Nvidia GeForce RTX 2080 und RTX 2080 Ti im Test – Gaming, Turing-Benchmarks und neue Erkenntnisse

Es ist so weit, endlich!

Nach all der vielen (aber sehr lesenswerten!) Theorie  in unserem Grundlagenartikel „Nvidia GeForce RTX 2080 Ti und RTX 2080 vorgestellt – was sich hinter Turing wirklich verbirgt“ von letzter Woche, geht es heute quasi endlich ans Eingemachte! Wir benchmarken die beiden neuen Nvidia GeForce RTX 2080 (Ti) FE nicht nur, sondern ich habe wie üblich auch den Schwerpunkt auf das gesetzt, was vor allem hier im Labor technisch möglich ist und in der Tiefe echten Mehrwert bietet.

Neben einer sehr intensiven Platinen-Analyse, bei der mich Nvidia einmal mehr mit einer sehr interessanten Lösung überrascht hat, gibt es auch die üblichen Messungen der Karten in der Hotbox, sowie die vielen Wärmebild-Messungen in und außerhalb der Hotbox mit verschiedenen Lastzuständen. Abgerundet wird diese eher technische Analyse natürlich von der präzisen Abhandlung der Leistungsaufnahme mit weiteren Aha!-Effekten, sowie den Messungen aus meiner Chamber einschließlich der gesamten Frequenzspektren für die Geräuschentwicklung (Lautstärke).

Dazu gibt es, einmal mehr, auch wieder die Daten aus meinem Interpreter, so dass wir in den umfangreichen Spielebenchmarks neben den FPS- und Perzentil-Balken auch tolle, auf eine einheitliche Zeitleiste hin extra- und interpolierte Vergleichskurven für die einzelnen Frametimes, FPS- sowie FPS zu Perzentil-Kurven betrachten können. Darüber hinaus, das bietet nur dieses Review, habe ich die Einzeldaten für Frametimes, Varianzen und den Unevenness-Index für jede einzelne getestete Karte und jeden Benchmark in umfangreichen Bildergalerien hinterlegt.

Doch bevor wir die Karten erst einmal gemeinsam „schlachten“ (natürlich nachdem sie gebenchmarkt und gemessen wurden!), gibt es zur Einstimmung erst noch einmal ein kurzes, aber interessantes Unboxing mit den üblichen Hi-Res-Bildern und den Rahmendaten der jeweiligen Spezifikationen beider Grafikkarten.

 

Die Nvidia GeForce RTX 2080 Founders Edition

Beginnen wir zunächst mit dem „kleineren“ Modell der heute vorgestellten Grafikkarten, der Nvidia RTX 2080 Founders Edition (FE). Sie basiert auf dem TU104, also dem im Vergleich mit dem TU102 kleineren Chip der neuen Generation. Doch selbst eine komplette TU104 GPU wäre im Vergleich zur TU102 immer noch auf  48 statt 64 RT-Kerne begrenzt. Aber da Nvidia den Laser-Cut ansetzt und für die GeForce RTX 2080 noch einen der TPCs des TU104 ausschaltet, geht ein weiteres Paar RT-Kerne verloren (zusammen mit 128 CUDA-Kernen, acht Textureinheiten, 16 Tensor-Kernen usw.). Lediglich die deutlich teurere Quadro RTX 6000 darf sich über den Vollausbau des TU104 freuen.

Am Ende besitzt die GeForce RTX 2080 also 46 SMs, die 2944 CUDA-Cores, 368 Tensor-Cores, 46 RT-Cores, 184 Textureinheiten, 64 ROPS und 4 MB L2-Cache enthalten. Acht Gigabyte 14 Gb/s GDDR6 auf einem 256-Bit-Bus bewegen bis zu 448 GB/s an Daten und ergeben damit mehr als 100 GB/s Speicherbandbreite, die ebenfalls weit über das hinausgeht, was die GeForce GTX 1080 als Vorgängerin leisten kann. Inwieweit man damit sogar das ehemalige Spitzenmodell GeForce GTX 1080 Ti einzuholen vermag, muss der heutige Test zeigen.

Die Karte misst von der Außenkante der Slotblende bis zum Ende der Kühlerabdeckung 26,8 cm in der Länge. Die Einbauhöhe beträgt von der Oberkante des Mainboard-Slots bis zur Oberkante des Gehäuses 10,6 cm, wobei man natürlich noch die Stecker und Kabel der externen Stromversorgung mit berücksichtigen muss, die zusätzlichen Platz benötigen. Mit 3,5 cm Einbautiefe ist es eine reine Dual-Slot-Karte, dazu kommen auf der Rückseite noch einmal 0,4 cm für die Backplate.

Mit einem Gewicht von 1267 Gramm ist die Karte zwar knapp 50 Gramm leichter als die große Schwester, allerdings trotzdem nichts für schwache Mainboards. Die beiden 8,5cm-Axiallüfter sitzen in einer Aussparung von 9 cm und besitzen 13 Rotorblätter, die vor allem auf statischen Druck ausgelegt sind. Die Oberschale der silberfarben Gehäuseabdeckung und die Backplate sind aus Aluminium. Das alles fasst sich wertig an und auch der beleuchtete GeForce-Schriftzug auf der Oberseite darf nicht fehlen. Dazu kommen je ein 8-Pin-  und ein 6-Pin-Stromversorgungsanschluss an der Oberseite

Die GeForce RTX 2080 FE verfügt über drei DisplayPort 1.4a, einen HDMI 2.0b Ausgang und eine VirtualLink Schnittstelle. Sie unterstützt bis zu vier Monitore gleichzeitig und ist HDCP 2.2 kompatibel. Die Karte ermöglicht auch die Display Stream Compression (DSC) über den DisplayPort, wodurch es möglich ist, ein 8K (7680 x 4320 Pixel) Display über einen einzelnen Stream mit 60 Hz zu betreiben. Es ist auch der Schlüssel zum Betrieb bei 4K (3840 x 2160 Pixel) mit 120 Hz Refresh und HDR.

 

Die Nvidia GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition

Kommen wir nun zum aktuellen Spitzenmodell und starten zunächst erneut mit einigen nackten Zahlen und Fakten um auch das zu umreißen, was in diesem riesigen Chip steckt. Das wiederum ist nämlich nicht wenig. Der TU102 auf der GeForce RTX 2080 Ti ist (natürlich) kein voll ausgebauter Prozessor. Ob Nvidia neben der Quadro RTX 8000 auch noch Raum für ein Modell der Titan-Klasse lassen wollte oder die Erträge voll funktionsfähiger GPUs ab einem bestimmten Bin nicht mehr zufriedenstellend waren – Lassen wir uns also in der Zukunft überraschen!

Bei der RTX 2080 Ti lässt man zwei der TPCs deaktiviert, was dann in einer Karte mit 4352 CUDA-Kernen, 544 Tensor-Kernen, 68 RT-Kernen, 544 Textureinheiten und 34 PolyMorph-Maschinen mündet. Darüber hinaus wird einer der 32-Bit-Speichercontroller des TU102 abgeschaltet, wodurch ein 352-Bit-Bus entsteht, der die Daten an 88 ROPs und 5,5 MB L2-Cache überträgt. Die theoretische Speicherbandbreite steigt jedoch im Vergleich zur Vorgängergeneration aufgrund der höheren Datenrate des GDDR6 stark an: Bei 14 Gb/s auf einer 352-Bit-Schnittstelle sind es 616 GB/s. Im Vergleich dazu lieferte der GDDR5X mit 11 Gb/s auf der GeForce GTX 1080 Ti nur 484 GB/s.

Auf der Founders Edition kann der Basistakt von 1350 MHz bis zu einer typischen GPU-Boost-Rate von 1635 MHz ansteigen solange die GeForce RTX 2080 Ti nur kühl genug läuft. Und da Nvidia die maximale Compute-Performance mit auf GPU-Boost basierenden Zahlen angibt, erreicht das Top-End-Modell bis zu 14,2 TFLOPS Single-Precision-Leistung. Die Referenzspezifikation sieht eine typische GPU-Boost-Frequenz von 1545 MHz und eine etwas geringere TDP vor. Während die Übertaktung der Founders Edition-Karte eine maximale Board-Leistung (TBP) von 260W vorsieht, sollten die Referenz-Karten bei rund 250W liegen.

Die Karte misst von der Außenkante der Slotblende bis zum Ende der Kühlerabdeckung 26,8 cm in der Länge. Die Einbauhöhe beträgt von der Oberkante des Mainboard-Slots bis zur Oberkante des Gehäuses 10,6 cm, wobei man natürlich noch die Stecker und Kabel der externen Stromversorgung mit berücksichtigen muss, die zusätzlichen Platz benötigen. Mit 3,5 cm Einbautiefe ist es eine reine Dual-Slot-Karte, dazu kommen auf der Rückseite noch einmal 0,4 cm für die Backplate.

Mit einem Gewicht von 1314 Gramm ist die Karte zudem recht schwer und damit nichts für schwache, dünne Mainboards. Die beiden 8,5cm-Axiallüfter sitzen in einer Aussparung von 9cm und besitzen 13 Rotorblätter, die vor allem auf statischen Druck ausgelegt sind. Die Oberschale der silberfarben Gehäuseabdeckung und die Backplate sind aus Aluminium. Das alles fasst sich wertig an und auch der beleuchtete GeForce-Schriftzug auf der Oberseite darf nicht fehlen. Dazu kommen zwei die 8-Pin Stromversorgungsanschlüsse an der Oberseite

Die GeForce RTX 2080 Ti FE verfügt ebenfalls über drei DisplayPort 1.4a, einen HDMI 2.0b Ausgang und eine VirtualLink Schnittstelle. Sie unterstützt bis zu vier Monitore gleichzeitig und ist HDCP 2.2 kompatibel. Die Karte ermöglicht auch die Display Stream Compression (DSC) über den DisplayPort, wodurch es möglich ist, ein 8K (7680 x 4320 Pixel) Display über einen einzelnen Stream mit 60 Hz zu betreiben. Es ist auch der Schlüssel zum Betrieb bei 4K (3840 x 2160 Pixel) mit 120 Hz Refresh und HDR.

 

Technische Daten der neuen Karten

Zum Abschluss dieser Einführung noch einmal die Karten der neuen und die der alten Generation im direkten tabellarischen Vergleich:

  GeForce RTX 2080 Ti FE
GeForce GTX 1080 Ti FE
GeForce RTX 2080 FE GeForce GTX 1080 FE
Architektur (GPU)
Turing (TU102) Pascal (GP102) Turing (TU104) Pascal (GP104)
CUDA-Cores
4352 3584 2944 2560
Peak FP32 Compute
14.2 TFLOPS 11.3 TFLOPS 10.6 TFLOPS 8.9 TFLOPS
Tensor-Cores
544 Keine 368 Keine
RT-Cores
68 Keine 48 Keine
Textureinheiten
272 224 184 160
Basis-Takt
1350 MHz 1480 MHz 1515 MHz 1607 MHz
Boost-Takt
1635 MHz 1582 MHz 1800 MHz 1733 MHz
Speicher
11GB GDDR6 11GB GDDR5X 8GB GDDR6 8GB GDDRX5
Speicherbus
352-bit 352-bit 256-bit 256-bit
Speicherbandbreite
616 GB/s 484 GB/s 448 GB/s 320 GB/s
ROPs
88 88 64 64
L2 Cache
5.5MB 2.75MB 4MB 2MB
TDP
260W 250W 225W 180W
Transistoren
18.6 Mrd. 12 Mrd. 13.6 Mrd. 7.2 Mrd.
Chipgröße
754 mm² 471 mm² 545 mm² 314 mm²
SLI-Support
Ja (x8 NVLink, x2) Ja (MIO) Ja (x8 NVLink) Ja (MIO)

 

Testsystem und Messmethoden

Das neue Testsystem und die -methodik haben wir im Grundlagenartikel „So testen wir Grafikkarten, Stand Februar 2017“ (Englisch: „How We Test Graphics Cards„) bereits sehr ausführlich beschrieben und verweisen deshalb der Einfachheit halber jetzt nur noch auf diese detaillierte Schilderung. Wer also alles noch einmal ganz genau nachlesen möchte, ist dazu gern eingeladen. Allerdings haben wir CPU und Kühlung erneut verbessert, um für diese schnelle Karte mögliche CPU-Flaschenhälse weitgehend auszuschließen.

Interessierten bietet die Zusammenfassung in Tabellenform schnell noch einen kurzen Überblick:

Testsysteme und Messräume
Hardware:
Deutschland:
Intel Core i7-6900K @4,5 GHz
MSI X99S XPower Gaming Titanium
G.Skill TridentZ DDR4 3600
1x 1 TByte Toshiba OCZ RD400 (M.2, System SSD)
2x 960 GByte Toshiba OCZ TR150 (Storage, Images)
Be Quiet Dark Power Pro 11, 850-Watt-NetzteilUSA:
Intel Core i7-7700K CPU at 4.2 GHz
MSI Z170 Gaming M7
G.Skill F4-3000C15Q-16GRR
Crucial MX200 SSD
1.4TB Intel DC P3700
Kühlung:
Alphacool Eisblock XPX
5x Be Quiet! Silent Wings 3 PWM (Closed Case Simulation)
Thermal Grizzly Kryonaut (für Kühlerwechsel)
Gehäuse:
Lian Li PC-T70 mit Erweiterungskit und Modifikationen
Modi: Open Benchtable, Closed Case
Monitor: Eizo EV3237-BK
Leistungsaufnahme:
berührungslose Gleichstrommessung am PCIe-Slot (Riser-Card)
berührungslose Gleichstrommessung an der externen PCIe-Stromversorgung
direkte Spannungsmessung an den jeweiligen Zuführungen und am Netzteil
2x Rohde & Schwarz HMO 3054, 500 MHz Mehrkanal-Oszillograph mit Speicherfunktion
4x Rohde & Schwarz HZO50, Stromzangenadapter (1 mA bis 30 A, 100 KHz, DC)
4x Rohde & Schwarz HZ355, Tastteiler (10:1, 500 MHz)
1x Rohde & Schwarz HMC 8012, Digitalmultimeter mit Speicherfunktion
Thermografie:
Optris PI640, Infrarotkamera
PI Connect Auswertungssoftware mit Profilen
Akustik:
NTI Audio M2211 (mit Kalibrierungsdatei)
Steinberg UR12 (mit Phantomspeisung für die Mikrofone)
Creative X7, Smaart v.7
eigener reflexionsarmer Messraum, 3,5 x 1,8 x 2,2 m (LxTxH)
Axialmessungen, lotrecht zur Mitte der Schallquelle(n), Messabstand 50 cm
Geräuschentwicklung in dBA (Slow) als RTA-Messung
Frequenzspektrum als Grafik
Betriebssystem Windows 10 Pro (1803, alle Updates)

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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