NVIDIA GeForce GTX 860M vs NVIDIA GeForce RTX 3070 Laptop GPU vs NVIDIA GeForce GTX 880M SLI

NVIDIA GeForce GTX 860M

Die NVIDIA GeForce GTX 860M ist eine DirectX-12-Grafikkarte für Notebooks der Performance-Klasse, die im März 2014 vorgestellt wurde. Sie zählt zu den ersten Modellen auf Basis der Maxwell-Architektur, wird aber weiterhin in 28-Nanometer-Technik gefertigt. Bei der GTX 860M sind alle 640 Shadereinheiten des GM107-Chips aktiviert, der Kerntakt liegt bei 1.029 MHz zzgl. Boost. Als Grafikspeicher kommen bis zu 4 GB GDDR5 mit einer Taktrate von 1.250 MHz (5.000 MHz effektiv) an einem 128-Bit-Interface zum Einsatz.

Alternativ dazu gibt es auch eine Version auf Basis des Kepler-Chips GK104, die mit 1.152 Shader-Einheiten bei 797 MHz Taktrate zzgl. Boost daherkommt. Wir werden uns nachfolgend vorrangig auf die modernere GM107-/Maxwell-Version konzentrieren.

Architektur

Die Maxwell-Architektur des GM107-Chips wurde gegenüber der älteren Kepler-Generation kräftig überarbeitet, wobei der Fokus insbesondere auf der Steigerung der Energieeffizienz lag. Dafür hat Nvidia unter anderem die Shader-Cluster (SMM) umstrukturiert, die nunmehr nur noch 128 statt zuvor 192 ALUs integrieren. GM107 verfügt über 5 SMMs und damit 640 Shadereinheiten, 40 TMUs und 16 ROPs (128-Bit-Interface).

Zudem wurden die Scheduler modifiziert, was im Ergebnis zu deutlichen Energieeinsparungen und einer höheren Auslastung der Shader führen soll. Nvidia verspricht, dass ein Maxwell-SMM mit 128 ALUs 90 Prozent der Leistung eines Kepler-SMX mit 192 ALUs erreicht. Eine weitere Optimierung betrifft den stark vergrößerten L2-Cache (GM107: 2 MB), der einen Teil der Speicherzugriffe abfangen kann und damit den Einsatz eines relativ schmalen Speicherinterfaces gestattet.

GM107 unterstützt DirectX 12 weiterhin nur mit Feature Level 11.0.

Leistung

Obwohl die GTX 860M auf dem Papier weit weniger Speicherbandbreite und Rechenleistung besitzt, kann sie in unseren Benchmarks problemlos mit der alten GeForce GTX 770M konkurrieren und diese manchmal sogar übertreffen – hier macht sich die effizientere Architektur deutlich bemerkbar. Viele Spiele des Jahres 2013 wie Tomb Raider oder BioShock Infinite werden auch in maximalen Details und FullHD-Auflösung flüssig dargestellt. Anspruchsvollere Titel, beispielsweise Crysis 3 oder Battlefield 4, erfordern dagegen eine leichte Absenkung von Auflösung und/oder Detailgrad.

Das unter identischem Namen verkaufte Kepler-Modell fällt trotz seiner deutlich höheren Shaderzahl um etwa 10 Prozent zurück, insbesondere aufgrund der stark limitierenden Speicheranbindung.

Features

GM107 integriert die sechste Generation der PureVideo HD Video-Engine (VP6). Die Performance beim Decodieren von H.264- und MPEG-2-Material soll abermals verbessert worden sein, zudem sind natürlich auch alle Features der Vorgänger (4K-Unterstützung, PiP, Videoencoder über NVENC-API) mit an Bord. HDMI 2.0 wird nicht unterstützt.

Weitere neue Features der GTX-800M-Serie, die jedoch auch von älteren Karten unterstützt werden, sind Battery Boost (längere Akkulaufzeit beim Spielen), Shadowplay (Aufzeichnung von Spiele-Videos) und Gamestream (Spiele-Streaming auf Shield-Konsole). Weitere Informationen dazu unter diesem Link.

Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme der GeForce GTX 860M sollte sich inkl. Speicher in einer Größenordnung von etwa 60 Watt bewegen. Die Kepler-Variante liegt durch ihre niedrige Taktrate nur geringfügig darüber. Damit ist die Karte am besten für mittelgroße Notebooks ab etwa 15 Zoll geeignet. Bei geringer Last helfen zusätzliche Taktstufen dabei, Energie einzusparen; im Leerlauf kann die GPU mit Hilfe der Optimus-Technologie auch vollständig zugunsten der Prozessorgrafik deaktiviert werden.

NVIDIA GeForce RTX 3070 Laptop GPU

Die Nvidia GeForce RTX 3070 Laptop GPU oder 3070 Mobile (für Laptops, GN20-E5, Max-P / Max-Q) ist Anfang 2021 die zweit-schnellste Grafikkarte für Notebooks. Sie basiert auf den GA104-770-A1 Ampere Chip und bietet 8 GB GDDR6 Grafikspeicher mit einem 256 Bit Grafikbus (mit 12 oder 14 Gbps). Sie unterstützt PCIe 4.0 und soll in zwei verschiedenen Varianten mit 80, 90, 115 bzw. 125 Watt (TGP) verfügbar sein. Als Package nutzt die Notebook-Grafikkarte GB5-256 und die Chipgröße soll 40x40mm betragen. Die GPU unterstützt eDP 1.4b zum Anschluss des internen Monitors.

Es gibt nun 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 ist abhängig von der TGP-Variante und der verwendeten Kühlung. Im Schnitt sollte sie etwa auf dem Level einer alten RTX 2080 Super Mobile liegen. Dadurch reicht die Leistung bei den meisten anspruchsvollen Spielen auch für 4k mit maximalen Details. Bei 1080p sind auch Frameraten über 100 fps möglich.

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 nutzt 5120 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).

NVIDIA GeForce GTX 880M SLI

Die NVIDIA GeForce GTX 880M SLI ist eine DirectX-12-fähige High-End-Notebook-Grafiklösung, welche aus einem Verbund zweier GeForce GTX 880M Grafikkarten besteht. Diese basieren auf dem in 28 Nanometern gefertigten GK104-Chip der Kepler-Architektur und bieten jeweils 1.536 1D-Shader. Die Taktraten von 954 MHz für den Chip und 1.250MHz  (2.500 MHz I/O, 5.000 MHz effektiv) für den bis zu 8 GByte großen GDDR5-Speicher unterscheiden sich nicht von einer einzelnen GTX 880M. Die beiden Grafikkarten rendern normalerweise abwechselnd ein Bild (AFR), wodurch es zu Mikrorucklern kommen kann (ungleichmäßige Abstände zwischen zwei Bildern führen zu spürbaren Rucklern trotz flüssiger fps Raten von etwa 30 fps). 

Architektur

Mit Kepler hat Nvidia Anfang 2012 die ältere Fermi-Architektur abgelöst, 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 880M 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 PCIe 3.0 sowie ein Turbo-Modus unterstützt. Dieser kann bei ausreichenden Kühlungsreserven die Kerntaktrate anheben und steht bei jedem Notebook mit einer GeForce-800M-GPU zur Verfügung.

Leistung

Entsprechend des Leistungsunterschiedes zwischen einer einzelnen GeForce GTX 780M und 880M liegt auch der Unterschied der jeweiligen SLI-Gespanne bei etwas mehr als 10 Prozent. Dies macht den GTX-880M-SLI-Verbund zur aktuell schnellsten mobilen Grafiklösung auf dem Markt (Stand Anfang 2014). Bei guter Treiberunterstützung kann SLI die Performance nahezu verdoppeln und ermöglicht es, selbst anspruchsvolle Spiele in FullHD-Auflösung, maximalen Details und hohen AA-/AF-Einstellungen flüssig wiederzugeben.

Features
Das Featureset entspricht den Keplerkarten der GeForce GTX 600M und 700M Serie. Bis zu 4 aktive Displays (mit Optimus u.U. weniger) lassen sich mit der GTX 880M betreiben, 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.

Leistungsaufnahme

Die Leistungsaufnahme der GeForce GTX 880M SLI verdoppelt sich gegenüber einer einzelnen GTX 880M, womit der gesamte Verbund auf eine TDP von mindestens 200 Watt kommt (inkl. MXM Board und Speicher). Lediglich sehr große DTR-Notebooks können diese Wärmeleistung abführen.