mini|Logo der Nvidia-GeForce-20-Serie mini|Eine Nvidia GeForce RTX 2080 von MSI Die GeForce-20-Serie ist eine Serie von Grafikchips des Unternehmens Nvidia und Nachfolger der GeForce-10-Serie. Die Produkte der Serie deckten ausschließlich den gehobenen Midrange- und High-End- bzw. Enthusiastenmarkt ab; der Einsteiger- und untere Midrange- bzw. Mainstream-Markt dieser Grafikkartengeneration wurde von einer separaten Modellreihe, der GeForce-16-Serie, bedient.

Im Vorfeld der Gamescom stellte Nvidia die GeForce-20-Serie am 20. August 2018 vor. Die unter dem Codenamen Turing (nach dem britischen Mathematiker Alan Turing) laufende Serie legte erstmals im Endverbraucherbereich den Schwerpunkt auf Hardware-beschleunigtes Echtzeit-Raytracing. Um diesen Aspekt zu unterstreichen, änderte Nvidia das bisher in Verkaufsnamen meist verwendete Präfix GTX in RTX um. Eine weitere Neuerung bestand in der Verwendung von GDDR6-Speicher. Verkaufsstart war der 20. September 2018.

Die GeForce-20-Serie wurde im September 2020 von der GeForce-30-Serie abgelöst.

Turing-Architektur Die Turing-Architektur ist die direkte Weiterentwicklung der Volta-Architektur, welche aber nie bei den Grafikkarten der GeForce-Serie zum Einsatz kam. Die Volta-Architektur kam nur bei der Titan-Serie, sowie bei den professionellen Serien, Quadro und Tesla, zum Einsatz. Bei den GeForce-Grafikkarten löst die Turing-Architektur die Pascal-Architektur der GeForce-10-Serie ab.

Die Grafikprozessoren, welche auf der Turing-Architektur basieren, setzen sich aus sogenannten Graphics-Processing-Cluster (GPC) zusammen, welche teilweise auch als Raster-Engines bezeichnet werden. Jeder Graphics-Processing-Cluster enthält je 4 oder 6 Texture-Processing-Cluster (TPC), die teilweise nicht komplett aktiviert sind. Ein Texture-Processing-Cluster besteht dabei aus zwei Shader-Clustern, welche von Nvidia als Streaming-Multiprozessoren (SM) bezeichnet werden. Diese Streaming-Multiprozessoren, der Funktionsblock, der die wichtigsten Einheiten umfasst, weisen gegenüber der Pascal-Architektur erhebliche Veränderungen auf und sind teilweise neu geordnet worden. Dabei sind jedem Streaming-Multiprozessor zugeordnet: 64 FP32-Einheiten für 32-bit-Gleitkomma-Zahlen und 2 FP64-Einheiten für 64-bit-Gleitkomma-Zahlen 64 INT32-Einheiten für 32-bit-Ganzzahlen, die parallel zu den Gleitkommaeinheiten arbeiten können 4 Textureinheiten, bestehend aus je einer Texture Mapping Unit und einer Texture Address Unit 16 Load/Store-Einheiten 16 Special-Function-Units 8 Tensoreinheiten 1 Raytracing-Einheit

Bei Pascal bestand ein Streaming-Multiprozessor noch aus 128 FP32-Einheit welche entweder 32-bit-Gleitkomma-Zahlen (Floating Point) oder 32-bit-Ganzzahlen (Integer) ausgeben können. Bei Turing wurde dieses System aufgegeben und stattdessen die FP32-Einheit auf 64 reduziert, sowie neu 64 INT32-Einheiten hinzugefügt. Dadurch können beide Operationen parallel ausgeführt werden. Alternativ können die FP32-Einheiten auch 16-bit-Gleitkomma-Zahlen (halbe Genauigkeit) im Verhältnis 2:1 berechnen (Pascal 1:1).

Von der Volta-Architektur übernommen wurden die Tensor-Kerne für KI-Berechnungen. Dabei handelt es sich laut Nvidia um FP16-Einheiten für Matrizen-Berechnungen. Sie können aber auch FP32-, INT4- und INT8-Befehle ausführen, was aber nur bei professionellen Anwendungen von Bedeutung ist. Bei 3D-Anwendungen sind laut Nvidia nur die FP16-Berechnungen der Tensorkerne von Bedeutung.

Die von Nvidias Marketing am stärksten hervorgehobene Neuerung der Turing-Architektur ist die hardwareseitige Raytracing-Unterstützung. Dazu verfügt jeder Streaming-Multiprozessor über eine Raytracing-Einheit, teilweise auch als RT Core bezeichnet. Da Nvidia keine Angaben macht, wie diese funktionieren, lässt sich derzeit auch nicht rekonstruieren, was eine RT-Einheit genau tut. Nvidia gibt lediglich die Anzahl an RT-Einheiten pro Modell, sowie eine Füllrate von Gigarays pro Sekunde an.

Datenübersicht Grafikprozessoren

Grafik-chipFertigungEinheitenL2-CacheAPI-SupportVideo-pro-zessorBus-Schnitt-stellePro-zessTransis-torenDie-FlächeROPsUnified-ShaderTextur-einheitenTensor-kerneRT-KerneDirectXOpenGLOpenCLCUDAVulkan GPC SM ALUsTU102TSMC12 nm 18,6 Mrd. 754 mm² 966 72 4608 288 576 72 6 MiB12.24.63.07.51.3VP10PCIe 3.0 ×16TU104 13,6 Mrd. 545 mm²64 48 3072 192 384 484 MiBTU10610,8 Mrd.445 mm²336230414428836TU106B

Desktop-Modelldaten

Marke | ModellOffiziellerLaunchMit dem angegebenen Zeitpunkt ist der Termin der öffentlichen Vorstellung angegeben, nicht der Termin der Verfügbarkeit der Modelle.Grafikprozessor (GPU)GrafikspeicherLeistungsdatenDie angegebenen Leistungswerte für die Rechenleistung über die Streamprozessoren, die Pixel- und Texelfüllrate, sowie die Speicherbandbreite sind theoretische Maximalwerte (bei Boosttakt), die nicht direkt mit den Leistungswerten anderer Architekturen vergleichbar sind. Die Gesamtleistung einer Grafikkarte hängt unter anderem davon ab, wie gut die vorhandenen Ressourcen ausgenutzt bzw. ausgelastet werden können. Außerdem gibt es noch andere, hier nicht aufgeführte Faktoren, die die Leistungsfähigkeit beeinflussen.LeistungsaufnahmeTypAktive EinheitenChiptaktBei den angegebenen Taktraten handelt es sich um die von Nvidia empfohlenen bzw. festgelegten Referenzdaten, beim Speichertakt wird der effektive Takt angegeben. Allerdings kann der genaue Takt durch verschiedene Taktgeber um einige Megahertz abweichen, des Weiteren liegt die finale Festlegung der Taktraten in den Händen der jeweiligen Grafikkarten-Hersteller. Daher ist es durchaus möglich, dass es Grafikkarten-Modelle gibt oder geben wird, die abweichende Taktraten besitzen.Speicher-größeSpeicher-taktSpeicher-interfaceSpeicher-bandbreite(GByte/s)Rechenleistung(TFlops)FüllrateMGCPDer von Nvidia angegebene MGCP-Wert entspricht nicht zwingend der maximalen Leistungsaufnahme. Dieser Wert ist auch nicht unbedingt mit dem TDP-Wert des Konkurrenten AMD vergleichbar.MesswerteDie in der Tabelle aufgeführten Messwerte beziehen sich auf die reine Leistungsaufnahme von Grafikkarten, die dem Nvidia-Referenzdesign entsprechen. Um diese Werte zu messen, bedarf es einer speziellen Messvorrichtung; je nach eingesetzter Messtechnik und gegebenen Messbedingungen, inklusive des genutzten Programms, mit dem die 3D-Last erzeugt wird, können die Werte zwischen unterschiedlichen Apparaturen schwanken. Daher sind hier Messwertbereiche angegeben, die jeweils die niedrigsten, typischen und höchsten gemessenen Werte aus verschiedenen Quellen darstellen.ROPsSMALUsTextur-einheitenTensor-kerneRT-KerneBasis(MHz)Boost(MHz)Pixel(GP/s)Texel(GT/s)Idle3D-Last 32 bit 64 bitGeForceRTX206010. Jan. 2020 TU1044830192012024030136516806 GiB GDDR61750 MHz192 Bit3366,450,2080,6201,6160 W k. A. k. A.7. Jan. 2019TU1069 W 160 W7. Dez. 20213421761362723414701650 12 GiB GDDR67,180,22 79,2224,4 184 W 185 W2060 Super9. Juli 2019648 GiB GDDR6256 Bit448 105,6175 W 8 W 176 W207017. Okt. 2018 36 2304 144 288 36 1410 1620 7,47 0,23 103,7 233,3 10 W 173 W2070 Super9. Juli 2019TU104 40 2560 160 320 40 1605 1770 9,06 0,28 113,3 283,2215 W 10 W215 W208020. Sep. 2018 46 2944 184 368 46 1515 1710 10,07 0,31 109,4 314,6 11 W2080 Super23. Juli 2019 48 3072 192 384 48 1650 1815 1937 MHz 496 11,15 0,35 116,2 348,5250 W 9 W 246 W2080 Ti20. Sep. 2018 TU102 88 68 4352 272 544 68 1350 1545 11 GiB GDDR6 1750 MHz 352 Bit 616 13,45 0,42 136,0 420,2 13 W 260 W

Notebook-Modelldaten

Marke | ModellOffiziellerLaunchGrafikprozessor (GPU)GrafikspeicherLeistungsdatenMGCPTypAktive EinheitenChiptaktSpeicher-größeSpeicher-taktSpeicher-interfaceSpeicher-bandbreite(GByte/s)Rechenleistung(TFlops)FüllrateROPsSMALUsTextur-einheitenTensor-kerneRT-KerneBasis(MHz)Boost(MHz)Pixel(GP/s)Texel(GT/s) 32 bit 64 bitGeForceRTX2060 Mobile29. Jan. 2019 TU1064830192012024030 960 12006 GiB GDDR6 1750 MHz192 Bit 336 4,61 0,14 57,6 144,0 115 W TU106B 1005 1560 1375 MHz 264 5,99 0,19 74,9 187,2175 W2060 Super Mobile9. Juli 2019TU10664 34 2176 136 272 34 1470 15308 GiB GDDR61750 MHz256 Bit448 6,660,21 97,9 208,12070 Mobile29. Jan. 201936230414428836 1215 1440 6,64 92,2 207,4115 W4. März 2020 TU106B 1260 1455 1375 MHz 352 6,71 93,1 209,52070 Super Mobile2. Apr. 2020TU104 40 2560 160 320 40 1140 13801750 MHz448 7,07 0,22 88,3 220,82080 Mobile29. Jan. 2019 46 2944 184 368 46 1380 1590 9,36 0,29 101,8 292,6150 W2080 Super Mobile2. Apr. 2020 48 3072 192 384 48 1365 1560 9,59 0,30 99,8 299,5

Marke | ModellOffiziellerLaunchGrafikprozessor (GPU)GrafikspeicherLeistungsdatenMGCPTypAktive EinheitenChiptaktSpeicher-größeSpeicher-taktSpeicher-interfaceSpeicher-bandbreite(GByte/s)Rechenleistung(TFlops)FüllrateROPsSMALUsTextur-einheitenTensor-kerneRT-KerneBasis(MHz)Boost(MHz)Pixel(GP/s)Texel(GT/s) 32 bit 64 bitGeForceRTX2060 Max-Q29. Jan. 2019 TU1064830192012024030 975 11856 GiB GDDR6 1375 MHz192 Bit 264 4,550,14 56,9 142,2 65 W TU106B 960 1200 1353 MHz 260 4,61 57,6 144,0 115 W2070 Max-Q29. Jan. 2019 TU1066436230414428836 885 11858 GiB GDDR6 1500 MHz256 Bit 384 5,46 0,17 75,8 170,6 90 W4. März 2020 TU106B 900 11251375 MHz352 5,18 0,16 72,0 162,0 115 W2070 Super Max-Q2. Apr. 2020TU104 40 2560 160 320 40 930 1155 5,91 0,18 73,9 184,880 W2080 Max-Q29. Jan. 2019 46 2944 184 368 46735 1095 1500 MHz 384 6,45 0,20 70,1 201,52080 Super Max-Q2. Apr. 2020 48 3072 192 384 48 975 1375 MHz 352 5,99 0,19 62,4 187,2

Anmerkungen

Siehe auch Liste der Nvidia-Grafikprozessoren

Weblinks

Offizielle Website

Einzelnachweise

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