NVIDIA veröffentlicht bekanntermaßen alle zwei Jahre eine Grafikkartenarchitektur der neuen Generation. Im Jahr 2018 veröffentlichte es den Turing-Chip für die GPUs der GTX 16-Serie und der RTX 20-Serie. Dann, im Jahr 2020, wurden die Ampere-Chips für die RTX 3000-GPU eingeführt.
Und wie erwartet, während der NVIDIA GPU Technology Conference im September 2022, NVIDIA CEO Jensen Huang kündigte schließlich die Ada Lovelace-Mikroarchitektur an, die die 3. Generation von RTX antreiben wird GPUs.
Welche Verbesserungen bringt also die Ada Lovelace-Mikroarchitektur für die RTX 4000-GPU?
1. Ein völlig neuer Prozessknoten
Die Ada Lovelace-Mikroarchitektur basiert auf der 4-nm-N4-Technologie von TSMC und ist damit halb so klein wie der Ampere-Chip der vorherigen Generation, der auf dem 8-nm-Prozess von Samsung basiert. Das kleineres nm durch Verbesserung des Knotenprozesses ermöglicht der RTX 4000-Serie eine effizientere Leistungsabgabe.
Das bedeutet, dass selbst Mittelklasse-Varianten, die NVIDIA in Zukunft herausbringen wird, mit erstklassigen Chips der 30er-Serie wie dem 3090 Ti konkurrieren können.
2. Neuordnung der Shader-Ausführung
Aufgrund ihrer parallelen Struktur ist eine GPU hervorragend darin, mehrere Kerne ihrer Prozessoren zu verwenden, um dieselbe Aufgabe zu erledigen. Raytracing ist jedoch völlig anders als das Rendern von Szenen. Das liegt daran, dass Lichtstrahlen überall abprallen und für jede Oberfläche, auf die sie treffen, und jede Richtung, in die sie gehen, unterschiedliche Berechnungen erfordern. Das bedeutet, dass GPUs weniger effizient sind, wenn sie viele verschiedene Shader verarbeiten.
Aber mit Shader Execution Reordering (SER) kann der Lovelace-Chip seine Arbeitslast umplanen und sicherstellen, dass ähnliche Shader zusammen verarbeitet werden. Dadurch können die Streaming-Multiprozessoren effizienter arbeiten, da sie gleichzeitig mit denselben Daten arbeiten.
3. DLSS 3.0
RTX ist eine ressourcenintensive Aufgabe, insbesondere wenn Sie mit höheren Auflösungen wie 4K und höher arbeiten. Aus diesem Grund hat NVIDIA DLSS entwickelt (Deep-Learning-Super-Sampling). Die DLSS-Technologie verwendet KI, um das nächste Pixel vorherzusagen, wodurch die Arbeitslast auf der GPU reduziert wird.
Aber mit DLSS 3.0 der Ada-Lovelace-Architektur erweitert NVIDIA die Vorhersage von Pixeln auf Frames. Dadurch kann die GPU den nächsten Frame vorhersagen, auch ohne auf die noch zu rendernden Bilddaten zu schauen. Dadurch wird die Leistung sowohl von GPU- als auch von CPU-lastigen Spielen verbessert, die laut Huang bis zu viermal besser ist als Brute-Force-Rendering.
4. Tensor-Kerne
NVIDIA versucht, im KI-Computing-Bereich groß herauszukommen, und das zeigt sich in seinem Chip der neuesten Generation. Die Ada Lovelace-Mikroarchitektur verwendet die 4. Generation Tensor-Kerne, der 1.400 Tensor-TFLOPs liefern kann – über viermal schneller als der 3090 Ti, der nur 320 Tensor-TFLOPs hatte.
Diese neue Generation von Tensor Cores ist wahrscheinlich der Grund, warum DLSS 3.0 viel besser abschneidet als seine vorherigen Iterationen. Dies könnte auch der Grund sein, warum vergleichsweise niedrigere Chips der 4000er-Serie die Spitzenmodelle der GPUs der 3000er-Serie übertreffen.
5. Verbesserte Leistung und Effizienz
NVIDIA behauptet, dass die Ada-Chips für gerasterte Spiele doppelt so schnell und für Raytrace-Spiele bis zu viermal schneller sind. Darüber hinaus sagen sie, dass die neuesten Chips bei gleicher Nennleistung mehr als die doppelte Leistung bieten.
Und aufgrund dieser Verbesserungen können Sie Lovelace-GPUs über 3 GHz hinaus übertakten – aber das hat den Preis einer kolossalen Leistungsaufnahme: bis zu 450 Watt für die RTX 4090.
Nichtsdestotrotz könnten diese Verbesserungen auch der Grund dafür sein, dass der angebliche RTX 4070 so leistungsfähig ist wie der RTX 3090 Ti und der RTX 4090 bei gleicher Leistungsaufnahme die doppelte Leistung des 3090 Ti liefert.
Das Herz der GPUs der RTX 4000-Serie
Die Ada Lovelace-Mikroarchitektur ist ein weiterer Sprung in Sachen GPU-Leistung, Leistung und Effizienz von NVIDIA. Und da dieser Chip das schlagende Herz der Verbraucher-GPUs der RTX 4000-Serie ist, erwarten wir von diesen neuen Karten eine hervorragende Leistung.
Dies sind jedoch nur theoretische Behauptungen, bis wir die RTX 4090 am 12. Oktober 2022 und die RTX 4080 im folgenden Monat in die Hände bekommen. Wir halten also den Atem an und warten darauf, tatsächliche Benchmarks zu sehen, wenn Einzelhandelseinheiten in die Verkaufsregale kommen.
