Grafikkarten-Generationen im Test: KI-Features und Fazit
4/4Künstliche Intelligenz: Seit RTX DAS Argument
Seit der RTX-Serie bewirbt Nvidia seine Grafikkarten mit KI-Features und „Deep Learning Super Sampling“ (DLSS) ist quasi jedem Spieler heute ein Begriff. Über die Vor- und Nachteile von DLSS kann wunderbar diskutiert werden und mit Frame Generation gibt es seit der RTX 4000 auch eine Zwischenbildberechnung, mit der die FPS weiter gesteigert werden können. Die Redaktion hat deswegen einen FAQ-Artikel veröffentlicht, in dem viele wichtige Fragen beantwortet werden.
Um die Verbesserungen seit der GTX 1070 im Bereich der Künstlichen Intelligenz abzubilden, wird Stable Diffusion als Benchmark genutzt. Als Oberfläche wird die Stable Diffuson WebUI von Automatic1111 verwendet. Die Leistung wird einmal ohne Upscaling bei 512 × 512 Pixeln und einmal mit Upscaling auf 1024 × 1024 Pixel ermittelt. Als Sampler wird „DPM++ 2M Karras“ mit 20 Schritten eingesetzt, als Upscaler „R-ESRGAN 4x+“ mit 15 Schritten. Es werden 5 Bilder pro Durchgang erzeugt.
Ohne eine Skalierung schafft die GTX 1070 die 5 Bilder in knapp einer Minute. Sobald die Bilder skaliert werden, werden über sechs Minuten benötigt. Die RTX 2070 und die nun verwendeten Tensor-Kerne beschleunigen die Erstellung drastisch. 5 Bilder sind bereits nach 20 Sekunden fertig und es wird nur noch ein Drittel der Zeit beansprucht. Bei der Skalierung muss mit 2:06 Minuten etwas weniger als ein Drittel der Zeit veranschlagt werden. Die Zeitersparnis bei RTX 3070 fällt dann mit 16 Sekunden geringer aus, es sind trotzdem noch mal 20 Prozent. Bei der Skalierung ist die Zeitersparnis mit 18 Sekunden nur etwas geringer und liegt lediglich bei 14 Prozent. Die RTX 4070 kann bei der Erstellung noch mal 12 Prozent schneller die Bilder generieren. Bei der Skalierung sind es höhere 32 Prozent, die auch durch die 12 statt 8 GB VRAM erklärt werden können.
Nvidia ist mutiger bei Anpassungen
Werden die Architekturen von AMD und Nvidia der vergangenen Jahre betrachtet, fällt auf, dass Nvidia wesentlich mutiger vorgeht und Änderungen an der Architektur nicht scheut. Die Schritte seit der GeForce 8800 GTX waren gewaltig und radikale Umbauten zwischen den einzelnen Generationen keine Seltenheit. Während AMD seit 2012 mit GCN bis 2019 eine Architektur hatte, die minimal angepasst und erweitert wurde, überarbeitete Nvidia die Grafikkarten dreimal stark: Kepler mit der Einführung der synchron taktenden Shader, Maxwell mit den Kacheln in den SMs und Turing mit dem Einführen der INT-Shader. Wird der Zeitraum auf 2024 erweitert, hatte Nvidia vier Umbauten, während AMD auf deren zwei kam.
Nvidia nimmt den aktuellen Zustand der Spieleentwicklung und richtet seine nächste Architektur an diese Bedürfnisse aus. Dadurch fällt es dem Unternehmen leichter, die Vorzüge der eigenen Architekturen zeitnah auszuspielen.
Gleichzeitig ist Nvidia durch die eigene Marktmacht auch Treiber bei neuen Technologien, allerdings immer mit einem Augenmerk auf den aktuellen Stand in der Entwicklung. Ein Beispiel wäre Raytracing. Die ersten Raytracing-Kerne konnten 2018 exakt das, was damals notwendig war. Es folgt die Phase, in der die Technik durch Entwickler genutzt wird, und die Erfahrungen selbiger fließen in die nächste Iteration ein. Der Bedarf der Entwickler wird gedeckt und deren Wünsche umgesetzt.
AMD ging hier mit GCN anders vor. Eine moderne, flexible Architektur, die ihrer Zeit voraus war und deren Vorzüge der Hersteller oft nur benennen, jedoch nicht demonstrieren konnte.
Fazit
Grundlegend gilt für Nvidia an dieser Stelle die gleiche Aussage wie für AMD beim Radeon-Generationenvergleich. Die Änderungen, die Nvidia von Pascal zu Turing vorgenommen hatte, schlagen heute weitgehend durch und die RTX 2070 kann sich deutlich stärker von der GTX 1070 als ursprünglich absetzen.
Gleichzeitig müssen hier die einzelnen Spiele und deren Anforderungen betrachtet werden. AMDs Vega hält bei modernen Titeln wesentlich besser mit als Nvidias Pascal. Gerade in dieser Disziplin kann sich Turing in der Regel um mehr als 50 Prozent von Pascal absetzen, während ältere Games eher 20 bis 30 Prozent zulegen.
Die 70er-Grafikkarten verhalten sich bei den Leistungssprüngen zwischen den letzten Generationen dazu anders als ihre Gegenstücke bei AMD. Zwischen Pascal und Turing liegen knapp 50 Prozent, zwischen Turing und Ampere fast 70 Prozent. Erst Ada unterbietet diesen Sprung mit gerade mal 25 Prozent. Es wird dadurch verständlich, warum Nvidia sehr prominent bei den eigenen Benchmarks mit Frame Generation wirbt. Nur in RT kann der Fortschritt deutlich größer sein, wie ein Test in Cyberpunk 2077 zeigt.
Für Nvidia gibt es heute zwei große Themen für die Zukunft: Raytracing und Künstliche Intelligenz. Entsprechend liegt auch der Fokus bei den Grafikkarten von Nvidia – und in der 70er-Klasse ist das deutlich zu sehen. In RT kann sich Ada je nach Intensität deutlich von Ampere absetzen, ansonsten werden DLSS und Frame Generationen benötigt, um Ampere über den Takt hinaus deutlich zu schlagen. Nvidia entwickelt seine Architekturen näher an den aktuellen Bedarfen der Spiele, versucht gleichzeitig allerdings auch, KI immer stärker zu etablieren und sukzessiv die klassischen Wege zu ersetzen. Nvidia hat PacMan bereits mit KI nachgestellt.
Mit diesem Generationenvergleich, der bis zur GTX 1070 zurückreicht, ist es zudem möglich, in naher Zukunft ältere Modelle den aktuellen Grafikkarten-Tests der Redaktion gegenüberzustellen.
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Fabian und 
Jan-Frederik