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NVIDIA RTX 4000 Ada Generation

NVIDIA RTX 4000 Ada Generation

NVIDIA RTX 4000 Ada Generation: Eine eingehende Analyse

Die NVIDIA RTX 4000 Ada Generation Grafikkarten markieren einen bedeutenden Fortschritt in der GPU-Technologie und bieten eine hochmoderne Architektur sowie Leistungsverbesserungen, die sowohl für Gamer als auch für Fachleute optimiert sind. In diesem Artikel werden wir die Architektur, Spezifikationen des Speichers, Gaming-Leistung, professionelle Anwendungen, Stromverbrauch, Wettbewerbsvergleiche, praktische Ratschläge sowie die Vor- und Nachteile dieser bemerkenswerten GPU-Serie genauer betrachten.

1. Architektur und Hauptmerkmale

Ada Lovelace Architektur

Die NVIDIA RTX 4000 Serie basiert auf der Ada Lovelace Architektur, die nach der bahnbrechenden Mathematikerin und Computerwissenschaftlerin benannt ist. Diese Architektur verwendet die 4nm-Prozesstechnologie von TSMC, die eine höhere Transistordichte und eine verbesserte Energieeffizienz ermöglicht. Mit der Ada-Architektur hat NVIDIA mehrere einzigartige Funktionen eingeführt, die das Gaming- und Produktivitätserlebnis erheblich verbessern.

Einzigartige Merkmale

- Ray Tracing (RTX): Die Ada Generation unterstützt Echtzeit-Raytracing, das das Lichtverhalten realistisch simuliert. Dieses Feature ermöglicht immersivere Grafiken, verbessert Schatten, Reflexionen und die allgemeine visuelle Treue in unterstützten Spielen.

- DLSS (Deep Learning Super Sampling): DLSS 3.0, ein Schlüsselfeature der RTX 4000 Serie, nutzt KI, um Bilder mit niedrigerer Auflösung auf höhere Auflösungen hochzuskalieren, ohne signifikante Qualitätsverluste. Diese Technologie verbessert die Bildwiederholrate erheblich und erhält gleichzeitig klare visuelle Darstellungen.

- NVIDIA Reflex: Diese Technologie minimiert die Latenz im kompetitiven Gaming und sorgt dafür, dass Spieler schnell auf In-Game-Events reagieren können. Reflex optimiert die Renderwarteschlange, was zu einem flüssigeren und reaktionsschnelleren Spielerlebnis führt.

- FidelityFX Super Resolution (FSR): Obwohl nicht exklusiv für NVIDIA, unterstützt die RTX 4000 Serie AMDs FSR, was den Gamern zusätzliche Optionen zum Hochskalieren ihrer Auflösung bietet.

2. Spezifikationen des Speichers

Speicherart und -größe

Die RTX 4000 Serie verwendet GDDR6X-Speicher, der eine höhere Bandbreite im Vergleich zu seinem Vorgänger, GDDR6, bietet. Die Speicherkonfigurationen variieren je nach Modell, wobei das Flaggschiff RTX 4090 über 24 GB GDDR6X-Speicher verfügt.

Speicherbandbreite

Die RTX 4090 liefert eine beeindruckende Speicherbandbreite von bis zu 1.008 GB/s, dank ihrer 384-Bit-Speicheranbindung. Diese hohe Bandbreite ist entscheidend für die Verarbeitung großer Texturen und komplexer Szenen, was sie besonders vorteilhaft für 4K-Gaming und professionelle Anwendungen macht.

Auswirkungen auf die Leistung

Die Kombination aus GDDR6X-Speicher und hoher Bandbreite ermöglicht es der RTX 4000 Serie, in speicherintensiven Aufgaben zu glänzen. Im Gaming sorgt der großzügige VRAM für eine flüssige Leistung bei höheren Auflösungen, während er in professionellen Anwendungen eine effiziente Verarbeitung großer Datensätze und komplexer Modelle ermöglicht.

3. Gaming-Leistung

Real-World Beispiele

In Gaming-Benchmarks zeigt die RTX 4000 Serie beeindruckende Leistungen über verschiedene Titel hinweg. Hier einige durchschnittliche FPS-Ergebnisse aus populären Spielen:

- Cyberpunk 2077: Bei 1440p mit aktiviertem Ray Tracing erreicht die RTX 4090 etwa 70-80 FPS. Bei 4K hält sie spielbare 40-50 FPS, dank DLSS.

- Call of Duty: Warzone: Die RTX 4080 kann bei 1440p etwa 120 FPS und bei 4K etwa 90 FPS erreichen, was ihre Fähigkeiten in schnelllebigen Shootern demonstriert.

- Minecraft mit RTX: Die RTX 4090 läuft Minecraft mit aktivem Ray Tracing bei etwa 100 FPS bei 4K und zeigt ihre Stärke beim Rendern detaillierter Umgebungen.

Unterstützung von Auflösungen

Die RTX 4000 Serie ist für 1080p, 1440p und 4K Gaming konzipiert. Die DLSS-Funktion verbessert die Leistung bei höheren Auflösungen erheblich und sorgt für ein angenehmeres Spielerlebnis, ohne die visuelle Qualität zu opfern.

Auswirkungen des Ray Tracings

Ray Tracing hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung, insbesondere bei 4K. mit DLSS schafft es die RTX 4000 Serie jedoch, spielbare Bildraten selbst in grafikintensiven Szenarien zu liefern. Dies macht die Ada Generation zu einer ausgezeichneten Wahl für Gamer, die die neuesten grafischen Fortschritte erleben möchten.

4. Professionelle Anwendungen

Video-Editing und 3D-Modellierung

Die RTX 4000 Serie glänzt in professionellen Aufgaben wie Video-Editing und 3D-Modellierung. Die CUDA-Kerne und Tensor-Kerne beschleunigen die Renderzeiten in Software wie Adobe Premiere Pro und Blender, was flüssigere Wiedergabe und schnellere Exporte ermöglicht.

Wissenschaftliche Berechnungen

Mit Unterstützung für CUDA und OpenCL sind die Ada Generation GPUs ideal für wissenschaftliche Berechnungen und Simulationen. Sie können komplexe Berechnungen effizient durchführen und sind somit für Forscher und Datenwissenschaftler geeignet.

5. Stromverbrauch und thermisches Management

TDP (Thermal Design Power)

Die RTX 4090 hat eine TDP von 450W, während die RTX 4080 mit 320W bewertet ist. Dieses Maß an Stromverbrauch erfordert eine sorgfältige Überlegung zu Kühlungslösungen und den Anforderungen an das Netzteil.

Kühllösungen

Um optimale Leistung zu gewährleisten, wird empfohlen, eine robuste Kühlungslösung wie einen AIO-Wasserkühler oder einen Hochleistungs-Luftkühler zu verwenden. Darüber hinaus sollte man Gehäuse mit ausreichendem Luftstrom in Betracht ziehen, um thermisches Drosseln zu verhindern.

6. Konkurrenzvergleich

AMD-Konkurrenz

Der Hauptkonkurrent der NVIDIA RTX 4000 Serie ist AMDs Radeon RX 7000 Serie. Während AMD eine wettbewerbsfähige Leistung, insbesondere in der Rastergrafik bietet, liegen NVIDIAs Vorteile im Ray Tracing und der DLSS-Technologie. Zum Beispiel schneidet die RX 7900 XTX in traditionellem Gaming gut ab, hat jedoch im Vergleich zur RTX 4090 bei Ray Tracing Schwierigkeiten.

NVIDIAs eigene Angebote

Im Vergleich zu früheren Generationen bietet die RTX 4000 Serie einen deutlichen Sprung in Leistung und Effizienz. Die RTX 3090 und 3080 sind immer noch starke Anwärter, fehlt jedoch die fortschrittlichen Funktionen und Leistungssteigerungen, die in der Ada Generation zu finden sind.

7. Praktische Ratschläge

Auswahl eines Netzteils

Für die RTX 4000 Serie wird ein Netzteil von mindestens 750W empfohlen, insbesondere für die RTX 4090. Stellen Sie sicher, dass das Netzteil die erforderlichen 8-poligen und 16-poligen PCIe-Anschlüsse für die Kompatibilität hat.

Plattformkompatibilität

Die RTX 4000 Serie ist kompatibel mit PCIe 4.0 und 5.0 Motherboards. Für optimale Leistung sollte die GPU mit einer High-End-CPU kombiniert werden, um Engpässe zu vermeiden, insbesondere in Gaming-Szenarien mit hohen Bildwiederholraten.

Treiberdetails

Halten Sie die GPU-Treiber auf dem neuesten Stand, um die neuesten Optimierungen und Funktionen nutzen zu können. NVIDIAs GeForce Experience-Software kann helfen, Treiberupdates einfach zu verwalten.

8. Vor- und Nachteile der NVIDIA RTX 4000 Serie

Vorteile

- Herausragende Leistung: Außergewöhnliche Gaming- und Rechenleistung, insbesondere bei 4K.

- Ray Tracing und DLSS: Fortschrittliche Funktionen, die die visuelle Qualität und Bildraten verbessern.

- Vielseitige Anwendungen: Ideal für Gaming sowie professionelle Arbeitslasten.

- Zukunftssicher: Hoher VRAM und Bandbreite gewährleisten Langlebigkeit für kommende Titel und Anwendungen.

Nachteile

- Hoher Stromverbrauch: Erfordert ein robustes Netzteil und Kühlungslösungen.

- Kosten: Hoher Preis könnte budgetbewusste Verbraucher abschrecken.

- Verfügbarkeit: Marktschwankungen können Verfügbarkeit und Preise beeinflussen.

9. Fazit: Wer sollte die NVIDIA RTX 4000 Serie in Betracht ziehen?

Die NVIDIA RTX 4000 Ada Generation ist eine ausgezeichnete Wahl für Gamer, die die höchste Leistung und visuelle Treue fordern, insbesondere für diejenigen, die an Ray Tracing und DLSS-Technologie interessiert sind. Sie ist auch ideal für Fachleute in den Bereichen Video-Editing, 3D-Modellierung und wissenschaftliche Berechnungen, angesichts ihrer leistungsstarken Architektur und Speicherkapazitäten.

Obwohl der Preis höher als bei einigen Alternativen sein mag, sind die Vorteile einer Investition in die RTX 4000 Serie für diejenigen, die eine zukunftssichere Lösung suchen, die sowohl im Gaming- als auch im professionellen Bereich hervorragend abschneidet, offensichtlich. Wenn Sie ein Gamer sind, der nach modernster Technologie sucht oder ein Fachmann, der zuverlässige Leistung für anspruchsvolle Aufgaben benötigt, ist die RTX 4000 Serie zweifellos eine Überlegung wert.

Top Desktop GPU: 57

Basic

Markenname
NVIDIA
Plattform
Desktop
Erscheinungsdatum
August 2023
Modellname
RTX 4000 Ada Generation
Generation
Quadro Ada
Basis-Takt
1500MHz
Boost-Takt
2175MHz
Shading-Einheiten
?
Die grundlegendste Verarbeitungseinheit ist der Streaming-Prozessor (SP), in dem spezifische Anweisungen und Aufgaben ausgeführt werden. GPUs führen paralleles Rechnen durch, was bedeutet, dass mehrere SPs gleichzeitig arbeiten, um Aufgaben zu verarbeiten.
6144
SM-Anzahl
?
Mehrere Streaming-Prozessoren (SPs) bilden zusammen mit anderen Ressourcen einen Streaming-Multiprozessor (SM), der auch als Hauptkern einer GPU bezeichnet wird. Zu diesen zusätzlichen Ressourcen gehören Komponenten wie Warp-Scheduler, Register und gemeinsamer Speicher. Der SM kann als Herz der GPU betrachtet werden, ähnlich wie ein CPU-Kern, wobei Register und gemeinsamer Speicher knappe Ressourcen innerhalb des SM sind.
48
Transistoren
35,800 million
RT-Kerne
48
Tensor-Kerne
?
Tensor-Kerne sind spezialisierte Verarbeitungseinheiten, die speziell für das Deep Learning entwickelt wurden und im Vergleich zum FP32-Training eine höhere Trainings- und Inferenzleistung bieten. Sie ermöglichen schnelle Berechnungen in Bereichen wie Computer Vision, Natural Language Processing, Spracherkennung, Text-zu-Sprache-Konvertierung und personalisierteEmpfehlungen. Die beiden bekanntesten Anwendungen von Tensor-Kernen sind DLSS (Deep Learning Super Sampling) und AI Denoiser zur Rauschreduzierung.
192
TMUs
?
Textur-Mapping-Einheiten (TMUs) sind Komponenten der GPU, die in der Lage sind, Binärbilder zu drehen, zu skalieren und zu verzerren und sie dann als Texturen auf jede Ebene eines gegebenen 3D-Modells zu platzieren. Dieser Prozess wird als Textur-Mapping bezeichnet.
192
L1-Cache
128 KB (per SM)
L2-Cache
48MB
Bus-Schnittstelle
PCIe 4.0 x16
Foundry
TSMC
Prozessgröße
5 nm
Architektur
Ada Lovelace
TDP (Thermal Design Power)
130W

Speicherspezifikationen

Speichergröße
20GB
Speichertyp
GDDR6
Speicherbus
?
Der Speicherbus bezieht sich auf die Anzahl der Bits, die das Videomemory innerhalb eines einzelnen Taktzyklus übertragen kann. Je größer die Busbreite, desto mehr Daten können gleichzeitig übertragen werden, was sie zu einem der entscheidenden Parameter des Videomemory macht. Die Speicherbandbreite wird wie folgt berechnet: Speicherbandbreite = Speicherfrequenz x Speicherbusbreite / 8. Wenn also die Speicherfrequenzen ähnlich sind, bestimmt die Speicherbusbreite die Größe der Speicherbandbreite.
160bit
Speichertakt
1750MHz
Bandbreite
?
Die Speicherbandbreite bezieht sich auf die Datenübertragungsrate zwischen dem Grafikchip und dem Videomemory. Sie wird in Bytes pro Sekunde gemessen, und die Formel zur Berechnung lautet: Speicherbandbreite = Arbeitsfrequenz × Speicherbusbreite / 8 Bit.
280.0 GB/s

Theoretische Leistung

Pixeltakt
?
Die Pixel-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Pixel, die eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) pro Sekunde rendern kann, gemessen in MPixel/s (Millionen Pixel pro Sekunde) oder GPixel/s (Milliarden Pixel pro Sekunde). Es handelt sich dabei um die am häufigsten verwendete Kennzahl zur Bewertung der Pixelverarbeitungsleistung einer Grafikkarte.
174.0 GPixel/s
Texture-Takt
?
Die Textur-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Textur-Map-Elemente (Texel), die eine GPU in einer Sekunde auf Pixel abbilden kann.
417.6 GTexel/s
FP16 (halbe Genauigkeit)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenleistung. Halbgenaue Gleitkommazahlen (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist. Einfach genaue Gleitkommazahlen (32 Bit) werden für übliche Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet, während doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit) für wissenschaftliches Rechnen erforderlich sind, das einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordert.
26.73 TFLOPS
FP64 (Doppelte Gleitkommazahl)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenleistung. Doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit) sind für wissenschaftliches Rechnen erforderlich, das einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordert, während einfach genaue Gleitkommazahlen (32 Bit) für übliche Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet werden. Halbgenaue Gleitkommazahlen (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.
417.6 GFLOPS
FP32 (float)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenfähigkeit. Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit (32 Bit) werden für allgemeine Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet, während Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (64 Bit) für wissenschaftliche Berechnungen erforderlich sind, die einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordern. Gleitkommazahlen mit halber Genauigkeit (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.
27.813 TFlops

Verschiedenes

Vulkan-Version
?
Vulkan ist eine plattformübergreifende Grafik- und Rechen-API der Khronos Group, die hohe Leistung und geringen CPU-Overhead bietet. Es ermöglicht Entwicklern die direkte Steuerung der GPU, reduziert den Rendering-Overhead und unterstützt Multi-Threading und Multi-Core-Prozessoren.
1.3
OpenCL-Version
3.0
OpenGL
4.6
DirectX
12 Ultimate (12_2)
CUDA
8.9
Stromanschlüsse
1x 16-pin
ROPs
?
Die Raster-Operations-Pipeline (ROPs) ist hauptsächlich für die Handhabung von Licht- und Reflexionsberechnungen in Spielen verantwortlich, sowie für die Verwaltung von Effekten wie Kantenglättung (AA), hoher Auflösung, Rauch und Feuer. Je anspruchsvoller die Kantenglättung und Lichteffekte in einem Spiel sind, desto höher sind die Leistungsanforderungen für die ROPs. Andernfalls kann es zu einem starken Einbruch der Bildrate kommen.
80
Shader-Modell
6.7
Empfohlene PSU (Stromversorgung)
300W

FP32 (float)

27.813 TFlops

Blender

5293

OpenCL

149948

Im Vergleich zu anderen GPUs

57%
53%
88%
Besser als 57% GPU im letzten Jahr
Besser als 53% GPU in den letzten 3 Jahren
Besser als 88% GPU

SiliconCat Rangliste

57
Platz 57 unter den Desktop GPU auf unserer Website
101
Platz 101 unter allen GPU auf unserer Website
FP32 (float)
GeForce RTX 3090
NVIDIA, September 2020
34.174 TFlops
Radeon PRO W7700
AMD, November 2023
31.308 TFlops
RTX 4000 Ada Generation
NVIDIA, August 2023
27.813 TFlops
GeForce RTX 5060
NVIDIA, January 2025
23.452 TFlops
22.499 TFlops
Blender
GeForce RTX 4090
NVIDIA, September 2022
12577
RTX 4000 Ada Generation
NVIDIA, August 2023
5293
Radeon RX 6600
AMD, October 2021
1005.46
Radeon Pro Vega 56
AMD, August 2017
521
OpenCL
L40S
NVIDIA, October 2022
362331
RTX 4000 Ada Generation
NVIDIA, August 2023
149948
CMP 40HX
NVIDIA, February 2021
97694
Radeon Pro W5700
AMD, November 2019
69319
Radeon Pro 5600M
AMD, June 2020
48324