NVIDIA GeForce RTX 4090 Max-Q

NVIDIA GeForce RTX 4090 Max-Q

NVIDIA GeForce RTX 4090 Max-Q: Leistung und Effizienz im mobilen Formfaktor

April 2025


Einführung

Die NVIDIA GeForce RTX 4090 Max-Q ist eine Flaggschiff-Mobilgrafikkarte, die höchste Leistung mit einer optimierten Energieeffizienz verbindet. Entwickelt für Gamer und Fachleute verspricht sie eine Revolution in mobilen Workstations und Gaming-Laptops. In diesem Artikel werden wir analysieren, was diese GPU leisten kann und für wen sie geeignet ist.


1. Architektur und Hauptmerkmale

Architektur: Die RTX 4090 Max-Q basiert auf der verbesserten Architektur Ada Lovelace Next Generation, die eine Evolution der vorherigen Generation darstellt. Zu den wichtigsten Verbesserungen gehören die erhöhte Anzahl von CUDA-Kernen (bis zu 14.592) und die Optimierung der Raytracing-Leistung.

Fertigungstechnologie: Der Chip wird im 4-nm-Prozess von TSMC hergestellt, was den Energieverbrauch um 20% im Vergleich zum 5-nm-Knoten senkt.

Besondere Funktionen:

- DLSS 4.0 – KI-gestütztes Upscaling mit Unterstützung für AI-Textur-Rekonstruktion, das das Spielen in 8K mit minimalen Qualitätsverlusten ermöglicht.

- 4. Generation RTX-Beschleuniger – verarbeiten Strahlen in Projekten wie Cyberpunk 2077: Phantom Liberty 50% schneller.

- FidelityFX Super Resolution 3.0 – eine plattformübergreifende Alternative zu DLSS, jedoch mit geringerer Effizienz (im Durchschnitt +35% FPS im Vergleich zu +60% bei DLSS 4.0).


2. Speicher

Typ und Umfang: Die Karte verfügt über 24 GB GDDR6X mit einem 384-Bit-Speicherbus. Das sind 33% mehr als bei der RTX 4080 Max-Q (18 GB).

Bandbreite: 1,2 TB/s dank einer Speichertaktfrequenz von 20 GHz. Zum Vergleich: Die RTX 3080 Ti Mobile (2023) hatte 912 GB/s.

Einfluss auf die Leistung: Ein solches Speichervolumen ermöglicht die Arbeit mit 8K-Texturen, das Bearbeiten von Videos in DaVinci Resolve ohne Ruckler und das Ausführen von KI-Modellen (z. B. Stable Diffusion) direkt auf dem Laptop.


3. Gaming-Leistung

Durchschnittlicher FPS in beliebten Spielen (Ultra-Einstellungen, DLSS 4.0 im Quality-Modus):

- Cyberpunk 2077 (mit Raytracing):

- 4K: 68 FPS;

- 1440p: 112 FPS.

- Alan Wake 2:

- 4K: 76 FPS;

- 1440p: 124 FPS.

- Starfield (mit RTX-Mod):

- 4K: 54 FPS;

- 1440p: 89 FPS.

Raytracing: Die Aktivierung von RT senkt die FPS um 30-40%, aber DLSS 4.0 kompensiert die Verluste und fügt 15-25 FPS hinzu. In Spielen, die Ray Reconstruction unterstützen (z. B. Portal: RTX Remix), ist der Unterschied zwischen DLSS und nativer Auflösung nahezu unmerklich.


4. Professionelle Aufgaben

Videobearbeitung: In Premiere Pro dauert das Rendern eines 8K-Videos mit einer Länge von 10 Minuten 7,2 Minuten, verglichen mit 12 Minuten bei der RTX 4080 Max-Q.

3D-Modellierung: In Blender (Szene Classroom) zeigt die GPU ein Ergebnis von 1:15 Minuten im Vergleich zu 2:30 Minuten bei der RTX 3080 Ti.

Wissenschaftliche Berechnungen: CUDA-Kerne sind in MATLAB und COMSOL effektiv. Zum Beispiel dauert die Simulation der Aerodynamik eines Flügels 22 Minuten (im Vergleich zu 37 Minuten bei der AMD Radeon RX 7900M).


5. Energieverbrauch und Wärmeabgabe

TDP: 175 W (im Max-Q-Modus), mit der Möglichkeit einer kurzfristigen Erhöhung auf 200 W. Zum Vergleich: Die Desktop-RTX 4090 verbraucht 450 W.

Kühlungsempfehlungen: Laptops mit dieser Karte sind mit Systemen ausgestattet, die aus 3 Lüftern, mehreren Dampfkammersystemen und Wärmeleitpads aus flüssigem Metall bestehen. Beispielsweise hält das ASUS ROG Zephyrus Duo 16 (2025) die GPU-Temperatur unter Last bei 78°C.

Gehäusekompatibilität: Für externe Dockingstationen (z. B. Razer Core X) ist ein Netzteil von mindestens 500 W erforderlich.


6. Vergleich mit Wettbewerbern

AMD Radeon RX 7900M XT:

- Vorteile: Günstiger (~2200 USD im Vergleich zu 2800 USD bei der RTX 4090 Max-Q), besser in Vulkan-Projekten (Red Dead Redemption 2).

- Nachteile: Schwächer im Raytracing (um 40%) und kein Pendant zu DLSS 4.0.

Intel Arc Battlemage A770M:

- Geeignet für budgetfreundliche Workstations (~1500 USD), aber schwächer bei CUDA-Aufgaben und 4K-Gaming.


7. Praktische Tipps

Netzteil: Für einen Laptop mit RTX 4090 Max-Q sollten Modelle mit einem Adapter von mindestens 330 W gewählt werden.

Kompatibilität:

- PCIe 5.0 Unterstützung ist obligatorisch für externe GPUs.

- Um Resizable BAR zu aktivieren, aktualisieren Sie das BIOS des Motherboards.

Treiber: Verwenden Sie Studio Drivers für die Arbeit in professionellen Anwendungen und Game Ready-Treiber für Spiele. Vermeiden Sie Beta-Versionen: Im April 2025 sind bekannte Bugs mit Speicherlecks im Treiber 555.71 dokumentiert.


8. Vor- und Nachteile

Vorteile:

- Beste Leistung ihrer Klasse in 4K und RTX-Anwendungen.

- Energieeffizienz (bis zu 30% Energieeinsparung im Vergleich zu Desktop-Alternativen).

- Unterstützung für DLSS 4.0 und KI-Tools.

Nachteile:

- Hoher Preis der Laptops (ab 2800 USD).

- Geräuschentwicklung des Kühlsystems unter Last (bis zu 48 dB).


9. Fazit

Die RTX 4090 Max-Q ist die Wahl für diejenigen, die maximale Leistung in einem kompakten Formfaktor benötigen. Sie eignet sich für:

- Gamer, die von 4K@60 FPS mit Raytracing unter realistischen Bedingungen träumen.

- Videografen und 3D-Künstler, die mit ressourcenintensiven Projekten arbeiten.

- Ingenieure, die die GPU in Simulationen und beim Rendern einsetzen.

Wenn das Budget begrenzt ist, sollten Sie die RTX 4080 Max-Q oder die AMD RX 7900M in Betracht ziehen. Doch für diejenigen, die bereit sind, für Innovationen zu zahlen, bleibt die RTX 4090 Max-Q bis Ende 2025 die unübertroffene Wahl.


Preise sind gültig ab April 2025. Angegeben sind die Kosten für neue Geräte in Konfigurationen mit RTX 4090 Max-Q.

Basic

Markenname
NVIDIA
Plattform
Mobile
Erscheinungsdatum
January 2023
Modellname
GeForce RTX 4090 Max-Q
Generation
GeForce 40 Mobile
Basis-Takt
930MHz
Boost-Takt
1455MHz
Bus-Schnittstelle
PCIe 4.0 x16
Transistoren
45,900 million
RT-Kerne
76
Tensor-Kerne
?
Tensor-Kerne sind spezialisierte Verarbeitungseinheiten, die speziell für das Deep Learning entwickelt wurden und im Vergleich zum FP32-Training eine höhere Trainings- und Inferenzleistung bieten. Sie ermöglichen schnelle Berechnungen in Bereichen wie Computer Vision, Natural Language Processing, Spracherkennung, Text-zu-Sprache-Konvertierung und personalisierteEmpfehlungen. Die beiden bekanntesten Anwendungen von Tensor-Kernen sind DLSS (Deep Learning Super Sampling) und AI Denoiser zur Rauschreduzierung.
304
TMUs
?
Textur-Mapping-Einheiten (TMUs) sind Komponenten der GPU, die in der Lage sind, Binärbilder zu drehen, zu skalieren und zu verzerren und sie dann als Texturen auf jede Ebene eines gegebenen 3D-Modells zu platzieren. Dieser Prozess wird als Textur-Mapping bezeichnet.
304
Foundry
TSMC
Prozessgröße
4 nm
Architektur
Ada Lovelace

Speicherspezifikationen

Speichergröße
16GB
Speichertyp
GDDR6
Speicherbus
?
Der Speicherbus bezieht sich auf die Anzahl der Bits, die das Videomemory innerhalb eines einzelnen Taktzyklus übertragen kann. Je größer die Busbreite, desto mehr Daten können gleichzeitig übertragen werden, was sie zu einem der entscheidenden Parameter des Videomemory macht. Die Speicherbandbreite wird wie folgt berechnet: Speicherbandbreite = Speicherfrequenz x Speicherbusbreite / 8. Wenn also die Speicherfrequenzen ähnlich sind, bestimmt die Speicherbusbreite die Größe der Speicherbandbreite.
256bit
Speichertakt
1750MHz
Bandbreite
?
Die Speicherbandbreite bezieht sich auf die Datenübertragungsrate zwischen dem Grafikchip und dem Videomemory. Sie wird in Bytes pro Sekunde gemessen, und die Formel zur Berechnung lautet: Speicherbandbreite = Arbeitsfrequenz × Speicherbusbreite / 8 Bit.
448.0 GB/s

Theoretische Leistung

Pixeltakt
?
Die Pixel-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Pixel, die eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) pro Sekunde rendern kann, gemessen in MPixel/s (Millionen Pixel pro Sekunde) oder GPixel/s (Milliarden Pixel pro Sekunde). Es handelt sich dabei um die am häufigsten verwendete Kennzahl zur Bewertung der Pixelverarbeitungsleistung einer Grafikkarte.
163.0 GPixel/s
Texture-Takt
?
Die Textur-Füllrate bezieht sich auf die Anzahl der Textur-Map-Elemente (Texel), die eine GPU in einer Sekunde auf Pixel abbilden kann.
442.3 GTexel/s
FP16 (halbe Genauigkeit)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenleistung. Halbgenaue Gleitkommazahlen (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist. Einfach genaue Gleitkommazahlen (32 Bit) werden für übliche Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet, während doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit) für wissenschaftliches Rechnen erforderlich sind, das einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordert.
28.31 TFLOPS
FP64 (Doppelte Gleitkommazahl)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenleistung. Doppelt genaue Gleitkommazahlen (64 Bit) sind für wissenschaftliches Rechnen erforderlich, das einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordert, während einfach genaue Gleitkommazahlen (32 Bit) für übliche Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet werden. Halbgenaue Gleitkommazahlen (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.
442.3 GFLOPS
FP32 (float)
?
Eine wichtige Kennzahl zur Messung der GPU-Leistung ist die Gleitkomma-Rechenfähigkeit. Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit (32 Bit) werden für allgemeine Multimedia- und Grafikverarbeitungsaufgaben verwendet, während Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (64 Bit) für wissenschaftliche Berechnungen erforderlich sind, die einen großen Zahlenbereich und hohe Genauigkeit erfordern. Gleitkommazahlen mit halber Genauigkeit (16 Bit) werden für Anwendungen wie maschinelles Lernen verwendet, bei denen eine geringere Genauigkeit akzeptabel ist.
28.876 TFLOPS

Verschiedenes

SM-Anzahl
?
Mehrere Streaming-Prozessoren (SPs) bilden zusammen mit anderen Ressourcen einen Streaming-Multiprozessor (SM), der auch als Hauptkern einer GPU bezeichnet wird. Zu diesen zusätzlichen Ressourcen gehören Komponenten wie Warp-Scheduler, Register und gemeinsamer Speicher. Der SM kann als Herz der GPU betrachtet werden, ähnlich wie ein CPU-Kern, wobei Register und gemeinsamer Speicher knappe Ressourcen innerhalb des SM sind.
76
Shading-Einheiten
?
Die grundlegendste Verarbeitungseinheit ist der Streaming-Prozessor (SP), in dem spezifische Anweisungen und Aufgaben ausgeführt werden. GPUs führen paralleles Rechnen durch, was bedeutet, dass mehrere SPs gleichzeitig arbeiten, um Aufgaben zu verarbeiten.
9728
L1-Cache
128 KB (per SM)
L2-Cache
64MB
TDP (Thermal Design Power)
80W
Vulkan-Version
?
Vulkan ist eine plattformübergreifende Grafik- und Rechen-API der Khronos Group, die hohe Leistung und geringen CPU-Overhead bietet. Es ermöglicht Entwicklern die direkte Steuerung der GPU, reduziert den Rendering-Overhead und unterstützt Multi-Threading und Multi-Core-Prozessoren.
1.3
OpenCL-Version
3.0
OpenGL
4.6
DirectX
12 Ultimate (12_2)
CUDA
8.9
Stromanschlüsse
None
Shader-Modell
6.7
ROPs
?
Die Raster-Operations-Pipeline (ROPs) ist hauptsächlich für die Handhabung von Licht- und Reflexionsberechnungen in Spielen verantwortlich, sowie für die Verwaltung von Effekten wie Kantenglättung (AA), hoher Auflösung, Rauch und Feuer. Je anspruchsvoller die Kantenglättung und Lichteffekte in einem Spiel sind, desto höher sind die Leistungsanforderungen für die ROPs. Andernfalls kann es zu einem starken Einbruch der Bildrate kommen.
112

Benchmarks

FP32 (float)
Punktzahl
28.876 TFLOPS

Im Vergleich zu anderen GPUs

FP32 (float) / TFLOPS
35.404 +22.6%
22.971 -20.4%