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Nvidia-GeForce-20-Serie

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Logo der Nvidia-GeForce-20-Serie

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.[1] 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

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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.[2] 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.[2] Alternativ können die FP32-Einheiten auch 16-bit-Gleitkomma-Zahlen (halbe Genauigkeit) im Verhältnis 2:1 berechnen (Pascal 1:1).[2]

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.[2]

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

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Grafikprozessoren

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Grafik-
chip 		Fertigung Einheiten L2-
Cache 		API-Support Video-
pro-
zessor 		Bus-
Schnitt-
stelle
Pro-
zess 		Transis-
toren 		Die-
Fläche 		ROPs Unified-Shader Textur-
einheiten 		Tensor-
kerne 		RT-
Kerne 		DirectX OpenGL OpenCL CUDA Vulkan
GPC SM ALUs
TU102[3] TSMC
12 nm 		18,6 Mrd. 754 mm² 96 6 72 4608 288 576 72 06 MiB 12.2 4.6 3.0 7.5 1.3 VP10 PCIe 3.0 ×16
TU104[4] 13,6 Mrd. 545 mm² 64 6 48 3072 192 384 48 04 MiB
TU106[5] 10,8 Mrd. 445 mm² 64 3 36 2304 144 288 36 04 MiB
TU106B[6] 10,8 Mrd. 445 mm² 64 3 36 2304 144 288 36 04 MiB

Desktop-Modelldaten

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Marke | Modell Offizieller
Launch 		Grafikprozessor (GPU) Grafikspeicher Leistungsdaten[Anm. 1] Leistungsaufnahme
Typ Aktive Einheiten Chiptakt[Anm. 2] Speicher-
größe 		Speicher-
takt
[Anm. 2] 		Speicher-
interface 		Speicher-
bandbreite
(in GB/s) 		Rechenleistung
(in TFlops) 		Füllrate MGCP
[Anm. 3] 		Messwerte[Anm. 4]
ROPs SM ALUs Textur-
einheiten 		Tensor-
kerne 		RT-
Kerne 		Basis
(MHz) 		Boost
(MHz) 		Pixel
(GP/s) 		Texel
(GT/s) 		Idle 3D-
Last
32 bit 64 bit
GeForce
RTX 		2060[7][8][9][10] 10. Jan. 2020 TU104 48 30 1920 120 240 30 1365 1680 06 GiB GDDR6 1750 MHz 192 Bit 336 06,45 0,20 080,6 201,6 160 W k. A. k. A.
7. Jan. 2019 TU106 9 W[11] 160 W[11]
7. Dez. 2021 34 2176 136 272 34 1470 1650 12 GiB GDDR6 07,18 0,22 079,2 224,4 184 W 9 W[11] 185 W[11]
2060 Super[12][13] 9. Juli 2019 64 08 GiB GDDR6 256 Bit 448 105,6 175 W 8 W[11] 176 W[11]
2070[14][15] 17. Okt. 2018 36 2304 144 288 36 1410 1620 07,47 0,23 103,7 233,3 10 W[11] 173 W[11]
2070 Super[16][17] 9. Juli 2019 TU104 40 2560 160 320 40 1605 1770 09,06 0,28 113,3 283,2 215 W 10 W[11] 215 W[11]
2080[18][19] 20. Sep. 2018 46 2944 184 368 46 1515 1710 10,07 0,31 109,4 314,6 11 W[11] 215 W[11]
2080 Super[20][21] 23. Juli 2019 48 3072 192 384 48 1650 1815 1937 MHz 496 11,15 0,35 116,2 348,5 250 W 9 W[11] 246 W[11]
2080 Ti[22][23] 20. 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[11] 260 W[11]

Notebook-Modelldaten

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Marke | Modell Offizieller
Launch 		Grafikprozessor (GPU) Grafikspeicher Leistungsdaten[Anm. 1] MGCP
[Anm. 3]
Typ Aktive Einheiten Chiptakt[Anm. 2] Speicher-
größe 		Speicher-
takt[Anm. 2] 		Speicher-
interface 		Speicher-
bandbreite
(in GB/s) 		Rechenleistung
(in TFlops) 		Füllrate
ROPs SM ALUs Textur-
einheiten 		Tensor-
kerne 		RT-
Kerne 		Basis
(MHz) 		Boost
(MHz) 		Pixel
(GP/s) 		Texel
(GT/s)
32 bit 64 bit
GeForce
RTX 		2060 Mobile[24][25] 29. Jan. 2019 TU1060 48 30 1920 120 240 30 960 1200 6 GiB GDDR6 1750 MHz 192 Bit 336 4,61 0,14 057,6 144,0 115 W
TU106B 1005 1560 1375 MHz 264 5,99 0,19 074,9 187,2 175 W
2060 Super Mobile[26] 9. Juli 2019 TU1060 64 34 2176 136 272 34 1470 1530 8 GiB GDDR6 1750 MHz 256 Bit 448 6,66 0,21 097,9 208,1
2070 Mobile[27][28] 29. Jan. 2019 36 2304 144 288 36 1215 1440 6,64 092,2 207,4 115 W
4. März 2020 TU106B 1260 1455 1375 MHz 352 6,71 093,1 209,5
2070 Super Mobile[29] 2. Apr. 2020 TU1040 40 2560 160 320 40 1140 1380 1750 MHz 448 7,07 0,22 088,3 220,8
2080 Mobile[30] 29. Jan. 2019 46 2944 184 368 46 1380 1590 9,36 0,29 101,8 292,6 150 W
2080 Super Mobile[31] 2. Apr. 2020 48 3072 192 384 48 1365 1560 9,59 0,30 099,8 299,5
Marke | Modell Offizieller
Launch 		Grafikprozessor (GPU) Grafikspeicher Leistungsdaten[Anm. 1] MGCP
[Anm. 3]
Typ Aktive Einheiten Chiptakt[Anm. 2] Speicher-
größe 		Speicher-
takt[Anm. 2] 		Speicher-
interface 		Speicher-
bandbreite
(in GB/s) 		Rechenleistung
(in TFlops) 		Füllrate
ROPs SM ALUs Textur-
einheiten 		Tensor-
kerne 		RT-
Kerne 		Basis
(MHz) 		Boost
(MHz) 		Pixel
(GP/s) 		Texel
(GT/s)
32 bit 64 bit
GeForce
RTX 		2060 Max-Q[32][33] 29. Jan. 2019 TU1060 48 30 1920 120 240 30 975 1185 6 GiB GDDR6 1375 MHz 192 Bit 264 4,55 0,14 56,9 142,2 065 W
TU106B 960 1200 1353 MHz 260 4,61 57,6 144,0 115 W
2070 Max-Q[34][35] 29. Jan. 2019 TU1060 64 36 2304 144 288 36 885 1185 8 GiB GDDR6 1500 MHz 256 Bit 384 5,46 0,17 75,8 170,6 090 W
4. März 2020 TU106B 900 1125 1375 MHz 352 5,18 0,16 72,0 162,0 115 W
2070 Super Max-Q[36] 2. Apr. 2020 TU1040 40 2560 160 320 40 930 1155 5,91 0,18 73,9 184,8 080 W
2080 Max-Q[37] 29. Jan. 2019 46 2944 184 368 46 735 1095 1500 MHz 384 6,45 0,20 70,1 201,5
2080 Super Max-Q[38] 2. Apr. 2020 48 3072 192 384 48 975 1375 MHz 352 5,99 0,19 62,4 187,2

Anmerkungen

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  1. ↑ a b c Die 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.
  2. ↑ a b c d e f Bei 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.
  3. ↑ a b c Der 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.
  4. ↑ Die 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.
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Commons: Nvidia-GeForce-20-Serie – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  1. ↑ Scott Martin: What’s the Difference Between NVIDIA RTX and GTX? 1. November 2019, abgerufen am 4. Juli 2024 (amerikanisches Englisch).
  2. ↑ a b c d Turing TU102, -104, -106: Die Technik der Nvidia GeForce RTX 2080 Ti, 2080 & 2070 (Seite 2). Computerbase, 14. September 2018, abgerufen am 4. Juli 2019.
  3. ↑ NVIDIA TU102. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  4. ↑ NVIDIA TU104. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  5. ↑ NVIDIA TU106. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  6. ↑ NVIDIA TU106B. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  7. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060. Nvidia Corporation, 7. Januar 2019, abgerufen am 7. Januar 2019.
  8. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  9. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 12 GB. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  10. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 TU104. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  11. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p Stromverbrauchs-Überblick für DirectX 11/12 Grafikkarten – nVidia GeForce 16/20 Serie (Turing). 3dcenter.org, 4. Juli 2021, abgerufen am 17. Mai 2022.
  12. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 Super. Nvidia Corporation, 2. Juli 2019, abgerufen am 3. Juli 2019.
  13. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 SUPER. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  14. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070. Nvidia Corporation, 20. August 2018, abgerufen am 28. September 2018.
  15. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  16. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 Super. Nvidia Corporation, 2. Juli 2019, abgerufen am 3. Juli 2019.
  17. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 SUPER. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  18. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080. Nvidia Corporation, 20. August 2018, abgerufen am 28. September 2018.
  19. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  20. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 Super. Nvidia Corporation, 2. Juli 2019, abgerufen am 3. Juli 2019.
  21. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  22. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti. Nvidia Corporation, 20. August 2018, abgerufen am 28. September 2018.
  23. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  24. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 Mobile Refresh. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  25. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 Mobile. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  26. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 SUPER Mobile. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  27. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 Mobile Refresh. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  28. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 Mobile. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  29. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 SUPER Mobile. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  30. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 Mobile. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  31. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER Mobile. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  32. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 Max-Q Refresh. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  33. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2060 Max-Q. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  34. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 Max-Q Refresh. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  35. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 Max-Q. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  36. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2070 SUPER Max-Q. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  37. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 Max-Q. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
  38. ↑ NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER Max-Q. In: TechPowerUp. Abgerufen am 16. März 2025 (englisch).
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DirectX 11

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DirectX 12

GeForce 900 • GeForce 10 • GeForce 16 • GeForce 20 • GeForce 30 • GeForce 40 • GeForce 50

Siehe auch: GoForce, GeForce Go und GeForce M
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