NVIDIA RTX 4000 Ada Generation

NVIDIA RTX 4000 Ada Generation

NVIDIA RTX 4000 Ada Generation: Kraft für Profis und Enthusiasten

April 2025


1. Architektur und Schlüsselmerkmale

Architektur Ada Lovelace: Evolution des Rechnens

Die RTX 4000 Ada Generation Grafikkarte basiert auf der Ada Lovelace Architektur, die eine logische Fortsetzung von Ampere darstellt. Der Fokus liegt hier auf der Verbesserung der Energieeffizienz und der Leistung bei Aufgaben mit parallelen Berechnungen. Der TSMC 4N Fertigungsprozess (optimisierte 5-nm-Technologie) ermöglicht es, 18,6 Milliarden Transistoren unterzubringen, was 35% mehr ist als beim Vorgänger RTX A4000.

Schlüsseltechnologien:

- RTX-Beschleunigung: Die dritte Generation von RT (Ray Tracing) Kernen ermöglicht bis zu 2,5-fache Geschwindigkeitssteigerung bei Ray Tracing im Vergleich zu Ampere.

- DLSS 4.0: Neuro Netzwerk Skalierung funktioniert jetzt auch bei extrem niedriger Ausgangsauflösung (zum Beispiel 540p → 4K) und erhält dabei die Details.

- FidelityFX Super Resolution 3.0: Unterstützung des offenen AMD-Standards zur plattformübergreifenden Optimierung.

- AV1 Encode/Decode: Hardware-Videokodierung mit einer Bitrate von bis zu 600 Mbit/s, entscheidend für Streamer und Cutter.


2. Speicher: Geschwindigkeit und Volumen

GDDR6X mit ECC: Zuverlässigkeit für Profis

Die RTX 4000 Ada ist mit 20 GB GDDR6X Speicher und einer 256-Bit-Speicheranbindung ausgestattet, die eine Bandbreite von 768 GB/s bietet (15% mehr als bei der RTX A6000). Die ECC-Technologie (Error Correction Code) minimiert Fehler bei Rendering und wissenschaftlichen Berechnungen.

Einfluss auf die Leistung:

- 4K-Texturen: 20 GB sind ausreichend für Arbeiten an Projekten in Unreal Engine 5 oder Blender, ohne Daten vom Speicher nachladen zu müssen.

- Bandbreite: Rendering komplexer Szenen in OctaneRender wird um 20% beschleunigt durch verringerte Latenzen.


3. Spieleleistung: Echte Zahlen

Spiele mit Ray Tracing:

- Cyberpunk 2077 (Overdrive-Modus): 4K + DLSS 4.0 → 68 FPS (ohne DLSS — 24 FPS).

- Alan Wake 2: 1440p + RT Ultra → 94 FPS.

Klassische Projekte:

- CS2 (4K, maximale Einstellungen): 240 FPS.

- Horizon Forbidden West (1440p): 120 FPS.

Unterstützung von Auflösungen:

- 1080p: Übermäßige Leistung für eSports — FPS stabil über 300.

- 4K: Optimal für AAA-Spiele mit DLSS/FSR.


4. Professionelle Aufgaben: Schnitt, Rendering, Wissenschaft

Videobearbeitung:

- In Adobe Premiere Pro wird das Rendering von 8K-Videos auf 12 Minuten verkürzt (gegenüber 18 bei der RTX 3090).

3D-Modellierung:

- In Autodesk Maya steigt die Geschwindigkeit der Partikelsimulation um 40% dank 72 RT-Kernen.

Wissenschaftliche Berechnungen:

- Unterstützung von CUDA 12.5 und OpenCL 3.0: KI-Forschung auf PyTorch erfolgt 1,8x schneller als auf A100.


5. Energieverbrauch und Kühlung

TDP und Empfehlungen:

- TDP: 185 W (10% effizienter als RTX A4500).

- Kühlung: Das Turbinenkühlsystem (Blower-Style) eignet sich für kompakte Workstations. Für Gaming-PCs sind Modelle mit 3-Ventilator-Kühler (z. B. von ASUS ProArt) besser geeignet.

- Gehäuse: Mindestens 2 PCIe-Slots, Belüftung mit frontaler und hinterer Luftzirkulation.


6. Vergleich mit Wettbewerbern

AMD Radeon Pro W7800 (32 GB):

- Vorteile: Mehr Speicher, niedrigere Preise ($1800 vs. $2200 für RTX 4000 Ada).

- Nachteile: Schwächer beim Ray Tracing (um 35%) und keine DLSS-Unterstützung.

NVIDIA RTX 5000 Ada (32 GB):

- Für die, die maximale Leistung benötigen, aber der Preis von $3200 ist nur für Studios gerechtfertigt.


7. Praktische Tipps

- Netzteil: Mindestens 600 W mit 80+ Gold-Zertifizierung. Für Systeme mit Ryzen 9 7950X3D — 750 W.

- Kompatibilität: PCIe 5.0 (rückwärtskompatibel mit 4.0), BIOS des Mainboards aktualisieren.

- Treiber: Studio Driver ist vorzuziehen für die Arbeit, Game Ready für Spiele.


8. Vor- und Nachteile

Vorteile:

- Ideales Gleichgewicht für Spiele und professionelle Aufgaben.

- Unterstützung für DLSS 4.0 und hardwarebasiertes AV1.

Nachteile:

- Hoher Preis ($2200).

- Turbinenkühlung ist unter Last laut.


9. Fazit

Die RTX 4000 Ada Generation ist die Wahl für alle, die Vielseitigkeit benötigen. Sie eignet sich für:

- Profis: Videobearbeiter, 3D-Designer, Wissenschaftler schätzen die Renderinggeschwindigkeit und Stabilität.

- Gamer: 4K-Gaming mit maximaler Qualität und flüssigem FPS.

- Enthusiasten: Möglichkeit zum Upgrade, ohne das Netzteil ersetzen zu müssen.

Wenn Ihr Budget begrenzt ist, sollten Sie die AMD Radeon Pro W7800 in Betracht ziehen. Aber für diejenigen, die die Innovationen von NVIDIA schätzen, ist die RTX 4000 Ada die beste Investition für die nächsten 3-4 Jahre.

Basic

Markenname
NVIDIA
Plattform
Desktop
Erscheinungsdatum
August 2023
Modellname
RTX 4000 Ada Generation
Generation
Quadro Ada
Basis-Takt
1500MHz
Boost-Takt
2175MHz
Bus-Schnittstelle
PCIe 4.0 x16
Transistoren
35,800 million
RT-Kerne
48
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.
192
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.
192
Foundry
TSMC
Prozessgröße
5 nm
Architektur
Ada Lovelace

Speicherspezifikationen

Speichergröße
20GB
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.
160bit
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.
280.0 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.
174.0 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.
417.6 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.
26.73 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.
417.6 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.
27.265 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.
48
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.
6144
L1-Cache
128 KB (per SM)
L2-Cache
48MB
TDP (Thermal Design Power)
130W
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
1x 16-pin
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.
80
Empfohlene PSU (Stromversorgung)
300W

Benchmarks

FP32 (float)
Punktzahl
27.265 TFLOPS
Blender
Punktzahl
5293
OpenCL
Punktzahl
149948

Im Vergleich zu anderen GPUs

FP32 (float) / TFLOPS
33.418 +22.6%
22.609 -17.1%
Blender
15026.3 +183.9%
2020.49 -61.8%
1064 -79.9%
OpenCL
385013 +156.8%
167342 +11.6%
74179 -50.5%
56310 -62.4%