Ampere ist die Next-Gen GPU-Architektur, die Nvidia im September offiziell als Turing-Nachfolger vorgestellt hat und seither im Markt platziert. Flaggschiff der neuen Familie ist der GA102-Grafikchip, der in einem 8-nm-Fertigungsverfahren von Partner Samsung produziert wird und in der maximalen Ausbaustufe satte 28 Mrd. Transistoren beinhaltet. Als abgespecktes Derivat gesellt sich der kleinere GA104 hinzu, der aktuell für die GeForce RTX 3070 und die erst im Dezember präsentierte GeForce RTX 3060 Ti als Basis dient. Die Flaggschiffe GeForce RTX 3090 und RTX 3080 bedienen sich derweil der GA102-GPU und bilden die Speerspitze des neuerlichen GeForce-Lineups von Nvidia. Die maximale Ausbaustufe von Ampere nutzen diese aber dennoch nicht ‒ mehr dazu in den folgenden Abschnitten. Ganz nebenbei führt Nvidia mit Ampere auch PCI Express der vierten Generation in sein Produktsortiment ein und tut es somit Konkurrent AMD gleich.
Grundsätzlich hat Nvidia einige GPU-Begrifflichkeiten und Grundgerüste beibehalten, denn die Chips werden weiterhin in mehrere Graphics Processor Cluster (GPC) unterteilt, die wiederum weitere Einheiten beinhalten. Je GPC bietet ein Ampere-Grafikchip die bekannten Streaming Multiprocessors (SMs), Texture Processing Clusters (TPCs), Geometrieeinheiten und ROPs. In den SMs befinden sich die Recheneinheiten (ALUs) für konventionelle Gleitkomma- und Ganzzahl-Berechnungen (FP32 und INT32), die bezogen auf einen Streaming Multiprocessor gegenüber Turing verdoppelt wurden. D.h. die neuen Chips verfügen über bei gleicher Anzahl SMs über doppelt so viele ALUs für verschiedene Rechenaufgaben. Auch Nvidia selbst sieht die neuen SMs als wichtigen Baustein für den schnellsten und effizientesten Grafikprozessor aus eigener Entwicklung, der damit den doppelten FP32-Durchsatz der vorherigen Generation und bis zu 30 Shader-TFLOPS an Rechenleistung bietet.
Die Ampere-Architektur ist die zweite GeForce-RTX-Generation (Bildquelle: Nvidia)
Neben den herkömmlichen Rechenknechten in den Ampere-Grafikchips, verspricht Nvidia auch bei den Raytracing-Kernen deutliche Verbesserungen und bezeichnet diese als RT-Kerne der zweiten Generation. Diese neuen, dedizierte RT-Cores liefern den doppelten Durchsatz der vorherigen Generation, plus gleichzeitiges Raytracing sowie Shading und arbeiten mit 58 RT-TFLOPS an Rechenleistung. Ebenso weiterentwickelt wurden die Tensor-Kerne, die in der mittlerweile dritten Generation vorliegen. Die aufpolierten und ebenfalls dedizierten Tensor-Kerne erreichen bis zu doppelten Durchsatz gegenüber der Vorgängergeneration, wodurch KI-gestützte Technologien wie DLSS und 238 Tensor-TFLOPS an Rechenleistung schneller und effizienter ausgeführt werden können. Zwar wurde die Anzahl Tensor-Kerne je SM von acht (Turing) auf vier (Ampere) reduziert, doch stieg gleichzeitig die Leistungsfähigkeit um das Vierfache. Ergebnis soll unterm Strich eine massiv gesteigerte KI-Leistung bei Ampere-GPUs sein.
Die GeForce RTX 3080 ordnet Nvidia zwischen der GeForce RTX 3070 und dem Spitzenmodell, der GeForce RTX 3090, ein. Dabei darf sich die 3080 über einen GA102-Grafikchip (GA102-200-KD-A1) freuen, der jedoch gegenüber dem Flaggschiff etwas beschnitten wurde. Die 28 Mrd. Transistoren verhelfen dem GeForce-Modell zu 68 Streaming Multiprocessors, was wiederum gleichbedeutend mit in Summe 8.704 ALUs ist („CUDA-Cores“). Zum Vergleich: Das Flaggschiff alias RTX 3090 kann auf insgesamt 10.496 Einheiten zurückgreifen. Die Anzahl der RT-Kerne entspricht 68, die Tensor-Kerne sind mit 272 ebenfalls leicht gegenüber der GeForce RTX 3090 reduziert.
Ergänzt wird die High-End-GeForce-RTX-3000-Variante durch ein 320 Bit breites Speicherinterface zur Anbindung von GDDR6X-Speicher, der mit 10 GB in der Founders Edition eine solide Größe aufweist und daher auch für hohe Auflösungen Potenzial bietet. Dennoch ist die RTX 3090 mit satten 24 GB eine ganz andere Hausnummer. Im Vergleich mit der Turing-basierten GeForce RTX 2080 Ti muss die neue RTX 3080 auf ein Gigabyte Speicher verzichten, arbeitet bei 760 GB/s aber mit deutlich höherem Speicherdurchsatz als ihre Vorgänger (RTX 2080 Ti: 616 GB/s).
Die KFA2 GeForce RTX 3080 SG wird von insgesamt drei Lüftern gekühlt.
Die Leistungsaufnahme der Founders Edition gibt Nvidia mit 320 Watt an, was lediglich 30 Watt weniger sind als bei der momentan maximalen Ausbaustufe. Diese Angabe übernimmt auch Board-Partner Nvidia für seine Serious-Gaming-Variante, die über zwei 8-Pin-PCIe-Anschlüsse mit genügend Leistung versorgt wird. Mehr zur Leistunsaufnahme gibt es auf Seite 18 des Tests. Den Boost-Takt hat der Hersteller ab Werk um 15 MHz auf 1.725 MHz angehoben (+0,9%), der Speichertakt ist unverändert. Der höhere Boost-Takt setzt allerdings die Installation der Xtreme Tuner Plus Software und der Aktivierung des OC Mode voraus. KFA2 bezeichnet dies als 1-Click OC, was der Bolide auch entsprechend mit im Namen trägt. Ohne weiteres Zutun des Nutzers arbeitet die Karte mit den 1.710 MHz der Founders Edition.
Am Slot-Bracket befinden sich ein HDMI-Anschluss und drei DisplayPorts für zahlreiche Monitore.
Die Grafikkarte belegt insgesamt drei Slots (Bauhöhe) im Gehäuse und bringt stattliche 1,3 kg auf die Waage.
Die KFA2 GeForce RTX 3080 SG wird durch ein wuchtiges Custom-Kühler-Design gekühlt, was den Boliden insgesamt mächtige 1,3 kg auf die Waage bringen lässt. Integriert in den Kühler sind drei 92-mm-Axial-Lüfter, die im 2D-Betrieb zum Stillstand kommen und so die Geräuschkulisse im Desktop-Betrieb minimieren. Das Kühlerdesign basiert auf sechs Heatpipes, ist mit einer schwarzen Kunststoffabdeckung versehen und insgesamt drei Slots hoch. Auf der Rückseite befindet sich eine schwarze Aluminium-Backplate, deren Oberfläche mit einem großen GeForce-Schriftzug versehen ist. Außerdem sieht der Hersteller dort die Montage eines vierten Lüfters vor, der als 80 mm große Axial-Ausführung mit im Lieferumfang liegt.
Der sogenannte „1-Click Booster“ wird einfach nur aufgeklippst und an der Grafikkarte für die Stromversorgung und Steuerung eingesteckt. Der Zusatzlüfter saugt die Warmluft aus dem Kühler (die anderen drei Lüfter blasen Frischluft hinein) und soll laut Herstellerangabe dafür sorgen, dass die Karte insgesamt kühler bleibt und die GPU somit ihre volle Leistungsfähigkeit entfalten kann. Natürlich ist dafür der entsprechende Bauraum im Gehäuse notwendig, was beim Kauf beachtet werden sollte. Die RGB-Beleuchtung der Karte und des mitgelieferten Lichtleiters sorgt für optische Untermalung der GeForce-Platine. Die entsprechenden Anschlüsse für die Verbindung mit einem RGB-Sync-fähigen Mainboard sind vorhanden und werden von KFA2 auch in einem separaten Guide nochmals ausführlich erläutert.
Auf der Rückseite der Grafikkarte kann ein zusätzlicher Lüfter befestigt werden und die Kühlung unterstützen.
Für den zusätzlichen Lüfter, der für ein Push-Pull-Prinzip sorgt, ist ein entsprechender Anschluss vorgesehen.
NVLink ist bei der GeForce RTX 3080 kein Thema und entsprechend auch nicht an der Grafikkarte zu finden. Hinsichtlich der Anschlussmöglichkeiten für Monitore bietet die neue GeForce RTX 1 x HDMI 2.1 und 3 x DisplayPort 1.4a. Die erhöhte Bandbreite von HDMI 2.1 ermöglicht erstmals eine einzige Kabelverbindung zu 8K-HDR-Fernsehern für Spiele mit ultrahoher Auflösung. Dank Unterstützung für AV1-Decodierung sind die Ampere-Grafikchips die ersten dedizierten GPUs, die es Spielern ermöglichen bis zu 8K-HDR-Internet-Videos bei um bis zu 50 Prozent reduzierter Bandbreite zu sehen.
Folgend die technischen Eckdaten im Vergleich mit der GeForce RTX 2080 Ti.
| Hersteller | Nvidia | ||
| Produktbezeichnung | GeForce RTX 2080 Ti | GeForce RTX 3080 | GeForce RTX 3090 |
| Logo |  |
|
|
| Architektur | Turing | Ampere | |
| Grafikchip | TU102 | GA102 | |
| Fertigung | 12 nm | 8 nm | |
| Transistoren | ca. 18,6 Mrd. | ca. 28,0 Mrd. | |
| CUDA-Cores | 4.352 | 8.704 | 10.496 |
| Tensor-Cores | 544 (2. Gen) | 272 (3. Gen) | 328 (3. Gen) |
| Raytracing-Cores | 68 (1. Gen) | 68 (2. Gen) | 82 (2. Gen) |
| Basistakt | 1.350 MHz | 1.440 MHz | 1.400 MHz |
| Boosttakt | 1.545 MHz | 1.710 MHz | 1.700 MHz |
| FP32-Rechenleistung | 13.448 GFLOPS | 29.768 GFLOPS | 35.686 GFLOPS |
| FP16-Rechenleistung | 26.896 GFLOPS | 29.768 GFLOPS | 35.686 GFLOPS |
| ROPs | 88 | 96 | 112 |
| TMUs | 272 | 328 | |
| Speichertakt | 7.000 MHz | 9.504 MHz | 9.752 MHz |
| Speicherinterface | 352 Bit | 320 Bit | 384 Bit |
| Speicherbandbreite | 616.000 MB/s | 760.320 MB/s | 936.192 MB/s |
| Speichermenge | 11 GB GDDR6 | 10 GB GDDR6X | 24 GB GDDR6X |
| Interface | PCIe 3.0 | PCIe 4.0 | |
| Leistungsaufnahme | 250 Watt | 320 Watt | 350 Watt |
Auf der Rückseite befindet sich eine große Aluminium-Backplate und der Montageplatz für den 1-Clip Booster.
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