Die Turing-Architektur ist der offizielle Nachfolger der Pascal-Architektur, die rund zwei Jahre das Maß aller Dinge war. Eines der großen Themen bei der Neuvorstellung ist Raytracing, das Nvidia bei der Entwicklung der neuen Turing-Architektur in den Fokus gerückt hat. Dennoch hat Turing noch mehr Neuerungen im Vergleich zu seinen Vorgängern zu bieten. Die GeForce RTX 20 Series basiert auf insgesamt drei verschiedenen GPUs: Diese sind die TU102 als Spitzenmodell, die TU104 und die TU106, die für kleinsten RTX-20-Grafikkarten herangezogen wird. Alle GPUs basieren auf einem 12-nm-Fertigungsprozess von Partner TSMC und umfassen je nach Ausbaustufe bis zu 18,6 Mrd. Transitoren bzw. eine Chipfläche von satten 754 mm².
Zwischenzeitlich hat Nvidia die Turing-Architektur auch auf Einsteiger- und Mainstream-Modelle ausgeweitet und die GeForce-GTX-16-Familie ins Leben gerufen. Dort sind die GPUs TU116 und TU117 beheimatet, wobei der TU117-Chip mit 4,7 Mrd. Transistoren das bislang kleinste Turing-Derivat ist. TU116 kommt mit 6,6 Mrd. kleinen Schaltern. Alle genannten Grafikprozessoren basieren auf einem PCIe 3.0 Interface.
Auf den GeForce GTX 1650 Boards kommt die TU117-GPU zum Einsatz.
Die GPU-Varianten TU102 und TU104 kommen auf den GeForce RTX Modellen 2080 Ti, 2080 und der 2080 SUPER zum Einsatz. Das direkt darunter angesiedelten Turing-Modelle hören auf die Bezeichnung GeForce RTX 2070 sowie RTX 2070 SUPER und basiert auf der TU106-GPU, während die Varianten GeForce RTX 2060 und RTX 2060 SUPER den günstigeren Einsteigerbereich abdecken und auf den gleichen Chip setzen. Die maximale Ausbaustufe in der TU102-GPU arbeitet mit sechs Graphics Processing Clusters (GPCs) mit je einer Raster-Engine und vier Texture Processing Clusters (TPCs). Dieser Grafikchip kann auf satten 68 Streaming Multiprocessors (SMs) zurückgreifen und verfügt somit über 4.352 ALUs, 88 ROPs und 272 TMUs. Hinzu kommen noch 544 separate Tensor-Cores und 68 Kerne für Raytracing-Aufgaben. Tensor-Cores für KI-Berechnungen waren bisher nur bei Volta vorhanden und fanden nun auch ihren Weg in den Gaming-Bereich.
Für die Kühlung der GeForce GTX 1650 EX setzt KFA2 auf einen Dual-Slot-Kühler mit zwei Lüftern.
Die abgespeckten GPU-Varianten TU117 und TU116 sind die Grundlage der GTX-16-Serie. Der kleinste Sprössling ist die TU117, die auf 16 Streaming Multiprocessors (SMs) Zugriff hat und somit bis zu 1.024 ALUs für Rechenaufgaben bereithält und 32 ROPs und 64 TMUs beinhaltet. Die TU116-GPU hat in Summe 24 SMs zur Verfügung und bietet damit bis zu 1.536 ALUs, 48 ROPs und 96 TMUs. Letztere ist die Basis für die Grafikkarten GeForce GTX 1660, GTX 1660 Ti sowie GTX 1660 SUPER. Allen genannten Varianten steht ein 192 Bit breites Speicherinterface bereit, das je nach Modell GDDR5 oder GDDR6 mit jeweils 6 GB Größe adressieren kann. Mehr Informationen dazu in den technischen Eckdaten am Ende der Seite.
Vergleichen wir die KFA2 GeForce GTX 1650 EX mit der verbesserten PLUS-Variante, fällt zunächst der geänderte Speicher auf. Statt dem bisherigen GDDR5 mit 2.000 MHz, setzt die PLUS auf GDDR6 mit 1.500 MHz, was bei gleichem Speicherinterface eine höhere Durchsatzrate von 192 GB/s statt 128 GB/s ergibt. „EX“-Grafikkarten von KFA2 sind zudem für Overclocking ab Werk bekannt. Bei direkter Gegenüberstellung der beiden Modelle fällt auf, dass der Hersteller die GPU-Taktraten der PLUS-Variante sogar reduziert hat. Dies wurde getan, um den Geschwindigkeitsvorteil des schnelleren Speichers auszugleichen und den Abstand zur GTX 1650 SUPER zu wahren. Die EX PLUS wird ab Werk mit einem Chiptakt von 1.410 MHz ausgeliefert und kann im Boost-Betrieb auf 1.605 MHz beschleunigen. Wer ganz einfach noch ein paar zusätzliche MHz herauskitzeln möchte, wird sich über das 1-Click-OC-Feature freuen. Mithilfe der Software Xtreme Tuner Plus kann man mit nur einem Mausklick die Taktfrequenz der GPU auf 1.635 MHz erhöhen und so ein Plus von insgesamt 30 MHz (oder +1,9%) erreichen.
Xtreme Tuner Plus Software von KFA2.
Die Thermal Design Power (TDP) wird von KFA2 mit 90 Watt angegeben, weshalb für die Stromversorgung ein zusätzlicher 6-Pin-PCIe-Anschluss notwendig ist und die Leistung nicht vollständig aus dem PCIe-Slot bezogen werden kann. Damit ist die Leistungsaufnahme der EX PLUS um 15 Watt höher als bei der herkömmlichen EX-Variante. Mehr zur Leistungsaufnahme unseres Testprobanden erfahren Sie ab Seite 17 des Reviews. Bei der Kühlung des Custom-Designs hat man auf Heatpipes verzichtet. Stattdessen handelt es sich um einen massiven Alu-Block, der mittels Wärmeleitpads (RAM und Spannungswandler) bzw. Paste (GPU) Kontakt zu den Komponenten hält. Dieser wird von zwei 80-mm-Axial-Lüftern mit Frischluft versorgt. Im Desktop-Betrieb kommen diese Lüfter allerdings nicht zum Stillstand (semi-passiver Betrieb), wie wir im Verlauf des Artikels noch zeigen.
Zahlreiche Anschlussmöglichkeiten sind am Slot-Bracket verfügbar.
Alle aktuellen Turing-GPUs unterstützen DisplayPort 1.4a sowie HDMI 2.0b mit HDCP 2.2 und Grafikkarten bieten entsprechende Anschlüsse am Slot-Bracket. HDMI 2.1 ist demnach also noch kein Thema bei den ersten Turing-Chips. 8K-Displays können derweil mit 60 Hz und HDR angesteuert werden (DSC-Kompression). Nebenbei kann die Video-Engine nun auch 8K-Aufnahmen mit HEVC-Codec (H.265) mit 30 fps und HDR beschleunigen. Auch hinsichtlich der Qualität bei Streaming (z.B. YouTube) soll der überarbeitete Encoder besser abschneiden als der Software-Renderer. Gerade in älteren Gaming-Systemen ist DVI noch weit verbreitet, weshalb Nvidia auch der GTX 1650 EX standardmäßig einen DVI-D-Port (Dual-Link) spendiert hat.
Im Gegensatz zu den RTX-20-Grafikkarten, sind die GTX-Turing-Modelle nicht mit einem VirtualLink-Port per USB Type-C ausgestattet. An diesem Anschluss könnten künftig VR-Headsets mit einem einzelnen Kabel angeschlossen werden. Folgend die technischen Eckdaten im Vergleich mit GeForce GTX 1060 (6-GB-Version) und GeForce RTX 2060.
| Hersteller | Nvidia | ||
| Produktbezeichnung | GeForce GTX 1060 | GeForce RTX 2060 | GeForce GTX 1650 |
| Logo |  |
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|
| Architektur | Pascal | Turing | |
| Grafikchip | GP106 | TU106 | TU117 |
| Fertigung | 16 nm | 12 nm | |
| Transistoren | ca. 4,4 Mrd. | ca. 10,8 Mrd. | ca. 4,7 Mrd. |
| CUDA-Cores | 1.280 | 1.920 | 896 |
| Tensor-Cores | – | 240 | – |
| Raytracing-Cores | – | 30 | – |
| Basistakt | 1.506 MHz | 1.365 MHz | 1.485 MHz |
| Boosttakt | 1.708 MHz | 1.680 MHz | 1.665 MHz |
| FP32-Rechenleistung | 4.374 GFLOPS | 6.451 GFLOPS | 2.984 GFLOPS |
| FP16-Rechenleistung | 4.374 GFLOPS | 12.902 GFLOPS | 5.968 GFLOPS |
| ROPs | 48 | 32 | |
| TMUs | 80 | 120 | 56 |
| Speichertakt | 4.000 MHz | 7.000 MHz | 4.000 MHz |
| Speicherinterface | 192 Bit | 128 Bit | |
| Speicherbandbreite | 192.000 MB/s | 336.000 MB/s | 128.000 MB/s |
| Speichermenge | 6 GB GDDR5 | 6 GB GDDR6 | 4 GB GDDR5 |
| DirectX (Feature-Level) | 12_1 | ||
| Multi-GPU | – | ||
| Stromsparmechanismus | √ | ||
| Leistungsaufnahme | 120 Watt | 160 Watt | 75 Watt |
Die oft übliche Backplate auf der Rückseite hat man sich gespart.
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