ARTIKEL/TESTS / ZOTAC RTX 3070 Twin Edge OC White Edition

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 3070 gehört zu den Ampere-Varianten der ersten Stunde und ordnet sich unterhalb der GeForce RTX 3080 und oberhalb der erst kürzlich hinzugekommenen GeForce RTX 3060 Ti ein. Dabei basiert diese GeForce auf dem abgespeckten GA104-Grafikchip, der gegenüber dem Flaggschiff GA102 deutlich beschnitten wurde. Von den ursprünglich ca. 28 Mrd. Transistoren sind beim GA104 derer noch ca. 17,4 Mrd. übrig geblieben. Daraus resultieren fünf GPCs.

Entsprechend umfasst die neue GeForce in Summe 46 SMs mit 5.888 ALUs („CUDA-Cores“). Die Anzahl der RT-Kerne entspricht 46, die Tensor-Kerne sind mit 184 ebenfalls ebenso etwas mehr als bei der GeForce RTX 3060 Ti. Ergänzt wird die 3070 durch ein 256 Bit breites Speicherinterface zur Anbindung von GDDR6-Speicher, der mit 8 GB in der Founders Edition eine solide Größe aufweist. Speichertyp, -taktrate und -interface entsprechen damit genau der GeForce RTX 2070 SUPER bzw. der GeForce RTX 3060 Ti und daher ist auch die Bandbreite mit 448 GB/s identisch.

Der Kühler der ZOTAC-Grafikkarte macht der Produktbezeichnung „White Edition“ alle Ehre.

Die Leistungsaufnahme der Founders Edition gibt Nvidia mit 220 Watt an, was 30 Watt weniger sind als bei der 2070 SUPER. Diese Angabe übernimmt auch Board-Partner ZOTAC für seine Twin-Edge-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 30 MHz auf 1.755 MHz angehoben (+1,7%), der Speichertakt ist unverändert. Der höhere Boost-Takt erfordert keine separate Freischaltung per Software durch den Anwender. Für weitere Funktionen und Anpassungen steht das FireStorm Utility bereit.

Die Twin-Edge-Kühlung kommt mit zwei Lüftern und belegt zwei Slots Bauhöhe im Gehäuse.

Die ZOTAC Gaming GeForce RTX 3070 Twin Edge OC White Edition wird durch ein Custom-Design gekühlt, das auch farblich Akzente setzt. Der vollständig in weiß gehaltene Kühlkörper (White Limited Edition) erreicht eine Bauhöhe von zwei Slots und ist damit nicht höher als das rückseitige Slot-Bracket. Der Hersteller führt die Kühlung unter der Bezeichnung IceStorm 2.0. Dahinter verbirgt sich ein leistungsstarker Aluminium-Lamellen-Kühlkörper, gepaart mit bis zu fünf Kupfer-Heat-Pipes, entzieht mehr Wärme und verteilt sie effizienter als bisher. Die Active Fan Control samt FREEZE Fan Stop (auch als „0-dB-Zero-Fan-Modus“ bekannt) arbeitet in der Praxis so, dass die Lüfter komplett zum Stillstand kommen, wenn es die GPU-Temperaturen zulassen. Beide Axial-Lüfter entsprechen der Baugröße 90 mm und sind ebenfalls vollständig in weiß gehalten. Auf der Rückseite der Karte ist außerdem eine Backplate (Metalldruckguss) montiert, die zur weiteren Unterstützung der Kühlwirkung dient. Mithilfe von weißen LEDs wird zudem auch für eine optische Untermalung der GeForce-Grafikkarte gesorgt.

Zwei 8-Pin-PCIe-Anschlüsse sieht der Hersteller für die Stromversorgung der Karte vor.

Am Slot-Bracket sind insgesamt drei DisplayPort-Anschlüsse und ein einzelner HDMI-Port vorhanden.

NVLink ist bei der GeForce RTX 3070 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 2070 SUPER.

Hersteller	Nvidia
Produktbezeichnung	GeForce RTX 2070 SUPER	GeForce RTX 3070	GeForce RTX 3060 Ti
Logo
Architektur	Turing	Ampere
Grafikchip	TU104	GA104
Fertigung	12 nm	8 nm
Transistoren	ca. 13,6 Mrd.	ca. 17,4 Mrd.
CUDA-Cores	3.072	5.888	4.864
Tensor-Cores	384 (2. Gen)	184 (3. Gen)	152 (3. Gen)
Raytracing-Cores	48 (1. Gen)	46 (2. Gen)	38 (2. Gen)
Basistakt	1.650 MHz	1.500 MHz	1.410 MHz
Boosttakt	1.815 MHz	1.725 MHz	1.665 MHz
FP32-Rechenleistung	11.151 GFLOPS	20.314 GFLOPS	16.197 GFLOPS
FP16-Rechenleistung	22.302 GFLOPS	20.314 GFLOPS	16.197 GFLOPS
ROPs	64	96	80
TMUs	192	184	152
Speichertakt	7.000 MHz
Speicherinterface	256 Bit
Speicherbandbreite	448.000 MB/s
Speichermenge	8 GB GDDR6
Interface	PCIe 3.0	PCIe 4.0
Leistungsaufnahme	250 Watt	220 Watt	200 Watt

Auf der Rückseite befindet sich eine große Backplate.

Autor: Patrick von Brunn, Stefan Boller