Mit der Geforce RTX 4090 hat Nvidia eine neue GPU Ära auf Basis der Ada-Lovelace Architektur eingeläutet. Wir haben der Grafikkarte in Form einer KFA2 RTX 4090 SG auf den Zahn gefühlt.
Inhaltsverzeichnis
Verpackung und Lieferumfang
Die dunkel bedruckte und matt gestaltete Verpackung der KFA2 RTX 4090 SG ist ca. doppelt so groß wie die Kartons die wir sonst so gewohnt sind. Kein Wunder, will hier ein Inhalt von knapp 2000€ vor Transportschäden gesichert werden.
Das Zubehör fällt recht umfangreich aus. Neben dem üblichen Zettelkram gehören eine verstellbare GPU Stütze mit RGB Beleuchtung, ein 12VHPWR Kabeladapter, 2x RGB Kabel sowie ein extra Lüfter zum Lieferumfang.
Abgesehen von der uns vorliegenden SG Karte gibt es noch ST und ST v2 Modelle, welches sich hinsichtlich Beleuchtung und Zubehör unterscheiden. https://www.kfa2.com/kfa2/graphics-card/40-series/4090-series.html
Technische Daten
| Nvidia RTX 3080 Ti | Nvidia RTX 3090 Ti | Nvidia RTX 4090 | |
|---|---|---|---|
| GPU | GA102 | GA102 | AD102 |
| Fertigung | 8nm | 8nm | 5nm |
| Transistoren | 28 Mrd | 28 Mrd | 76 Mrd |
| GPU-Takt | Basis: 1365 MHz Boost: 1665 MHz | Basis: 1560 MHz Boost: 1890 MHz | Basis: 2230 MHz Boost: 2520 MHz |
| Speichertakt | 1188 MHz | 1313 MHz | 1313 MHz |
| Speichertyp | GDDR6X | GDDR6X | GDDR6X |
| Speichergröße | 12 GB | 24 GB | 24 GB |
| Speicherinterface | 384 Bit | 384 Bit | 384 Bit |
| Speicherbandbreite | 912 GB/s | 1008 GB/s | 1008 GB/s |
| Shader Einheiten | 10240 | 10752 | 16384 |
| Texture Units | 320 | 336 | 512 |
| ROPs | 112 | 112 | 176 |
| RT Cores | 80 (Gen2) | 84 (Gen2) | 128 (Gen3) |
| Tensor Cores | 320 (Gen3) | 336 (Gen3) | 512 (Gen4) |
| Leistungsaufnahme | 350 Watt | 450 Watt | 450 Watt |
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KFA2 RTX 4090 SG im Detail
Die bei der Geforce RTX 4090 zum Einsatz kommende AD102 GPU wird in einem optimierten 5nm Prozess gefertigt und vereint irrsinnige 76 Milliarden Transistoren auf einer Chipfläche von von 608,3 mm².
Der Chip bietet 16384 Shadereinheiten, 512 Tensor Cores der 4. Generation sowie 128 RT Cores der 3. Generation, verpackt in 128SM‘s. Dabei handelt es sich noch nicht mal um den Vollausbau, denn die RTX 4090 nutzt „nur“ 11 der möglichen 12 GPC‘s (Graphics Processing Cluster). Es gibt also noch ein wenig Spielraum für ein 4090 Ti bzw. Titan Modell. Die Raytracing Cores sollen übrigens laut Nvidia eine fast doppelt so hohe Rechenleistung im Vergleich zur Vorgänger Generation aufweisen.
Für Nvidia’s aktuelles Topmodell sind ein hoher Basistakt von 2230 MHz und ein Boosttakt von mindestens 2520 MHz vorgesehen. Die KFA2 RTX kommt hier bereits mit einer minimal erhöhung von 2580 MHz daher. Üblicherweise fällt der Boosttakt in der Praxis je nach Chipgüte und Kühlung deutlich höher aus, so liegen bei der KFA2 Karte je nach Game 2730-2745MHz an.
An der Speichermenge hat sich im Rückblick auf die Ampere Architektur nichts geändert. Der 24GB fassende GDDR6X VRAM der RTX 4090 ist über ein 384Bit breites Interface angebunden und knackt mit einem Durchsatz von 1008 GB/s eine magische Grenze.
Die TDP der Grafikkarte liegt entgegen frühzeitiger Spekulationen doch „nur“ bei 450 Watt. Gestillt wird der Energiebedarf über einen 12VHPWR Anschluss, welcher Theoretisch auch bis zu 600Watt umsetzen kann.
Anschlussseitig gibt es keinen nennenswerten Neuerungen. So lassen sich Bildschirme über 3x DP1.4a sowie einem HDMI 2.1a Anschluss verbinden.
Mit der neuen Ada-Lovelace Architektur haben natürlich auch wieder einige technische Neuerungen Einzug gehalten.
Mit DLSS 3 soll die Performance weiter verbessert werden, bei gleichbleibender Bildqualität. Anstatt Bilder in niedriger Auflösung zu berechnen und dann mittels AI Unterstützung hochzuskalieren erstellt DLSS 3 mit der Optical Multi Frame Generation komplette Frames neu. Hierzu werden die Tensor Cores und die Optical Flow Beschleuniger der neuen RT Cores verwendet, weswegen DLSS3 der RTX 40er Serie vorenthalten bleibt: https://www.nvidia.com/de-de/geforce/technologies/dlss/
Die RT Cores der 3. Generation können mit Opacity Micro-Map-Engines und Micro-Mesh-Engines nun Darstellungsdetails für bestimmte Objekte vordefinieren, was vor allem die Performance für komplexe Formen verbessern soll. Hier werden die neuen Techniken im Detail beschrieben: https://developer.nvidia.com/rtx/ray-tracing/micro-mesh
Kühler, Beleuchtung und PCB
Der neue Kühler von KFA2‘s SG-Serie (Serious Gaming) wirkt aufgrund der komplett schwarzen Farbgebung deutlich edler als noch bei der vorherigen GPU-Generation. Um der hohen Abwärme einer 450 Watt GPU Herr zu werden wurde die Kühleinheit massiv verbessert und erstreckt sich nun über 4 Slots. Die Wärme wird mittels 8 Heatpipes auf einer riesige Anzahl Kühlfinnen verteilt, wo dann 3x 102mm Wings 2.0 Lüfter für einen kühlenden Luftstrom sorgen. Optional kann auf der Rückseite der Karte ein weiterer 102mm Lüfter angebracht werden. Die Wings 2.0 Lüfter wurden laut Hersteller in allen Belangen optimiert und bieten neben einem 25% besserem Airflow und erhöhtem statischen Druck nun auch eine deutlich längere Lebensdauer. Der Drehzahlbereich liegt bei 1000-3000RPM. Eine Beleuchtung der Lüfter gibt es nicht, was aber in unseren Augen dem Design der Karte zugutekommt.
Die Beleuchtung ist diesmal auf die Kühlerabdeckung beschränkt und erstreckt sich rund um die Lüfter und den Geforce RTX Schriftzug an der Oberkante. Bei Bedarf lässt sich die Lichtspielerei auch komplett deaktivieren. Über einen RGB Anschluss an der Rückseite des Kühlers lässt sich die Beleuchtung auch synchronisieren.
Die 33,5 cm lange Grafikkarte bringt aufgrund der mächtigen Kühlereinheit über 2Kg auf die Waage. Durch die Höhe von 12,3cm rückt der empfindliche Stromanschluss näher in Richtung Seitenwand sodass man vorher definit prüfen sollte ob der Biegeradius des Stromkabels nicht zu eng wird. Denn für das Kabel werden ebenfalls nochmal mindestens 3,5cm Spielraum für die Biegung empfohlen.
Die zweifarbige Backplate auf der Rückseite greift das Design der beleuchteten Elemente auf und erfährt durch die gefälzte Kante zusätzliche Stabilität. Da an keiner Stelle Kontakt zur Platine hergestellt wird hat die Backplate lediglich einen stabilisierenden bzw. schützenden Effekt, trägt aber nicht zur Kühlung bei.
Beim PCB nutzt KFA2 eine 19,7cm lange Custom Platine mit 22 Phasen Stromversorgung. Ob es dafür Wasserkühler geben wird, wird sich zeigen. In der Vergangenheit haben Wasserkühlungs-Hersteller meist nur auf die bekannteren Marken gesetzt.
Testsystem und Testverfahren
| Mainboard | ASUS ROG Strix Z690-A D4 |
| Prozessor | Intel Core i7 12700k |
| Arbeitsspeicher | 32 GB Corsair Vengeance RS 3600MHz CL18 |
| Datenträger | Crucial P5 Plus 1TB |
| Gehäuse | Fractal Define 7 |
| Netzteil | BeQuiet! Dark Power 12 750W |
Da wir dem Testsystem ein Upgrade auf Intel Alder Lake spendiert haben, war das gleich ein guter Aufhänger den GPU Benchmarkparcours zu überarbeiten. Folgende Spiele werden in Zukunft von uns getestet: Hitman 3, Shadow of the Tombraider, Deus Ex Mankind Divided, Far Cry 5, Borderlands 3, Cyberpunk 2077, Metro Exodus Enhanced, World WarZ. Alle der genannten Spiele bieten einen integrierten Benchmark und können damit nachvollziehbare Werte liefern. Darüber hinaus werden wir in Zukunft auch vermehrt Raytracing und DLSS bzw. FSR Benchmarks mit durchführen.
Bei den synthetischen Tests setzen wir weiterhin auf 3D Mark Firestrike Extrem, Time Spy und Port Royal.
KFA2 RTX 4090 SG synthetische Benchmarks
3DMark
3DMark Raytracing Tests
KFA2 RTX 4090 SG Gaming Benchmarks
Cyberpunk 2077 WQHD
Cyberpunk 2077 WQHD Raytracing
Cyberpunk 2077 4K
Cyberpunk 2077 4K Raytracing
Metro Exodus Enhanced WQHD
Metro Exodus Enhanced 4K
Deus Ex Mankind Divided WQHD
Deus Ex Mankind Divided 4K
Borderlands 3 WQHD
Borderlands 3 4K
Shadow of the Tomb Raider WQHD
Shadow of the Tomb Raider WQHD Raytracing
Shadow of the Tomb Raider 4K Raytracing
Hitman 3 WQHD
Hitman 3 4K
World WarZ WQHD
World WarZ 4K
Far Cry 5 WQHD
Far Cry 5 4K
KFA2 RTX 4090 SG Messungen
Temperaturen
Die Temperaturwerte werden während des Testzeitraums mit GPU-Z ausgelesen.
Lautstärke
Unsere Lautstärkemessung nehmen wir bei geschlossenem Gehäuse vor. Das Voltcraft SL-100 Messgerät wird dabei auf Höhe der Grafikkarte mit einem Abstand von 30 cm platziert. Für die Last und Idle Werte werden jeweils die maximale bzw. minimale Drehzahl während der Testdauer ausgelesen. Für die Messungen werden alle weiteren im System befindlichen Lüfter gestoppt.
Im Idle stehen die Lüfter der KFA2 RTX 4090 SG komplett still. Diese schalten sich erst ab einer Chiptemperatur von über 50 Grad ein, beginnen hier aber mit einer vergleichsweise hohen Drehzahl von 1000RPM. Zu hören ist das aus einem geschlossenen Gehäuse aber dennoch kaum.
Die neuen Wings 2.0 Lüfter waren bei unserem Exemplar nicht ganz frei von Nebengeräuschen und haben sich mit einem leichten Lagerschleifen bemerkbar gemacht. Abgesehen davon bleibt die Karte aufgrund der mächtigen, 4-Slot Kühleinheit unter Last nicht nur angenehm kühl, sondern dabei auch sehr leise. Je nachdem ob der zusätzliche Lüfter auf der Rückseite der Karte verbaut wird, konnten wir unter Last eine maximale Drehzahl von 1400 RPM bzw. 1300 mit 1-Clip Booster auslesen. Das entspricht 44% bzw. 41% PWM. Es ist also noch deutlich Kühlpotential nach oben vorhanden. Mit 40 bzw. 40,6 dBA ist die Karte dabei auch unter Last sehr leise.
Spulensurren ist uns nur in geringem Maße aufgefallen, sobald man sich der 200 fps Marke genähert hat.
Effizienz im CPU Limit
Neben den üblichen Benchmarks haben wir uns in Games mit unterschiedlichen Anforderungen noch den Verbrauch sowie in Folge die Temperaturentwicklung der KFA2 RTX 4090 SG angeschaut und mit einer RTX 3080 Ti verglichen.
Deep Rock Galactic (WQHD, Max Details, 120FPS Limit)
| Verbrauch | Temperatur | Anmerkungen | |
|---|---|---|---|
| KFA2 RTX 4090 SG | ~ 84 Watt | 37°C | Durchgängig 120 fps |
| KFA2 RTX 3080 Ti SG | ~ 155 Watt | 51°C | Durchgängig 120 fps |
Hunt: Call of the Wild (WQHD, Max Details, 144FPS Limit durch Gsync)
| Verbrauch | Temperatur | Anmerkungen | |
|---|---|---|---|
| KFA2 RTX 4090 SG | ~ 252 Watt | 54°C | Durchgängig 144 fps |
| KFA2 RTX 3080 Ti SG | ~ 340 Watt | 75°C | 120-144 fps |
CyberPunk 2077 (WQHD, Ultra Detail, Ultra Raytracing, DLSS Qualität)
| Verbrauch | Temperatur | Anmerkungen | |
|---|---|---|---|
| KFA2 RTX 4090 SG | ~ 332 Watt | 55°C | 100-120 fps |
| KFA2 RTX 3080 Ti SG | ~ 351 Watt | 75°C | 60-75 fps |
Fazit
Die Geforce RTX 4090 liefert eine beeindruckende Performance – im Schnitt rund 70% Mehrleistung im Vergleich zu einer RTX 3090Ti ist schon eine Hausnummer. 4k Gaming mit maximalen Details mit hohen Framerates liegt nun im Bereich des machbaren und das teilweise sogar ohne das man auf Nvidia‘s DLSS zurückgreifen muss. In niedrigeren Auflösungen bewegt man sich mit der RTX 4090 meist im CPU Limit, aber auch hier haben unsere Tests gezeigt, dass die Karte dabei sehr effizient arbeitet.
Dank des mächtigen 4 Slot Kühlers bleibt die KFA2 RTX 4090 SG nicht nur angenehm kühl sondern agiert auch unter Last auf einem niedrigen Geräuschpegel. Allerdings kann die Größe der Karte in Verbindung mit dem neuen 12VHPWR Anschluss auch für Platzprobleme sorgen, wenn man aufgrund des eingeschränkten Biegeradius des Kabels die Seitenwand des Gehäuses nichtmehr schließen kann. Das ist aber ein Problem welches leider alle RTX 4090 Karten betrifft und nicht rein KFA2 anzukreiden ist.
Aufgrund der überzeugenden Kühlung verleihen wir der KFA2 Geforce RTX 4090 SG unseren Gold Award.
Bei den aktuell hohen Strompreisen sollte man bei einem Verbrauch von 450 Watt in Spitze durchaus auch die Folgekosten von exzessiven Gamingsessions im Hinterkopf behalten, die zu der hohen UVP von knapp 2000€ noch hinzukommen können. Insgesamt zeichnet sich in den letzten Jahren bei der Preisgestaltung und dem Verbrauch bzw. den Folgekosten leider ein unschöner Trend für High-End Hardware ab.
Das Produkt wurde uns leihweise vom Hersteller zum Testen zur Verfügung gestellt. Eine Einflussnahme auf den Test, die Wertung oder die Veröffentlichung hat nicht stattgefunden.