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News des 18. März 2022

nVidia hat in seinem Blog auf die Haus-eigene Messe "GPU Technology Conference" (GTC) hingewiesen, welche nächste Woche in San Jose stattfinden wird (21.-24. März). Der Titel des Blogeintrags beginnt dabei mit "Hopped Up" – was man als überdeutlichen Hinweis darauf verstehen kann, auf der GTC etwas zur nächsten HPC-Architektur "Hopper" zu hören. Aller Vermutung nach wird selbige dort sogar ganz offiziell vorgestellt – denn bei HPC-Gerätschaften ist nVidia nicht zum sofortigen Verkaufsstart gezwungen und hat jene in der Vergangenheit somit regelmäßig bereits einige Monate vor tatsächlichem Erscheinen offiziell "vorgestellt". In der Praxis haben derart Produkte sowieso keinen expliziten Verkaufsstart, sondern kommen scheibchenweise in den Markt: Am Anfang einzelne Prestige-Objekte, nachfolgend Premium-Kunden und erst mit einigem Abstand gibt es eine allgemeine Verfügbarkeit.

Generation Fertigung Chip-Daten Packdichte SM/CU Tr. pro SM/CU
nVidia GP100 Pascal 16nm TSMC 15,3 Mrd. Tr. auf 610mm² 25,1 Mio. Tr./mm² 60 SM 255 Mio Tr./SM
nVidia GV100 Volta 12nm TSMC 21,1 Mrd. Tr. auf 815mm² 25,9 Mio. Tr./mm² 84 SM 251 Mio Tr./SM
AMD Vega 20 Vega 7nm TSMC 13,2 Mrd. Tr. auf 331mm² 39,9 Mio. Tr./mm² 64 CU 206 Mio Tr./CU
nVidia GA100 Ampere 7nm TSMC 54 Mrd. Tr. auf 826mm² 65,4 Mio. Tr./mm² 128 SM 422 Mio Tr./SM
AMD Arcturus CDNA1 7nm TSMC 25,6 Mrd. Tr. auf 750mm² 34,1 Mio. Tr./mm² 128 CU 200 Mio Tr./CU
AMD Aldebaran CDNA2 6nm TSMC 2x 29,1 Mrd. Tr. auf 2x 717mm² 40,6 Mio. Tr./mm² 2x 128 CU 227 Mio Tr./CU
nVidia GH100 Hopper 5nm TSMC ~140 Mrd. Tr. (unklar, ob pro Die) auf 900-1000mm² (pro Die) pro Die 144 SM 486 oder 972 Mio Tr./SM

Wie gesagt ist mittels "Hopper" eine reine HPC-Architektur zu erwarten – ähnlich wie seinerzeit "Volta" oder auch der GA100-Chip der Ampere-Architektur, welcher in vielen Fragen ganz anders als die Gaming-Chips von Ampere aussieht. Dabei steht inzwischen sogar die grundsätzliche Fähigkeit in Frage, aus Hopper-Chips irgendwie Gaming-Grafikkarten zu generieren: Denn den HPC-Chips von nVidia fehlt (bisher) die RayTracing-Fähigkeit in Hardware, womit jene – zumindest als Spitzenprodukt – im Gaming-Markt unverkäuflich wären. Ob "Hopper" weiterhin diesem Pfad folgt, bleibt natürlich noch abzuwarten. Vornehmlich offen zu den Hopper-Chips "GH100" und "GH101" ist allerdings zuerst die Aufklärung darüber, was von den kolportierten technischen Daten und Codenamen einem Einzelchip und was einem MCM-Verbund aus zwei Chips zuzuordnen ist. Mutmaßlicherweise geht da noch einiges drunter und drüber – bzw. wartet schlicht auf nVidias offizielle Verlautbarung am 21. März.

Zur Frage der immer mal wieder genannten (angeblich) hohen Stromverbrauchswerte der Ada-Grafikkarten kommt aus unserem Forum ein interessanter Beitrag bzw. eine Widerrede dem gegenüber. Danach entsprechen die oftmals genannten Wattagen von 450W und 600W möglicherweise nicht dem dauerhaften Stromverbrauch, sondern sollen wohl allein Peakwerte darstellen. Untermauert wird dies mit Angaben aus der entsprechenden PCI-Express-Spezifikation, wonach für den kommenden PCIe-5.0-Stromstecker sowohl Stromverbrauchs-Werte für Dauerlast als auch für Peaks definiert wurden. Und gemäß dieser Definition liegt bei Peaks von 600W der dauerhafte Stromverbrauch auf "nur" 375 Watt – sowie bei Peaks von 450W auf 225 Watt. Dies wäre drastisch niedriger als bislang befürchtet und somit kaum höher als bei den aktuellen Grafikkarten zu verzeichnen. Wer hier am Ende Recht behalt, wird sich zeigen – aber es sollte dokumentiert werden, dass es auch andere Stimmen in dieser Frage gibt.

Die ComputerBase hat sich mit den Performance-Auswirkungen von "MUX-Switch" bei Notebooks mit iGPU samt extra Grafiklösung beschäftigt. Mittels eines Switches seitens des Notebook-Herstellers oder aber Treiber-Einstellungen von AMD & nVidia kann man bei vielen Gaming-Notebooks festlegen, wer die jeweiligen Display-Ausgänge betreibt – iGPU oder dGPU. Im Fall des Windows-Betriebs soll dies logischerweise möglichst die iGPU sein, da somit die dGPU zugunsten der Batterie-Laufzeit sowie der Laufruhe abgeschaltet wird. Im Gaming-Einsatz kann es hingegen regelrecht Performance kosten, wenn die dGPU zwar das Bild berechnet, jenes aber erst über PCI Express an die iGPU zur Display-Ausgabe senden muß. Laut den Messungen der ComputerBase liegt der Performance-Verlust im Spiele-Schnitt schon bei 15-20%, bei einzelnen Spiele-Titeln kann es aber durchaus zu einer Halbierung der Framerate kommen. Insofern sollte bei Gaming-Notebooks immer nach einer Möglichkeit gesucht werden, im Spiele-Betrieb die verwendeten Displays direkt durch die dGPU anzusteuern.

Nochmals die ComputerBase hat sich die Performance-Entwicklung der Grafikkarten-Treiber von GeForce RTX 3080 und Radeon RX 6800 XT seit deren Launch im Herbst/Winter 2020 bis zu aktuellen Treibern von Februar 2022 im Vergleich angesehen. Die hierbei angetretenen Benchmarks sehen einen bemerkenswerten Unterschied: Denn während AMD seit Launch der Radeon RX 6800 XT um immerhin +9,8% bei der Rasterizer-Performance sowie +12,7% bei der RayTracing-Performance zulegen konnte, liegen jene Werte bei der GeForce RTX 3080 10GB mit +2,5% bzw. +4,0% deutlich niedriger. Dies führt im konkreten Beispiel sogar dazu, dass GeForce RTX 3080 10GB und Radeon RX 6800 XT nunmehr unter der WQHD-Auflösung im Test-Parcour der ComputerBase gleichauf liegen – während mit Launch-Treibern die nVidia-Karte noch um +7% vorn lag und seinerzeit entsprechend positiv bewertet wurde.

Performance-Gewinn: Launch zu Jetzt GeForce RTX 3080 10GB Radeon RX 6800 XT
Rasterizer-Performance @ WQHD/1440p +2.5% +9.8%
RayTracing-Performance @ WQHD/1440p +4.0% +12.7%
gemäß den Ausführungen der ComputerBase mit Treiber-Versionen: AMD 20.11.2 vs 22.2.3, nVidia 456.38 vs 511.79

Doch im weiteren Verlauf hat sich bei nVidia Treiber-seitig nur sehr mühsam etwas bewegt, während AMD die wahre Performance seiner Grafikkarte mit der Zeit herausholen konnte – und nunmehr den initialen Performnance-Rückstand (zumindest bei Rasterizer-Grafik) egalisieren konnte. Der größte Teil der Treiber-Entwicklung fand dabei allerdings innerhalb des ersten Jahres statt, der AMD-Treiber von September 2021 kommt dem aktuellen Performance-Stand bereits deutlich näher als dem Launch-Treiber. In dieser Frage gleicht das ComputerBase-Ergebnis einem 3DCenter-Artikel vom letzten Jahr, welcher seinerzeit bereits erhebliche Performance-Vorteile auf AMD-Seite durch neuere Treiber gesehen hatte. Insofern passt das ComputerBase-Fazit ganz gut, wonach bei nVidia die nahezu volle Performance bereits mit dem Launch-Treiber geboten wird, AMD dafür hingegen grob ein Jahr Treiber-Entwicklung benötigt.