NVIDIA GeForce GTX 780M vs NVIDIA GeForce RTX 3050 4GB Laptop GPU vs NVIDIA GeForce GTX 780M SLI

NVIDIA GeForce GTX 780M

Die NVIDIA GeForce GTX 780M ist eine mobile, DirectX 11 fähige Grafikkarte der High-End-Klasse. Sie basiert auf den selben Chip wie die GeForce GTX 680MX aus dem Apple iMac Spitzenmodell, jedoch ist die Taktung höher (und kann durch GPU Boost 2.0 noch zusätzlich gesteigert werden) bei verringerter Leistungsaufnahme. Mitte 2013 ist die GTX 780M die schnellste Grafikkarte für Notebooks. Im Vergleich zur GTX 680M verwendet die GTX 780M zwar den selben GK104-Chip der Kepler-Architektur (28-nm-Prozess), bietet allerdings statt 1.344 alle 1.536 1D-Shader. 

Die GeForce 700M Serie bietet als neues Feature den sogenannten GPU Boost 2.0. Damit kann sich der Grafikkern automatisch übertakten wenn genügend Kühlleistung vorhanden ist. Laut Nvidia sollen dadurch bis zu 15% mehr Performance möglich sein, wenn Applikation und Notebook genügend Spielraum bieten. 

Architektur
Mit Kepler löst Nvidia die bisherige Fermi-Architektur ab, die unter anderem bei verschiedenen Chips und Modellen der GeForce-500M-Serie zum Einsatz kam. Der GK104 verfügt als Kepler-Chip über 8 Shader-Blöcke mit je 192 CUDA Cores, die vom Hersteller mit dem Kürzel SMX bezeichnet werden. Bei der 780M sind alle 8 aktiviert. Zwei SMX bilden zusammen mit zwei Polymorph Engines und einer gemeinsamen Raster Engine einen sogenannten GPC (Graphics Processing Cluster). Da die Shader keine eigene Takt-Domain mehr besitzen (Hot Clock), entspricht die Rechenleistung in etwa der Hälfte der Einheiten der Fermi-Architektur mit doppelter Taktrate. Diese Änderung ist einer der Gründe dafür, dass sich laut Nvidia die Energieeffizienz gegenüber dem Vorgänger verdoppelt hat. Auch die Tesselations-Leistung soll - speziell bei hohen Faktoren - noch einmal deutlich verbessert worden sein.

Als weitere Neuerungen werden zudem erstmals PCIe 3.0 sowie ein noch nicht näher bezeichneter, optionaler Turbo-Modus unterstützt. Dieser kann - ausreichende Kühlungsreserven vorausgesetzt - die Kerntaktrate um bis zu 15 Prozent anheben. Da der Turbo vom BIOS gesteuert wird, steht er, falls vom Notebook-Hersteller implementiert, unabhängig vom Betriebssystem zur Verfügung.

Leistung
In unsere Spielebenchmarks konnte sich die neue GeForce GTX 780M um knapp 30 Prozent von der alten GTX 680M absetzen und somit einen deutlichen Geschwindigkeitsgewinn verbuchen. Die GTX 780M ist damit die schnellste mobile Grafikkarte und liegt etwa 10 bis 15 Prozent vor der AMD Radeon HD 8970M. Nahezu alle Spiele des Jahres 2013 sind damit in maximalen Einstellungen und hoher Auflösung flüssig spielbar (siehe Spielebenchmarks am Ende dieser Seite).

Features
Das Featureset entspricht den Keplerkarten der GeForce GTX 600M Serie wie der GTX 680M. Bis zu 4 aktive Displays (mit Optimus u.U. weniger) können mit der GTX 780M betrieben werden, die mit einer maximalen Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln zum Beispiel über DisplayPort 1.2 oder HDMI 1.4a angebunden werden können. HD-Audio-Formate wie Dolby True HD und DTS-HD lassen sich als Bitstream an einen geeigneten Receiver senden. Wie in der Vergangenheit kann jedoch auch weiterhin 3D Vision nicht mit Optimus-Unterstützung kombiniert werden.

Der PureVideo HD Videoprozessor der fünften Generation (VP5) kann die Formate MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264 und VC1/WMV9 bis zu einer Auflösung von 4k decodieren und somit den Prozessor entlasten. Auch zwei parallele Streams, beispielsweise für Picture-in-Picture bei einer Blu-Ray, sind möglich. Eine weitere Neuerung ist die Integration eines dedizierten Videoencoders ähnlich Intels Quick Sync, der über die NVENC-API angesprochen werden kann.

Die Leistungsaufnahme der GeForce GTX 780M sollte inkl. MXM Board und Speicher im Bereich der GTX 680M liegen (100 Watt TGP, 70-75W TDP) und dadurch unterhalb der GTX 680MX. Möglich ist dies durch den gereiften 28nm Prozess. Die hohe Abwärme erlaubt den Einsatz trotzdem nur in großen und schweren Notebooks. Bei geringer Last helfen zusätzliche Taktstufen dabei, Energie einzusparen, im Leerlauf kann die GPU mit Hilfe der Optimus-Technologie zugunsten eines IGP auch vollständig deaktiviert werden.

NVIDIA GeForce RTX 3050 4GB Laptop GPU

Die Nvidia GeForce RTX 3050 Laptop GPU (oder Mobile, NVIDIA_DEV.2583, GN20-P0) ist die kleinste Variante der RTX 3000 Serie und basiert auf den GA107 Ampere Chip. Sie bietet 2048 CUDA-, 16 Raytracing und 64 Tensor-Kerne. Der Speicherbus ist mit 128 Bit spezifiziert für maximal 4 GB GDDR6 Grafikspeicher. Die schnellere RTX 3050 Ti bietet 25% mehr Kerne bei ähnlichen Taktraten und gleichem spezifizierten Stromverbrauch. Anfang 2023 gab es einen Refresh der RTX 3050 mit 6GB VRAM, reduziertem Speicherbus und wahrscheinlich höheren Kernzahl.

Wie üblich wird es verschiedene Varianten mit einem TGP von 35 - 50 (ehemals Max-Q) und 60 - 80 Watt geben. Diese takten von 713 - 1530 (Basistakt) bis 1058 - 1740 (Boost) und bieten dementsprechend eine unterschiedliche Performance.

Die durchschnittliche Leistung liegt etwas unterhalb der alten GeForce GTX 1660 Ti Max-Q. Diese kann jedoch deutlich variieren je nach TGP Variante. Dadurch eignet sich die GPU am Besten für Full HD mit hohen Details. Für Raytracing Effekte reicht die Leistung kaum aus, jedoch können die Tensor-Kerne via DLSS in manchen Spielen zu einer höheren Leistung helfen.

Der GA107 Chip bietet 3.072 FP32 ALUs wovon die Hälfte auch INT32 Befehle ausführen können (also 1.536 INT32 ALUs). Bei Turing konnten noch alle Shader FP32 oder INT32 ausführen. Die Raytracing und Tensor Kerne auf dem Chip wurden laut Nvidia ebenfalls verbessert. Weiters integriert der Ampere Chip einen Hardware Video-Encoder (NVENC 5. Generation für H.264 und H.265) und Decoder (7. Generation für zahlreiche Formate inklusive AV1).

Der GA107 Chip wird bei Samsung im 8nm (8N) Verfahren welches mit dem 7nm Verfahren von TSMC nicht ganz mithalten kann (z.B. von AMD genutzt, aber auch für den professionellen GA100 Ampere Chip).

NVIDIA GeForce GTX 780M SLI

Die NVIDIA GeForce GTX 780M SLI ist eine DirectX 11 High-End-Notebook-Grafiklösung, welche aus einem Verbund zweier GeForce GTX 780M Grafikkarten besteht. Diese basieren auf dem in 28nm hergestellten GK104-Chip der Kepler Architektur und bieten jeweils 1536 1D-Shader. Die Taktraten von 823 MHz für den Chip und 1.250MHz  (2.500 MHz I/O, 5.000 MHz effektiv) für den 2 GByte großen GDDR5-Speicher unterscheiden sich nicht von einer einzelnen GTX 780M. Die beiden Grafikkarten werden durch eine SLI Bridge verbunden und rendern normalerweise abwechselnd ein Bild (AFR). Dadurch kann es auch zu Mikrorucklern kommen (ungleichmäßige Abstände zwischen zwei Bildern führen zu spürbaren Rucklern trotz flüssiger fps Raten von etwa 30 fps). 

Architektur

Mit Kepler löst Nvidia die bisherige Fermi-Architektur ab, die unter anderem bei verschiedenen Chips und Modellen der GeForce-500M-Serie zum Einsatz kam. Der GK104 verfügt als Kepler-Chip über 8 Shader-Blöcke mit je 192 CUDA Cores, die vom Hersteller mit dem Kürzel SMX bezeichnet werden. Bei der 780M sind davon alle 8 aktiviert. Zwei SMX bilden zusammen mit zwei Polymorph Engines und einer gemeinsamen Raster Engine einen sogenannten GPC (Graphics Processing Cluster). Da die Shader keine eigene Takt-Domain mehr besitzen (Hot Clock), entspricht die Rechenleistung in etwa er Hälfte der Einheiten der Fermi-Architektur mit doppelter Taktrate. Diese Änderung ist einer der Gründe dafür, dass sich laut Nvidia die Energieeffizienz gegenüber dem Vorgänger verdoppelt hat. Auch die Tesselations-Leistung soll, speziell bei hohen Faktoren, noch einmal deutlich verbessert worden sein. Als zusätzliche Neuerungen werden zudem erstmals PCIe 3.0 sowie ein noch nicht näher bezeichneter, optionaler Turbo-Modus unterstützt. Dieser kann, ausreichende Kühlungsreserven vorausgesetzt, die Kerntaktrate um bis zu 15 Prozent anheben. Da der Turbo vom BIOS gesteuert wird, steht er, falls vom Notebook-Hersteller implementiert, unabhängig vom Betriebssystem zur Verfügung.

Leistung

Bei guter Treiberunterstützung für das Spiel, kann sich die Grafikleistung fast verdoppelt im Vergleich zu einer einzelnen GTX 780M. Dadurch kann sich die 780M SLI deutlich von der Radeon HD 7970M Crossfire bzw 8970M CF abheben. Weiters sind Microruckler bei der Nvidia Lösung derzeit weniger stark ausgeprägt. Die GTX 780M SLI repräsentiert zum Zeitpunkt der Erscheinung (2013) die schnellste Grafiklösung für Notebooks.

Die resultierende Performance ermöglicht es, selbst anspruchsvolle Titel wie Battlefield 3 oder Metro Last Light in FullHD-Auflösung, maximalen Details und aktivierter Kantenglättung uneingeschränkt flüssig darzustellen (Stand Mitte 2013).

Features
Das Featureset entspricht den Keplerkarten der GeForce GTX 600M Serie wie der GTX 680M. Bis zu 4 aktive Displays (mit Optimus u.U. weniger) können mit der GTX 780M betrieben werden, die mit einer maximalen Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln zum Beispiel über DisplayPort 1.2 oder HDMI 1.4a angebunden werden können. HD-Audio-Formate wie Dolby True HD und DTS-HD lassen sich als Bitstream an einen geeigneten Receiver senden. Wie in der Vergangenheit kann jedoch auch weiterhin 3D Vision nicht mit Optimus-Unterstützung kombiniert werden.

Der PureVideo HD Videoprozessor der fünften Generation (VP5) kann die Formate MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264 und VC1/WMV9 bis zu einer Auflösung von 4k decodieren und somit den Prozessor entlasten. Auch zwei parallele Streams, beispielsweise für Picture-in-Picture bei einer Blu-Ray, sind möglich. Eine weitere Neuerung ist die Integration eines dedizierten Videoencoders ähnlich Intels Quick Sync, der über die NVENC-API angesprochen werden kann.

Die Leistungsaufnahme der GeForce GTX 780M SLI verdoppelt sich gegenüber einer einzelnen GTX 780M, womit der gesamte Verbund bis zu 200 Watt benötigt (TGP inkl MXM Board und Speicher). Lediglich sehr große DTR-Notebooks können diese Wärmeleistung abführen.