Fit für High Definition

Erschwingliche PC-Hardware für Blu-ray Disc und HD DVD

Test & Kaufberatung | Kaufberatung

Fristeten Blu-ray Disc und HD DVD bisher auf PCs ein Nischendasein, sollen günstige Laufwerke und Grafikkarten endlich den Durchbruch bringen. Wir zeigen die optimalen Hardware-Ensembles für den Kinogenuss daheim und Aufrüstmöglichkeiten für ältere PCs.

Als 1998 die ersten DVD-Laufwerke für den PC auf den Markt kamen, konnte kaum ein Rechner die Scheiben ruckelfrei abspielen. Erst mit zusätzlichen Beschleunigerkarten liefen die Filme flüssig. Heutzutage vermag dies jeder noch so billige PC ohne große Anstrengungen. Mit den designierten Nachfolgern Blu-ray Disc und HD DVD wiederholt sich die Geschichte. Selbst ein Jahr nach ihrer Einführung gibt es noch kaum PC-Systeme, die sie problemlos abspielen. Denn um den Rechner fit für HD zu machen, reicht es nicht etwa aus, nur das Laufwerk zu tauschen. Weil für hochaufgelöste Filme die sechsfache Datenrate einer Video-DVD nötig ist und aufwendigere Kompressionsverfahren zum Einsatz kommen, haben CPU und Grafikkarte deutlich mehr zu tun. Ohne Hilfe der Grafikkarte schafft es nicht einmal ein Athlon 64 X2 6000+, alle Filme ruckelfrei abzuspielen. Zusätzlich schreibt der neue Kopierschutz AACS eine verschlüsselte Übertragung der digitalen Videosignale von der Grafikkarte zum Monitor vor. Wer den Bildschirm nicht analog über VGA (oder YUV-Komponente) anschließen will, braucht auch hier zumeist neues Equipment.

Wegen der aufwendigen Dekodierung der Videos und der rigiden Verschlüsselung kommt der Grafikkarte eine zentrale Rolle beim Abspielen der neuen Videoformate am PC zu. Neue Modelle von AMD/ATI und Nvidia nehmen dem Hauptprozessor einen Großteil der Dekodierungsarbeit ab. In diesem Artikel beleuchten wir Fähigkeiten der neuen Grafikkarten und messen nach, welche CPU zum Abspielen der hochaufgelösten Filme tatsächlich nötig ist. Am Ende geben wir noch Tipps zum richtigen Anschluss an HDTVs und klären den aktuellen Stand im Formatkampf zwischen Blu-ray Disc und HD DVD. Dies hat großen Einfluss auf die Wahl des richtigen Laufwerks. Nach den teuren Blu-ray-Brennern kommen jetzt auch günstigere Modelle, die sich mit dem Abspielen von HD DVDs und Blu-ray Discs begnügen und so komplette HD-fähige PCs für unter 800 Euro ermöglichen.

Als hätte die Industrie mit den beiden Formaten Blu-ray Disc und HD DVD nicht schon genug zu tun, müssen die Grafikkartenhersteller sich bei der Dekodierung auch noch um drei verschiedene Video-Codecs kümmern. Die neuen hochaufgelösten Filme können in MPEG-2, VC-1 oder MPEG-4 AVC (H.264) vorliegen. Jedes Format stellt besondere Anforderungen an die Dekodierung. Die Grafikkarte kann dabei der CPU auf vier Stufen unter die Arme greifen, die für die Dekodierung nötig sind. Dazu zählen die Entropie-Dekodierung, die Frequenz-Transformation, die Bewegungs-Abschätzung und das Inloop-Deblocking, die wir im Kasten auf Seite 134 in c't 15/07 genauer erläutern.

Bisherige Grafikkarten der GeForce-7-Serie von Nvidia können die CPU nur bei den Berechnungen für die Bewegungs-Abschätzung und bei VC-1 und H.264 zusätzlich noch beim Inloop-Deblocking entlasten. ATIs Radeon-X1000-Serie beherrscht darüber hinaus noch die Frequenz-Transformationen. Bisher konnte allerdings keine Karte die Entropie-Dekodierung übernehmen, was vor allem bei H.264-Filmen mit dem aufwendigen CABAC (Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) dazu führt, dass selbst schnellste CPUs mit dem Abspielen überfordert sind und die Bilder ruckeln.

Nvidia hat deshalb in seinen neuen Video Processor 2 (VP2) einen zusätzlichen Entropie-Decoder für H.264 eingebaut. Beim Abspielen von MPEG-2 und VC-1 übernimmt weiterhin die CPU die Dekomprimierung. Hier laufen auf dem Grafikchip lediglich die Frequenz-Transformationen, die Bewegungs-Abschätzung und das Deblocking. Von den neuen GeForce-8-Modellen mit VP2-Engine ist aber einzig die GeForce 8600 GTS in der Lage, das digitale Videosignal zum Monitor per HDCP zu verschlüsseln. Bei GeForce 8500 und 8600 GT bricht die Wiedergabe mangels HDCP wenige Sekunden nach dem Filmstart ab. Die GeForce 8800 muss auf die VP2-Engine komplett verzichten. Für diesen Test konzentrierten wir uns deshalb auf eine passiv gekühlte Karte mit GeForce 8600 GTS, die MSI derzeit für 200 Euro anbietet.

Die AMD-Sparte ATI hat für die neuen Grafikkarten mit den Radeon-Chips HD 2400 und 2600 einen „Unified Video Decoder“ (UVD) entwickelt, der die Entropie-Dekodierung für alle drei Video-Codecs übernehmen soll. Außerdem unterstützen alle Modelle der 2400er- und 2600er-Serie HDCP und lassen sich mit Hilfe eines Adapters auch per HDMI an digitale Fernseher anschließen. Damit auch der Ton per HDMI übertragen wird, installieren die Grafikkarten einen zusätzlichen HDMI-Audiotreiber (dazu später mehr). Die ATI-Modelle sind dabei deutlich günstiger: Die 2400 XT soll etwa 70 Euro und die 2600 XT 100 bis 160 Euro kosten. Außerdem will ATI günstigere Pro-Versionen auf den Markt bringen, die mit reduzierten Taktfrequenzen arbeiten (2400 Pro für etwa 50 Euro, 2600 Pro für etwa 90 Euro, siehe Seite 30 in c't 15/07).

Besonders interessant sind die neuen Grafikkarten, weil sie die CPU merklich entlasten und somit auch ältere Systeme flott für Blu-ray Disc und HD DVD machen könnten. Dazu müssten sie jedoch alle Codecs und Videoformate ausreichend unterstützen. Schließlich mag niemand auf seinen Lieblingsfilm verzichten, nur weil er im „falschen“ Format kodiert wurde.

Blu-ray-Filme nutzten zunächst nur MPEG-2. Die HD DVD setzte wiederum auf den von Microsoft entwickelten Codec VC-1, weil MPEG-2 keine ausreichende Kompression für den knapperen Speicherplatz auf der HD DVD bot. So veröffentlichen bis heute Universal und Warner ihre Filme in VC-1, darunter „Planet Earth“ und „Departed“. Warner nutzt den gleichen Codec sowohl für seine HD-DVD- als auch für die Blu-ray-Disc-Filme. Sony, 20th Century Fox und auch Paramount warteten hingegen, bis die H.264-Encoder so weit verbessert waren, dass sie ihren Qualitätsansprüchen genügten. Neuere Filme dieser Studios, darunter „Casino Royale“, „Die Liga der außergewöhnlichen Gentleman“ und „Die Dolmetscherin“ sind zumeist in H.264 kodiert. Buena Vista experimentiert wiederum mit allen Formaten: „Der Fluch der Karibik“ nutzt H.264, „Flight Plan“ VC-1 und „Staatsfeind Nr. 1“ MPEG-2. Wenn ein PC fit für HD-Filme sein soll, muss er also mit allen drei Formaten gleichermaßen gut umgehen können und kann sich nicht erlauben, den einen oder anderen Codec nicht richtig abzuspielen.

Wir haben deshalb die GeForce 8600 GTS und von ATI Vorabmodelle der Radeon HD 2400 XT und 2600 XT mit unterschiedlichen Filmszenen aller Codecs gefüttert und die durchschnittliche CPU-Belastung mit verschiedenen Systemen gemessen. Weil Belastungsspitzen zum Teil deutlich höher ausfallen, sollte der Hauptprozessor im Mittel nie mehr als zu 80 Prozent ausgelastet sein, sonst kann es in einzelnen Szenen ruckeln.

Um die Upgrade-Möglichkeiten zu prüfen, testeten wir auch ältere Hauptprozessoren wie den Pentium 4 3,2 GHz (mit Hyper-Threading) und einen Athlon 64 3500+. Bei den neuen Systemen verglichen wir die Rechenleistung eines Intel Core 2 Duo E6420 mit der eines Athlon 64 X2 6000+, der schnellsten Desktop-CPU, die AMD derzeit liefern kann. Der Einsatz der High-End-Modelle ATI Radeon HD 2900 XT und GeForce 8800 GTS lohnt sich für Filmfans übrigens nicht. Sie unterstützen die neuen Video-Engines VP2 und UVD nicht und verbrauchen unnötig viel Strom.

In H.264 kodierte Filme belasten mit der GeForce 8600 GTS den Hauptprozessor am wenigsten. Ein Pentium 4 mit 3,2 GHz ist durchschnittlich nur zu 30 bis 40 Prozent ausgelastet. Spitzenbelastungen liegen bei 60 bis 70 Prozent. Hier bleibt also noch genügend Luft für weitere Anwendungen, die im Hintergrund laufen können, ohne dass der Film ins Stottern kommt. Schaltet man die Videodekodierung der Grafikkarte ab, so schnellt die CPU-Belastung auf knapp 100 Prozent hoch und der Film wird zur Diashow.

Etwas schlechter, aber immer noch flüssig laufen hochaufgelöste MPEG-2-Filme, die die CPU mit etwa 40 bis 55 Prozent belasten. Schaltet man die MPEG-2-Dekodierung der Grafikkarte ab, so steigt die CPU-Last um weitere 25 Prozent und die Filme fangen zuweilen an zu ruckeln.

Bei VC-1-Filmen reicht die Dekodierleistung der Grafikkarte hingegen nicht aus. Die CPU-Belastung liegt hier im Durchschnitt bei 80 Prozent und klettert in der Spitze auf 100 Prozent. Nvidia bewirbt seine neuen Karten damit, dass zusätzliche Videoströme, wie sie für die Picture-in-Picture-Funktion (PiP) nötig sind, ebenfalls „beschleunigt“ würden. In unserem Test konnten wir dies nicht bestätigen. Der HD-DVD-Film „Bourne Supremacy“, bei dem ein Videokommentar zum laufenden Film eingeblendet werden kann, ließ sich nicht flüssig abspielen. In Kombination mit einem Pentium 4 3,2 GHz ist die Dekodierleistung der GeForce 8600 GTS für Blu-ray- und HD-DVD-Filme nicht ganz ausreichend.

Besser sieht es bei den deutlich günstigeren ATI Radeon HD 2400 XT und 2600 XT aus. Bei beiden ist die CPU beim Dekodieren eines H.264-Films zu knapp 30 Prozent ausgelastet, über zehn Prozentpunkte weniger als bei der teuren GeForce 8600 GTS. Auch die Entropie-Dekodierung bei VC-1 macht sich positiv bemerkbar, die CPU-Belastung liegt hier nur bei 20 bis 45 Prozent und ist somit um 40 Prozentpunkte niedriger als bei Nvidias VP2.

Ältere Athlon-CPUs, die nur einen Kern haben und kein Hyper-Threading unterstützen, schneiden hier weitaus schlechter ab. Da die Abspielsoftware PowerDVD 7 Ultra auf den Dual-Core-Betrieb optimiert wurde, fallen Single-Core-Prozessoren selbst im Vergleich zu Hyper-Threading um die Hälfte ab. Obwohl er laut Performance-Rating schneller sein sollte, kann deshalb selbst ein Athlon 64 3500+ nicht mit der Leistung eines Pentium 4 3,2 GHz mithalten und braucht zuweilen die doppelte CPU-Belastung. Besitzer älterer AMD-Systeme haben also schlechte Karten, wenn sie ihr System aufrüsten und fit für High Definition machen wollen.

Doch leider läuft auch bei den neuen ATI-Karten noch nicht alles rund. So produzieren beide Radeon-Modelle 2400 XT und 2600 XT bei der VC-1-Dekodierung mit dem Catalyst-Treiber 7.6 deutliche Bildstörungen. Bei „Bourne Supremacy“ störten blau-violette Pixel das Bild, beim Konzertfilm „Nine Inch Nails: Beside you in time“ brach das Bild mitunter ganz zusammen. In abgeschwächter Form sind die blauen Pixel zuweilen auch bei der Nvidia-Karte mit dem aktuellen Treiber 158.24 zu sehen. Schaltet man die Grafikkarten-dekodierung ab und überlässt der CPU die Rechenarbeit, verschwinden die Bildfehler.

Bei der 2400 XT funktioniert darüber hinaus die MPEG-2-Dekodierung nicht. Die zum Test eingesetzte Player-Software PowerDVD 7 Ultra mit dem Update 2911 deaktivierte das Kästchen „Hardware-Beschleunigung“ automatisch jedes Mal, wenn ein MPEG-2-Film startete. Mit Software-Dekodierung war die CPU-Belastung mit durchschnittlich 68 Prozent um etwa zehn Prozent geringer als bei der Nvidia-Karte. Bei der Radeon HD 2600 XT klappt die MPEG-2-Dekodierung hingegen. Mit 40 bis 50 Prozent liegt die CPU-Belastung eines Pentium 4 3,2 GHz etwa gleichauf mit der der GeForce 8600 GTS. (hag)

Den vollständigen Artikel finden Sie in c't 15/2007.

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