Nvidia-RTX-Studio-Laptops: Wenn die GPU der CPU die Show stiehlt [Anzeige]

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Nvidia-RTX-Studio-Laptops: Wenn die GPU der CPU die Show stiehlt [Anzeige]
Bild: Nvidia

tl;dr: GPUs können schon lange mehr als nur Spiele rendern, aber heute können mehr Nutzer denn je auch im Alltag davon profitieren. Ganz egal ob das Encodieren von Videos in Adobe Premiere Pro, das Rendern in Octane oder die Vorschau in Blender: GPUs von Nvidia in RTX-Studio-Laptops beschleunigen den Workflow signifikant.

GPUs können mehr als nur Spiele rendern

GPUs können schon seit Jahrzehnten lange mehr als nur (Spiele-)Grafik ausgeben. Seit 2001 ist die Berechnung anderer Aufgaben auf einem extrem parallelisierten Grafikprozessor als GPGPU bekannt. Seit 2007 stellt Nvidia Entwicklern mit CUDA eine Programmier-Technik zur Verfügung, mit der Programmteile standardisiert durch Nvidia-GPUs abgearbeitet werden können.

GPGPU für immer mehr Anwender

CUDA wurde zu Anfangszeiten vor allem bei wissenschaftlichen und technischen Berechnungen eingesetzt, beschleunigt inzwischen aber auch immer mehr Anwendungen, die von Kreativen genutzt werden. GPGPU ist damit für immer mehr PC-Nutzer ein potentielles Hilfsmittel, das den Workflow – oftmals „im Studio“ – signifikant beschleunigen kann.

Mit Nvidia Turing stehen über CUDA inzwischen nicht nur die klassischen Shader zur Verfügung, Programme können sich auch der Tensor- und RT-Kerne zur Hardware-Beschleunigung von KI-Algorithmen und Raytracing-Berechnungen bedienen. Und es bedarf keines klassischen stationären Desktop-PCs mehr, um davon zu profitieren: Sehr viel Leistung mit langer Ausdauer und sehr gutem Display bieten auch immer mehr Notebooks.

Nvidia-RTX-Studio-Systeme für Kreative
Nvidia-RTX-Studio-Systeme für Kreative (Bild: Nvidia)

RTX-Studio-Laptops mit Studio-Treibern

Um den großen Vorteil der GPU in den neuen Einsatzgebieten sichtbarer zu machen, hat Nvidia das RTX-Studio-Programm ins Leben gerufen. RTX-Studio-Systeme bieten allerdings mehr als nur eine leistungsstarke, mit aktuellsten Features ausgestattete Nvidia-Turing-GPU.

RTX-Studio-Systeme richten sich ganz gezielt an Kreative, deren hohen Ansprüche an Leistung, Stabilität, Mobilität und Design sie mit ausgewählter Hard- und Software gerecht werden.

Das Abzeichen „RTX Studio“ dürfen nur Notebooks tragen, die folgende Anforderungen erfüllen und von Nvidia nach umfangreichen Tests zertifiziert wurden:

  • Bietet mindestens GeForce RTX 2060 oder Quadro RTX 3000 (Turing-GPUs)
  • Bietet mindestens einen Core i7 der 45-Watt-Klasse (H- oder HK-Reihe)
  • Bietet mindestens 16 GB RAM
  • Bietet mindestens 512 GB SSD-Speicherplatz
  • Bietet mindestens ein Full-HD-Display
  • Nvidia-Studio-Treiber ab Werk installiert

Nvidia-RTX-Studio-Laptops müssen darüber hinaus vergleichsweise dünn und leicht sein und über eine lange Akkulaufzeit verfügen. Ein aktuelles Beispiel ist das Gigabyte Aero 15 OLED.

Der RTX-Studio-Laptop Gigabyte Aero 15 OLED (2020)
Der RTX-Studio-Laptop Gigabyte Aero 15 OLED (2020)

Ab Werk kommen RTX-Studio-Laptops mit dem Nvidia-Studio-Treiber, der zwar auch regelmäßig Optimierungen für Spiele aus dem Game-Ready-Treiber erhält, in erster Linie aber die Stabilität und Kompatibilität mit professionellen Anwendungen wie der Adobe Creative Cloud, Maya oder Octane sicherstellt. Der Treiber lässt sich auch auf allen anderen Systemen mit kompatiblen GPUs installieren.

Der Chip-Hersteller gibt online einen Überblick darüber, welche Anwendungen wie von den mit Turing-GPUs ausgestatteten RTX-Studio-Laptops profitieren können. Welche Vorteile RTX-Studio-Laptop-Anwender aus ihrer Plattform ziehen können, soll nachfolgend an vier Praxisbeispielen erläutert werden.

Mehr Tempo und Denoising für die Vorschau in Blender

Blender ist ein weit verbreitetes Rendering-Programm. Es ist mächtig, frei und für Windows, macOS und Linux verfügbar. Je komplexer das Projekt, desto höher fallen die Anforderungen an die Hardware aus. Und das betrifft nicht nur das finale Rendern beim Projekt-Export, sondern auch die Vorschau. Selbst schnelle Mehrkern-CPUs lassen das Betrachten einer Änderung an der Szene und jeden Perspektivwechsel zur Geduldsprobe werden. Die GPU kann hier Abhilfe schaffen.

Das ging schon länger über OpenCL oder – schneller – CUDA. Doch mit Nvidias API OptiX lassen sich jetzt nicht nur die GPU-Shader, sondern auch die RT- (seit Blender 2.81) und die Tensor-Kerne (seit Bender 2.83) der Turing-GPUs zum Rendern des so genannten Viewports nutzen – hardwarebeschleunigtes Raytracing und hardwarbeschleunigtes Denoising gehen hier Hand in Hand. Die OptiX-Integration ist noch experimentell, noch nicht alle Funktionen der Rendering-Engine Cycles werden unterstützt, aber der Einfluss auf den Workflow ist schon heute beachtlich.

Blender 2.83 (Erstellen der Vorschau Blenderman)
Einheit: Minuten, Sekunden
    • GeForce RTX 2080 Ti (OptiX)
      0:56
    • GeForce RTX 2070S Mobile (Optix)
      1:30
    • GeForce RTX 2060 Mobile (Optix)
      1:52
    • GeForce RTX 2080 Ti (CUDA)
      2:07
    • GeForce GTX 1080 Ti (CUDA)
      3:17
    • GeForce RTX 2070S Mobile (CUDA)
      3:40
    • GeForce GTX 1660 Ti Mobile (CUDA)
      4:42
    • GeForce RTX 2060 Mobile (CUDA)
      4:51
    • GeForce GTX 1070 Max-Q (CUDA)
      5:16
    • AMD Ryzen 9 3900XT
      9:47
    • Intel Core i7-10875H – 60 Watt
      14:26
    • Ryzen 5 3600 – 65 Watt
      17:09
    • Intel Core i7-10750H – 45 Watt
      21:21
    • Intel Core i7-9750H – 45 Watt
      22:47

Das vollständige Erstellen der Render-Vorschau der Szene „Blenderman“ benötigt mit OptiX auf einer mobilen GeForce RTX 2070 nur 1:30 Minute, auf dem aktuellen mobilen 8-Kern-Prozessor Intel Core i7-10875H bei dauerhaft 60 Watt Package-Power (Standard: 45 Watt) sind es hingegen fast 15 Minuten.

Das Rendern der Vorschau über OptiX mit Unterstützung der RT-Kerne ist mit GeForce RTX oder Quadro RTX also noch einmal deutlich schneller als nur über die Shader mit CUDA und schon das war spürbar flotter als mit aktuellen mobilen High-End-CPUs. Bis die Render-Vorschau ohne Rauschen erscheint, vergeht dennoch nach wie vor viel kostbare Zeit.

Tensor-Kerne entrauschen die Vorschau

Seit Blender 2.83 kann dieses Rauschen unterdrückt werden – hardwarebeschleunigt über die Tensor-Kerne. Schon nach wenigen Sekunden liefert die Vorschau so einen Eindruck der fertigen Szene, die mit jeder Sekunde, die gerendert wird, dem fertigen Bild immer näher kommt.

Der nachfolgende Bildvergleich zeigt die Vorschau einmal ohne Denoising und einmal mit. Links ist die Vorschau nach 5 Sampels mit CPU-Berechnung ohne Denoising, rechts die Vorschau nach 5 Sampels inklusive Denoising über die GPU mittels OptiX zu sehen.

Bildvergleich: Die Vorschau ohne Denoising (5/512 Samples) (Bild: Nvidia) Die Vorschau inklusive Denoising dank OptiX auf GeForce RTX (5 von 512 Samples) (Bild: Nvidia)

Auch Maya erlaubt es über den Renderer Arnold mittlerweile, die RT- und die Tensor-Kerne der Turing-GPU von Nvidia für hardwarebeschleunigtes Raytracing und hardwarebeschleunigtes Denoising einzusetzen.

RT-Kerne beschleunigen auch Rendern mit Octane

Auch das Render-Programm Octane von OTOY, das schon immer für mehr Leistung exklusiv auf GPU-Rendering über CUDA setzte, kann das Rendern durch Nutzung der RT-Kerne der Turing-Architektur inzwischen weiter deutlich beschleunigen. Anwender können das in diesem Fall auch über einen frei verfügbaren Benchmark nachvollziehen.

GeForce RTX beschleunigt auch Octane von OTOY mit RT-Kernen
GeForce RTX beschleunigt auch Octane von OTOY mit RT-Kernen (Bild: Nvidia)

Die Geschwindigkeitszugewinne sind durchaus beachtlich: Mindestens zwei bis mehr als dreimal so schnell wird die Berechnung der Beleuchtung auf GeForce-RTX-Grafikkarten mit RT-Kernen abgeschlossen.

Octane Render
Einheit: Megatexel pro Sekunde (MTex/s)
  • Path Tracing:
    • GeForce RTX 2080 Ti – RTX on
      52,4
    • GeForce RTX 2070S Mobile – RTX on
      31,2
    • GeForce RTX 2070 Max-Q – RTX on
      28,2
    • GeForce RTX 2080 Ti – RTX off
      19,0
    • GeForce RTX 2060 Mobile – RTX on
      18,0
    • GeForce GTX 1080 Ti – RTX off
      10,6
    • GeForce RTX 2070S Mobile – RTX off
      10,2
    • GeForce RTX 2070 Max-Q – RTX off
      9,5
    • GeForce RTX 2060 Mobile – RTX off
      8,0
    • GeForce GTX 1660 Ti – RTX off
      7,5
    • GeForce GTX 1070 Ti Max-Q – RTX off
      6,7
  • Direct Lighting:
    • GeForce RTX 2080 Ti – RTX on
      75,0
    • GeForce RTX 2070S Mobile – RTX on
      46,0
    • GeForce RTX 2070 Max-Q – RTX on
      42,7
    • GeForce RTX 2080 Ti – RTX off
      26,0
    • GeForce RTX 2060 Mobile – RTX on
      24,5
    • GeForce GTX 1080 Ti – RTX off
      14,5
    • GeForce RTX 2070S Mobile – RTX off
      14,1
    • GeForce RTX 2070 Max-Q – RTX off
      13,2
    • GeForce RTX 2060 Mobile – RTX off
      11,1
    • GeForce GTX 1660 Ti – RTX off
      10,3
    • GeForce GTX 1070 Ti Max-Q – RTX off
      9,2

Schnelleres Encoding dank NVENC

Neben den Shadern, RT- und Tensor-Cores stellen Nvidias GPUs (in RTX-Studio-Laptops) eine weitere Hardware-Einheit zur Verfügung, von der Programme wie Adobe Premiere Pro, FFmpeg, Handbrake oder Open Broadcaster Software (OBS) profitieren können: den Video-Encoder NVENC. Seit der im März 2012 präsentierten Kepler-Architektur (GeForce 600) ermöglicht es diese Einheit, Videos dank Hardware-Beschleunigung schneller als mit den schnellsten CPUs zu encodieren.

Die aktuelle sechste Version in den Turing-GPUs bietet Unterstützung für die wesentlichen Video-Codes H.264, H.265 (HVEC), VP8 sowie VP9 bis einschließlich 8K bei 30 Hertz. Die Qualität der so beschleunigten Videos steht den rein per Software-Codec auf dem Prozessor erzeugten mittlerweile quasi in nichts mehr nach.

In Adobe Premiere lassen sich Projekte durch Nutzung von NVENC gegenüber der Berechnung auf dem Prozessor deutlich schneller exportieren. Und nicht nur das: Wenn die GPU den Export stemmt, bleibt die CPU-Leistung für andere Aufgaben frei – ohne Leistungseinbußen kann parallel zum Export weitergearbeitet werden. Nachfolgend wurde ein 4K60-Video-Mitschnitt von der Xbox One X in H.264 mit 160 Mbit/s in Helligkeit und Kontrast angepasst und als H.265 mit VBR (Ziel: 40 Mbit/s) exportiert.

Adobe Premiere Pro (H.265-Export)
Einheit: Sekunden
    • GeForce GTX 1080 Ti
      100,6
    • GeForce RTX 2070 Super Mobile
      105,5
    • GeForce RTX 2060 Mobile
      135,9
    • Ryzen 5 3600 – 65 Watt
      138,6
    • GeForce GTX 1660 Ti Mobile
      139,3
    • Core i7-10875H – 60 Watt
      150,1
    • Core i7-10875H – 45 Watt
      155,9
    • GeForce GTX 1070 Ti Max-Q
      172,0
    • Core i7-10750H – 45 Watt
      190,8
    • Core i7-9750H – 45 Watt
      197,1
    • Core i7-8750H – 45 Watt
      247,6

Auch Streamer, ganz egal ob bei Twitch oder YouTube, profitieren so von NVENC, weil das Encodieren über die GPU den Prozessor entlastet und dessen Leistung damit weiterhin für andere Aufgaben genutzt werden kann. Nvidia-RTX-Studio-Systeme kommen aktuell mit drei Monaten Adobe Creative Cloud gratis zum Käufer.

Videoproduktion mit Echtzeitvorschau

Über NVENC beschleunigtes Encoding ist eine relativ neue Funktion von Adobe Premiere Pro, schon lange kann die GPU hingegen zur Darstellung der Vorschau eines Videos beim Editieren genutzt werden. Auch komplexe Effekte lassen sich so ohne das Auslassen von Frames in Echtzeit über die „Mercury Playback Engine“ mit CUDA-Support begutachten.

Neben Premiere Pro beschleunigen RTX-Studio-Systeme auch andere Anwendungen aus der Creative Cloud, darunter die Bildbearbeitungs-Software Adobe Lightroom, After Effects und Dimensions.

RTX-Studio-Laptops bringen die GPU ins Spiel

Auch im Jahr 2020 bleibt der Prozessor das universelle Rechenwerk im PC oder Notebook, das „in Software“ alles kann. Doch dank Software-Plattformen wie CUDA oder OpenCL sowie speziell entwickelter Erweiterungen wie OptiX für Blender können GPUs in immer mehr Anwendungen ihre hohe Rechenleistung ausspielen. Und mit den Tensor- und RT-Kernen der Nvidia-Turing-Architektur ist es Entwicklern möglich, Anwendern ganz neue Welten zu erschließen. Wenn die Render-Vorschau in Blender nach wenigen Sekunden statt Minuten rauschfrei vor dem Nutzer erscheint, wird ein gänzlich neuer Workflow möglich.

Zertifizierte Nvidia-RTX-Studio-Laptops bieten Käufern neben der GeForce RTX oder Quadro RTX und ab Werk installierten Studio-Treibern einen weiteren Vorteil: Dank Vorgaben für CPU, Speicher, Display, Mobilität und Akkulaufzeit können sich Anwender sicher sein, einen hochwertigen mobilen Begleiter ihr Eigen zu nennen.