Nvidia RTX 3000 Ampere: Neue Platinen deuten auf enormen Leistungssprung hin

Nvidias neue Ampere-Grafikkarten, die im Laufe des Jahres erwartet werden, könnten laut einer Analyse dank neuer Platinentechnik deutlich schneller werden.

von Alexander Köpf,
19.02.2020 10:33 Uhr

Kann eine alte und eigentlich simple Technik einen enormen Leistungssprung bei Nvidias RTX 3000 Ampere generieren? (Bildquelle: Nvidia) Kann eine alte und eigentlich simple Technik einen enormen Leistungssprung bei Nvidias RTX 3000 Ampere generieren? (Bildquelle: Nvidia)

Nvidias RTX 3000 Ampere-Grafikkarten könnten einen großen Leistungssprung bieten, wie der renommierte deutsche Hardware-Spezialist Igor Wallossek von igor'sLAB berichtet.

Bislang wurde über Leistungszuwächse von 50 bis gar 75 Prozent lediglich spekuliert - gemessen an der aktuellen Turing-Generation alias RTX 20 und RTX 16.

Was hat er herausgefunden?

Igor hat eigenen Angaben zufolge seine Kontakte genutzt und sich bei Nvidias Board-Partnern umgehört. Demnach werden aktuelle Grafikchips - allen voran die Geforce RTX 2080 Ti - teils bereits auf neue Platinen montiert.

Dabei handle es sich faktisch um eine Trockenübung und erste Vorbereitungen der Board-Hersteller auf die neue Grafikkarten-Generation Ampere, die vermutlich auf den Namen RTX 3000 hören wird.

Was wird anders gemacht? Vereinfacht gesagt, versucht Nvidia den Signalweg für die Datenübertragung zu verbessern, wodurch letztlich höhere Takt- und Durchsatzraten ermöglicht werden können.

Das entsprechende Verfahren ist dabei noch nicht einmal neu, dafür aber etwas aufwändiger und teurer - daher auch die Trockenübungen.

Was ist das Problem beim aktuellen Verfahren?

Der blaue und rote Pfeil markieren unterschiedliche Signallaufzeiten - ein Problem im Hochfrequenzbereich. (Bildquelle: igor'sLAB) Der blaue und rote Pfeil markieren unterschiedliche Signallaufzeiten - ein Problem im Hochfrequenzbereich. (Bildquelle: igor'sLAB)

Leiterplatinen bestehen aus mehreren Schichten, die von Kontakten durchsetzt sind - also von oben nach unten. Bei dieser Durchkontaktierung (wie im Bild oben zu sehen) entstehen sogenannte Stubs, zu deutsch »Stumpf« oder auch »Restloch«.

Läuft ein Signal (blauer Pfeil) durch die Kontaktierung, kann es sein, dass ein reflektiertes Signal (roter Pfeil) entsteht, das einen längeren Weg (eine längere Signallaufzeit) zurücklegen muss.

Die Probleme durch reflektierte Signale in Stubs zusammengefasst:

  • Unterschiedlich Signallaufzeiten
  • Kapazitäts-, Induktivitäts- und Impedanz-Störungen

Aktuelle Grafikkarten wie die RTX 2080 Ti arbeiten im Hochfrequenzbereich mit bis zu 2,0 GHz. Durch Reflexionen und andere Störungen kann das Signal bei steigender Taktrate immer schlechter verarbeitet werden, im schlimmsten Fall wird es sogar völlig unbrauchbar.

Die Lösung: Backdrill-Verfahren

Zum Einsatz bei den Trockenübungen kommt Igor zufolge nun das sogenannte »Backdrill-Verfahren«, bei dem die Durchkontaktierung soweit auf- beziehungsweise zurückgebohrt wird (Bild unten), dass sie genau bis in die Schicht (Layer) der Platine reicht, für die sie bestimmt ist - der Stub wird entfernt.

Da die einzelnen Durchkontaktierungen jedoch in unterschiedliche Schichten reichen, müssen sehr viele verschiedene Bohrungen durchgeführt werden.

Simpel und effizient, aber aufwändig: das Backdrill-Verfahren. (Bildquelle: igor'sLAB) Simpel und effizient, aber aufwändig: das Backdrill-Verfahren. (Bildquelle: igor'sLAB)

Es gibt aber entscheidende Vorteile: Je geringer die Störungen (Signaldämpfung) sind, desto geringer ist die Bit-Fehlerrate und umso höher der Datendurchsatz - auch die Taktrate kann zusätzlich nach oben geschraubt werden. Ergo nimmt auch die Performance zu.

Wie Igor resümiert, dürfen wir also etwas richtig Schnelles erwarten. Genaue Leistungsangaben kann er freilich nicht machen, aber auch die bislang kolportierten 50 Prozent scheinen damit realistisch zu sein.

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