RTX 2080 Ti im Nachtest: Raytracing-Benchmarks
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Der Haupttrick des 2018 ins Leben gerufenen Raytracings ist, dass nicht die komplette Bildberechnung mittels Strahlen erfolgt: Hybrides Rendering ist das Stichwort. Man kombiniert die Raster-Effizienz moderner GPUs mit einem selektiven Qualitätssprung durch Raytracing - etwa für Schatten, Reflexionen oder die komplette Beleuchtung. Diese Idee hält in immer mehr Spielen Einzug, sodass eine Grafikkarte darauf vorbereitet sein sollte. Der Raytracing-Leistungsindex 2024 macht keine Gefangenen, um diese Frage zu beantworten. Aufwärmübungen wie Far Cry 6 und World of Warcraft sind Geschichte, die neuen Benchmarks fordern den Grafikkarten deutlich mehr ab, um deren Zukunftstauglichkeit abzuklopfen. Wie Sie im Folgenden sehen, vereinen wir das "Who's who" der aktuellen Raytracing-Implementierungen, deren Nutzwert nicht infrage steht - die Leistung der Grafikkarte entscheidet, ob man die Aufwertung in Anspruch nehmen kann.
Quelle: Nvidia
Turing in a nutshell
Wie sich Nvidias erste Raytracing-Generation in aktuellen Spielen und im Vergleich zu neueren GPUs schlägt, erfahren Sie im Folgenden. Dieser Vergleich ist besonders spannend, da "Gen1"-Implementationen der Ruf anhaftet, halb gar auszufallen, wofür es einige Beispiele innerhalb der bewegten Grafikkarten-Historie gibt. Wir möchten den Ausgang nicht vorwegnehmen, doch so viel sei schon einmal gesagt: Es ist nicht Nvidias erster Entwurf, welcher Raytracing wie ein Checklisten-Feature behandelt.
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RTX 2080 Ti im Jahr 2024: Raytracing-Benchmarks
Da wir mit maximaler Raytracing-Komplexität testen (alle Effekte stehen auf dem jeweiligen Maximum), kommt den GPUs Upsampling zu Hilfe, das wir in 8 von 10 Spielen aktivieren. AMD-GPUs setzen auf FSR 2 Quality, Nvidia-GPUs auf DLSS 2 Quality und Intel-GPUs auf XeSS Quality. Damit ist zwar die Bildqualität nicht mehr identisch - ein großer Bruch in der Geschichte der PCGH-Leistungsindizes -, allerdings sieht so die Gaming-Realität aus und wir beugen uns dieser praxisnahen Einstellung. Interessant in diesem Kontext ist, dass Turing/RTX 2000 die erste Geforce-Generation mit DLSS-Support ist - Volta, obwohl mit den ersten Tensor-Kernen ausgestattet, bietet in Gestalt der Titan V keine DLSS-Unterstützung. Doch genug der Vorrede, kommen wir endlich zu den Ergebnissen:
Erschreckend oder beeindruckend? Das ist eine Frage der Perspektive. Fakt und an den Ergebnissen ablesbar ist, dass Raytracing bei AMD und Nvidia eine unterschiedliche Priorität genießt. Wie auf Seite 1 dieses Artikels erläutert, beherbergt Turing (RTX 2000) bereits dedizierte Fixed-Function-Rechenwerke zur Beschleunigung der Raytracing-Arbeit. Nvidias RT-Kerne sind in der Lage, die BVH-Datenstruktur nebst Intersection-Tests hochparallel und schnell abzuarbeiten, sodass sie selbst komplexen oder unoptimierten Raytracing-Code gut verdauen. AMD hingegen geht einen transistorsparenden Weg: Egal, ob RDNA 2 (erste RT-Generation) oder RDNA 3 (zweite Generation), anstelle von dedizierten RT-Cores werden die Textureinheiten dazu befähigt, Ray-Intersection-Tests durchzuführen. RDNA 3 weist zusätzliche Instruktionen gegenüber RDNA 2 auf, um diese Arbeit zu beschleunigen. Die Umsetzung erweist sich leistungsfähig genug für moderates Raytracing, bricht jedoch zusammen, wenn die GPU mit anspruchsvollem Rasterizing plus komplexem Raytracing voll ausgelastet ist - dann bremsen die überarbeiteten TMUs das Geschehen aus. Intel beschreitet bei Arc Alchemist seit 2022 übrigens den Weg Nvidias und derzeit geht man davon aus, dass RDNA 4 ebenfalls über dedizierte Raytracing-Beschleuniger verfügen wird.
Geht man von der Gesamt-Betrachtung ins Detail, zeigen sich weitere interessante Dinge, gerade beim Blick auf die "Geforce RTX 2080 Ultra". Dieses von uns manuell ausgereizte Modell kann sich beim Raytracing nicht so stark von der Referenzkarte absetzen wie beim Rasterizing. Am Durchschnittstakt der RTX 2080 Ti lässt sich ablesen, dass beim Raytracing die Energie etwas seltener limitiert. Der Boost liegt um rund 30 MHz höher, sodass die übertaktete Karte einen kleineren Vorteil bei der Rechenleistung aufweist als beim Rasterizing. Ursächlich ist ein hier und da aufblitzendes VRAM-Limit: Spätestens in Ultra HD knickt die Geforce RTX 2080 Ti wegen ihrer 11 GiByte ein, etwa in Hogwarts Legacy und Ratchet & Clank - diverse Grafikkarten mit 10 bis 12 GiByte können davon ein Lied singen. Möglicherweise spielt auch eine Limitierung Turings leicht mit hinein: Bei dieser Nvidia-Architektur können Shader-ALUs, Raytracing-Kerne und Tensor-Cores noch nicht voll parallel arbeiten, sondern immer nur zwei von dreien. Diesen Umstand beseitigt erst Ampere. Da die Auswirkungen nicht deutlich sichtbar sind, verbuchen wir diesen Punkt einstweilen unter "informell".
RTX 2080 Ti und "2080 Ultra" im Raytracing-Leistungsindex
Sehen wir uns an, welche Leistungsindizes sich aus den Spiele-Benchmarks ergeben. Wir möchten an dieser Stelle noch einmal betonen, dass wir die Leistung bei komplexem Raytracing abbilden, das eine deutliche Aufwertung des Bildes gewährleistet. In Spielen, welche verhältnismäßig simple RT-Schatten oder RT-AO darstellen, schneiden Radeon-Grafikkarten zwar besser ab, der Mehrwert hält sich jedoch in engen, kaum sichtbaren Grenzen. Mittel- bis langfristig werden sich Raytracing-Algorithmen mit vollständiger Strahlenausleuchtung durchsetzen. Der Raytracing-Leistungsindex 2024 gibt mit den derzeit aufwendigsten RT-Implementierungen einen Ausblick darauf.
Das Gesamtbild zeigt es deutlich: Nvidias erste Raytracing-Generation von 2018 kann es mit AMDs erster Raytracing-Generation von 2020 aufnehmen, Geforce RTX 2080 Ti und Radeon RX 6800 XT liegen mit völlig verschiedenen Ansätzen auf Augenhöhe. Dabei hat AMD leichte Vorteile in Ultra HD, da die Radeon RX 6800 XT zu keiner Zeit in ein VRAM-Limit läuft. Apropos Speicher: Dank ihrer 11 GiByte kann die Geforce RTX 2080 Ti ihren Abstand gegenüber der RTX 4060 Ti 8GB und RTX 3070 vergrößern - die Raytracing-Verbesserungen der Nachfolgearchitekturen verpuffen teilweise durch notwendige Kopiervorgänge. Besonders pikant ist die Endplatzierung der "Geforce RTX 2080 Ultra", welche sich knapp an der Radeon RX 7800 XT vorbeischieben kann. Die Geforce RTX 4070 ist hingegen in der Lage, der alten Karte ein Schnippchen zu schlagen: Die Kombination aus Architektur-Verbesserungen und ausreichendem Speicher führt dazu, dass die beim Rasterizing greifbare Ada-Lovelace-Grafikkarte beim Raytracing davonzieht.
RTX 2080 Ti im Jahr 2024: Future-proof?
Was war zuerst da: die Henne oder das Ei? Diese Frage lässt sich auf das Zusammenspiel von Hard- und Software übertragen und war, wie eingangs erläutert, bei Turing der Elefant im Raum. Als die Geforce RTX 2080 Ti erschien, gab es weder Raytracing-Spiele, noch DLSS. Nachdem die Dürre überstanden und DLSS vollständig überarbeitet wurde, ergab plötzlich alles Sinn. Heutzutage, mit weit mehr als 300 Spielen und Programmen, die DLSS unterstützen, erlebt die Turing-Architektur eine Art zweiten Frühling. Selbst die neuesten Errungenschaften des Echtzeit-Renderings - Pathtracing und Ray Reconstruction - lassen sich auf dem alten Haudegen nutzen. Das einzige Feature, welches einer RTX-2000-Grafikkarte fehlt, ist DLSS Frame Generation. AMD sprang freundlicherweise in die Bresche und ermöglicht FSR Frame Generation auf allen GPUs. Sehen wir uns an, wie sich alle genannten Funktionen auf der "Geforce RTX 2080 Ultra" in WQHD/1440p schlagen:
Machen wir's kurz: Pathtracing ist auf Nvidias erstem "Strahlemann" nicht flüssig nutzbar - ein erwarteter Ausgang, wenn man die Schmerzen bedenkt, die selbst aktuelle High-End-Boliden dabei erleiden. Frame Generation mittels FSR (3) ist hingegen ein sehr nützliches Feature, das auf Turing vergleichbar skaliert wie auf aktuellen Grafikkarten. Ray Reconstruction nimmt eine Sonderrolle ein. Dieses moderne Denoising-Paket läuft auf Ada-Lovelace-GPUs schneller als herkömmliche Verfahren, da es von den Tensor-Cores übernommen wird. Wir haben bislang keine Stichprobe auf Turing durchgeführt, ob der Geschwindigkeitsvorteil auch hier gilt, doch eines ist sicher: Das Bild mit Ray Reconstruction ist hübscher als ohne, sodass mindestens dieser Mehrwert bleibt.
