ARTIKEL/TESTS / INNO3D GeForce RTX 3070 iCHILL X3 im Test

Ampere ist die Next-Gen GPU-Architektur, die Nvidia im September offiziell als Turing-Nachfolger vorgestellt hat und seither im Markt platziert. Flaggschiff der neuen Familie ist der GA102-Grafikchip, der in einem 8-nm-Fertigungsverfahren von Partner Samsung produziert wird und in der maximalen Ausbaustufe satte 28 Mrd. Transistoren beinhaltet. Als abgespecktes Derivat gesellt sich der kleinere GA104 hinzu, der aktuell für die GeForce RTX 3070 und die erst im Dezember präsentierte GeForce RTX 3060 Ti als Basis dient. Neu hinzugekommen ist außerdem der GA106-Chip, der für die GeForce RTX 3060 Verwendung findet. Die Flaggschiffe GeForce RTX 3090 und RTX 3080 bedienen sich derweil der GA102-GPU und bilden die Speerspitze des neuerlichen GeForce-Lineups von Nvidia. Die maximale Ausbaustufe von Ampere nutzen diese aber dennoch nicht ‒ mehr dazu in den folgenden Abschnitten. Ganz nebenbei führt Nvidia mit Ampere auch PCI Express der vierten Generation in sein Produktsortiment ein und tut es somit Konkurrent AMD gleich.

Grundsätzlich hat Nvidia einige GPU-Begrifflichkeiten und Grundgerüste beibehalten, denn die Chips werden weiterhin in mehrere Graphics Processor Cluster (GPC) unterteilt, die wiederum weitere Einheiten beinhalten. Je GPC bietet ein Ampere-Grafikchip die bekannten Streaming Multiprocessors (SMs), Texture Processing Clusters (TPCs), Geometrieeinheiten und ROPs. In den SMs befinden sich die Recheneinheiten (ALUs) für konventionelle Gleitkomma- und Ganzzahl-Berechnungen (FP32 und INT32), die bezogen auf einen Streaming Multiprocessor gegenüber Turing verdoppelt wurden. D.h. die neuen Chips verfügen über bei gleicher Anzahl SMs über doppelt so viele ALUs für verschiedene Rechenaufgaben. Auch Nvidia selbst sieht die neuen SMs als wichtigen Baustein für den schnellsten und effizientesten Grafikprozessor aus eigener Entwicklung, der damit den doppelten FP32-Durchsatz der vorherigen Generation und bis zu 30 Shader-TFLOPS an Rechenleistung bietet.

Die Ampere-Architektur ist die zweite GeForce-RTX-Generation (Bildquelle: Nvidia)

Neben den herkömmlichen Rechenknechten in den Ampere-Grafikchips, verspricht Nvidia auch bei den Raytracing-Kernen deutliche Verbesserungen und bezeichnet diese als RT-Kerne der zweiten Generation. Diese neuen, dedizierte RT-Cores liefern den doppelten Durchsatz der vorherigen Generation, plus gleichzeitiges Raytracing sowie Shading und arbeiten mit 58 RT-TFLOPS an Rechenleistung. Ebenso weiterentwickelt wurden die Tensor-Kerne, die in der mittlerweile dritten Generation vorliegen. Die aufpolierten und ebenfalls dedizierten Tensor-Kerne erreichen bis zu doppelten Durchsatz gegenüber der Vorgängergeneration, wodurch KI-gestützte Technologien wie DLSS und 238 Tensor-TFLOPS an Rechenleistung schneller und effizienter ausgeführt werden können. Zwar wurde die Anzahl Tensor-Kerne je SM von acht (Turing) auf vier (Ampere) reduziert, doch stieg gleichzeitig die Leistungsfähigkeit um das Vierfache. Ergebnis soll unterm Strich eine massiv gesteigerte KI-Leistung bei Ampere-GPUs sein.

Die GeForce RTX 3070 gehört zu den Ampere-Varianten der ersten Stunde und ordnet sich unterhalb der GeForce RTX 3080 und oberhalb der erst kürzlich hinzugekommenen GeForce RTX 3060 Ti ein. Dabei basiert diese GeForce auf dem abgespeckten GA104-Grafikchip, der gegenüber dem Flaggschiff GA102 deutlich beschnitten wurde. Von den ursprünglich ca. 28 Mrd. Transistoren sind beim GA104 derer noch ca. 17,4 Mrd. übrig geblieben. Daraus resultieren fünf GPCs.

Drei axiale 90-mm-Lüfter sind für die Wärmeableitung verantwortlich.

Entsprechend umfasst die neue GeForce in Summe 46 SMs mit 5.888 ALUs („CUDA-Cores“). Die Anzahl der RT-Kerne entspricht 46, die Tensor-Kerne sind mit 184 ebenfalls ebenso etwas mehr als bei der GeForce RTX 3060 Ti. Ergänzt wird die 3070 durch ein 256 Bit breites Speicherinterface zur Anbindung von GDDR6-Speicher, der mit 8 GB in der Founders Edition eine solide Größe aufweist. Speichertyp, -taktrate und -interface entsprechen damit genau der GeForce RTX 2070 SUPER bzw. der GeForce RTX 3060 Ti und daher ist auch die Bandbreite mit 448 GB/s identisch.

Die Karte im Custom-Design belegt drei Slots Bauhöhe.

Die Leistungsaufnahme der Founders Edition gibt Nvidia mit 220 Watt an. Board-Partner INNO3D packt für seine iCHILL-X3-Variante nochmals 20 Watt oben drauf und legt die maximale Leistungsaufnahme auf 240 Watt fest. Dank zweier 8-Pin-PCIe-Anschlüsse kann die Karte auch mehr als genug Leistung aus dem Netzteil beziehen (75 Watt PCIe Slot + 300 Watt 8-Pin-Anschlüsse). Mehr zur Leistunsaufnahme gibt es auf Seite 18 des Tests. Den Boost-Takt hat der Hersteller ab Werk um 60 MHz auf 1.785 MHz angehoben (+3,5%), der Speichertakt ist unverändert. Als passende Software für Overclocking, Monitoring und Beleuchtung bietet INNO3D das „TuneIT OC & RGB Utility“ zum Download an.

Mit dem „TuneIT OC & RGB Utility“ stellt INNO3D die passende Software bereit (Bildquelle: INNO3D).

Die GeForce RTX 3070 iCHILL X3 wird durch ein Custom-Kühler-Design gekühlt und wurde dabei, wie der Name vermuten lässt, in INNO3Ds bekanntem iCHILL-Design gestaltet. Unter der überwiegend schwarzen Abdeckung arbeiten drei 90-mm-Axial-Lüfter (Scythe Lüfterschaufeln), die im 2D-Betrieb zum Stillstand kommen und so die Geräuschkulisse im Desktop-Betrieb minimieren. Das wuchtige Kühlerdesign basiert auf sechs Kupfer-Heatpipes, ist mit einer schwarzen Kunststoffabdeckung versehen und insgesamt drei Slots hoch. Auf der Rückseite befindet sich eine schwarze Aluminium-Backplate, deren Oberflächen-Beschaffenheit den Wärmeabtransport unterstützen soll. Der Kühlkörper kontaktiert dabei nicht nur die Ampere-GPU, sondern auch die Spannungsregler im vorderen Bereich des PCBs und die um den Grafikchip liegenden GDDR6-Speicherbausteine.

Für die Stromversorgung sieht der Hersteller zwei 8-Pin PCIe-Anschlüsse vor und hebt die TDP auf 240 Watt an.

Am Slot-Bracket sind insgesamt drei DisplayPort-Anschlüsse und ein einzelner HDMI-Port vorhanden.

Eine programmierbare RGB-Beleuchtung ist seitlich in die Abdeckung des Kühlkörpers integriert und trägt prominent den „iCHILL“-Slogan. Mit im Lieferumfang sind zwei transparente Lichtleiter (mit und ohne „X3“-Schriftzug), die der Hersteller als „Tail Fins“ bezeichnet und wovon einer an der Karte montiert werden kann. Mittels passender Anschlusskabel (3-Pin und 4-Pin im Lieferumfang) wird die RGB-Beleuchtung der Grafikkarte mit den übrigen Systemkomponenten synchronisiert und alles einheitlich beleuchtet. Dabei werden die Standards Aura Sync, Mystic Light und RGB Fusion unterstützt. Eine entsprechende Installationsanleitung liegt bei oder ist auf der Hersteller-Website zu finden. Ebenso stellt INNO3D eine Anleitung für die Verwendung der RGB-Anschlusskabel bereit.

In einem Video zeigt der Hersteller die Beleuchtung samt installiertem Tail Fin in Aktion:

NVLink ist bei der GeForce RTX 3070 kein Thema und entsprechend auch nicht an der Grafikkarte zu finden. Hinsichtlich der Anschlussmöglichkeiten für Monitore bietet die neue GeForce RTX 1 x HDMI 2.1 und 3 x DisplayPort 1.4a. Die erhöhte Bandbreite von HDMI 2.1 ermöglicht erstmals eine einzige Kabelverbindung zu 8K-HDR-Fernsehern für Spiele mit ultrahoher Auflösung. Dank Unterstützung für AV1-Decodierung sind die Ampere-Grafikchips die ersten dedizierten GPUs, die es Spielern ermöglichen bis zu 8K-HDR-Internet-Videos bei um bis zu 50 Prozent reduzierter Bandbreite zu sehen.

Folgend die technischen Eckdaten im Vergleich mit der GeForce RTX 2070 SUPER.

Hersteller	Nvidia
Produktbezeichnung	GeForce RTX 2070 SUPER	GeForce RTX 3070	GeForce RTX 3060 Ti
Logo
Architektur	Turing	Ampere
Grafikchip	TU104	GA104
Fertigung	12 nm	8 nm
Transistoren	ca. 13,6 Mrd.	ca. 17,4 Mrd.
CUDA-Cores	3.072	5.888	4.864
Tensor-Cores	384 (2. Gen)	184 (3. Gen)	152 (3. Gen)
Raytracing-Cores	48 (1. Gen)	46 (2. Gen)	38 (2. Gen)
Basistakt	1.650 MHz	1.500 MHz	1.410 MHz
Boosttakt	1.815 MHz	1.725 MHz	1.665 MHz
FP32-Rechenleistung	11.151 GFLOPS	20.314 GFLOPS	16.197 GFLOPS
FP16-Rechenleistung	22.302 GFLOPS	20.314 GFLOPS	16.197 GFLOPS
ROPs	64	96	80
TMUs	192	184	152
Speichertakt	7.000 MHz
Speicherinterface	256 Bit
Speicherbandbreite	448.000 MB/s
Speichermenge	8 GB GDDR6
Interface	PCIe 3.0	PCIe 4.0
Leistungsaufnahme	250 Watt	220 Watt	200 Watt

Auf der Rückseite befindet sich eine große Backplate.

Autor: Patrick von Brunn, Stefan Boller