Nvidia-GeForce-30-Serie

Die GeForce-30-Serie ist eine Serie von Grafikchips des Unternehmens Nvidia und Nachfolger der GeForce-20-Serie. Alle Grafikprozessoren basieren auf der Ampere-Architektur und unterstützen das Shadermodell 6.5 nach DirectX 12 Ultimate. Die Grafikkarten wurden am 1. September 2020 offiziell vorgestellt. Die GeForce-30-Serie wurde im Oktober 2022 von der GeForce-40-Serie abgelöst.

Gigabyte GeForce RTX 3090 Eagle OC 24G

Ampere-Architektur

Die Ampere-Architektur ist eine Weiterentwicklung der Turing-Architektur und behält deren Grundgerüst aus Graphics-Processing-Cluster (GPC), Texture-Processing-Cluster (TPC) und Streaming-Multiprozessoren (SM) bei. Innerhalb dieses Gerüsts wurde jedoch der Aufbau deutlich modifiziert. Statt getrennte Einheiten für Fließkomma- (FP32) und Integer- (INT32) Berechnungen zu verwenden, beherrschen nun sämtliche Recheneinheiten FP32. Dadurch erhöht sich die Anzahl der CUDA-Kerne von 64 auf 128 je SM (Streaming Multiprozessor). Für reine FP32-Berechnungen wurde so die theoretische Rechenleistung verdoppelt, während für kombinierten FP32- und INT32-Berechnungen die Rechenleistung gleich bleibt.

Die ROPs sind nicht mehr den Speicherinterfaces zugeordnet, sondern den GPCs, wodurch ihre Zahl bei dem größten vorgestellten Chip (GA102) auf 112 steigt, von 96 bei dem direkten Vorgänger. Für die RTX 3080 wird ein GPC deaktiviert, wodurch die Zahl der ROPs auf 96 sinkt. Bei erwähntem GA102-Chip setzt Nvidia erstmal auf GDDR6X-Speicher von Micron Technology, während günstigere Grafikkarten weiter GDDR6 nutzen. GDDR6X ermöglicht eine deutlich höhere Bandbreite unter anderem durch das PAM4-Verfahren, das Platinen-Layout wird jedoch hierdurch komplexer.

Während die RTX 3060, 3070 und 3080 die direkten Nachfolger der RTX 2060, 2070 und 2080 (Super) sind, wird die als 8K-Gaming-fähig angepriesene RTX 3090 als Nachfolgerin der Titan RTX angesehen. Begründet wird dies mit derselben Größe des Videospeichers und dem Einsatzbereich des professionellen 3D-Renderings.

Der Energiebedarf steigt gegenüber der Turing-Generation erheblich an und erreicht 350 Watt für das Top-Modell RTX 3090 (Vorgänger RTX 2080 Ti: 260 Watt) bzw. 220 Watt und 200 Watt für die kleineren Modelle RTX 3070 sowie RTX 3060 Ti (Vorgänger RTX 2070: 175 – 185 Watt bzw. RTX 2060: 160 Watt).

Datenübersicht

Grafikprozessoren

Grafik- chip	Fertigung	Einheiten	L2- Cache	API-Support	Video- pro- zessor	Bus- Schnitt- stelle	NV- Link
	Prozess	Transis- toren		Die- Fläche				ROPs	Unified-Shader	Textur- einheiten	Tensor- Kerne	RT- Kerne	DirectX	OpenGL	OpenCL	CUDA	Vulkan
									GPC									SM	ALUs
GA102	Samsung 8 nm	28,3 Mrd.	628 mm²	112	7	84	10752	336	336	84	6 MB	12.2	4.6	3.0	8.6	1.2.140	VP11	PCIe 4.0	k. A.
GA103S		22 Mrd.	496 mm²	096	6	60	07680	240	240	60	4 MB
GA104		17,4 Mrd.	393 mm²	096	6	48	06144	192	192	48	4 MB
GA106		13,25 Mrd.	276 mm²	048	3	30	03840	120	120	30	3 MB
GA107		12 Mrd.	276 mm²	048	3	24	03072	096	096	24	2 MB

Desktop-Modelldaten

Modell	Offizieller Launch	Grafikprozessor (GPU)	Grafikspeicher	Leistungsdaten	Leistungsaufnahme
		Typ	Aktive Einheiten	Chiptakt	Größe	Takt	Inter- face	Rechenleistung (in TFlops)	Füllrate	Speicher- bandbreite (in GB/s)	MGCP	Messwerte
			ROPs	SM				ALUs	Textur- einheiten			Tensor- Kerne	RT- Kerne	Basis	Boost	Pixel (GP/s)	Texel (GT/s)	Idle	3D- Last
																				32 bit	64 bit
GeForce RTX 3050	16. Dez. 2022	GA107	048	20	02560	80	80	20	1552 MHz	1777 MHz	08 GB GDDR6X	07001 MHz	128 Bit	9,1	0,14	85,3	142,2	224	115 W	k. A.	k. A.
	27. Jan. 2022	GA106																	130 W	9 W	129 W
GeForce RTX 3060	12. Okt. 2022		048	28	03584	112	112	28	1320 MHz	1780 MHz	08 GB GDDR6X	07501 MHz	128 Bit	12,7	0,20	85,3	199,0	240	170 W	k. A.	k. A.
	25. Feb. 2021										12 GB GDDR6X		192 Bit					360		13 W	172 W
GeForce RTX 3060 Ti	2. Dez. 2020	GA104	080	38	04864	152	152	38	1410 MHz	1670 MHz	08 GB GDDR6X	07001 MHz	256 Bit	16,25	0,25	133,6	253,8	448	200 W	10 W	202 W
	19. Okt. 2022										08 GB GDDR6X	09502 MHz						608	225 W	k. A.	k. A.
GeForce RTX 3070	29. Okt. 2020		096	46	05888	184	184	46	1500 MHz	1730 MHz	08 GB GDDR6X	07001 MHz	256 Bit	20,31	0,32	166,1	318,3	448	220 W	10 W	221 W
GeForce RTX 3070 Ti	10. Jun. 2021		096	48	06144	192	192	48	1580 MHz	1770 MHz	08 GB GDDR6X	09502 MHz	256 Bit	21,75	0,34	169,9	339,8	608	290 W	12 W	292 W
GeForce RTX 3080	17. Sep. 2020	GA102	096	68	08704	272	272	68	1440 MHz	1710 MHz	10 GB GDDR6X	09502 MHz	320 Bit	29,77	0,47	164,2	465,1	760	320 W	10 W	325 W
	11. Jan. 2022			70	08960	280	280	70			12 GB GDDR6X		384 Bit	30,64	0,48	164,2	478,8	912	350 W	k. A.	351 W
GeForce RTX 3080 Ti	3. Jun. 2021		112	80	10240	320	320	80	1365 MHz	1665 MHz	12 GB GDDR6X	09502 MHz	384 Bit	34,10	0,53	186,5	532,8	912	350 W	14 W	350 W
GeForce RTX 3090	24. Sep. 2020		112	82	10496	328	328	82	1410 MHz	1695 MHz	24 GB GDDR6X	09752 MHz	384 Bit	35,58	0,56	162,7	556,0	936	350 W	16 W	359 W
GeForce RTX 3090 Ti	29. Mrz. 2022		112	84	10752	336	336	84	1560 MHz	1860 MHz	24 GB GDDR6X	10502 MHz	384 Bit	40,00	0,63	208,3	625,0	1008	450 W	23 W	462 W

Notebook-Modelldaten

Modell	Offizieller Launch	Grafikprozessor (GPU)	Grafikspeicher	Leistungsdaten	MGCP
		Typ	Aktive Einheiten	Chiptakt		Größe	Takt	Inter- face	Rechenleistung (in TFlops)	Füllrate	Speicher- bandbreite (in GB/s)
			ROPs	SM					ALUs	Textur- einheiten		Tensor- Kerne	RT- Kerne	Basis	Boost	Pixel (GP/s)	Texel (GT/s)
																		32 bit	64 bit
GeForce RTX 3050 Mobile	11. Mai 2021	GA107	40	16	2048	64	64	16	712 MHz	1057 MHz	4 GB GDDR6	6000 MHz	128 Bit	4,33	0,07	42,3	67,7	192	75 W
GeForce RTX 3050 Ti Mobile	11. Mai 2021		48	20	2560	80	80	20	735 MHz	1035 MHz	4 GB GDDR6	6000 MHz	128 Bit	5,29	0,08	49,7	82,8	192	75 W
GeForce RTX 3060 Max-Q	21. Feb. 2021	GA106	48	30	3840	120	120	30	817 MHz	1282 MHz	6 GB GDDR6	6000 MHz	192 Bit	9,85	0,15	61,5	153,8	288	60 W
GeForce RTX 3060 Mobile	21. Feb. 2021		48	30	3840	120	120	30	900 MHz	1425 MHz	6 GB GDDR6	7000 MHz	192 Bit	10,94	0,17	68,4	171	336	80 W
GeForce RTX 3070 Max-Q	12. Jan. 2021	GA104	80	40	5120	160	160	40	780 MHz	1290 MHz	8 GB GDDR6	6000 MHz	256 Bit	13,21	0,21	103,2	206,4	384	80 W
GeForce RTX 3070 Mobile	12. Jan. 2021		80	40	5120	160	160	40	1110 MHz	1560 MHz	8 GB GDDR6	7000 MHz	256 Bit	15,97	0,25	124,8	249,6	448	115 W
GeForce RTX 3070 Ti Mobile	4. Jan. 2022		80	44	5632	176	176	44	915 MHz	1410 MHz	8 GB GDDR6	7000 MHz	256 Bit	15,88	0,25	112,8	248,2	448	115 W
GeForce RTX 3080 Max-Q	12. Jan. 2021		96	48	6144	192	192	48	780 MHz	1245 MHz	8 GB GDDR6	6000 MHz	256 Bit	15,30	0,24	119,5	239	384	80 W
GeForce RTX 3080 Mobile	12. Jan. 2021		96	48	6144	192	192	48	1110 MHz	1545 MHz	8 GB GDDR6	7000 MHz	256 Bit	18,98	0,30	148,3	296,6	448	115 W
GeForce RTX 3080 Ti Max-Q	25. Jan. 2022	GA103S	96	58	7424	232	232	58	585 MHz	1125 MHz	16 GB GDDR6	6000 MHz	256 Bit	16,70	0,26	108	261	384	95 W
GeForce RTX 3080 Ti Mobile	25. Jan. 2022		96	58	7424	232	232	58	975 MHz	1395 MHz	16 GB GDDR6	8000 MHz	256 Bit	20,71	0,32	133,9	323,6	512	175 W

Anmerkungen

1. Die angegebenen Leistungswerte für die Rechenleistung über die Streamprozessoren, die Pixel- und Texelfüllrate, sowie die Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte (bei Boosttakt), die nicht direkt mit den Leistungswerten anderer Architekturen vergleichbar sind. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.
2. Bei den angegebenen Taktraten handelt es sich um die von Nvidia empfohlenen bzw. festgelegten Referenzdaten, beim Speichertakt wird der effektive Takt angegeben. Allerdings kann der genaue Takt durch verschiedene Taktgeber um einige Megahertz abweichen, des Weiteren liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.
3. Der von Nvidia angegebene MGCP-Wert entspricht nicht zwingend der maximalen Leistungsaufnahme. Dieser Wert ist auch nicht unbedingt mit dem TDP-Wert des Konkurrenten AMD vergleichbar.
4. Die in der Tabelle aufgeführten Messwerte beziehen sich auf die reine Leistungsaufnahme von Grafikkarten, die dem Nvidia-Referenzdesign entsprechen. Um diese Werte zu messen, bedarf es einer speziellen Messvorrichtung; je nach eingesetzter Messtechnik und gegebenen Messbedingungen, inklusive des genutzten Programms, mit dem die 3D-Last erzeugt wird, können die Werte zwischen unterschiedlichen Apparaturen schwanken. Daher sind hier Messwertbereiche angegeben, die jeweils die niedrigsten, typischen und höchsten gemessenen Werte aus verschiedenen Quellen darstellen.

Weblinks

Commons: Nvidia-GeForce-30-Serie – Sammlung von Bildern

• Produktübersicht auf der Herstellerseite

Einzelnachweise

1. GeForce RTX 3090, A “BFGPU” For Creators, Researchers and Extreme Gamers, Launches Thursday. Abgerufen am 30. August 2023 (amerikanisches Englisch). 
2. Golem.de: IT-News für Profis. Abgerufen am 30. August 2023. 
3. nvidia.com , PDF-Datei
4. nvidia.com, PDF-Datei
5. GeForce RTX 3050-Grafikkarten. Abgerufen am 5. Januar 2022 (deutsch). 
6. Stromverbrauchs-Überblick für DirectX 11/12 Grafikkarten – nVidia GeForce 30 Serie (Ampere). 3dcenter.org, 4. Juli 2021, abgerufen am 12. Januar 2022. 
7. NVIDIA GEFORCE RTX 3060-Familie. Nvidia Corporation, 2. Dezember 2020, abgerufen am 2. Juni 2021. 
8. NVIDIA GEFORCE RTX 3070-Familie. Nvidia Corporation, 1. September 2020, abgerufen am 2. Juni 2021. 
9. NVIDIA GEFORCE RTX 3080-Familie. Nvidia Corporation, 1. September 2020, abgerufen am 2. Juni 2021. 
10. NVIDIA GEFORCE RTX 3090-Familie. Nvidia Corporation, 1. September 2020, abgerufen am 24. September 2020. 

GeForce-Serien des Herstellers Nvidia

DirectX 70	GeForce 256 • GeForce 2
DirectX 80	GeForce 3 • GeForce 4
DirectX 90	GeForce FX • GeForce 6 • GeForce 7
DirectX 10	GeForce 8 • GeForce 9 • GeForce 100 • GeForce 200 • GeForce 300
DirectX 11	GeForce 400 • GeForce 500 • GeForce 600 • GeForce 700
DirectX 12	GeForce 900 • GeForce 10 • GeForce 16 • GeForce 20 • GeForce 30 • GeForce 40

Siehe auch: GoForce, GeForce Go und GeForce M