nVidia stellt mit Quadro RTX 5000, 6000 & 8000 die ersten Teile der Turing-Generation vor

Der nVidia-Event auf der Siggraph 2018 letzte Nacht (Replay [1]) brachte die Vorstellung neuer Quadro-Karten mit sich – welche ganz offiziell auf der Turing-Architektur basieren und damit deren Startschuß geben. Konkret wurden Quadro RTX 5000, 6000 & 8000 mit einige technischen Daten für eine Auslieferung in diesem Herbst vorgestellt, woraus sich auch schon gute Rückschlüsse auf die zugrundeliegenden Grafikchips und sowie die späteren darauf basierenden Gaming-Lösungen ziehen lassen. Zwar nannte nVidia keine Grafikchip-Codenamen, aber in jedem Fall basieren Quadro RTX 6000 & 8000 auf dem größeren Turing-Chip, welcher immerhin 18,6 Mrd. Transistoren in einer Chipfläche von satten 754mm² unterbringt – während die Quadro RTX 5000 auf dem kleineren Turing-Chip basiert, zu welchem noch keine derartig detaillierten Informationen vorliegen. Da aber die Speicherinterfaces der beiden Turing-Chips mit 384 bzw. 256 Bit GDDR6 bekannt sind, dürfte klar sein, das sich hierunter jenes verbirgt, was man bisher als GV102/GT102 bzw. GV104/GT104 bezeichnet hatte.

Die Codenamen GV102 & GV104 wurden ja zuletzt auch mehrfach in Hardwareinfo-Tools genannt und dürften wahrscheinlich dann doch korrekt sein – nun natürlich gleichzeitig auch auf die sehr enge Verwandtschaft zur Volta-Architektur [3] hindeuten. Von jener erben die beiden Turing-Chips in jedem Fall die Tensor-Cores, welche somit nunmehr auch ins Profi-Segment und nachfolgend dann ins Gaming-Segment gehen werden. Hinzu kommt nun auch noch ein extra "RT-Core", welches eine Besonderheit der Turing-Architektur darstellt. Beides soll dem Zweck von Hardware-RayTracing dienen, was wie erwartet das große Thema der Turing-Generation wird – wahrscheinlich sowohl bei Profi- wie auch Gaming-Lösungen. Natürlich dürfte nVidia sich im klaren darüber sein, das RayTracing [4] derzeit eine Nischenanwendung im Gaming-Bereich ist und auch für die kommenden Monate bleiben wird – aber als Werbethema ist das ganze dennoch geeignet, gerade wenn man ansonsten kaum noch gravierende Neuigkeiten bei heutigen Grafik-Beschleunigern aufbieten kann.

Allerdings setzt nVidia dafür auch ziemlich heftige Chipflächen an: Der Enthusiasten-Chip GV102 kommt auf eine Chipfläche von satten 754mm² – wer dachte, die bisherige Schätzung von ~676mm² [5] wäre schon zu viel, sieht sich unerwarteterweise eines besseren belehrt. In diese Chipfläche packt nVidia allerdings nicht unendlich mehr an konventioneller Grafik-Hardware aka Shader-Einheiten – vielmehr gibt es "nur" 4608 Shader-Einheiten, was weit unterhalb der bisherigen Schätzungen für eine derartige Chipfläche liegt. Jene früheren Schätzungen haben allerdings den enormen Flächenbedarf für Tensor-Cores und RT-Core nicht mit einbezogen, welche in den nVidia-Schaubildern schnell einmal die Hälfte der Chipfläche belegen können. Ganz so viel dürfte es in der Realität nicht sein, aber in jedem Fall wird damit die enorme Chipfläche erklärt, trotz gegenüber dem GP102-Chip nur um 20% höherer Anzahl an konventionellen Shader-Einheiten. Zum GV104-Chip kann man diesbezüglich nur schätzen, aber da die Hardware-Einheiten allesamt symetrisch skaliert sind und zwischen GP102 & GP104 ein Faktor von 1.5 liegt, dürfte der GV104-Chip wahrscheinlich um die 500mm² groß sein.

Für einen HighEnd-Chip ist dies ebenfalls sehr heftig – und nebenbei sicherlich ein Grund dafür, den GP104-Chip mit seinen deutlich kleineren 314mm² Chipfläche auch innerhalb der Turing-Generation weiterleben zu lassen. Zwar gibt es derzeit noch keinerlei Anzeichen dafür, ob es noch kleinere Turing-Chips geben oder jene nicht geben wird – aber wir denken weiterhin, das es für nVidia derzeit noch keinen großen Sinn macht, außerhalb des HighEnd- und Enthusiasten-Feldes derart viel Chipfläche für RayTracing zu verbrauchen, gerade wo die Anwendungsmöglichkeiten hierfür auf absehbare Zeit eher begrenzt sein werden. Die Kosten für diese Chipflächen lohnen nur dort, wo die Grafikkarten-Preise entsprechend hoch sind, sprich bei HighEnd-, Enthusiasten- und Profi-Lösungen. Im Massenmarkt macht dies dagegen erst Sinn, wenn RayTracing ein klein wenig raus den Kinderschuhen ist – und gleichzeitig die 7nm-Fertigung zu Verfügung steht, wo man sehr viel mehr Transistoren in sogar wiederum etwas kleineren Chipflächen unterbringen kann.

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nVidia Grafikchip-Roadmap 2016-2020 (eigene Prognose) [7]

Überschaubar ist derzeit aber sowieso nur das, was im Rahmen der Grafikchips GV102 & GV104 an Gaming-Lösungen kommen könnte. In beiden Fällen gibt es 20% mehr Shader-Einheiten, augenscheinlich auch etwas mehr Takt (die FP32-Rechenleistung der Quadro RTX 8000 ergibt einen Chiptakt von ~1735 MHz) und mittels GDDR6-Speicher auf 14 Gbps eine um ~25% höhere Speicherbandbreite. Der ganz große Sprung ist damit sicherlich nicht zu erreichen, möglicherweise reicht es noch nicht einmal zu einem mittleren Performance-Boost – sondern kommen die Turing-basierten GeForce-Grafikkarten bei einer Mehrperformance unterhalb 40% gegenüber der vorhergehenden Pascal-Generation [8] heraus. Ob die (reichlich) verbaute RayTracing-Hardware daran etwas ändern kann, bleibt abzuwarten – vielleicht findet nVidia ja Mittel und Wege, diese großen Chipteile auch in normaler Rasterizer-Grafik mit Aufgaben zu belegen. Für den Augenblick sieht nVidias Turing aus Gamer-Sicht zwar sicherlich wie ein sehr dickes Stück Hardware aus, ein großer hiermit einhergehender Performancegewinn muß allerdings zum jetzigen Zeitpunkt eher angezweifelt werden.

Zur Frage der mit der Turing-Generation im Gaming-Segment gebotenen Speichermengen gibt es dagegen derzeit noch keine Antwort. Die genannten Speicherinterfaces definieren erst einmal die möglichen Speichermengen für beide Turing-Grafikchips – aber natürlich nicht, wieviel nVidia dann bei den Gaming-Lösungen in der Praxis einsetzt. Zumindest ist die technische Möglichkeit zu höheren Speichermengen in jedem Fall vorhanden, wenn die GV104-basierte Quadro RTX 5000 mit 16 GB antritt sowie die GV102-basierte Quadro RTX 8000 sogar mit satten 48 GB. Für letztere wird nVidia schon Zugriff auf 2-GByte-Chips haben, auch wenn jene derzeit noch nicht zur Standardware im GDDR6-Geschäft gehören. Im Gaming-Segment wird dies primär zur reinen Preisfrage, denn für den Sprung von 8 auf 16 GB bzw. von 12 auf 24 GB müssten die Grafikkartenpreise um 100-150 Euro angehoben werden. Ob nVidia diesen Weg geht oder dies späteren Grafikchip-Generation (zu hoffentlich besseren Speicherpreise) vorbehält, bleibt die konkrete Vorstellung neuer Gaming-Lösungen auf Turing-Basis abzuwarten.