RTX 3090 im Test: Spiele-Benchmarks in WQHD, UWQHD und Ultra HD

Wie schlägt sich Nvidias neue Ampere-Architektur in traditionellen Spielen, die weder RT- noch Tensor-Kerne heranziehen? Um diese Frage zu beantworten, haben wir die Geforce RTX 3090 durch den runderneuerten PCGH-Leistungsindex gescheucht. Seit Juli besteht diese aus einem brandneuen System und 20 ebenso neuen, vielseitigen Tests in vier Auflösungen.

Geforce RTX 3090: Taktraten

Nvidia nennt einen mittleren GPU-Boost von 1.695 MHz für die Geforce RTX 3090 Founders Edition. Dabei handelt es sich, wie bei jeder modernen Grafikkarte, um einen Mittelwert, der für eine breite Palette an Exemplaren, Anwendungen und thermischen Bedingungen gilt. Je nach Spiel und Einstellungen werden stark unterschiedliche Taktraten angewendet. Üblicherweise fallen die Boosts im kalten Zustand und bei geringer Last deutlich höher aus als von Nvidia angegeben. Wer eine Grafikkarte wie die Geforce RTX 3090 in dem für sie erdachten Einsatzgebiet rund um ein Ultra-HD-Display verwendet, wird feststellen, dass die Frequenzen nach einiger Zeit des Spielens deutlich sinken. Unter Dauerlast sorgt die Telemetrie für eine Balance aus Temperatur und Strömen, um einereits Überhitzung zu vermeiden und andererseits innerhalb des abgesteckten Energieumschlags zu bleiben. Je nach Spiel und Einstellungen kann der Boost höher oder niedriger ausfallen als von Nvidia angegeben. Nimmt man sehr viele Proben (Spiele/Anwendungen/Umgebungstemperaturen/Belüftungskonzepte), ist der typische Boost als Mittelwert plausibel. Der garantierte Mindest-/Basistakt wird unter Normalbedingungen indessen nicht verwendet.

Was niemand außerhalb der Nvidia-Labore nachprüfen kann, ist ein weiterer Faktor, den Nvidia in die Angabe des typischen Boosts einfließen lässt: schwankende Qualität der Bauteile. Was im Volksmund mittlerweile "GPU-Lotto" genannt wird, hat Auswirkungen auf die erreichten Boosts; scheinbar gleiche Modelle erreichen unterschiedliche Frequenzen. Das liegt in der Regel an unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften rund um Leckströme, welche die Taktraten und Spannungen beeinflussen. Doch auch Abweichungen beim maschinellen Auftragen der Wärmeleitpaste können für Unterschiede sorgen. Am Ende hat man zehn Karten mit bis zu 50 MHz unterschiedlichen Boosts - und der "typische" liegt irgendwo in der Mitte.

Unser Muster der Geforce RTX 3090 Founders Edition bewegt sich in bekannten Gefilden, die an Turing erinnern. Direkt nach Spielstart, noch kühl und unbelastet, schnellt der GPU-Boost kurz über 2.000 MHz. Wird der Kern gefordert, sinkt der Takt rapide in den Bereich um 1.900 MHz, wobei steigende Erwärmung zu weiteren stufenweisen Absenkungen führt. Wird die RTX 3090 FE unter anhaltende Volllast gesetzt, sinkt der GPU-Boost bei unserem Sample in Extremfällen auf 1.650 MHz, in den allermeisten Fällen bleibt der Kern jedoch über 1.700 oder gar 1.800 MHz. Das passt gut zur offiziellen Angabe, welche auf Nummer sicher geht. Das Powerlimit von offiziell 350 Watt (TGP) wird dabei in Spielen ohne Framelimit oder starkem CPU-Einfluss immer voll ausgenutzt und deckelt die Leistung. Für welchen Takt das reicht, entscheidet die Applikation.

PCGH-Testsystem mit PCI-Express 4.0

Ein Prozessorlimit gilt es in Grafikkartentests auszuschließen. Nach langen Diskussionen entschieden wir uns trotz der unbestreitbar enormen Gaming-Leistung gegen einen Intel Core i9-10900K - und stattdessen für einen AMD Ryzen 9 3900X. Dieser erfuhr eine wochenlange Tuning-Kur, bei der wir nicht nur das schnellste Exemplar im PCGH-Testlabor ermittelten, sondern auch den Speicher bis auf das letzte Subtiming schärften. Dafür forderten wir besonders potenten Corsair-Speicher (Dominator Platinum RGB) mit Samsung-B-Dies an, um dem Ziel "Wenn Ryzen, dann richtig" möglichst nahe zu kommen. Gerade das Tuning aller Subtimings hat sich definitiv ausgezahlt. In Kombination mit stattlichen 4,5 GHz auf allen Kernen erreichen wir im Mittel rund 20 Prozent mehr Leistung als bei einem Standard-3900X(T), sodass die Spiele-Leistung über fast jeden Zweifel erhaben ist. Erreicht wird das vor allem durch die effektiv um 25 Prozent erhöhte Speicherleistung. Mit dieser Power im Rücken erzielen wir im Mittel etwas mehr Leistung als mit einem werkseitig betriebenen Core i9-10900K.

Der Einsatz einer AMD-CPU im PCGH-Grafikkartentestsystem ist ein Novum. Unsere Wahl fiel nicht nur wegen der zukunftssicheren 12 Kerne auf den 3900X, sondern vor allem wegen seiner Infrastruktur: Mit dem X570-Hub, in diesem Fall auf einem potenten Asus-Board, können wir moderne Grafikkarten wie Navi und Ampere adäquat mit PCI-Express 4.0 ausfahren. Da das neue System die nächsten zwölf Monate halten soll, war der Einsatz einer veralteten PCI-Express-3.0-Infrastruktur aus unserer Sicht keine Option. Damit Next-Gen-Spiele reibungslos laufen, machen wir auch beim Bereich Storage Nägel mit Köpfen und installieren eine rasante PCI-Express-4-SSD im M.2-Format (NVMe 1.3 ×4). Insgesamt ist das neue "GPU-Rig" ergo bestmöglich für die Zukunft gerüstet. Alle Details zum System entnehmen Sie der Tabelle.

Bewährte Methodik

Bei der Wahl der spezifischen Grafikkarten setzen wir nach wie vor auf den Kompromiss "Referenzdesign", es kommen keine Modelle der AMD- und Nvidia-Partner zum Einsatz. Das wirkt auf den ersten Blick praxisfern, da die meisten Spieler und PCGH-Leser auf Custom-Designs (mit werkseitiger Übertaktung) setzen, hat jedoch gute Gründe. Der erste, so banal er klingen mag, ist, dass wir irgendwo eine Basislinie einzeichnen müssen. Wo, wenn nicht bei der Herstellervorlage, liegt diese? Bei einer "typischen" Herstellerkarte? Welche ist typisch, warum ist sie das und bleibt sie das auch nach Veröffentlichung weiterer Designs? Die Wahl ist in jedem Fall anfechtbar. Das ist zwar auch unsere Entscheidung, für die Referenzkarten respektive Founders Editions spricht jedoch der zweite, wichtigere Grund: Sie sind zum Start verfügbar

Was wir auch testen, jede abgedruckte Zahl entspricht einem Mittelwert aus drei, teilweise vier Durchläufen pro Auflösung, Ausreißer werden nicht gewertet. Das macht mindestens 12 Messungen pro Spiel, ergo 240 pro Grafikkarte. 18 Grafikkarten haben den neuen Parcours für diesen Artikel bereits absolviert. Zusammen mit den unzähligen Validierungsläufen im Vorfeld kommen wir somit auf mehr als 4.200 Messungen à jeweils 20 Sekunden Dauer. Falls Sie das Abenteuer zu Hause nachstellen möchten: Der Index-Durchlauf einer einzelnen Grafikkarte mit Aufwärmen, Takt-Logs, Ladezeiten und Auswertung dauert etwa 4,5 Stunden, sofern Sie die Tests im Schlaf beherrschen und dazwischen nichts anderes tun.

Da die GPU-Taktrate ein- und derselben Karte während der Tests stark unterschiedlich ausfällt und somit ein Mittelwert ungenau ist, haben wir uns dazu entschlossen, in den Benchmarks fortan den Takt-Mittelwert über alle Auflösungen anzugeben. Arbeitet eine Grafikkarte beispielsweise mit Frequenzen zwischen 1.740 und 1.905 MHz, geben wir "~1,80 GHz" an. Faustregel: Ist eine Grafikkarte der Limitfaktor, bestimmt ergo allein die Bildrate, fällt der GPU-Boost mit steigender Auflösung. Das gilt für ausnahmslos jedes aktuelle Modell.

Geforce RTX 3090: Spiele-Benchmarks

Beginnen wir mit den Standard-Benchmarks, welche Teil des PCGH-Leistungsindex sind. Da wir es bei der Geforce RTX 3090 mit einer Enthusiasten-Grafikkarte zu tun haben, verzichten wir auf die anspruchslose Full-HD-Auflösung. Diese ist mit Renderboliden wie Ampere stets zu Teilen prozessorlimitiert und zeigt daher nicht das volle Potenzial dieser Grafikkarten. Falls sie sich für die 1080p-Ergebnisse interessieren, werfen Sie am besten einen Blick in die kommende PCGH 11/2020, denn dort sind die Full-HD-Werte als Teil des Leistungsindex aufgeführt. Die komplette Spiele-Liste:

Im Folgenden sehen Sie alle Benchmarks. Wir wünschen viel Vergnügen beim Schmökern und sehen uns nach langem (!) Scrolling unten wieder.

Anno 1800

Engine: Aktuelle Version der RD-Engine mit DX12-Support
Besonderheiten: Meist enorm CPU-intensiv; MSAA-Support
Detaileinstellungen: Maximal plus 8× MSAA & FidelityFX CAS
Benchmarkszene: Neuerdings vollständig grafiklastig

Battlefield 5

Engine: DICEs Frostbite-Engine mit DX12- und DXR-Support
Besonderheiten: Vorbildliches Optik-/Performance-Verhältnis
Detaileinstellungen: "Ultra", FFR deaktiviert, DX12
Benchmarkszene: Grafiklastige Singleplayer-Kriegsgeschichte

Black Mesa

Engine: Aufgemöbelte Source-Engine auf Basis von DirectX 9
Besonderheiten: Moderne Beleuchtung, daher kein MSAA mehr
Detaileinstellungen: "Ridiculous" (maximale Details)
Benchmarkszene: Finaler, GPU-lastiger Bosskampf (Spoiler!)

Borderlands 3

Engine: Unreal Engine 4 in optimiertem Gewand
Besonderheiten: Handoptimierte, gute DX12-Unterstützung
Detaileinstellungen: Maximal, native Renderauflösung
Benchmarkszene: GPU-lastiges Innenareal

Call of Duty: Modern Warfare

Engine: Aktuelle IW-Engine (8.0), ausschließlich DX12
Besonderheiten: Optionale RT-Schatten, hohe Performance
Detaileinstellungen: Maximal (ohne RTX), Filmic SMAA T2X
Benchmarkszene: Feuriger Außenbereich in London

Control

Engine: Northlight-Engine von Remedy, optionales DX12
Besonderheiten: Optionales, bildhübsches Raytracing
Detaileinstellungen: Maximal (ohne RTX und DLSS)
Benchmarkszene: Überdurchschnittlich GPU-lastig

Death Stranding

Engine: Angepasste Decima-Engine, benötigt DX12 FL12_0
Besonderheiten: Exzellente Performance inkl. RDNA-Faible
Details: Maximal mit TAA (kein DLSS/CAS-Upscaling)
Benchmarkszene: Partikel-Worstcase in Richtung Wasserfall

Desperados 3

Engine: Unity-Engine in Version 2018.x
Besonderheiten: Hochperformant, kein Temporal-AA
Detaileinstellungen: Maximal - mit 200 % Achsenauflösung
Benchsmarkzene: Die GPU-lastigste Mission ("Die glorreichen Fünf")

Detroit: Become Human

Engine: Eigenbau-Engine von Quantic Dream (Vulkan-only)
Besonderheiten: Framelimit via Config-Datei ausgeschaltet
Detaileinstellungen: Maximal, FidelityFX CAS eingeschaltet
Benchmarkszene: Offener Bereich mit relativ hoher Last

Doom Eternal

Engine: id Tech 7.1.1 (Vulkan-only)
Besonderheiten: Höllisch flüssig; braucht 8 GiB für max. Details
Detaileinstellungen: Maximal, sofern möglich*
Benchmarkszene: Choreografie im großen "Superblutnest"

F1 2020

Engine: Aktuelle Version von Codemasters' EGO-Engine
Besonderheiten: DX12 mit grafischem und Fps-Mehrwert
Detaileinstellungen: Maximal (sofern möglich), CAS aktiviert
Benchmarkszene: Monaco bei trockener Witterung

Forza Horizon 4

Engine: Forzatech-Engine Horizon-Branch (Forward+, DX12)
Besonderheiten: MSAA-Support; UWP-Applikation
Detaileinstellungen: Maximale Details mit 8× MSAA + FXAA
Benchmarkszene: Rundkursrennen, grafiklastig

Ghost Recon Breakpoint

Engine: Ubisofts aktuelle Iteration von Anvilnext (2.0)
Besonderheiten: "Alleslastig" und hübsch - je nach Einstellung
Details: Maximal, keine Temporal Injection, Vulkan-API
Benchmarkszene: Motocross-Fahrt über Stock und Stein

Greedfall

Engine: Silk-Engine (entstanden aus Sonys Phyre-Engine)
Besonderheiten: Gelungenes TAA; etwas holprige Animationen
Detaileinstellungen: Maximal, native Renderauflösung
Benchmarkszene: Klassischer GPU-Härtefall im Wald

Metro Exodus

Engine: Aktuelle Iteration der 4A-Engine mit gutem DX12
Besonderheiten: Optionales Raytracing, äußerst GPU-lastig
Detaileinstellungen: Ultra-Details, Hairworks, Advanced PhysX an
Benchmarkszene: Stark grafiklastige Außenszene

Red Dead Redemption 2

Engine: Aktuelle Rockstar Advanced Game Engine (RAGE)
Besonderheiten: Äußerst detailverliebt und Radeon-affin
Details: Alles "Hoch"/An (MSAA/FXAA ausgenommen), aber Texturen "Ultra"
Benchmarkszene: Nebliges Sumpfgebiet als GPU-Härtetest

Resident Evil 3

Engine: Aktuelle RE-Engine mit gutem DX12-Support
Besonderheiten: Läuft selbst auf älteren GPUs ordentlich
Detaileinstellungen: Maximal, DX12, 150 % Renderskalierung
Benchmarkszene: Ausgesprochen GPU- und VRAM-lastig

Star Wars Jedi: Fallen Order

Engine: Unreal Engine 4 im bekannten (DX11-)Gewand
Besonderheiten: UE4-typisch relativ prozessorlastig
Detaileinstellungen: Maximal, Framelimit per Config deaktiviert
Benchmarkszene: GPU-lastiges Areal auf Kashyyyk

The Witcher 3

Engine: Red Engine 3 (DX11) von CD Projekt
Besonderheiten: Grafisch aufgewertet via PCGH-Config
Detaileinstellungen: PCGH Epic + HD Reworked Project 11
Benchmarkszene: Grafiklastiger Ritt durch Toussainter Forst

Wolcen: Lords of Mayhem

Engine: Modifizierte Cryengine mit DirectX 11
Besonderheiten: Äußerst grafiklastig - und doch flüssig
Detaileinstellungen: Maximal, inklusive SMAA 1TX
Benchmarkszene: Ernstfall für jeden Grafikchip

Performance Rating alias Leistungsindex

Kommen wir nun zum wohl spannendsten Abschnitt: der Endleistung. Wo landet die Geforce RTX 3090 im Mittel? Der PCGH-Leistungsindex gibt Aufschluss darüber. Er beinhaltet 20 Spieletests in vier Auflösungen.

Leistung beim Raytracing

Vor wenigen Wochen haben wir die Arbeiten am Raytracing-Index 1.0 abgeschlossen und Ihnen die ersten Ergebnisse im Rahmen der Spezialtests zur Geforce RTX 3080 präsentiert. Selbstverständlich muss sich auch die RTX 3090 bei der Strahlenberechnung beweisen. Der RT-Index beinhaltet die folgenden fünf Spiele mit überdurchschnittlich anspruchsvollen RT(X)-Effekten: Control, Deliver Us The Moon, Minecraft RTX, Metro Exodus und Wolfenstein Youngblood. Unsere Wahl fiel auf gerade diese Mischung, weil wir damit das volle Spektrum derzeitiger Raytracing-Spiele abbilden können. Da sind die sehenswerten Eigenentwicklungen und andererseits die neuerdings grundsätzlich RT-fähige Unreal Engine 4, welche in zahlreichen Produktionen zum Einsatz kommt. Unsere Wahl fiel auch auf diese fünf Titel, da sie alle über DLSS-Support verfügen. Dabei handelt es sich um ein KI-gestütztes, besonders hochwertiges Upscaling, das Nvidia seinen RTX-Karten mit auf den Weg gibt, um die "Strahlenbelastung" zu reduzieren. Im Gegensatz zu Raytracing ist DLSS absolut proprietär, bleibt ergo Geforce-Nutzern vorbehalten. Die beachtlichen Performance-Gewinne entstehen einzig und allein durch eine interne Reduktion der Auflösung, welche jedoch clever ausgeglichen wird - alle Informationen finden Sie im Artikel DLSS 2.0 im Härtetest.

Nicht unerwähnt bleiben sollte, dass wir es hier nicht darauf anlegen, möglichst alle Grafikkarten mit maximaler Qualität niederzustrecken (treue Leser wissen, dass wir diese Tendenz haben). Stattdessen haben wir uns für diverse Vernunfteinstellungen entschieden, anstatt alle Regler zu maximieren. Da wäre das äußerst anspruchsvolle Minecraft RTX (Beta), das bei jedem Start die Spielwelt nur mit acht sogenannten RT Chunks darstellt. Der Maximalwert, welcher eine deutlich höhere Darstellungsdistanz bringt, liegt bei 24. Wir testen aus Gründen der Spielbarkeit mit dem Mittelwert von 16 Chunks. Bei Metro Exodus verzichten wir - wie im normalen GPU-Leistungsindex - auf die "Extreme"-Detailstufe und belassen's bei Ultra, das Raytracing steht jedoch auf Ultra. Und beim Speicherfresser Wolfenstein Youngblood sehen wir davon ab, das Bild-Streaming auf die Maximalstufe zu setzen. Täten wir das, bräuchte man schon in Full HD die 10 GiByte einer Geforce RTX 3080. Doch genug der Vorrede, kommen wir nun zu den Ergebnissen.

Wenig überraschend kann sich die Geforce RTX 3090 stets an die Spitze des Felds setzen - alles andere wäre nach den vollmundigen Ankündigungen und Veränderungen im Ampere-Shadercore verwunderlich. Der Abstand zu Turing hängt nicht nur davon ab, wie komplex die Raytracing-Berechnungen des jeweiligen Spiels sind, sondern auch von der Auflösung und ob DLSS aktiv ist. Apropos: DLSS reduziert den Aufwand pro Frame derart stark, dass wir im Kontext der Geforce RTX 3090 darauf verzichten - ansonsten testen wir die Leistung der CPU und nicht die der GPU. DLSS eignet sich jedoch auch bei der RTX 3090 vorzüglich zur Leistungssteigerung, sofern nativ mindestens Ultra HD eingestellt ist.

Obwohl wir nicht mit absolut maximalen Details testen, gibt es ein Spiel, das allen Grafikkarten schwer zu schaffen macht: Minecraft. Das Klötzchenspiel zeigt das volle Potenzial der Strahlenbeleuchtung, giert dafür jedoch nach Grafikspeicher. 8-GiByte-Grafikkarten haben ohne DLSS nicht nur Probleme mit den Pixeln, sondern zeigen jenseits von WQHD auch starke Nachladeruckler, welche sich bei längerer Spielzeit intensivieren. Die Geforce RTX 3080 kommt aufgrund der nur 16 dazustellenden Chunks mit einem blauen Auge davon, hier stockt's erst in Ultra HD aufgrund unzureichenden Speichers. Mit größerer Darstellungsdistanz (Chunks) tritt das Ruckeln bereits in Full HD und WQHD auf. Bei 24 Chunks in Full HD (!) bereiten weder eine RTX 3080 noch eine RTX 2080 Ti Freude aufgrund von heftigen, rein speicherbedingten Nachladerucklern. Dieses Problem hat die RTX 3090 nicht, sie stellt dem Spiel die bis zu 16 geforderten GiBytes zur Verfügung und rendert munter drauflos. Aus alldem ergeben sich die folgenden Platzierungen:

Artikel teilen

Nvidia Geforce RTX 3090 alias "BFGPU" im Test: Titanischer Alleskönner für 1.500 Euro Die Geforce RTX 3090 im Spieletest mit zahlreichen Benchmarks und einer Indexierung in die Bestenliste. PCGH hat 20 Spiele für den Vergleich herangezogen.

Per E-Mail versenden

240

1. Seite 1 RTX 3090 im Test: Spezifikationen, Preispunkt und mehr
2. Seite 2 RTX 3090 im Test: Spiele-Benchmarks in WQHD, UWQHD und Ultra HD
3. Seite 3 RTX 3090 im Test: Produktiv-Benchmarks mit Praxisbezug
4. Seite 4 RTX 3090 im Test: Kühlung, Emissionen, Effizienz
5. Seite 5 RTX 3090 im Test: Zusammenfassung mit Fazit