High-End-Grafikkarten im Test: AMD und Nvidia im neuen Testparcours im Vergleich

Wolfgang Andermahr 870 Kommentare
High-End-Grafikkarten im Test: AMD und Nvidia im neuen Testparcours im Vergleich

tl;dr: Nvidias GeForce RTX 3000 ist nur Tage entfernt, AMD wird Radeon RX 6000 „Big Navi“ Ende Oktober zeigen – die Zeit für einen neuen High-End-GPU-Testparcours ist reif. Die Redaktion stellt das neue Verfahren sowie das neue Testsystem vor und vergleicht die Ergebnisse aus dem neuen mit denen aus dem alten Parcours.

Hinweis vom 16. September: Inzwischen ist der Test der GeForce RTX 3080 Founders Edition im neuen Parcours erschienen.

Nachdem das Jahr 2020 in Bezug auf neue Gaming-Grafikkarten bisher wenig zu bieten hatte, wird der Endspurt höchstwahrscheinlich fulminant: Nvidia wird schon ab der nächsten Woche sukzessive die Ampere-Grafikkarten GeForce RTX 3090, GeForce RTX 3080 sowie GeForce RTX 3070 in den Handel bringen und AMDs „Big Navi“ in Form der Radeon-RX-6000-Reihe soll Ende Oktober enhüllt werden.

Alles neu für Ampere und RDNA2

Für das mutmaßlich erste richtige High-End-Duell seit Jahren braucht es auch ein neues, überarbeitetes Testverfahren. ComputerBase hat die letzten Wochen daran gearbeitet sowohl das Testsystem als auch den Testparcours aktualisiert. Der Fokus lag dabei auf den kommenden High-End-Grafikkarten. Entsprechend wurden nicht nur die Detailstufen der Spiele aufgedreht, sondern vorerst auch ausschließlich die derzeit schnellsten 3D-Beschleuniger getestet – und zwar ausführlichst.

Die Einsteiger- sowie Mittelklasse-Modelle sind nicht vergessen. Doch weil sie in den kommenden Monaten keine Rolle spielen werden und ihre Berücksichtigung mit zwangläufig reduzierten Grafikdetails in hohen Auflösungen die Ergebnisse der neuen High-End-Karten negativ beeinflusst hätte, bleiben sie dieses Mal außen vor.

8 neue Spiele kommen, 7 mussten gehen

Das Hauptaugenmerk bei jedem neuen Testparcours liegt natürlich auf der Spieleauswahl. Acht neue Titel wurden aufgenommen, von Doom Eternal über Horizon Zero Dawn bis hin zu Wolcen: Lords of Mayhem. Sieben Games haben sich dagegen verabschiedet, darunter Battlefield V, Gears 5 und Star Wars Jedi: Fallen Order. Neun weitere Spiele sind im Parcours geblieben, denn von Call of Duty: Modern Warfare, Red Dead Redemption 2 und The Division 2 kann man sich derzeit nur schwer verabschieden.

Die Details werden hochgestellt

Der letzte Grafikkarten-Testparcours war auf die verschiedensten Leistungsklassen ausgelegt, von einer Einsteiger- bis zur High-End-Grafikkarte. Das erfordert Kompromisse bei den genutzten Grafikdetails. Da der neue Parcours sich nur an die schnellsten Grafikkarten richtet, sind keine Kompromisse mehr nötig. Ganz gleich ob Full HD, WQHD oder Ultra HD, es werden durchweg die maximalen Grafikdetails genutzt, um die GPUs maximal zu belasten. Die einzige Ausnahme ist F1 2020, bei dem die SSRT-Schatten abgeschaltet bleiben.

Welche Sequenz genau ComputerBase testet, ist ebenfalls kein Geheimnis. Wer mehr über die Testsequenz wissen möchte, muss nur einen Blick in die zahlreichen Spiele-Technik-Tests der einzelnen Titel werfen. Diese zeigen die Testsequenz auch immer im Video. Für Anno 1800, F1 2020, Gears Tactics sowie Trackmania wurde die Testsequenz für diesen Artikel jedoch angepasst. Details dazu gibt es gerne im Forum.

Die schnellste API wird genutzt

In allen Spielen wird immer die für die jeweilige GPU beste API genutzt. Damit kann in einem Spiel auch DX11 gegen DX12 oder Vulkan antreten, je nachdem, was auf welcher GPU am besten läuft. Keine Einigkeit herrscht aktuell in Anno 1800, Borderlands 3, Ghost Recon Breakpoint und Red Dead Redemption 2. Keines der fünf RTX-Spiele im Parcours (CoD: Modern Warfare, Control, Death Stranding, Metro Exodus und Shadow of the Tomb Raider) wird in den Standard-Benchmarks mit aktiviertem Raytracing oder DLSS getestet.

Auch Raytracing und DLSS sind ab sofort mit dabei

Dennoch ist Raytracing, zwei Jahre nach seiner Einführung mit GeForce RTX, im neuen Parcours enthalten. Ja, die Anzahl der Spiele mit Raytracing hält sich immer noch stark in Grenzen. Allerdings wird die Hardware-Basis, die Raytracing unterstützt, dieses Jahr noch massiv anwachsen. Denn nicht mehr nur Nvidias Turing wird Raytracing in Hardware verstehen, dassselbe gilt für die neuen Grafikkarten auf Basis von Nvidias Ampere und auch für GPUs auf Basis von AMD RDNA2, zu denen Big Navi gehören wird. Die Next-Gen-Konsolen PlayStation 5 sowie Xbox Series X, die auf AMDs GPUs setzen, werden es ebenfalls können. Oder anders gesagt: Jede neue Hardware für „große“ Spiele wird in nur wenigen Wochen Raytracing beherrschen.

Damit spielt Raytracing ab sofort auch in Grafikkarten-Tests auf ComputerBase eine Rolle. Es wird allerdings strikt zwischen klassischen Rasterizer- und modernen Raytracing-Benchmarks unterschieden – die Ergebnisse werden nicht miteinander vermischt. Das gilt sowohl für die einzelnen Spiele-Benchmarks als auch für die Performance-Ratings.

Hybrid-AAA-Spiele und reine Path-Tracing-Games

Alle Grafikkarten, die Raytracing in Hardware unterstützen, werden ab sofort auch mit Raytracing getestet. In diesem Artikel ist das noch ausschließlich die GeForce-RTX-2000-Serie, in Zukunft werden es deutlich mehr Modelle werden. Sowohl klassische Rasterizer-Raytracing-Hybrid-Spiele als auch reine Raytracing-Titel finden sich in den Benchmarks wieder. Im High-End-Parcours werden reine Raytracing-Titel vertreten durch Minecraft RTX (erstes Spiel mit DXR 1.1) sowie Quake 2 RTX. Als Hybrid-Titel dienen Call of Duty: Modern Warfare, Control, Deliver Us The Moon, Metro Exodus und Shadow of the Tomb Raider. Gibt es in den Games verschiedene Qualitätsstufen für Raytracing, wird durchweg die maximal mögliche ausgewählt.

DLSS wird immer relevanter

DLSS war in der Urversion eher ein Trauerspiel als ein nützliches Feature. Doch mit der Zeit und vor allem mit dem letzten großen Update hat es qualitativ einen sehr großen Sprung nach vorne gemacht. DLSS 2.0 (Test) schafft in einzelnen Titeln mittlerweile mit einer besseren Qualität zu überraschen, als es mit nativer Auflösung möglich ist.

DLSS ist aber immer noch eine reine Nvidia-Technologie, auf Grafikkarten abseits von GeForce RTX läuft das KI-Upsampling nicht. Da DLSS jedoch relevanter wird und es darüber hinaus den Anschein erweckt, als würden die Next-Gen-Konsolen (in Zukunft?) ebenso mit einer vergleichbaren Technologie aufwarten, wird auch DLSS in Grafikkarten-Tests nicht mehr ignoriert. Berücksichtigt wird das Feature aber natürlich nur in Tests einer GeForce-RTX-Grafikkarte, in Radeon-Artikeln werden sich die Benchmarks nicht wiederfinden. Und am entsprechenden Artikelabschnitt nehmen lediglich kompatible Grafikkarten teil – Vergleiche einer Radeon ohne DLSS mit einer GeForce plus DLSS wird es nach aktuellem Stand nicht geben.

Control, Death Stranding, Deliver Us The Moon und Minecraft RTX sind die mit DLSS getesteten Spiele. Als Ziel-Auflösung werden Full HD, WQHD und Ultra HD ausgewählt, das DLSS-Preset ist durchweg „Qualität“ und damit die optisch schönste Variante. Die Ausnahme ist Minecraft, wo es nur „An“ oder „Aus“ gibt und angeschaltet in dem Fall der Performance-Einstellung entspricht. Abgesehen von Death Stranding ist in den Spielen dann parallel durchweg Raytracing aktiviert.

Auch Lautstärke, Leistungsaufnahme und Temperatur sind neu

Für den Parcours hat die Redaktion nicht nur die Spiele-Benchmarks erneuert, es wurde schlicht jeder genutzte Messwert neu erfasst. Damit sind auch die Ergebnisse bei den Lautstärke-, Leistungsaufnahme- und Temperaturmessungen neu. Und dort gibt es ebenfalls einige Unterschiede zu zuvor, auch wenn es sich mehr um Feintuning als um grundlegende Änderungen handelt.

Die alten Messungen an sich haben sich bewährt, entsprechend wird an dem grundlegenden Testprozedere nichts geändert. Lautstärke und Temperatur werden immer noch in einem geschlossenen Gehäuse gemessen, die Leistungsaufnahme der Grafikkarte nach wie vor separat, indem Spannung und Stromstärke in allen der Grafikkarte Strom zuführenden Leitungen ermittelt werden. Genutzt wurde weiterhin ein eigener Aufbau, Nvidia PCAT liegt ComputerBase nicht vor. Die Methode ist also gleich geblieben, geändert haben sich die Spiele.

So wird für die Lautstärke- und die Temperaturmessungen unter Last ab sofort Doom Eternal statt Metro Exodus verwendet. Für die Messung der Leistungsaufnahme sind nun neben Doom Eternal auch Control und Gears Tactics zuständig. Die drei Spiele bilden den Verbrauchsdurchschnitt, auf den sich das Performance-pro-Watt-Rating bezieht.

Ab sofort mit UHD, 60 FPS und HDR sowie mit Dual-Monitor

Schlussendlich gibt es noch eine Anpassung bei den Messungen der Leistungsaufnahme während der Videowiedergabe auf YouTube. Das Rad der Zeit dreht sich immer weiter, weswegen nun nicht mehr nur ein klassisches UHD-Video mit 60 FPS als Messreihe herhalten muss, sondern zusätzlich ein UHD-Video mit 60 FPS und HDR.

Und zu guter Letzt wird der Energiehunger nicht mehr nur mit einem Monitor, sondern auch mit deren zwei gemessen. Als zweites Display kommt wie der Primärmonitor eines mit einer Auflösung von 3.840 × 2.160 mit 60 Hz zum Einsatz, die Modelle sind aber nicht gleich.

Ein neues Testsystem mit einem Ryzen-Prozessor

Alle zukünftigen Grafikkarten werden PCIe 4.0 unterstützen. Auch wenn Intel-Prozessoren derzeit in Spielen noch am schnellsten abschneiden: PCIe 4.0 unterstützen sie nicht. ComputerBase musste sich entscheiden und hat sich entschieden: Die fast schon traditionell eingesetzte Intel-CPU musste weichen. Stattdessen kommt das erste Mal seit 14 Jahren wieder ein AMD-Prozessor zum Einsatz, genauer gesagt der Ryzen 9 3900XT (Test). Dieser wird mit den Standardspezifikationen betrieben.

Als Mainboard dient das Asus ROG Strix B550-E Gaming mit AMDs B550-Chipsatz. Damit gibt es nicht nur PCIe 4.0 für die Grafikkarte, sondern auch für eine M.2-NVMe, auf der Windows 10 2004 sowie einige Spiele installiert sind. Als Speicher sind vier 8 GB große Module verbaut, die mit DDR4-3600 übertaktet sind. Die Haupt- sowie die Sekundär-Timings sind für eine bessere Performance optimiert. Die Leistung wird nach wie vor mit CapFrameX gemessen, wichtig für die Testreihen sind die Durchschnitts-FPS sowie das 0,2-Prozent-Perzentil der Framerate.

Komponente
Prozessor AMD Ryzen 9 3900XT, nicht übertaktet
CPU-Kühler Noctua NH-D15S (140 mm bei ~900 U/Min.)
Motherboard Asus ROG Strix B550-E Gaming (BIOS: 0805)
Arbeitsspeicher 4 × 8 GB G.Skill TridentZ, DDR4-3600
16-16-16-32-1T, optimierte Sekundär-Timings, Single-Rank
Netzteil Corsair AX1500i (1.500 Watt, semipassiv, 80Plus Titanium)
SSD 1 × Patriot Viper VP4100, 1 TB, NVMe PCIe 4.0 (OS und Spiele)
1 × Crucial P1, 1 TB, NVMe PCIe 3.0 (Spiele)
Gehäuse Phanteks Enthoo Evolv X
Lüfter 2 x 140-mm-Lüfter, 900 U/Min. an der Vorderseite
1 x 140-mm-Lüfter, 900 U/Min. an der Rückseite

Als Grafikkarten-Treiber sind der Adrenalin 20.7.2 beziehungsweise der GeForce 451.67 aufgespielt. Für Horizon Zero Dawn kommt dagegen der Adrenalin 20.8.1 zum Einsatz.

Die Grafikkarten und die Taktraten

Im neuen High-End-Parcours werden ausschließlich Referenz- beziehungsweise Founders-Edition-Modelle genutzt, die nicht übertaktet sind und sich bezüglich der maximalen Leistungsaufnahme an AMDs und Nvidias Vorgaben halten. Das bedeutet, dass fast alle Custom-Designs mindestens gleich schnell oder ein wenig schneller als die hier getesteten Varianten sind.

Um eine bessere Vergleichbarkeit zu gewährleisten, hat die Redaktion die Taktraten, mit denen die GPUs nach einer halben Stunde Dauerlast in Doom Eternal unter 3.840 × 2.160 bei maximalen Grafikdetails arbeiten, in der folgenden Tabelle notiert. In geringeren Auflösungen, teils auch in anderen Spielen, fallen die Taktraten höher aus.

Die getesteten Grafikkarten
AMD Nvidia
Radeon RX Vega 64, 1.336–1.400 MHz GeForce GTX 1080, 1.759–1.785 MHz
Radeon VII, 1.655–1.764 MHz GeForce GTX 1080 Ti, 1.721–1.746 MHz
Radeon RX 5700 XT, 1.753–1.772 MHz GeForce RTX 2070 Super, 1.890 MHz
GeForce RTX 2080 Super, 1.830–1.845 MHz
GeForce RTX 2080 Ti, 1.665–1.680 MHz
Taktrate nach 30 Minuten Doom Eternal, Ultra HD, maximale Details

Die Leistungsunterschiede

1.920 × 1.080 ist die richtige Auflösung für eine moderne Einsteiger-Grafikkarte. Schnellere Modelle langweiligen sich in Full HD dagegen gern und vor allem die High-End-Varianten der nächsten Generation werden selbst 2.560 × 1.440 nicht allzu spannend finden. Aus diesem Grund fokussiert sich der High-End-Parcours auf 3.840 × 2.160, ignoriert aber Full HD und WQHD nicht.

In Ultra HD gibt es nur minimale Unterschiede zwischen dem alten und dem neuen Testparcours, was die aktuelle GPU-Generation betrifft. Die GeForce RTX 2070 Super auf Basis von Turing bietet nun beispielsweise 10 Prozent mehr Durchschnitts-FPS als die Radeon RX 5700 XT auf Basis von RDNA – beim alten Parcours waren es noch 11 Prozent. Dafür dreht Nvidia das Spielchen bei den 0,2-Prozent-Perzentil-FPS um und liegt dort nun 11 anstatt 9 Prozent vorne.

Die alten Generationen Nvidia Pascal und AMD Vega (beziehungsweise GCN) lassen sich für 3.840 × 2.160 nicht miteinander vergleichen, da weder Radeon RX Vega 64 noch GeForce GTX 1080 bei diesem in der hohen Auflösung getestet worden sind.

Architektur Modell FPS, AVG FPS, 0,2 % Perzentil
Ultra HD – neuer Parcours
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 +2 % +-0 %
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT +10 % +11 %
UHD – alter Parcours
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 nicht getestet nicht getestet
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT +11 % +9 %
UHD – Delta (in Prozentpunkte)
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 nicht getestet nicht getestet
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT -1 % +2 %

In 2.560 × 1.440 gibt es dann etwas mehr Bewegung. Zunächst lässt sich hier erstmals die GeForce GTX 1080 mit der Radeon RX Vega 64 vergleichen. Im alten Testparcours gab es bei der Framerate einen Gleichstand, bei den Perzentil-FPS war die Radeon 2 Prozent voraus. Beim neuen Parcours schneidet dagegen die GeForce GTX 1080 bei den FPS um 3 Prozent besser ab, bei den Perzentil-FPS wird der Rückstand auf 1 Prozent halbiert.

Und auch über die aktuelle Generation lässt sich etwas berichten. Die GeForce RTX 2070 Super schneidet beim alten Parcours in WQHD um 11 (Durchschnitts-FPS) und 6 Prozent (0,2 % Perzentil-FPS) besser ab, beim neuen Parcours sind es noch 8 und 5 Prozent. In beiden Fällen kann AMD den Rückstand also leicht verkürzen.

Architektur Modell FPS, AVG FPS, 0,2 % Perzentil
WQHD – neuer Parcours
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 +3 % –1 %
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT +8 % +5 %
WQHD – alter Parcours
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 +-0 % –2 %
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT +11 % +6 %
WQHD – Delta (in Prozentpunkte)
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 +3 % +1 %
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT -3 % -1 %

In 1.920 × 1.080 gelingt dies der Radeon RX 5700 XT noch etwas besser, denn beim alten Parcours lag die GeForce RTX 2070 Super um 10 und 6 Prozent vorne, beim neuen sind es jetzt nur noch 7 und 1 Prozent.

Erneut umgedreht sieht es bei den alten Grafikkarten aus. Die GeForce GTX 1080 lieferte im alten Parcours 1 Prozent mehr FPS als die Radeon RX Vega 64, beim neuen Parcours sind es dagegen 4 Prozent. Die Perzentil-FPS sind derweil gleich geblieben, dort liegt die GeForce jeweils um 2 Prozent zurück.

Architektur Modell FPS, AVG FPS, 0,2 % Perzentil
Full HD – neuer Parcours
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 +4 % –2 %
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT +7 % +1 %
Full HD – alter Parcours
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 +1 % –2 %
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT +10 % +6 %
Full HD – Delta (in Prozentpunkte)
Pascal vs. Vega GTX 1080 vs. RX Vega 64 +3 % +-0 %
Turing vs. Navi RTX 2070S vs. RX 5700 XT -3 % -5 %

Die Unterschiede zusammengefasst

Es ist schon interessant: In der hohen Auflösung 3.840 × 2.160 bleiben die Abstände zwischen der GeForce RTX 2070 Super und der Radeon RX 5700 XT und damit zwischen Turing und RDNA gleich. Trotz anderer Hardware, anderer Treiber und anderer Spiele sind quasi keine Unterschiede vorhanden.

Das ändert sich in kleineren Auflösungen: In 2.560 × 1.440 rückt die Radeon minimal näher an die GeForce heran, in 1.920 × 1.080 gibt es vor allem bei den Frametimes Verbesserungen. Auch dann ist die Nvidia-Grafikkarte immer noch schneller, die Abstände sind aber minimal.

Warum es diese offensichtliche Diskrepanz zwischen niedrigen und hohen Auflösungen gibt, ist unklar. Schlussendlich bleiben nur zwei Möglichkeiten: Entweder kann RDNA bei einer geringen Pixellast die Ausführungseinheiten besser auslasten als Turing, oder das CPU-Limit greift auf einer Radeon später. Was auch immer es ist: Im Sommer 2019 zur Präsentation der GeForce RTX 2070 Super und der Radeon RX 5700 XT sah es noch anders aus.

Im absoluten GPU-Limit bei hoher Pixellast hat sich dagegen quasi nichts getan. Generelle Optimierungen, sei es für Spiele oder beim Treiber selbst, hat es also offenbar nicht gegeben. Ob die Änderungen bei geringer Pixellast durch Verbesserungen im Treiber oder durch eine Optimierung der Spiele stattgefunden hat, ist unklar.

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