NVIDIA GeForce GTX 780M vs NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti vs NVIDIA GeForce RTX 3070 Ti Laptop GPU

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 3090 Ti

Die Nvidia GeForce RTX 3090 Ti is zum Launch Anfang 2022 die schnellste GeForce Grafikkarte der Ampere-Generation. Sie nutzt den großen GA102-Chip mit 10.752 Shader und 24 GB GDDR6X Grafikspeicher.

Mit einer Leistungsaufnahme von 450 Watt braucht die GPU zwar sehr viel Strom unter Last, die Energieeffizienz ist jedoch trotzdem sehr gut (Leistung pro Watt).

NVIDIA GeForce RTX 3070 Ti Laptop GPU

Die Nvidia GeForce RTX 3070 Ti Laptop GPU oder 3070 Ti Mobile (für Laptops, GN20-E6, Max-P / Max-Q) ist der Refresh der RTX 3070 zur CES Anfang 2022. Sie basiert auf den selben GA104 Chip wie the RTX 3070 Laptop GPU und bietet mit 5888 15% mehr Shader als die Vorgängergeneration. Der Boost Takt wurde aber wahrscheinlich etwas reduziert. Die GPU bietet einen 256 Bit Speicherbus und 8 GB GDDR6 Grafikspeicher. Es gibt verschiedene Varianten mit unterschiedlichen Taktraten und TGP Einstellungen von 80 - 125 Watt. Je nach Variante, unterscheidet sich auch der maximale Boost-Takt von 1035 MHz (80W) bis 1485 MHz (125W). Es gibt aber keine Max-Q Variante mehr (die 80 - 90 Watt Versionen heissen auch nur "Laptop GPU"), aber jede TGP-Version kann die Max-Q Technologien nutzen (Dynamic Boost, Whispermode).

Die Leistung sollte zwischen der alten RTX 3070 Mobile und RTX 3080 Mobile liegen. Damit eignet sich die RTX 3070Ti Mobile am besten für QHD und maximale Settings bei anspruchsvollen Spielen (wie Cyberpunk 2077 oder Halo Infinite) bzw. 4K bei weniger anspruchsvollen Spielen (wie Farming Simulator 22).

Der GA104 Chip bietet 6144 FP32 ALUs wovon die Hälfte auch INT32 Befehle ausführen können (also 3072 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. Die RTX 3070 Ti nutzt 5888 der 6144 Kerne. 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 GA104 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).