Showcase aber vor allem die meisten Spieletitel.

Unter dem Strich ist die Nvidia Quadro P4000 zwar eine sehr teure professionelle Grafiklösung, das wofür sie gedacht ist, nämlich professionelle OpenGL-Anwendungen zu beschleunigen, kann sie aber ausserordentlich gut. Abgesehen von der Nvidia Quadro P5000 kann ihr in diesem Bereich derzeit keine mobile Grafiklösung das Wasser reichen. Die Nvidia Quadro P4000 wird zum Beispiel im sehr guten Lenovo ThinkPad P71 verbaut. Diese und viele weitere mobile Workstations findet man zum Beispiel bei Notebooksbilliger (Werbung): Lenovo ThinkPad P71

Tobias Winkler

Neben zahlreichen Artikeln, die ich seit 2009 für Notebookjournal, PRAD und Notebookcheck verfasst habe, setze ich nun beim Projekt Notebooks & Mobiles meine eigenen Vorstellungen von einer Testplattform um. Ich habe Spaß am Schreiben, an mobiler Technik und allem was dazugehört.

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