Nvidia GeForce RTX 4090 im Test: GeForce RTX 4090 Founders Edition

Lautstärke im Detail

Die GeForce RTX 4090 Founders Edition ordnet sich bei der Lautstärke unter Last im Mittelfeld der bis dato getesteten Grafikkarten ein. Mit gemessenen 40 dB ist die Grafikkarte gut aus einem geschlossenen Gehäuse zu hören und vor allem in ruhigen Spielsequenzen rauscht es schon ganz ordentlich. Allerdings werden die zwei Lüfter zu keiner Zeit aufdringlich. Das gilt auch für den Betrieb mit Übertaktung, weil die Drehzahl kaum steigt.

Das Testsample lässt die zwei Lüfter unter Last mit verschiedenen Drehzahlen agieren: Der eine weist 1.510 Umdrehungen pro Minute auf, der andere 1.390 Umdrehungen. Das ist für Nvidias Founders Edition aber nichts Ungewöhnliches. Bezüglich des Lüftergeräuschs gibt es gemischte Nachrichten: Während der hintere Lüfter primär durch das klassische Rauschen auffällt, erzeugt der vordere etwas unangenehme Geräusche, fast schon unabhängig der Drehzahl. Ab etwa 1.100 Umdrehungen sind immer lauter werdende Resonanzen zu hören, die zwar nicht die Oberhand gewinnen, aber doch für einen nicht gerade kleinen Anteil der Lautstärke verantwortlich sind.

Im Vergleich zu den Vorgängern arbeitet die GeForce RTX 3080 Founders Edition mit 39 dB minimal leiser als die GeForce RTX 4090 FE, während die GeForce RTX 3080 Ti mit 42,5 dB lauter ist. Die GeForce RTX 3090 FE hat ComputerBase nie getestet. Das Custom-Design GeForce RTX 3090 Ti TUF OC von Asus kommt bei vergleichbarer Leistungsaufnahme mit 39 dB auf ähnliche Messwerte. Nvidia hat bei dem Kühler also durchaus ordentliche Arbeit abgeliefert. Ob Asus bei der GeForce RTX 4090 TUF OC Verbesserungen vorgenommen hat, wird die Redaktion in Kürze prüfen.

Bei den elektronischen Störgeräuschen verhält sich die GeForce RTX 4090 Founders Edition weder sonderlich positiv noch negativ. Diese Grafikkarte rasselt unter Last gut hörbar, was aber nach kurzer Zeit aufgrund der Lüfterlautstärke aus einem geschlossenen Gehäuse nicht mehr auffällt.

Auf dem Windows-Desktop arbeitet die GeForce RTX 4090 FE lautlos, weil die Lüfter bei niedrigen GPU-Temperaturen stillstehen. Das gilt nicht für die ersten paar Sekunden nach dem Booten, denn direkt nach der Treiberinitialisierung liegen für ein paar Sekunden 1.000 Umdrehungen an, bevor die Drehzahl schrittweise auf 0 U/min reduziert wird. Ähnliches gilt nach einer Lastphase: Nach Abschluss der Last arbeiten die Lüfter noch gut zwei, drei Minuten mit 1.100 Umdrehungen weiter, bevor sie wieder stillstehen.

Temperaturen im Detail

Die GeForce RTX 4090 Founders Edition bleibt in allen Lebenslagen eine kühle Grafikkarte. Beim Spielen beträgt die Edge-Temperatur gerade einmal 69 °C, womit Nvidias neues Flaggschiff kühler als alle getesteten Founders-Edition-Modelle der GeForce-RTX-3000-Serie ist – trotz höherer Leistungsaufnahme. Und auch die Asus GeForce RTX 3090 Ti TUF OC wird um 4 °C abgehängt.

Wenig verwunderlich, ist auch die Hotspot-Temperatur auf der Founders Edition niedrig: Mit 79 °C reicht es abermals für den Spitzenplatz unter den GeForce-Beschleunigern, die GeForce RTX 3070 FE erreicht mit 81 °C die zweite Position. Auch der GDDR6X-Speicher bleibt mit 78 °C kühler als auf anderen Grafikkarten von Nvidia, auch wenn die Asus GeForce RTX 3090 Ti TUF OC mit 80 °C nahe dran ist. Bei den FE-Modellen der GeForce RTX 3080 und der GeForce RTX 3080 Ti wird der Speicher dagegen mit 100 respektive 102 °C deutlich wärmer.

Einzig bei der Messung auf der Kartenrückseite reicht es nicht ganz für den ersten Platz. Mit 55 °C muss sich die GeForce RTX 4090 unter den Nvidia-Modellen aber nur der deutlich langsameren GeForce RTX 3060 Ti um 2 °C geschlagen geben.

Leistungsaufnahme im Detail

Auf dem Windows-Desktop fühlt sich die GeForce RTX 4090 nicht so pudelwohl, was die Leistungsaufnahme anbelangt. 20 Watt sind zwar 5 Watt weniger Verbrauch als bei der GeForce RTX 3090 Ti, doch sind 20 Watt fürs quasi Nichtstun doch etwas viel, zumal die GeForce RTX 3090 nur auf 15 Watt gekommen ist. In dieser Disziplin ist AMDs RDNA-2-Generation Nvidia weiterhin klar voraus. (Intel Arc wiederum ist noch deutlich weiter zurück.)

Ähnlich sieht es beim Dual-Monitor-Betrieb aus. Mit 32 Watt benötigt die Grafikkarte 3 Watt weniger als die GeForce RTX 3090 Ti, die GeForce RTX 3090 ist aber noch einmal 5 Watt sparsamer. Bei dieser Messreihe liegt die GeForce RTX 4090 wiederum klar vor den Konkurrenzmodellen von AMD, die mit zwei Bildschirmen deutlich mehr Schwierigkeiten haben.

Auf einen guten Wert kommt die GeForce RTX 4090 wiederum bei der SDR-Wiedergabe auf YouTube mit einem 4K60-Video. Mit 32 Watt ist die Leistungsaufnahme 4 Watt geringer als mit der GeForce RTX 3090 Ti, gegenüber der GeForce RTX 3090 sind es 5 Watt. Die Grafikkarte platziert sich damit zwischen der GeForce RTX 3080 und der GeForce RTX 3080 Ti. Beim Abspielen eines HDR-Videos schneidet die GeForce RTX 4090 mit 53 Watt dann klar besser als die älteren Ableger ab. Die GeForce RTX 3090 benötigt für dieselbe Aufgabe 87 Watt, die GeForce RTX 3090 Ti 68 Watt. Hier hat Nvidia offenbar am Power-Management etwas geändert.

Bei der Simulation des Arbeitsalltags mit Hilfe des Verschiebens eines Windows-Fensters schlägt sich die GeForce RTX 4090 ebenso ordentlich. Mit 31 Watt ist die Leistungsaufnahme 7 Watt geringer als mit der GeForce RTX 3090 und 6 Watt geringer als mit der GeForce RTX 3090 Ti. Damit liegt die Grafikkarte im Mittelfeld der Probanden.

Leistungsaufnahme in Games

In Spielen benötigt die GeForce RTX 4090 die maximal erlaubten 450 Watt im Werkszustand meistens nicht. Selbst im durstigen Doom Eternal bleibt das Flaggschiff mit 432 Watt leicht darunter. Der Wert liegt absolut betrachtet weiterhin sehr hoch, aber eben nicht so hoch, wie es vormals kolportiert wurde und mit Blick auf Ampere zu erwarten war: Die GeForce RTX 3090 Ti genehmigt sich bei deutlich geringerer Leistung mit 463 Watt sogar mehr als offiziell spezifiziert (450 Watt).

Metro Exodus ist eines der wenigen Spiele, in denen die GeForce RTX 4090 ans Maximum geht: 451 Watt werden in diesem Titel unter Last in der Testsequenz gemessen. In den meisten Games bewegt sich die Leistungsaufnahme bei rund 400 Watt. Die von ComputerBase genannten Werte sind dabei allesamt mittels Nvidias PCAT-System (Anschlüsse und PCIe-Slot) gemessen worden. Wer hingegen die von der Grafikkarte an Tools gemeldeten Telemetriedaten bei der Board-Power heranzieht, bekommt nochmals leicht niedrigere Werte angezeigt.

Leistungsaufnahme mit 600 Watt Power-Target

Die Founders Edition erlaubt es, das Power-Limit auf bis zu 600 Watt anzuheben. Das ist allerdings nur dann möglich, wenn:

• am beigelegten Adapter (16-Pin auf 4 × 8-Pin) auch wirklich vier 8-Pin-PCIe-Kabel angeschlossen wurden
• oder ein angeschlossenes 16-Pin-Kabel per Sense-Pins signalisiert, dass das Netzteil 600 Watt liefern kann.

Automatisch mehr Leistung gibt es – wenig verwunderlich – durch diesen Eingriff allerdings nicht, denn wo schon 450 Watt nicht in höhere Taktraten umgesetzt werden konnten, da tun es 600 Watt auch nicht. Anders sieht das in Spielen aus, die zuvor bei 450 Watt im Power-Limit liefen. „Worst Case“ ist erneut Metro Exodus, wobei es laut Tools nicht über 500 Watt im Schnitt und 530 Watt in der Spitze hinausgeht – der echte Messwert dürfte noch einmal 15 Watt darüber liegen.

Messen konnte ihn ComputerBase in diesem Fall nicht, weil über Nvidia PCAT nur drei 8-Pin-Anschlüsse geschleust werden können, was die Leistungsaufnahme der FE auf 450 Watt deckelt. 600 Watt Power-Target ließen sich lediglich über ein fragwürdiges 8-Pin-Y-Kabel bewerkstelligen, das bis zum Fall des Embargos noch auf dem Versandweg war.

Leistungsaufnahme unter Teillast

Wird die GeForce RTX 4090 nicht richtig ausgelastet, zum Beispiel in Auflösungen unterhalb von UHD oder durch ein FPS-Limit, zeigt sich, dass Nvidia das Power-Management von Ada Lovelace gegenüber Ampere überarbeitet hat.

Denn während die Leistungsaufnahme einer nicht ausgelasteten GeForce RTX 3000 kaum bis gar nicht fiel, ist das bei der GeForce RTX 4090 jetzt deutlich der Fall. Schon in 2.560 × 1.440 ohne FPS-Limit benötigt die Grafikkarte nur noch 356 Watt und damit 76 Watt weniger als in Ultra HD, obwohl die GPU im Schnitt immer noch zu 96 Prozent ausgelastet ist. Bei der GeForce RTX 3090 Ti ging der Verbrauch in diesem Szenario nur um 35 Watt zurück.

Mit 144-FPS-Limit wird es dann richtig beeindruckend. In Ultra HD braucht das neue Modell nur 244 Watt und damit 188 Watt weniger als unter Volllast und 147 Watt weniger als die ebenso limitierte GeForce RTX 3090 Ti. Selbst AMDs schnellste RDNA-2-Grafikkarten, die bei Teillast sehr effizient arbeiten, halten dann nicht mehr mit. Nochmal deutlich größer wird der Effekt in WQHD, denn dann setzt sich die GeForce RTX 4090 mit 126 Watt (230 Watt weniger als ohne FPS-Limiter) klar an die Spitze im Testfeld. Selbst die Radeon RX 6800 benötigt mit 160 Watt mehr Energie, von der GeForce RTX 3090 Ti mit 284 Watt ganz zu schweigen.

Natürlich profitiert die neue Generation in dieser Disziplin davon, dass sie die 144 FPS mit noch deutlich geringerer Auslastung als die Ampere-Topmodelle beherrscht. Aber darüber hinaus existiert dieser Vorteil nicht nur auf dem Papier, sondern wird vom Power-Management auch in die Praxis gehoben.

Interessant ist darüber hinaus der Verlauf der Leistungsaufnahme: Nvidia PCAT mit 10 Messungen pro Sekunde (100-ms-Intervall) spuckt im Log keine größeren Ausreißer aus. Die dargestellte Messreihe zeigt einen Großteil der Datenpunkte im Bereich von 420 bis 445 Watt, bei Ampere gab es deutlich stärkere Ausreißer. In Spielen, in denen AD120 am Power-Limit betrieben wird, sind die Ausschläge etwas größer, aber immer noch weit vom Niveau der Vorgänger entfernt.

Energieeffizienz im Werkszustand

AMD Ryzen 7000 verbraucht ab Werk mehr als Ryzen 5000 und ist, weil die Leistung unterproportional steigt, sogar ineffizienter als der Vorgänger unterwegs. Bei der GeForce RTX 4090 ist das nicht der Fall. Das liegt einerseits daran, dass die Leistung signifikant höher liegt, und andererseits, dass das sehr hohe Niveau von 450 Watt schon vom Vorgänger erreicht wurde. Doch auch gegenüber kleineren Vorgängern mit geringerer TDP kann sich die GeForce RTX 4090 behaupten. Selbst im Vergleich zur effizientesten Ampere-Grafikkarte, der GeForce RTX 3070, gibt es in UHD 43 Prozent mehr Bilder pro Watt. Das effizienteste Modell im Testparcours, die Radeon RX 6800, wird um 40 Prozent geschlagen.

Auch mit einem auf 144 FPS gesetzten Limiter in Doom Eternal erledigt die neue Grafikkarte diesen Job deutlich besser als die Vorgängergeneration. So belegt der Proband auch dann den ersten Platz und ist in dem Szenario 60 Prozent effizienter als die GeForce RTX 3090 Ti und noch 15 Prozent effizienter als die GeForce RTX 3070. Die Radeon RX 6800 rückt auf 12 Prozent heran, muss sich aber nach wie vor mit dem zweiten Platz zufriedengeben.

Unter WQHD benötigt die GeForce RTX 4090 für 144 FPS in Doom Eternal dann gefühlt keine Energie mehr und baut den Vorsprung zur GeForce RTX 3090 Ti auf 109 Prozent und den zur GeForce RTX 3070 auf 63 Prozent aus. Die Radeon RX 6800 wird mit einer 27 Prozent besseren Effizienz ebenfalls wieder deutlicher geschlagen.

Unter Teillast profitiert AD102 also sowohl von der extrem gestiegenen Leistung als auch von der deutlich stärker fallenden Leistungsaufnahme. Unter Volllast ist es ab Werk hingegen der Leistungssprung, der auf dem extrem hohen Niveau von 450 Watt für den Fortschritt bei der Effizienz sorgt. Dass mit manueller Anpassung aber auch in diesem Fall mehr aus AD102 zu holen ist als nur „Effizienz durch Leistung“, wird im Abschnitt RTX 4090 vs. RTX 3090 Ti bei 450, 350 & 300 Watt noch weiter erläutert.