NVIDIA GeForce RTX 3060 Laptop GPU vs NVIDIA GeForce GTX 850M vs NVIDIA GeForce GTX 870M

NVIDIA GeForce RTX 3060 Laptop GPU

Die Nvidia GeForce RTX 3060 Laptop GPU oder 3060 Mobile (für Laptops, GN20-E3, Max-P / Max-Q) ist Anfang 2021 die dritt-schnellste mobile Ampere-Grafikkarte. Sie basiert auf den GA106 Ampere Chip und bietet 6 GB GDDR6 Grafikspeicher mit einem 192 Bit Grafikbus (mit 12 oder 14 Gbps). Sie unterstützt PCIe 4.0 und soll in zwei verschiedenen Varianten mit 60 bis 115 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 60 - 70 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 2070 Super Mobile liegen. Dadurch ist die Leistung bei anspruchsvollen Spielen am besten für QHD (2560x1440) und maximalen Details geeignet. Weniger anspruchsvolle Spiele können auch in 4k flüssig gespielt werden.

Der GA106 Chip bietet 3.840 FP32 ALUs wovon die Hälfte auch INT32 Befehle ausführen können (also 1.920 INT32 ALUs). Die RTX 3060 nutzt davon alle 3840 Kerne. 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 GA106 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 850M

Die NVIDIA GeForce GTX 850M ist eine DirectX-12-Grafikkarte der oberen Mittelklasse, 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 850M sind alle 640 Shadereinheiten des GM107-Chips aktiviert, der Kerntakt liegt bei 876 MHz zzgl. Boost (GDDR5-Modell, DDR3-Variante: 936 MHz zzgl. Boost). Als Grafikspeicher kommen bis zu 4 GB DDR3 (1.000 MHz / 2.000 MHz effektiv) oder GDDR5 (1.250 MHz / 5.000 MHz effektiv) an einem 128-Bit-Interface zum Einsatz.

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 850M auf dem Papier etwas weniger Rechenleistung besitzt, platziert sie sich dank der höheren Effizienz der Maxwell-Architektur noch vor der alten GeForce GTX 765M. Dabei gilt, dass die GDDR5-Version trotz geringerer Kerntaktrate in der Regel etwas höhere Frameraten als das DDR3-Modell abliefert und oftmals sogar die Kepler-Variante der GeForce GTX 860M übertrifft. Viele aktuelle Spiele des Jahres 2013/2014 werden auch in hohen Einstellungen und FullHD-Auflösung flüssig dargestellt, nur in sehr anspruchsvollen Titeln wie Crysis 3 oder Battlefield 4 wird der Anwender Auflösung und/oder Detailgrad weiter absenken müssen.

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 850M sollte inkl. Speicher in einer Größenordnung von etwa 40 bis 45 Watt liegen. 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 GTX 870M

Die NVIDIA GeForce GTX 870M ist eine DirectX-12-Grafikkarte für Notebooks der High-End-Klasse, die im März 2014 vorgestellt wurde. Genau wie die noch schnellere GeForce GTX 880M basiert die 870M auf dem GK104-Chip (28 nm) der Kepler-Architektur, bei dem hier allerdings nur 1.344 der 1.536 Shadereinheiten aktiviert sind. Die Taktraten liegen bei 941 MHz (zzgl. Boost) für den Chip und 1.250 MHz (5.000 MHz effektiv) für den GDDR5-RAM (bis zu 6 GB, 192 Bit Interface).

Architektur

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 870M sind davon 7 aktiviert. Zwei SMX bilden zusammen mit zwei Polymorph Engines und einer gemeinsamen Raster Engine einen sogenannten GPC (Graphics Processing Cluster).

Insgesamt verfügt die GTX 870M so über 1.344 Shader-Einheiten, 112 TMUs und 24 ROPs an einem 192-Bit-Speicherinterface. Die Anbindung erfolgt über PCIe 3.0.

Leistung

Im Vergleich mit der älteren GeForce GTX 770M macht die GTX 870M einen deutlichen Sprung nach oben, da sowohl Rechenleistung als auch Bandbreite drastisch gesteigert wurden. Dadurch liegt die Performance sogar noch oberhalb der GTX 680M und reicht an die GTX 680MX sowie die AMD Radeon R9 M290X heran. Auch extrem anspruchsvolle Spiele wie Thief, Battlefield 4 oder Assassin´s Creed IV können in sehr hohen Details und FullHD-Auflösung flüssig dargestellt werden.

Features

Das Featureset entspricht den Keplerkarten der GeForce-GTX-700M-Serie. Bis zu 4 aktive Displays (mit Optimus u.U. weniger) sind mit der GTX 870M möglich, 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 Besonderheit ist die Integration eines dedizierten Videoencoders ähnlich Intels Quick Sync, der über die NVENC-API angesprochen werden kann.

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 870M sollte inkl. MXM Board und Speicher etwa im Bereich der alten GTX 780M und damit bei mindestens 100 Watt liegen. Die hohe Abwärme erlaubt den Einsatz 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 der Prozessorgrafik auch vollständig deaktiviert werden.