NVIDIA hat im Rahmen der GTC 2022 am 20. September 2022 die GeForce RTX 4090 als Spitzenmodell der RTX-40-Serie angekündigt. Die Grafikkarte basiert auf der neuen Ada-Lovelace-Architektur, fertigt im TSMC-4N-Prozess und tritt mit dem Vollausbau des AD102-Chips an. Der Marktstart erfolgte am 12. Oktober 2022 zu einer UVP von 1.599 US-Dollar. Mit 76 Milliarden Transistoren, 16.384 CUDA-Cores und 24 GB GDDR6X-Speicher positioniert NVIDIA das Modell oberhalb der bisherigen Ampere-Generation, deren GA102 noch mit rund 28 Milliarden Transistoren auskam.
Der AD102 im Detail: Recheneinheiten und Speicheranbindung
Die RTX 4090 schöpft aus dem AD102 nicht den vollständigen Siliziumausbau aus, bietet jedoch mit 16.384 aktiven CUDA-Cores einen deutlichen Zuwachs gegenüber der RTX 3090 Ti. NVIDIA beziffert die Shader-Leistung auf bis zu 83 TFLOPS und damit rund das Doppelte der Vorgängergeneration. Hinzu kommen RT-Cores der dritten Generation mit bis zu 191 effektiven Raytracing-TFLOPS sowie Tensor-Cores der vierten Generation, die mit FP8-Beschleunigung bis zu 1,32 Tensor-PFLOPS erreichen. Der 24 GB große GDDR6X-Speicher stammt von Micron und adressiert vor allem Workloads mit hohem Texturbudget und großen Frame-Buffern bei 4K-Auflösung. Auffällig ist die Effizienz. Laut Hersteller liegt die Leistung in aktuellen Titeln bei identischer Leistungsaufnahme von 450 Watt rund doppelt so hoch wie bei der RTX 3090 Ti.
Architekturseitig führt Ada Lovelace mit Shader Execution Reordering (SER) eine Neuordnung der Shader-Ausführung ein, die die Raytracing-Leistung laut NVIDIA um bis zu das Dreifache und die Bildraten um bis zu 25 Prozent steigern soll. Ergänzt wird dies durch eine Opacity-Micromap-Engine für Alpha-Test-Geometrie und eine Micro-Mesh-Engine zur Geometrieerzeugung. Diese Bausteine zielen direkt auf die Pipeline-Stufen, an denen Engine-Entwickler bislang Kompromisse zwischen Bildqualität und Frametime eingehen mussten. Wie weit NVIDIA diesen Weg in Richtung neuronaler Rendering-Verfahren später treibt, zeichnet sich hier bereits ab.
Bedeutung für Game-Engine-Entwicklung und PC-Ports
Für die Entwicklung von Game-Engines liegt der praktische Hebel weniger in der reinen Rohleistung als in DLSS 3. Die Technik nutzt den in Ada integrierten Optical Flow Accelerator zur Frame-Generierung und erzeugt Zwischenbilder, die nicht aus dem klassischen Render-Pfad stammen. NVIDIA beziffert den Vorsprung in voll raytracing-basierten Titeln mit DLSS 3 auf bis zu das Vierfache gegenüber der RTX 3090 Ti mit DLSS 2. Für Studios bedeutet dies, dass GPU-limitierte Szenen entlastet werden können, ohne die native Renderauflösung anzuheben, was insbesondere bei Pfadverfolgung und dichter Raytracing-Last relevant ist.
Für PC-Ports von Titeln aus dem Xbox-Umfeld ist die Architektur in zweierlei Hinsicht von Belang. Zum einen erlaubt der große VRAM-Puffer höhere Texturpools, als sie das Konsolen-Speicherbudget der Xbox Series X mit 16 GB geteiltem Speicher zulässt, was Ports mit hochaufgelösten Asset-Paketen begünstigt. Zum anderen verschiebt die hohe Raytracing-Leistung die Zielmarke für Effekte wie globale Beleuchtung und Reflexionen nach oben, sodass Entwickler skalierbare Qualitätsstufen vorsehen müssen, um sowohl die Konsolenbasis als auch High-End-PCs zu bedienen. Der Generationssprung von Ampere auf Ada Lovelace erweitert damit primär das obere Ende des Skalierungsspektrums, das Engine-Teams bei der Portierung abdecken.
Die Angaben basieren auf der offiziellen Quelle.