Gamescom-Neuheit

Warum dieser Grafikchip die Gaming-Welt für immer verändern wird

Nvidia Technologiekonferenz für AI, Deep Learning und Virtuelle Realität
Nvidia setzt bei neuen Grafikkarten auf Ray-Tracing-Technologie
Foto: Getty Images

Nvidia hat auf der Gamescom drei neue Grafikkarten vorgestellt: die RTX 2070, RTX 2080 und RTX 2080 Ti. Die Karten basieren auf der neuen Turing-Architektur, und sollen die sogenannte Ray-Tracing-Technologie vorantreiben. Worum es sich bei Ray-Tracing handelt und was die neuen Grafikkarten können, zeigt Ihnen TECHBOOK.

Nvidia bringt professionelles Ray-Tracing für den Verbrauchermarkt

Größte Neuerung der RTX-Grafikkarten ist die Unterstützung für Ray-Tracing – einer Technologie, die Lichtverteilung in Echtzeit berechnet und durch realistischere Schatten und cineastische Effekte Spiele mehr wie Filme wirken lässt. Die Technologie wird oft in Filmen und Serien für computergenerierte Bilder (CGI) verwendet, da sie sehr naturgetreue und lebensechte Ergebnisse erzeugt. In der Gaming-Welt ist sie schon seit langem im Gespräch, konnte aber bislang aufgrund der hohen Hardware-Anforderungen nicht realisiert werden. Mit den RTX 2000-Grafikkarten wird sie nun erstmals für die breite Masse zugänglich gemacht.

Die Reflections-Demo zeigt die realistischen Lichteffekte | Foto: Nvidia

Möglich wird Ray-Tracing durch Nvidias neue Turing-Grafikarchitektur, die ein neues Berechnungsmodell verwendet. Bislang haben Grafikkarten Rasterisierung benutzt, um das Verhalten von Licht zu simulieren. Damit werden 3D-Umgebungen von hinten nach vorne in Schichten berechnet, wodurch Objekte, die weiter vorne liegen, hinter ihnen liegende Objekte verdecken. Rasterisierung kann deshalb nicht das Licht selbst verfolgen und wie es von den Objekten reflektiert wird. Ein gutes Bespiel dafür sind Spiegel und Glas, die in Spielen bislang nur sehr ungenau Licht reflektieren. Ray-Tracing hingegen kann selbst Spiegelbilder akkurat berechnen und das Licht selbst dann verfolgen, wenn es sich in Glas bricht.

Vergleich von geometrischen Formen mit und ohne Ray-Tracing. Gut zu sehen ist, wie sich das Licht in der Glaskugel bricht. Foto: Nvidia

Der größte Fortschritt dabei ist, dass es Nvidia gelungen ist, ein Berechnungsmodell für Ray-Tracing zu schaffen, das von den neuen Grafikkarten in Echtzeit verarbeitet werden kann. Man darf nicht vergessen, dass Ray-Tracing bisher nur mit zehntausenden von Euros teuren Workstation-Grafikkarten möglich war. Nvidias CEO Jensen Huang sagt, die RTX-Karten seien „der größte Sprung, den wir jemals in einer Generation gemacht haben“.

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Neue Grafikkarten mit mehr Leistung

Schon das kleinste Modell RTX 2070 soll mehr Leistung für Ray-Tracing liefern als das Spitzenmodell Titan Xp der letzten Kartengeneration. Die RTX 2080 Ti ist das Flaggschiff der neuen Serie mit 4352 CUDA-Kernen und 1350 Megahertz (MHz) Taktfrequenz. Mit 11 GB Videospeicher hat die Karte 1 GB weniger als die Titan Xp, es handelt sich dafür aber um den schnelleren GDDR6-Speichertyp. Auch die RTX 2080 und RTX 2070 haben GDDR6-Speicher, allerdings nur 8 GB davon. Die RTX 2080 hat 2944 CUDA-Kerne und eine 1515-MHz-Tatkfrequenz bekommen, während die RTX 2070 mit 2304 CUDA-Kernen und 1410 MHz Taktfrequenz ausgestattet ist. Beide Modelle verbrauchen durch die größeren Chips als ihre Vorgänger deutlich mehr Strom, allein die RTX 2080 Ti bleibt innerhalb der 250-Watt-Leistungsaufnahme der Vorgängerin GTX 1080 Ti.

So sieht die neue RTX 2080 Ti aus | Foto: Nvidia

Wie wichtig Ray-Tracing für Nvidia ist, zeigt die Tatsache, dass der Hersteller die theoretische Rechenleistung seiner neuen Grafikkarten in erster Linie in RTX-OPS angibt statt traditionell in GFLOPS. Die RTX-OPS werden als Vergleichswerte für die Ray-Tracing-Leistung herangezogen. Laut Nvidia liefert die RTX 2080 Ti 80.000 RTX-OPS, was in etwa der sechsfachen Leistung einer GTX 1080 Ti entspricht.

Auf der Gamescom erste Einblicke

Auf der Gamescon zeigte Nvidia erste Einblicke in die technischen Möglichkeiten des neuen Turing-Prozessors. Es wurden Entwickler-Demos vorgeführt, die Reflexionen und Licht in geschlossenen Räumen simulierten, aber auch ein paar Ray-Tracing-optimierte Games wurden gezeigt. In Tomb Raider wurde eindrucksvoll das realistische Zusammenspiel aus Licht und Schatten in nächtlichen Umgebungen bewiesen, während in „Metro Exodus“ besonders gut zu sehen ist, wie mit Ray-Tracing realitätsnahe Schatten dargestellt werden. Am spektakulärsten war die „Battlefield V“-Demo, die zeigte, wie viel besser Ray-Tracing im Vergleich zu bisherigen Rendering-Technologien funktioniert. Explosionen und Feuer wurden naturgetreu auf umliegende Objekte wie Fahrzeuge, Personen, Oberflächen und sogar Waffen reflektiert.

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Nvidia hat bereits 21 Spiele angekündigt, die von den Entwicklern per Patch für Ray-Tracing optimiert werden sollen. Das klingt zwar nicht nach besonders viel, aber die Technologie wird wohl erst in zukünftigen Titeln richtig in Fahrt kommen. Immerhin arbeitet der Hersteller zusammen mit Microsoft, um seine neue DirectX Ray-Tracing API (DXR) in Windows 10 einzubringen.

Diese Spiele werden Ray-Tracing demnächst unterstützen | Foto: Nvidia

Wann kommen die neuen Grafikkarten in den Handel?

Hersteller Asus, EVGA, Gigabyte, MSI, PNY und Zotac bieten bereits jetzt die RTX 2080 und RTX 2080 Ti zum Vorbestellen an, die Auslieferung wird am 20. September beginnen. Nvidias eigene Founders Edition Grafikkarten sind wie gewohnt teuer als die Modelle für den freien Handel. Auf der Nvidia-Seite ist die RTX 2070 für 640 Euro gelistet, die RTX 2080 für 850 Euro und die RTX 2080 Ti soll satte 1260 Euro kosten. Die Preise für den freien Handel stehen in Deutschland noch nicht fest, dürften sich aber 100-150 Euro unter den Founders Edition Karten befinden.

Das meint TECHBOOK

„Nvidias neue Turing-Architektur und die RTX-Grafikkarten scheinen äußerst vielversprechend. Der Hersteller konzentriert sich stark auf Ray-Tracing und hat die Technologie selbst den „heiligen Gral“ der Grafik genannt. Nach dem, was ich davon bislang gesehen habe, kann ich getrost sagen, dass Ray-Tracing die Zukunft der Gaming-Industrie ist.“ – Adrian Mühlroth