Raytracing-Leistungsindex: Benchmarks und Fazit

Call of Duty Black Ops Cold War

• Engine: Aktuelle Iteration der IW-Engine
• Besonderheiten: RT-Schatten mit hohen Leistungskosten
• Detaileinstellungen: Maximal; Speichernutzungsziel bei 80 %
• Benchmarkszene: Ansatzweise Worstcase-Szenario
• DLSS-Werte können im Benchmark auf Wunsch eingeblendet werden

Call of Duty 17, wie Cold War nach klassischer Zählweise heißt, ist der zweite Serienableger mit Raytracing-Schatten und erschien Ende 2020. Bereits das Modern-Warfare-Remake von 2019 konnte die dunklen Gesellen mittels Strahlverfolgung darstellen, allerdings nur selektiv. Cold War geht nun in die Vollen und zeigt dabei mehrere Besonderheiten. Einerseits fallen die Leistungskosten für reine Schatten sehr hoch aus, auch für die CPU. Andererseits ist auch der Speicherbedarf ausufernd, sodass 8-GiByte-Karten Probleme bekommen. Geforce-GPUs arbeiten hier weit überdurchschnittlich schnell, wobei unsere Benchmarkszene weit unterdurchschnittliche Bildraten zeichnet.

Cyberpunk 2077

• Engine: Red-Engine 4 von CD Projekt
• Besonderheiten: Sehr hübsch, extrem anspruchsvoll für GPUs
• Detaileinstellungen: Preset "Raytracing: Ultra", Texturen "Hoch"
• Benchmarkszene: Überdurchschnittlich grafiklastig
• DLSS-Werte können im Benchmark auf Wunsch eingeblendet werden

Zwar ist vom beispiellosen Hype rund um Cyberpunk 2077 nach dem Release wenig übrig, das Spiel hat sich jedoch millionenfach verkauft und wird mithilfe von Patches flottgemacht. Grafisch macht CD Projekt spätestens mit Raytracing niemand etwas vor, die akkurate Beleuchtung trägt außerdem zur Atmosphäre bei. Aufgrund des immensen Rechenaufwands testen wir nicht mit höchsten Details, sondern mit dem Preset "Raytracing: Ultra", bei der nicht alle Einstellungen auf der Maximalstufe stehen. Sieht man von den GA102-basierten Grafikkarten ab, kämpfen alle GPUs damit, spielbare Bildraten zu rendern.

Dirt 5

• Engine: In-house-Engine von Codemasters
• Besonderheiten: Raytracing-Schatten so günstig wie unauffällig
• Detaileinstellungen: Maximal, ohne Upscaling
• Benchmarkszene: Schatten-Worstcase bei Tageslicht

Dirt 5 wurde, wie unzählige Codemasters-Rennspiele der vergangenen Jahre, technisch von AMD betreut und beinhaltet einige Code-Bausteine aus dem FidelityFX-Toolset, auch für die erstmals implementierte Strahlverfolgung - Unterstützung für FideityFX Super Resolution (FSR) fand jedoch noch keinen Weg in Dirt 5. Die Offroad-Raserei bietet Raytracing-Schatten für Fahrzeuge und Teile der Umgebung, welche das Bild subtil aufwerten und dafür günstig zu haben sind. Unsere Testsequenz bildet die anspruchsvollste Kombination aus Tageszeit und Route ab, in den meisten Fällen läuft Dirt 5 noch besser. Radeon-GPUs können sich erwartungsgemäß gut in Szene setzen, doch auch Geforces laufen sehr flüssig.

Godfall

• Engine: Unreal Engine 4 inklusive AMD-Code
• Besonderheiten: Performante RT-Schatten, großer VRAM-Bedarf
• Detaileinstellungen: Maximal
• Benchmarkszene: Typisch, aber betont grafiklastig

Sie haben noch nichts von Godfall gehört? Dann ergeht es Ihnen wohl wie vielen Spielern, denn obwohl der Titel zu AMDs Marketing-Material im Rahmen der Radeon-RX-6000-Vorstellung gehörte, fristet er ein Nischendasein. An der Grafik liegt es nicht, Godfall ist aufgrund der knalligen Farben, feinen Texturen, abwechslungsreichen Locations und vielen Effekte absolut sehenswert. Die optionalen Raytracing-Schatten des Unreal-Engine-4-Titels sind günstig zu haben, verstärken jedoch den großen Speicherhunger des technisch von AMD unterstützten Spiels. Grafikkarten mit 8 GiByte leiden daher bereits in WQHD unter Slowdowns, 10 GiByte limitieren erst in Ultra HD. Mehr dazu im Artikel Geforce RTX 30 am Limit: Vergleich zwischen 10, 12 und 24 GiByte Grafikspeicher. Wer möchte, kann in Godfall außerdem seit Ende Juni von AMDs Upscaling-Verfahren FidelityFX Super Resolution (FSR) Gebrauch machen.

The Medium

• Engine: Unreal Engine 4
• Besonderheiten: Außerordentlich anspruchsvoll
• Detaileinstellungen: Maximal (mit "TXAA")
• Benchmarkszene: Innenbereich mit allen RT-Aufwertungen
• DLSS-Werte können im Benchmark auf Wunsch eingeblendet werden

Das Anfang 2021 erschienene Mystery-Horrorspiel The Medium ist der zweite Titel auf Basis der Unreal Engine 4 im Leistungsindex - der hohe Prozentsatz von UE4-Spielen mit Raytracing am Markt macht das aus unserer Sicht sinnvoll. Im Gegensatz zu Godfall legt The Medium andere Schwerpunkte, hier dreht sich alles um Beleuchtung und Reflexionen, außerdem ist Nvidia anstelle von AMD (engine-inhärent) an Bord. Daraus ergibt sich eine völlig andere Performance-Charakteristik. The Medium zählt zu den anspruchsvollsten Titel im RT-Reigen, woran die doppelt dargestellte Welt nicht unschuldig sein dürfte.

Metro Exodus Enhanced Edition

• Engine: 4A Games' hauseigene Engine
• Besonderheiten: Beleuchtung vollständig ray-traced
• Detaileinstellungen: RT "Normal", Shading "Ultra"
• Benchmarkszene: Halboffen (Bounced-Light-Worstcase)
• DLSS-Werte können im Benchmark auf Wunsch eingeblendet werden

Die am 6. Mai erschienene Enhanced Edition von Metro Exodus schneidet alte Zöpfe ab und ersetzt das klassische Konglomerat aus Fake-Lichtern und Shadow-Maps durch reine Raytracing-Beleuchtung und -Schattierung. Das Ergebnis benötigt zwingend eine RT-fähige Grafikkarte und sieht einfach fantastisch aus. Unsere halb offene Testsequenz im Wolga-Abschnitt des Spiels schöpft aus dem Vollen, was die Beleuchtung angeht, und stellt aufgrund der vielen abprallenden Lichtstrahlen einen Worst Case dar. Wir testen bewusst RT "Normal", da die höheren Stufen viele Fps für wenig Qualitätsgewinn opfern. Kommt stattdessen RT "Ultra" zum Einsatz, brechen alle GPUs massiv sein, prozentual kommen RTX-Chips und vor allem RTX 30 am besten mit der Strahlenbelastung klar.

Minecraft RTX

• Engine: "Renderdragon" mit Shader-Modell 6.5
• Besonderheiten: Vollwertiges, bildhübsches Path-Tracing
• Details: 16 RT-Chunks (Sichtweite), Vsync via Config abgeschaltet
• Benchmarkszene: Anspruchsvolle Dschungel-Karte
• DLSS-Werte können im Benchmark auf Wunsch eingeblendet werden

Quelle: PC Games Hardware Minecraft RTX – Temples
Vor gut einem Jahr legte Microsoft in Zusammenarbeit mit Nvidia den Next-Generation-Schalter um: Minecraft Windows 10 Edition wurde zu Minecraft RTX - mit vollwertigem Path-Tracing anstelle der flachen Standardbeleuchtung des Klötzenklassikers. Kreative aus aller Welt feiern die Möglichkeiten, auf natürliche Art und Weise dynamisch mit dem Licht herumzuspielen. Zwar ist das RT(X)-Update kostenlos, die Leistungskosten fallen jedoch hoch aus. Nvidia-Grafikkarten stecken die vielen Licht-Reflexionen gut weg, erleiden jedoch so manchen Slowdown aufgrund ihres knappen Speichers - ab 10 GiByte verlieren anspruchsvolle Levels wie der Dschungel in "Of Temples And Totems" etwas von ihrem Schrecken. Mehr dazu im Artikel Geforce RTX 30 am Limit: Vergleich zwischen 10, 12 und 24 GiByte Grafikspeicher.

Resident Evil Village

• Engine: RE-Engine aus dem Hause Capcom
• Besonderheiten: Performante RT-Beleuchtung und -Reflexionen
• Detaileinstellungen: Maximal
• Benchmarkszene: Strahlenlastig & ikonisch (Dimitrescu Castle)

Am 7. Mai erschien mit Resident Evil 8 das (knapp) neueste Raytracing-Spiel im RT-Leistungsindex. Resident Evil Village verwendet die Engine des Vorgängers, welche auch das Resi-3-Remake von 2020 antreibt, und implementiert erstmals Strahlverfolgung. Dazu verwenden die Japaner einige Code-Zeilen aus dem RDNA-2-optimierten Fidelity-FX-Paket, mit dem üblichen Ausgang: Auch dieses AMD-betreute Spiel läuft grundsätzlich sehr gut, allerdings mit eher subtilen und niedrig aufgelösten Raytracing-Effekten. Das macht aber nichts, denn Grafik und Atmosphäre sind absolut stark. Unterstützung für FideityFX Super Resolution (FSR) wurde just von AMD angekündigt.

Watch Dogs Legion

• Engine: Disrupt-Engine aus dem Hause Ubisoft
• Besonderheiten: Futuristisches London mit hoher Detaildichte
• Detaileinstellungen: Maximal, außer "Extradetails" (0 %)
• Benchmarkszene: Fahrt Richtung Westminster Abbey & Big Ben
• DLSS-Werte können im Benchmark auf Wunsch eingeblendet werden

Watch Dogs Legion verpasste nur knapp die Aufnahme in den GPU-Leistungsindex - beim Raytracing darf Ubisofts virtuelle Nachbildung der britischen Hauptstadt jedoch nicht fehlen. Watch Dogs 3 punktet mit einer glaubhaften Simulation und beeindruckender Detailfülle, aufgewertet durch Raytracing-Reflexionen. Zwar sind die damit verbundenen Kompromisse hier und da sichtbar, etwa bei der Sichtweite innerhalb der Spiegelungen, insgesamt jedoch sehenswert. Auch die Performance stimmt im Angesicht der Pracht. Auffällig sind die schwachen Frametimes der Turing-GPUs.

WoW Shadowlands

• Engine: Eigenbau von Entwickler Blizzard
• Besonderheiten: Seit Version 9.0 mit Raytracing-Schatten
• Detaileinstellungen: Maximal, mit 4× MSAA + A2C + CMAA
• Benchmarkszene: Detailliertes Shadowlands-Startgebiet

Wussten Sie, dass World of Warcraft schon immer ein Technikvorreiter war? Egal ob Multi-Threading, 64-Bit-Adressraum, DX11, Ambient Occlusion oder DX12, das Ex-DX9-Spiel hat mit den Jahren zahlreiche Technik-Upgrades erfahren. Seit der Ende 2020 erschienenen Spielversion 9.0 bietet Azeroth nun auch Raytracing-Schatten inklusive FidelityFX-Code. Diese werten die Comic-Grafik ordentlich auf und sind relativ günstig zu haben. Interessant dabei: Nvidia-Grafikkarten brechen nach Aktivierung der RT-Schatten stärker ein als AMD-Chips, verlieren bei steigender Auflösung jedoch weniger Leistung.

Leistungsindex und Auswertung

Es ist landläufig bekannt, dass Nvidia beim Raytracing einen zeitlichen Vorteil hat. AMDs beim Rasterizing bärenstarke RDNA-2-Generation (Radeon RX 6000) entspricht beim Raytracing Nvidias Turing-Flotte (Geforce RTX 20) - beide Architekturen zeigen die erste Raytracing-Implementierung ins Silizium. Die Herangehensweise unterscheidet sich jedoch. Der wohl wichtigste Unterschied: Während Nvidias RT-Cores auch die BVH-Struktur erstellen und beschleunigen, wird diese anspruchsvolle Aufgabe bei RDNA 2 von den ALUs erledigt. Die Tatsache, dass Nvidia mit Ampere (Geforce RTX 30) eine Generation weiter ist, wird bei hoher Strahlenlast besonders deutlich.

Das Ergebnis aller Tests verwundert vor diesem Hintergrund nicht: Wer auf Raytracing Wert legt, fährt mit einer Geforce-Grafikkarte am besten. Doch Ausnahmen bestätigen die Regel. Alle Benchmarks zu erläutern, würde den Rahmen sprengen, daher empfehlen wir Ihnen, die sehr unterschiedlichen Ergebnisse in den zehn Spiele-Benchmarks einzeln zu betrachten. Dabei zeichnet sich ein relativ klares Bild ab: Sobald AMD dem Entwickler technisch zur Seite steht, erreichen RX-6000-Grafikkarten eine konkurrenzfähige Performance. Diese geht jedoch stets einher mit dem sparsamen Einsatz von Strahlen. Egal ob Dirt 5, Godfall oder World of Warcraft, die dargestellten Schatten zählen zu den einfachsten Raytracing-Effekten und werden somit niemanden vom RT-Verweigerer zum RT-Fetischisten bekehren. Resident Evil Village geht trotz der AMD-Kooperation deutlich weiter, hier wird auch die Beleuchtung mithilfe von Raytracing aufgewertet. Doch auch dieses Spiel fällt mit Strahlensparsamkeit auf, Reflexionen offenbaren eine geringe interne Auflösung (vermutlich 1/4) - ohne dass dem Nutzer die Wahl gelassen wird.

Verrechnet man alle Benchmarks, kommt es zu Paarungen, die vom Raster-Index abweichen, AMD rutscht um circa eine Modell- bzw. Leistungsstufe ab. So kann die Radeon RX 6900 XT, beim Rasterizing meist so schnell wie eine Geforce RTX 3080 Ti, hier nur eine RTX 3070 oder RTX 2080 Ti schlagen. Die Radeon RX 6700 XT als bisher kleinste RDNA-2-Grafikkarte kommt knapp an der Geforce RTX 3060 vorbei - beim regulären Index rangiert sie hingegen um gut 30 Prozent davor. Die Unterscheidung zwischen Raster- und Raytracing-Leistung hat somit deutliche Auswirkungen bei Aufrüst-Ambitionen.

(Die Einzel-Indizes der vier Test-Auflösungen, welche Detail-Abweichungen offenbaren, finden Sie in jeder aktuellen PCGH Print.)

Geforce-Booster DLSS

Pixel bedeuten Strahlen, daher sind Lösungen gefragt, um die Last (weiter) zu reduzieren. Nvidia hatte dafür bereits Ende 2018 eine proprietäre Lösung: Deep Learning Super-Sampling, kurz DLSS. Version 1.x funktionierte mehr schlecht als recht, Sie können die DLSS-Werte in den obigen Benchmarks manuell einblenden.das seit gut einem Jahr verfügbare DLSS 2.x erreicht jedoch ein bemerkenswertes Verhältnis aus Qualität und Entlastung - zumindest der Q-Modus (Quality). Da Letzterer laut PCGH-Einschätzung der einzige DLSS-Modus ist, welcher in allen Auflösungen ab Full HD ordentliche Ergebnisse erzielt, bieten wir Ihnen im Rahmen des Raytracing-Leistungsindex Bonus-Messwerte mit diesem Upsampling. Sechs der zehn Test-Spiele sind DLSS-fähig - allerdings nur auf Geforce-RTX-Grafikkarten, alle GTX-Modelle und Radeon-GPUs bleiben außen vor. Sie können die DLSS-Werte in den obigen Benchmarks manuell einblenden.

DLSS wirkt auf "kleinen" Grafikkarten wie der RTX 2070 Super oder RTX 3060 wahre Wunder, die Nutzbarkeit von Raytracing erhöht sich massiv. Das geht so weit, dass eine RTX 3090 in Full HD mit DLSS mitunter ins Prozessorlimit rennt, wie die folgende Tabelle offenbart.
Quelle: PC Games Hardware Raytracing-Leistungsindex 2021: Leistungsgewinne durch DLSS
Seit Ende Juni ist AMDs Antwort auf DLSS in den ersten Spielen verfügbar. FidelityFX Super Resolution, kurz FSR, ist konzeptionell das genaue Gegenteil von DLSS: Es ist open-source, funktioniert prinzipiell mit jeder Grafikkarte, APU, Notebook-GPU sowie auf den neuen Konsolen und lässt sich vergleichsweise einfach in Spiele implementieren - auch in solche, die längst erschienen sind. FSR funktioniert sowohl mit den Lower-Level-APIs DirectX 12 und Vulkan, als auch mit dem weitverbreiteten DirectX 11. AMD bleibt somit seiner Linie treu, offene Standards zu erschaffen und voranzutreiben. Die Plattform dafür findet sich auf www.gpuopen.com, auf der Entwickler alle Informationen und Code-Bausteine vorfinden. FSR ist das neueste Mitglied im FidelityFX-Toolset, dessen wohl bekannteste Zutat Contrast Adaptive Sharpening (CAS) ist, und wird ab Mitte Juli dort öffentlich zur Verfügung stehen.

Wie DLSS zu Beginn hat auch FSR ein Problem: Es ist nur in wenigen Spielen verfügbar. Während Nvidia mit nunmehr 55+ DLSS-Spielen wirbt, bringt es AMD derzeit auf nicht einmal zehn. Nur zwei davon unterstützen außerdem Raytracing, Godfall und The Riftbreaker. Zwar gehen wir davon aus, dass die Adaption von FSR in den kommenden Monaten anziehen wird, bis dahin stellt DLSS jedoch einen klaren Vorteil für Geforce-Nutzer dar - gerade beim Raytracing, wo jedes Leistungsplus gern gesehen ist.

Fazit und Ausblick

Was lernen wir aus den jüngsten Beobachtungen? Es gibt gute Gründe dafür, dass Raytracing wohldosiert angewendet wird. Die GPU-Schmieden sind sich ihrer Stärken bewusst, sodass Nvidia in der Regel Spiele sponsert, die in Sachen Raytracing klotzen, etwa Cyberpunk 2077 und Metro Exodus Enhanced Edition. AMD lässt es langsamer angehen, Dirt 5 und Godfall nutzen Raytracing beispielsweise nur für Schatten. Doch wie man es dreht und wendet, die Marschrichtung hin zu Raytracing ist klar, nur die Geschwindigkeit und Intensität schwankt. Den Status quo haben wir soeben abgebildet. Mit der langsam anlaufenden Unreal Engine 5 und anderen Next-Gen-Spielmotoren stehen weitere Änderungen und Optimierungen ins Haus, welche möglicherweise eine Verschiebung der Verhältnisse und weitere Innovationen bringen.

Es bleibt in jedem Fall spannend, denn in Sachen Raytracing stehen wir trotz klarer Fortschritte erst am Anfang. PCGH bleibt selbstverständlich am Ball und hofft, dass Ihnen dieser Einblick gefallen hat. Wer unsere Raytracing-Benchmarks nachstellen möchte, ist - wie immer - herzlich dazu eingeladen. Die Videos in diesem Artikel zeigen die Szenen und Einstellungen; das Savegame-Paket liefern wir schnellstmöglich nach.

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Raytracing-Leistungsindex 2021: 12 Grafikkarten in 10 Spielen und 4 Auflösungen getestet - plus DLSS Auf der zweiten Seite des Artikels präsentieren wir Ihnen die zahlreichen Benchmarks, werten diese aus und ziehen ein Fazit.

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