Grafikkarten-Benchmarks 2021: 20 Benchmarks, 18 Grafikkarten, 4 Auflösungen - Ampere vs. RDNA 2 & Co.

Hardware und Software entwickeln sich stetig weiter - und das ist gut so. Um die Entwicklung optimal abbilden zu können und Ihnen fundierte Empfehlungen zu geben, aktualisiert PCGH in regelmäßigen Abständen die Benchmarks. Dieser Artikel erläutert, wie PCGH Grafikkarten 2021 testet, und gibt Empfehlungen für das noch junge Jahr.

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Grafikkarten-Benchmarks 2021: 20 Benchmarks, 18 Grafikkarten, 4 Auflösungen - Ampere vs. RDNA 2 & Co.
Quelle: PC Games Hardware

Erst Mitte 2020 präsentierten wir Ihnen frische Grafikkarten-Benchmarks, welche auf die neuen GPU-Architekturen Nvidia Ampere und AMD RDNA 2 vorbereitet waren. Die gute Nachricht lautet, dass die neue GPU-Generation stärker ausgefallen ist, als selbst optimistische Prognosen es damals erwartet hatten. Die schlechte Nachricht ist, dass all die schönen Produkte wohl noch über Monate rar und teuer sind. Damit Sie bei Lieferbarkeit garantiert zum richtigen Modell greifen, nehmen wir einige Adjustierungen an den Benchmarks vor, um die Spreu noch besser vom Weizen zu trennen. Bei der anfangs geplanten, minimalinvasiven Aktualisierung ist es nicht geblieben, viele Änderungen und natürlich ofenfrische Messwerte erwarten Sie im Folgenden.

Das PCGH-Versprechen

Ein guter Leistungsindex sollte laut unserem Verständnis jede Nuance aktueller Spiele erfassen. Das beinhaltet die Idee, möglichst viele Engines, Workloads und somit auch "Gesinnungen" abzubilden. Dabei ist es normal, dass manche Spiele besser auf einer Radeon und andere besser mit einer Geforce laufen. Wer möchte schon 20 Tests, bei denen immer die gleiche Rangfolge herrscht? Vielseitigkeit ist gut und spannend für die Kaufentscheidung, doch am Ende sollte sich ein stimmiges Bild ergeben. Das PCGH-Benchmark-Gremium hat die Stärken und Schwächen sowohl des GPU-Leistungsindex als auch der GPU-Architekturen monatelang analysiert. Im Fokus stand das durch die neuen High-End-GPUs (u. a. Radeon RX 6900 XT und Geforce RTX 3090) verschobene Prozessorlimit. Ein solches maskiert die tatsächliche Leistung der Grafikkarten und wird daher bei PCGH-Indizes mit aller Kraft vermieden. Unsere schärfste Waffe dagegen ist ein möglichst schneller Unterbau, welchen wir nun in Gestalt eines handoptimierten AMD Ryzen 9 5950X nutzen - dazu gleich mehr.

Auch die Testszenen und Einstellungen sind darauf ausgelegt, möglichst grafiklastig zu sein. Dabei die Balance zu halten, ist einfacher gesagt als getan. Es ist beispielsweise kinderleicht, jede Grafikkarte mittels hoher Auflösungen in die Knie zu zwingen. Da Full HD jedoch nach wie vor zu den meistgenutzten Auflösungen zählt - sogar unter den fortschrittlichen PCGH-Lesern ist 1080p weit verbreitet -, verweilt diese Pixelmenge auf absehbare Zeit im Leistungsindex. Wir suchen daher gezielt in den Spielen nach anspruchsvollen Szenen und wählen für die GPU-Tests jene aus, welche besonders grafiklastig sind. Je nach Titel entscheiden wir darüber, ob die Last und Qualität mit gezielt vorgenommenen Einstellungen verschoben wird.

Nicht selten müssen wir anfangs valide aussehende Szenen und Choreografien feinjustieren. Beim neuen Index ist dies mehrfach geschehen, beispielsweise aufgrund der teils unterschiedlichen Leistung der Grafikkarten im CPU-Limit. Oder weil sich anfangs ausgesuchte Einstellungen als zu Bei alldem können Sie sicher sein, dass wir nicht gezielt für ein GPU-Lager optimieren.gemein für "normale" Grafikkarten erweisen. Denn so begehrenswert High-End-GPUs sind, die wir mit den Benchmarks maximal fordern wollen, müssen auch verbreitete Grafikkarten noch spielbare Bildraten erreichen, um einen guten Vergleich ziehen zu können. Unzählige Testläufe später landen wir bei jenen Einstellungen, die Sie in den Benchmarks sehen. Bei alldem können Sie sicher sein, dass wir nicht gezielt für ein Lager optimieren, eine bewusste Bevorzugung von AMD oder Nvidia ist ausgeschlossen. Etwaige Vorteile ergeben sich rein durch die GPU-Architektur, etwa eine Stärke bei Shader-Berechnungen oder niedrige Speicherlatenz

Die gewonnene Mischung vereint die neuesten Blockbuster mit Evergreens und so mancher Nischen-Perle. Damit möchten wir die Höhen und Tiefen aller GPU-Ansätze zeigen, um damit unserer Definition der "Wahrheit" am nächsten zu kommen. Nicht selten skizzieren wir ein von anderen Medien abweichendes Leistungsbild - und das ist gut so. Bei uns erhalten Sie ganz bewusst keine generischen Schönwetter-Benchmarks, sondern erfahren, welche Bildraten in den anspruchsvollsten Szenen der jeweiligen Spiele zu erwarten sind. Hardware, die hier souverän auftritt, liefert in den übrigen Spielstunden optimale Bildraten. Und das ist gut zu wissen, oder nicht?

Die vollständige Liste der GPU-Benchmarks 2021 sehen Sie in der Tabelle. Bevor wir zu den 20 Spiele-Tests, deren Eigenheiten und natürlich den Fps-Werten kommen, möchten wir im Detail erläutern, was wir testen, wie wir testen und warum wir das genau so tun.

Spiel Spielmotor Schnittstelle Version (Plattform) Benchmarkszene Release
Anno 1800 Inhouse-Engine DirectX 12 Stets aktuell (Uplay) „Puertonova” 16.04.2019
Assassin's Creed Valhalla Anvil-Engine DirectX 12 Stets aktuell (Uplay) „Fornberg” 10.11.2020
Battlefield 5 Frostbite-Engine DirectX 12 Stets aktuell (Origin) „Tirailleur” 09.11.2018
Borderlands 3 Unreal Engine 4 DirectX 12 Stets aktuell (Epic) „Sanctuary” 13.09.2019
Call of Duty: Modern Warfare IW-Engine 8.0 DirectX 12 Stets aktuell (Battle.net) „Piccadilly” 25.10.2019
Control Northlight-Engine DirectX 12 v1.13 (GoG) „Ray Way” 27.08.2019
Crysis Remastered Cryengine 5.6 DirectX 11* Stets aktuell (Epic) „Rescue” 18.09.2020
Cyberpunk 2077 RED-Engine 4 DirectX 12 v1.12 (GoG) „Red Light Alley” 10.12.2020
Desperados 3 Unity-Engine DirectX 11 v1.5.8 (GoG) „Gloriou5” 16.06.2020
Doom Eternal: Ancient Gods 1 id Tech 7.1.1 Vulkan Stets aktuell (Steam) „Thunderstorm” 20.10.2020
F1 2020 EGO-Engine DirectX 12 Stets aktuell (Steam) „Monaco” 06.07.2020
Forza Horizon 4 Forzatech-Engine DirectX 12 Stets aktuell (MS Store) „Ambleside” 28.09.2018
Greedfall Silk (Phyre-Derivat) DirectX 11 v1.0.5636 (GoG) „Red Woods” 10.09.2019
Hitman 3 Glacier-Engine DirectX 12 Stets aktuell (Epic) „Chongqing” 20.01.2021
Horizon: Zero Dawn Decima-Engine DirectX 12 v1.10 fixed (GoG) „Ruins” 07.08.2020
Metro Exodus 4A-Engine DirectX 12 v1.0.7.7 (GoG) „Taiga” 15.02.2019
Red Dead Redemption 2 RAGE Vulkan Stets aktuell (Rockstar) „Bayou” 05.11.2019
Resident Evil 3 Remake RE-Engine DirectX 12 Stets aktuell (Steam) „Toy Uncle” 03.04.2020
Serious Sam 4 Serious-Engine 4 Vulkan v1.07 (GoG) „Bredouille” 24.09.2020
The Witcher 3: Blood & Wine RED-Engine 3 DirectX 11 v1.32 GotY (GoG) „Duskwood” 31.05.2016

Der PCGH-Index ist bewusst auf Vielfalt getrimmt, jede wichtige Engine ist vertreten. Sofern möglich, setzen wir auf wartungsfreie GoG-Versionen, um von DRM-Gängelei verschont zu bleiben. *Wird Raytracing verwendet, kommen Vulkan-Erweiterungen zum Einsatz (wir testen ohne Raytracing)

Schärfe statt Verwässerung

An unserer grundsätzlichen Messmethodik hat sich gegenüber den Vorjahren nichts verändert, allerdings mit erneuten Verbesserungen "unter der Haube". Nach wie vor testen wir Grafikkarten bevorzugt mit maximalen Spieldetails mit überdurchschnittlich anspruchsvollen Szenen im Grafiklimit. Ein Prozessorlimit hat in GPU-Messungen nach wie vor nichts verloren. Zwar ersuchen uns regelmäßig Leser, die Grafikkarten auch mit langsameren Prozessoren zwecks "Praxisnähe" zu testen, doch dies ist nicht Gegenstand eines Grafikkarten-Leistungsindex. Ein solcher soll ausschließlich die Leistung der Grafikkarten abbilden, um anhand dessen fundierte Kaufentscheidungen zu treffen.

Zur Verdeutlichung des Problems ein Exkurs. Eine AMD Radeon RX 6900 XT erreicht in einem Spiel bei Ultra-HD-Auflösung durchschnittlich 61 Fps. Unter Full HD werden gar 147 Fps erreicht, die Skalierung ist folglich klar von der Auflösung und somit Grafikleistung abhängig. Möglich werden diese Bildraten durch einen potenten CPU-Unterbau, welcher der Grafikkarte ihre Entfaltung erlaubt. Baut man diese Grafikkarte nun in ein betagtes Vierkern-System ein, erreicht die Radeon-Speerspitze in Ultra HD noch 58 Fps. Das sieht auf den ersten Blick valide aus. In Full HD, das nur ein Viertel der Pixel darstellt, werden hingegen nur noch 72 Fps erreicht. Was ist passiert? Man testet in diesem Beispiel nicht mehr die Leistung der Grafikkarte, sondern die des Prozessors. Nähme man diese Werte, um einen Leistungsindex zu erstellen, lägen zwischen Enthusiast- und Mittelklasse-Grafikkarten nur wenige Prozente - das skizzierte Leistungsbild wäre schlicht und ergreifend falsch.

Natürlich möchte jedermann genau sein System in den Benchmarks sehen. PC-Hardware ist je doch vielfältig kombinierbar und die Limits verschieben sich dementsprechend. Wir bleiben daher eisern dabei, für die Grafikkarten-Leistungseinschätzung möglichst akkurat alle Einflüsse abseits der Grafikkartenleistung auszuschalten. Somit erfahren Sie, welche Leistung ein spezifisches Modell hat. Erreicht es diese Leistung nicht, bremst die Infrastruktur. Mit der gerade vollzogenen Benchmark-Umstellung gelingt es uns noch besser, die idealen Paarungen aus GPU und CPU zu ermitteln. Zu diesem Zweck befinden sich einige Spiele sowohl im GPU- als auch CPU-Leistungsindex. Um das Komplement zu erhalten, ist nicht immer die gleiche Testsequenz sinnvoll. Viele Spiele sind sowohl GPU- als auch CPU-lastig - aber nicht gleichzeitig, die Extreme wechseln sich je nach Areal ab. So erzeugen Städte mit vielen Objekten und Charakteren in der Regel eine hohe Prozessorlast, wohingegen ein bewachsenes Umland normalerweise mit Grafiklast auffällt. Legt man die gewonnenen Messwerte übereinander, ergeben sich die perfekten CPU-GPU-Kombinationen, die allen Szenarien gewachsen sind.

Savegames und Anleitungen

Wie in den Vorjahren stellen wir durch eigens erstellte Savegames mit speziellen Choreografien sicher, dass unsere Ziele erreicht werden. Beispielsweise laufen wir nur selten einfach geradeaus, auch wenn das wunderbar reproduzierbar ist. Meist bauen wir Schlenker und Drehungen ein, um den Streaming­-Systemen der Spiele (und somit der Hardware) mehr abzufordern. Dies führt automatisch zu größerer Varianz im Frameverlauf und ist praxisnah.

Jede der PCGH-­Szenen ist über mehrere Wochen, teils Monate von verschiedenen Testern mit unterschiedlichen Spielversionen nachgestellt worden. Erst bei einwandfreier Reproduzier-­ und Zuverlässigkeit landet das Spiel im Bestand der festen Benchmarks. Kommt mit ein und demselben System immer wieder etwas anderes heraus oder torpedieren wöchentliche Updates oder Server-Downtimes das Prozedere, ist ein Titel nicht als dauerhafter Benchmark geeignet. Dieses Schicksal teilen alle reinen Multiplayertitel. Der hohe Chaosfaktor, dynamische Abläufe, wechselnde Wettereffekte und Events sowie unregelmäßige Serverwartungen führen dazu, dass wir derartige Spiele nur sporadisch und dann am Stück testen. Die gewonnenen Werte sind in der Regel nach kurzer Zeit veraltet. Wäre ein solches Spiel im Leistungsindex, kämen wir aus den Nachtests nicht mehr heraus. Die Alternative, das Zusammenmischen alter und neuer Werte, kommt nicht infrage.

Gerne würden wir Ihnen alle Spielstände bereitstellen, in Zeiten der Online-­Zwänge mit Kontobindung und Mikrotransaktionen ist das jedoch bei einigen Spielen nicht möglich. Im Artikel Benchmark-FAQ 2021 (Grafikkarten): Cyberpunk 2077, Hitman 3, Horizon Zero Dawn und 17 weitere Spiele - inkl. Savegames finden Sie alle Informationen, um unsere Benchmarks am heimischen PC nachzustellen und zu vergleichen - Nachmachen und Feedback ist ausdrücklich erwünscht!

Echter, heißer Takt

Ausnahmslos jedem PCGH­-Benchmark vorgeschaltet ist eine Aufwärmphase: Jede Grafikkarte wird vor der ersten Messung fünf Minuten in dem zu messenden Spiel unter Last gesetzt, damit sich praxisnahe Temperaturen einstellen. Mit diesen ergeben sich auch praxisnahe GPU-Boost-Frequenzen: Jede Grafikkarte startet Spiele mit einem höheren Takt als unter dauerhafter Last. Eine solche erzeugt jeder Spieler am heimischen PC - direkt nach dem Einbau loszumessen wäre nicht praxisnah. Welchen Takt-Mittelwert eine Grafikkarte während der Tests erreicht hat, erfahren Sie in jedem Benchmark. Seit 2021 mitteln wir die protokollierten GPU-Boosts nicht mehr händisch, sondern bilden ein Aggregat aus allen Messungen einer Grafikkarte - unser primäres Messtool CapFrameX macht's mittlerweile möglich.
CapFrameX (kurz CX): Unser primäres Messinstrument wird vom fleißigen PCGHX-Mitgliedern weiterentwickelt. Quelle: PC Games Hardware CapFrameX (kurz CX): Unser primäres Messinstrument wird vom fleißigen PCGHX-Mitgliedern weiterentwickelt.
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. Modelle mit Custom-Kühlung erscheinen stets später (Ausnahmen, bei denen beispielsweise keine Founders Edition existiert, besätigen die Regel).

Was wir auch testen, jede publizierte 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 annähernd 5.000 frische 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 beinahe fünf Stunden, sofern Sie die Tests im Schlaf beherrschen und dazwischen nichts anderes tun.

Perzentile: P1 der Fps

Wir alle kennen und schätzen die Durchschnitts-Fps (Average) als Leistungsangabe, mindestens genauso wichtig sind jedoch die mehr oder minder regelmäßigen Ausreißer. Seit 2018 beherzigt PCGH diese Daten mithilfe sogenannter Perzentile. Dabei handelt es sich um eine Angabe aus der Statistik, den sogenannten Prozentrang. Hierfür werden alle ermittelten Einzelwerte ihrer Größe nach sortiert und in 100 Ranggruppen mit jeweils gleich vielen Mitgliedern eingeteilt. Aus der Lage der Gruppengrenzen, also der Höhe, die ein Messwert haben muss, um in eine bestimmte Gruppe zu kommen, lassen sich nun Aussagen über die Werteverteilung insgesamt ableiten. Für Benchmark-Messungen ist das Perzentil P99 (englisch "99th percentile") beliebt. Es entspricht dem niedrigsten Messwert, der größer als 99 Prozent aller Messwerte ist. Bei Frametimes bedeutet dies: Das schlechteste Prozent der Werte wird ausgeklammert und als Ausreißer nicht gewertet - umgekehrt ist es egal, wieviel besser die besseren 98 Prozent sind. Somit "verzeiht" das P99 einer schnellen GPU oder CPU mit sehr vielen Einzelbildern mehr kurze Stocker, da genug Frames berechnet werden, um diese Ausrutscher zu kaschieren, sprich in das eine, herangezogene Prozent zu quetschen.

Seit 2020 verwenden wir das mächtige Mess- und Auswertungsprogramm CapFrameX (kurz CX), welches von fleißigen PCGHX-Mitgliedern weiterentwickelt wird. Die Macher des Programms wiesen uns auf eine Ungereimtheit bezüglich unserer Perzentil-Angabe hin: Obwohl wir stets vom "P99" sprechen, seien die angegebenen Werte stets kleiner als die Durchschnitts-Fps, was mathematisch keinen Sinn ergäbe; das P99 sei immer größer als der Mittelwert. Ursächlich für die Bezeichnung ist der originale Bezug: Bildberechnungszeiten Lange Rede, kurzer Sinn: Bereits seit Monaten findet sich in unseren Benchmarks ein P1 statt P99.werden in Millisekunden angegeben, wobei die Regel "weniger ist besser" gilt. Aus diesen Daten extrahierten wir traditionell das 99te Perzentil, also aus 100 Ranggruppen diejenige mit den zweithöchsten Werten, berechnen dann aber zwecks leichterem Verständnis das Fps-Äquivalent zu diesem Frametime-Wert. Im neuen Kontext Bilder pro Sekunde gilt dann aber "mehr ist besser", der Spieß und die Zahlenfolge werden umgedreht. CapFrameX macht genau das bereits im ersten Schritt: Zu jeder Frametime-Messung wird ein Fps-Äquivalent berechnet, erst dann erfolgt die statistische Betrachtung, bei der nun die niedrigsten Werte die besten sind. Entsprechend legt CapFrameX den Fokus auf das P1 der Fps, das dem P99 der Frametimes entspricht und stets kleiner als der der Average-Wert ist. Lange Rede, kurzer Sinn: Bereits seit Monaten findet sich in unseren Benchmarks ein "P1" statt "P99". Technisch hat sich nichts verändert, wir schwenken nun lediglich auf die mathematisch tadellose Bezeichnung des verwendeten Benchmark-Tools um, für Sie bleibt alles wie gehabt.

Vier Test-Auflösungen

Seit 2019 beinhaltet der Grafikkarten-Leistungsindex die UWQHD-Auflösung mit 3.440 × 1.440 Pixel. Damit zollen wir der Verbreitung des 21:9-Bildformats Tribut - etwas, das sich medienweit nach wie vor selten findet. UWQHD schließt die Lücke zwischen 1.920 × 1.080 (Full HD), 2.560 × 1.440 (WQHD) und 3.840 × 2.160 (Ultra HD). Somit haben wir die vier verbreitetsten Auflösungen unter den PCGH-Lesern im Test und Sie können fünf Indizes getrennt betrachten: den Gesamindex sowie Einzelindizes der vier Auflösungen. Letztere finden sich exklusiv in jeder PCGH Print, während wir den Gesamtindex auch online (am Ende dieses Artikels) publizieren.
Leistungsindex Grafikkarten ab PCGH 04/2021: Optimiertes Layout und wie gehabt 5 Indizes (Gesamt, Full HD, WQHD, Ultrawide-QHD, Ultra HD) Quelle: PC Games Hardware Leistungsindex Grafikkarten ab PCGH 04/2021: Optimiertes Layout und wie gehabt 5 Indizes (Gesamt, Full HD, WQHD, Ultrawide-QHD, Ultra HD) Alle validen Werte landen in unserem mächtigen "Indexcel", das daraus den Leistungsindex berechnet. Wie gehabt nehmen wir eine Normierung der Werte vor, damit ein Spiel mit kleinen Fps-Zahlen das gleiche Gewicht hat wie eines mit großen Zahlen. Jedes der 20 Spiele fließt folglich mit fünf Prozent in den Gesamtindex ein (100/20 = 5). Neben dem Durchschnittswert, welcher den Leistungsindex bestimmt, erfassen wir auch besagte Perzentile für eine getrennte Berechnung. Den daraus errechneten Geschmeidigkeits-Index (Smoothness Index) mit interessanten Abweichungen veröffentlichen wir zu gegebenem Anlass.

Neuerungen 2021

Das anfängliche Konzept der Benchmark-Revision sah neben einem CPU-Upgrade nur wenige Änderungen vor, doch dann packte uns erneut der Ehrgeiz. Aus Stunden wurden Tage, aus Tagen wurden Wochen, an deren Ende eine deutlich veränderte Benchmark-Selektion mit spannenden neuen Ergebnissen steht. Sechs der 20 Spiele im GPU-Leistungsindex 2021 sind völlig neu, bei Doom Eternal wechseln wir auf eine Szene im ersten Addon Ancient Gods und bei fünf Titeln verändern wir den Anspruch durch höhere Detaileinstellungen und spielinternes Supersampling.

Verlassen mussten uns zur Benchmarkrevision Black Mesa, das zwar zu den besten Shootern des Jahres 2020 gehört, jedoch bei neuen Grafikkarten zu CPU-limitiert ist. Dieses Schicksal ereilt auch Star Wars Jedi: Fallen Order sowie Detroit: Become Human. Auch Ghost Recon Breakpoint muss gehen und wird durch Assassin's Creed Valhalla ersetzt, während Horizon Zero Dawn die Stelle von Death Stranding einnimmt. Abgerundet wird das Ensemble durch Crysis Remastered, das in Version 2.0 ordentlich gereift ist und somit den Engine-Verwandten Wolcen: Lords of Mayhem beerben kann. Wer's genauer wissen möchte, warum dieses oder jenes Spiel in genau diesen Einstellungen getestet wird, findet die Erläuterungen direkt über den Benchmarks auf der nächsten Artikelseite.
Black Mesa: Das im März 2020 erschienene Remake des Shooter-Meilensteins Half-Life (1998) war die am kontroversesten diskutierte Zutat des Grafikkarten-Leistungsindex 2020. Im Index 2021 macht Gordon Freeman Platz für Sam 'Serious' Stone. Quelle: PC Games Hardware Black Mesa: Das im März 2020 erschienene Remake des Shooter-Meilensteins Half-Life (1998) war die am kontroversesten diskutierte Zutat des Grafikkarten-Leistungsindex 2020. Im Index 2021 macht Gordon Freeman Platz für Sam "Serious" Stone.

DX12 und Vulkan regieren

Die Lower-Level-Schnittstellen DirectX 12 und Vulkan befinden sich zweifellos auf dem Vormarsch. Dank der neuen Konsolen und damit verbundenen Cross-Platform-Entwicklungen ist im Laufe des Jahres von weiter verstärktem Einsatz der Hardware-näheren Programmierung auszugehen. Die Verbreitung der Lower-Level-APIs spiegelt sich in unseren frischen Benchmarks wider: Mittlerweile bieten 16 von 20 Spielen DX12- oder Vulkan-Support - im Grafikkarten-Index 2020 waren es noch 14 Titel, zuvor nur acht. Besteht eine API-Wahl, vergleichen wir die Performance der Schnittstellen vor den Messungen und entscheiden uns dann für jene, welche die beste Performance bietet. Dies geschieht von Fall zu Fall, wir wählen also jene API, welche die beste Leistung mit der gerade zu testenden Grafikkarte liefert - so, wie Sie es als performance-orientierter Spieler auch tun würden.

Testsystem: Ryzen 2.0

Als erste Redaktion setzte PCGH Mitte 2020 auf einen AMD-Unterbau für Grafikkartentests, händisch bis ans Limit optimiert. Für die Benchmark-Revision erhält der Unterbau ein Upgrade in Gestalt des schnellsten Prozessors am Markt: Ein AMD Ryzen 9 5950X beerbt den 3900X, um ein Prozessorlimit bestmöglich auszuschließen. Auch der 5950X erfuhr eine ausgedehnte Tuning-Kur mittels Precision Boost Overdrive (PBO) und Curve Optimizer, während derer wir auch den Speicher bis auf das letzte Subtiming schärften und in allen Spielen die Auswirkungen von Simultaneous Multi-Threading (SMT) prüften. Wie Sie dem Artikel Leistungsbremse SMT? Benchmark-Vergleich 32 Threads vs. 16 Kerne mit Überraschungen entnehmen, erreicht die CPU mit 16 Kernen/Threads meist eine bessere Leistung. Folgerichtig deaktivieren wir SMT, damit sich die Grafikkarten bestmöglich entfalten können.

Alle Spiele-Tests beinhalten einen soliden Puffer, den die Infrastruktur liefern kann, und können somit noch schnellere Grafikkarten selbst in Full HD auslasten - bisher werden für das laufende Jahr aber keine neuen High-End-Grafikkarten erwartet. Wir bereiten derzeit vergleichende Benchmarks des im "GPU-Rig" eingesetzten Prozessors vor, der dessen Leistung in den neuen CPU-Benchmarks abbildet. So viel vorweg: Der 3900X ließ sich gegenüber dem Werkszustand um circa 20 Prozent beschleunigen und war damit zweifellos potent, der 5950X bietet prozentual etwas weniger Tuning-Potenzial. Ausgehend von der schnellsten Gaming- und Rendering-CPU ist das jedoch kein Problem. Eine Kostprobe der Leistung geben diese Synthies:

Das übrige Testsystem ist identisch zum Mitte-2020-Aufbau, sofern man von der Aktualisierung des Mainboard-UEFI absieht. Auf dem X570-I/O-Hub können wir moderne Grafikkarten wie gehabt optimal mit PCI-Express 4.0 ausfahren. Damit auch Next-Gen-Games reibungslos laufen, liegen die Spiele nach wie vor auf einer PCI-Express-4-SSD im M.2-Format (NVMe 1.3 ×4). Wie gehabt ist auf kompatiblen Grafikkarten Hardware Accelerated Scheduling (HAGS/HWS) zur effizienteren Speichernutzung aktiv. Obligatorisch, aber neu ist Windows 10 x64 in der Version 2009 (20H2). Alle Details zum System entnehmen Sie der Tabelle.

Prozessor AMD Ryzen 9 5950X (16C/16T – kein SMT)
Prozessor-Settings PBO-/Curve-optimiert, 4,8-5,0 GHz bei typischer Spiele-Mischlast
Mainboard Asus X570 ROG Crosshair VIII Hero (PCI-E 4.0 & rBAR-/SAM-fähig)
Arbeitsspeicher 32 GiB DDR4 (Corsair Dominator Platinum RGB, B-Dies, 2× 16G)
RAM-Takt & -timings DDR4-3800 (14-15-14-26-1T), Infinity Fabric @ 1,9 GHz
Datenträger (primär) Gigabyte Aorus NVMe ×4 Gen4 SSD 2TB
Netzteil Thermaltake Toughpower iRGB Plus 1250W
Kühlsystem Alphacool Eisblock + Nexxos ST30 + Eisstation

SAM und rBAR als Bonus

Resizable BAR (rBAR) alias SAM bleibt unterdessen solange ein Bonustest, bis die Kompatibilität breit verfügbar ist. Derzeit arbeiten sowohl die Intel-Partner als auch Nvidia an einer Implementierung, welche sowohl in der Firmware des Mainboards und der Grafikkarte als auch im Treiber vorgenommen werden muss. Bis dahin testen wir Grafikkarten standardmäßig ohne diese Funktion, was eine optimale Vergleichbarkeit mit den Systemen in freier Wildbahn erlaubt - ergänzt mit Bonuswerten, welche die Zugewinne durch SAM aufzeigen. Letzteres geschieht in den folgenden Benchmarks bei der Radeon RX 6900 XT, welche einmal mit und einmal ohne SAM aufgeführt ist.

Raytracing-Index 2021

Wer sich bis hierhin fragte, was mit Raytracing ist: Keine Sorge, auch daran haben wir natürlich gedacht. Der Raytracing-Leistungsindex 2021 benötigt jedoch noch etwas Zeit, um aus unserer Sicht valide und repräsentativ zu sein. Mitte 2020 legten wir den ersten Raytracing-Index mit fünf RT(X)-Spielen fest, doch dieser ist nicht mehr zeitgemäß. Die neue Aufstellung soll das ganze Jahr 2021 über gültig sein, benötigt dafür aber noch ein paar Zutaten in Gestalt neuer Spiele. Nachdem die Unreal-Engine-4-Titel Godfall und The Medium erschienen sind, fehlen nur noch Dirt 5 und Cyberpunk 2077. Sobald die entsprechenden Patches erschienen sind, um Raytracing zwischen AMD Radeon und Nvidia Geforce zu vergleichen, legen wir einen aus zehn RT-Spielen bestehenden Parcours fest.

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  1. Seite 1 GPU-Benchmarks 2021: Messmethodik erläutert
  2. Seite 2 GPU-Benchmarks 2021: Alle Ergebnisse & Fazit
    • Kommentare (89)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von Case39 Freizeitschrauber(in)
        Seit wann kann den "Hardware Accelerated GPU-Scheduling". empfohlen werden? Ist es denn mittlerweile ausgereift?
      • Von Case39 Freizeitschrauber(in)
        Seit wann kann den "Hardware Accelerated GPU-Scheduling". empfohlen werden? Ist es denn mittlerweile ausgereift?
      • Von Cleriker Kokü-Junkie (m/w)
        Deady,
        das ist halt auch stark abhängig von den eigenen Prioritäten. Kannst du dich an die Zeit erinnern wo in jedem Spiel noch AF und AA eingestellt wurden? Also 2x, 4x, 8x und 16x?
        Ich war einer der selbst bei CoD lieber AF und AA voll aufgedreht haben, im Treiber noch Edge detect dazu, selbst wenn sich die Bildrate dann kaum noch bei 60fps halten ließ, als dass ich freiwillig schlechtere Qualität in Kauf genommen habe. Auch heute noch bei Apex Legends, schalte ich alles an was geht und fummle im Treiber um maximale Bildqualität zu haben, statt möglichst hohe fps.

        Eventuell bist du da anders gestrickt. Ich hab lieber frametimespikes aus der Hölle, als Treppchen oder merkwürdige Übergänge.

        Kann doch sein, dass Gurdi ebenso tickt wie ich.
      • Von deady1000 Volt-Modder(in)
        Zitat von Gurdi
        Also ich hab genug NV Karten hier gehabt und mir das angeschaut, in den meisten Fällen war DLSS nicht zu gebrauchen.
        Hm ok.
      • Von Cleriker Kokü-Junkie (m/w)
        Also wer wirklich alle tricks testen will, der darf natürlich nicht aussortieren. Allerdings senkt SAM nicht die Grafiklast. So gesehen ist das in meinen Augen also nicht direkt vergleichbar. Ich verstehe aber was du meinst.

        In nächster Zeit wird resizable Bar ja recht sicher eh auch bei Nvidia in den benches aktiviert sein. Dann ist wieder Gleichstand und keiner kann schimpfen.
        DLSS / FFX SR möchte ich persönlich aber nicht in Benchmarks sehen, außer sie sind zusätzlich. Ich möchte absolut nichts, was die Qualität mindert sehen.
      • Von raPid-81
        Zitat von Cleriker
        Andere "Schlauberger" nennen, aber so eine einfache Forenregel wie Doppelposts zu unterlassen nicht verstehen...
        Ich hoffe jetzt einfach mal, dass das nur Sarkasmus war.

        Wenn du deinen post wirklich so meinst, dann hast du den Sinn und Zweck der Benchmarks hier nicht verstanden. Die sollen die Karten maximal auslasten um abzubilden was diese wirklich zu leisten imstande sind. Dein Vorschlag mit DLSS senkt aber die Last und würde das ganze Prozedere ad absurdum führen. Ich bin die ganze Zeit davon ausgegangen das war nur Spaß von dir.
        Ok, den Doppelpost muss ich mir anlasten lassen, ich wollte einfach keinen Post von mir 3 Stunden später editieren.

        Sinn und Zweck des Benchmarks kann es auch nicht sein bei AMD immer mit SAM zu testen was hier von einigen gefordert wurde und Auslöser für die Diskussion war. Es wurde u.a. gesagt "AMD hat SAM, NV nicht, Pech für NV", mein Gegenargument war dann eben auf NV Karten, sofern verfügbar, DLSS zu aktivieren. Beides bietet ein Performance Plus und ist aktuell "exklusiv" bei den jeweiligen Herstellern. Ich sehe da kein Problem, wenn man will dass alle Tricks aktiviert werden, dann sollte man nicht mit cherrypicking ankommen.
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