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Jul 11, 2023

Laptop vs. Desktop GeForce RTX 4090: Wie stark unterscheiden sich Nvidias Top-GPUs in der Leistung?

Die Grafikprozessoren der GeForce RTX 40-Serie von Nvidia, die auf der „Ada Lovelace“-Architektur basieren, sind sowohl auf Desktops als auch auf Laptops äußerst beeindruckend (und im oberen Preissegment teuer). Die Spitze

Die Grafikprozessoren der GeForce RTX 40-Serie von Nvidia, die auf der „Ada Lovelace“-Architektur basieren, sind sowohl auf Desktops als auch auf Laptops äußerst beeindruckend (und im oberen Preissegment teuer). Der Spitzenreiter im Stapel, die GeForce RTX 4090, liefert erstklassige Bildraten und ist bei fortschrittlicher Raytracing-Beleuchtung und Bildschärfung DLSS effizienter als alle anderen Grafikkarten zuvor. Sie können sowohl unsere Laptop-GeForce-RTX-4090-Testanalyse als auch unseren Nvidia-GeForce-RTX-4090-Desktop-Grafikkartentest lesen, um den Kontext im Vergleich zu anderen GPUs in ihren jeweiligen Bereichen zu erfahren.

Sie haben den gleichen Namen, aber sind sie wirklich annähernd dasselbe? Wie nah sind die Desktop- und Laptop-Versionen der RTX 4090-GPU genau beieinander? Der Abstand zwischen Nvidias Full-Fat- und mobilen GPUs mit demselben Namen schwankte im Laufe der Jahre, aber man kann mit Sicherheit sagen, dass Desktop-Grafikkarten über praktisch alle Generationen hinweg immer einen deutlichen Vorteil hatten. Sie sind viel größer, werden aktiv gekühlt, befinden sich in einem Desktop-Gehäuse mit viel mehr thermischem Spielraum als ein Laptop-Gehäuse und werden mit höheren Wattzahlen betrieben. Laptop-GPU-Leistung und Kühltechnologie haben einen langen Weg zurückgelegt, aber am Ende kann man sich der Thermodynamik nicht widersetzen.

Diese klaren, grundlegenden Unterschiede ändern jedoch nichts an der Tatsache, dass beide auf der gleichen Architektur basieren und unter dem Namen RTX 4090 verkauft werden. Für Verbraucher ist es leicht, Vermutungen darüber anzustellen, wie sich die Leistung zwischen verschiedenen Formfaktoren auswirkt, oder – für weniger technisch versierte Menschen – die oben genannten Faktoren einfach zu übersehen und Vermutungen allein auf der Grundlage des Namens zu treffen.

Normalerweise unterziehen wir unsere Laptop- und Desktop-Systeme nicht genau den gleichen Benchmark-Tests oder vergleichen sie in einer Tabelle miteinander – Käufer möchten im Allgemeinen entweder einen neuen Laptop kaufen oder ihren Desktop aufrüsten, entscheiden sich aber nicht für eins ein anderer.

Um fair zu beurteilen, wie groß die Unterschiede zwischen zwei gleichnamigen GPUs im Jahr 2023 sind, haben wir die GeForce RTX 4090 Founders Edition GPU und eine möglichst uneingeschränkte mobile GeForce RTX 4090 (im beeindruckenden MSI Titan GT77) denselben Benchmarks unterzogen und verglich die Ergebnisse. Lassen Sie uns die Bühne bereiten, uns die technischen Unterschiede ansehen und uns dann mit den Ergebnissen befassen.

Ich habe es oben angesprochen, aber der offensichtlichste Unterschied liegt in der Größe. Desktop-GPUs, insbesondere High-End-Modelle wie die RTX 4090, sind große physische Objekte, ohne dass die darin enthaltene Technologie überhaupt berücksichtigt wird. Die Desktop-Chips sind in großen, dicken Karten untergebracht, die heutzutage einen Fuß oder mehr lang sein können, während es sich bei den mobilen GPUs um dünne Chips handelt, die genau wie CPUs in ein Laptop-Gehäuse passen müssen. Die RTX 4090 Founders Edition zum Beispiel ist 12 Zoll lang und gilt als GPU mit dreifacher Breite – größere Hardware, als sie jemals in einem Laptop untergebracht werden könnte.

In diesem speziellen Fall zeigt sich ein weiteres wichtiges Unterscheidungsmerkmal: Trotz des gemeinsamen Namens läuft die mobile RTX 4090 tatsächlich auf demselben AD103-Silizium wie die Desktop-Grafikkarte RTX 4080, nicht die RTX 4090. Die mobilen und Desktop-GPUs haben das RTX 4090-Branding gemeinsam. wie die Topmodelle in ihren jeweiligen Stapeln, aber sie verwenden nicht das gleiche Silizium. Dieser Umstand hat messbare Auswirkungen auf die Leistung. Und das bedeutet, dass die Laptop-RTX 4090 in Bezug auf die harten Spezifikationen mehr mit der Desktop-Nvidia GeForce RTX 4080-GPU gemeinsam hat als mit der Grafikkarte, die ihren Namen trägt.

Hier ist ein Blick auf diese harten Unterschiede in der folgenden Tabelle. Bei der Desktop-Karte gelten diese Spezifikationen für die RTX 4090 Founders Edition. Für die mobile RTX 4090 nutze ich als Testlaptop das MSI Titan GT77; Die technischen Daten dieser GPU in anderen Laptops können je nach Wattzahl abweichen, worauf ich weiter unten eingehen werde.

Eine große Variable hier ist die „Board-Leistung“, da sie sich auf Laptop-Implementierungen der Nvidia-GPUs bezieht. Ein Laptop-Hersteller kann die mobile Version des RTX 4090 innerhalb eines Leistungsbereichs konfigurieren, der vom jeweiligen Laptop und seinen thermischen Grenzen abhängt. Auf der Desktop-Seite liegt ein ähnliches Problem bei den einzelnen Grafikkartenherstellern. Nvidia stellt Founders Edition (FE)-Grafikkarten her, die als „Referenz“ oder Standardversion der Karte dienen. Partnerhersteller – Asus, Gigabyte und MSI, um nur einige zu nennen – können diese Referenzdesigns nutzen und ihre eigenen Versionen der Karte rund um die Chips von Nvidia entwickeln, oft mit mehr Lüftern, schneller getaktet, robuster und sperriger Kühlkörper oder eine Kombination davon. Die verschiedenen Karten haben unterschiedliche Leistungsanforderungen, Leistungen und Preise; Wir betrachten die Founders Edition-Karte lediglich als sichere Basis.

Die Unterschiede auf der Laptop-Seite sind tendenziell größer. Sie müssen keine physische oder eigenständige Grafikkarte kaufen, da die GPU immer ein wesentlicher Bestandteil eines Laptops ist. Laptop-Hersteller können den Chip jedoch mit unterschiedlichen thermischen Einschränkungen und Stromverbrauchsniveaus implementieren. Diese hängen größtenteils von der Größe und dem Kühlpotenzial des Laptop-Gehäuses ab, sodass Hersteller in verschiedenen Laptops dieselbe GPU mit unterschiedlichen Wattzahlen anbieten. Mit anderen Worten: Ein RTX 4090-Laptop-Chip in einem Notebook erhält nicht unbedingt die gleiche Implementierung wie ein RTX 4090-Chip in einem anderen; Ganz zu schweigen vom Unterschied zwischen Laptop und Desktop!

Asus hat sich beispielsweise dafür entschieden, den RTX 4080 in seinem ROG Strix Scar 18-Laptop mit 150 Watt (bis zu 175 W, einschließlich Boost) zu implementieren, aber ein anderer Laptop-Hersteller beschränkt ihn möglicherweise auf 125 W und begrenzt so seine Leistungsobergrenze. Nvidia gibt den Bereich der nicht verstärkten Leistung für den RTX 4090-Laptop-Chip mit 80 W bis 150 W an. Bei Laptop-GPUs werden Sie diese Art von Variation ständig beobachten, daher ist es äußerst wichtig, sich Tests aus erster Hand anzusehen. Allein der Name der GPU lässt keine genaue Leistungserwartung erkennen.

Wie bereits erwähnt, werde ich neben der im MSI Titan GT77 eingesetzten RTX 4090 die Founders Edition-Karte als Basis-Desktop-Erwartung für die RTX 4090 verwenden. Die Desktop-GPU wurde in unserem Grafikkarten-Teststand getestet, der einen serienmäßigen Intel Core i9-12900K-Prozessor mit einem 240-mm-Flüssigkeitskühler der Corsair Hydro Series H100X auf einem Asus ROG Maximus Z690 Hero-Motherboard betreibt.

Das von mir getestete Titan GT77-Testgerät lief mit einer RTX 4090 mit 150 W (bis zu 175 W mit Boost), einer Intel Core i9-13980HX-CPU und 64 GB Speicher. (Ja, der Prozessor im GPU-Testbed liegt eine Generation hinter dem Laptop zurück, da dieser Testaufbau zum Zeitpunkt des RTX 4090-Tests der Standard war und weiterhin das ist, was wir zum Testen von Desktop-GPUs verwenden. Die Auswirkungen einer CPU-Drosselung sollten begrenzt sein (in diesem Zusammenhang.) Der Titan GT77 ist nicht das A und O der mobilen RTX 4090-Leistung – es gibt einige größere 18-Zoll-Systeme, die die Bildraten möglicherweise noch etwas weiter steigern. Dabei handelt es sich jedoch um ein weithin repräsentatives High-End-Notebook, das die höchstmögliche Grafikleistung ermöglicht.

Wir hatten noch viel mehr über die GeForce RTX 4090 Founders Edition und die Lovelace-Architektur zu sagen. Anstatt es hier noch einmal aufzuwärmen, empfehle ich Ihnen, die Details in diesem Testbericht zu lesen, wenn Sie mehr wissen möchten.

Trotz alledem schwankte der genaue Leistungsunterschied zwischen den Laptop- und Desktop-Varianten der „gleichen“ GPU innerhalb jeder Plattformgeneration von Nvidia immer. Insbesondere die Einführung der RTX-Reihe und ihrer fortschrittlichen Raytracing-Beleuchtungstechnologie hat eine neue Welt möglicher Energieanforderungen geschaffen, und Desktops haben viel mehr potenziellen Spielraum als Laptops. Dies machte es noch schwieriger, sie eins zu eins zu vergleichen, selbst wenn die Leistung der Laptop-GPUs zuvor schon näher gerückt war. (Zu Zeiten der GeForce GTX 10-Serie kamen sich GPUs wie die Desktop-Grafikkarte GeForce GTX 1080 und ihr mobiles Gegenstück GTX 1080 in der Leistung tatsächlich ziemlich nahe.)

Kommen wir nun zu den Benchmark-Tests. Für diese Ergebnisse habe ich auch unsere Testzahlen für die Desktop-Karte GeForce RTX 4080 Founders Edition einbezogen. Denn wenn die mobile GeForce RTX 4090 im Kern auf dem gleichen Silizium basiert wie die Desktop-RTX 4080, ist es genauso interessant zu sehen, wie gut diese beiden abschneiden. Der Fokus liegt hier darauf, zu sehen, wie der Name RTX 4090 übersetzt wird, aber das Silizium, das sich die RTX 4080-Desktop- und RTX 4090-Laptop-Chips teilen, wird verdeutlichen, was in den verschiedenen Formfaktoren verloren geht.

Ein großer Teil der Stärke der RTX 40-Serie liegt in ihrer DLSS-Effizienz, die theoretisch die Bildraten bei anspruchsvollen hohen Auflösungen deutlich verbessert. Dies ist bei den meisten dieser GPUs der Fall, und die Ergebnisse hier belegen diese Tatsache. Nachfolgend finden Sie die Ergebnisse zweier moderner, mit DLSS ausgestatteter Titel bei maximalen Einstellungen und ein- und ausgeschaltetem DLSS in mehreren Auflösungen.

Diese Spiele verhalten sich unterschiedlich und DLSS wirkt sich unterschiedlich auf sie aus, aber Sie erkennen immer noch ein Muster bei diesen Titeln und GPUs. Es überrascht kaum, dass sie im Durchschnitt wie erwartet abschneiden – der Desktop-RTX 4090 war am schnellsten, dann der RTX 4080 und schließlich der mobile RTX 4090 –, aber das Ausmaß der Unterschiede ist interessant.

Eine Ausnahme bildet F1 22 mit ausgeschaltetem DLSS – die mobile RTX 4090 war bei allen drei Testauflösungen schneller als die Desktop-RTX 4080. Allerdings konnte es außerhalb von 1080p nicht annähernd an sein Desktop-Pendant herankommen und fiel bei 1440p um 32 Bilder pro Sekunde (fps) und bei 4K um 17 fps zurück. Das Einschalten von DLSS verschlimmerte die Situation nur noch mehr – die mobile RTX 4090 erzielte 98 fps bei 4K, während die Desktop-Version 147 fps erreichte.

Bei 4K sind 98 fps respektabel und spielbar, aber es ist immer noch ein beträchtlicher Abstand. Die Desktop-RTX 4080 lag bei 4K zwischen den beiden, aber die Laptop-RTX 4090 war bei 1440p tatsächlich etwas besser. Dies variiert je nach Spiel. Aber bei diesem Titel übertrifft die mobile RTX 4090 die Desktop-RTX 4080 bei weitem, bleibt aber deutlich hinter ihrem Desktop-Geschwister zurück.

Der Vorbehalt hinsichtlich der Varianz von Spiel zu Spiel ist wichtig, da Sie sehen können, dass sich dieses Szenario in Guardians of the Galaxy sofort umkehrt. Die mobile RTX 4090 kann nicht einmal mit der RTX 4080 mithalten und liegt Dutzende Frames hinter der Desktop-RTX 4090. Auch hier sorgt DLSS dafür, dass diese Titel mit dieser GPU bei maximalen Einstellungen reibungslos spielbar sind, und diese Bildraten klingen für die meisten Mainstream-Spiele wahrscheinlich anständig Spieler. Aber für Enthusiasten, die im High-End-Bereich einkaufen, entspricht die RTX 4090-Leistung des Laptops in diesem Spiel nicht den Desktop-Erwartungen, wenn man den Namen „RTX 4090“ hört.

Dabei handelt es sich um eine Sammlung von Titeln, die zwar nicht alle superneu sind, aber eine ordentliche Mischung aus Genres und Grafiktreue auf dem modernen Markt darstellen. Wir haben sie mit drei verschiedenen Auflösungen getestet, alle mit maximalen Einstellungen.

Die DLSS-Effektivität mag eines der Hauptmerkmale der RTX 40-Serie sein, aber wenn man davon absieht, kann man hier ein besseres Gefühl für die reine Leistung bekommen: Die Desktop-Karte RTX 4090 ist viel leistungsstärker als ihr mobiles Gegenstück. Red Dead Redemption 2 ist hier der optisch anspruchsvollste Titel, und insbesondere bei 4K ist der Unterschied eklatant.

Auch die Desktop-RTX 4090 ist viel leistungsstärker als die RTX 4080, aber die hier durchgängigen Defizite der mobilen RTX 4090 lassen sie viel weiter unten im Stack wie eine GPU aussehen. In der Praxis ist dies die Leistung der mobilen GPU. Die Zahlen verdeutlichen, dass der Name RTX 4090 nicht überall, wo er auftaucht, ein bestimmtes Leistungsniveau gewährleistet.

In einigen Fällen hängt die mobile RTX 4090 bei diesen Spieletests relativ nahe an der Desktop-Karte, aber im Allgemeinen fallen die Bildraten in völlig unterschiedliche Stufen. In manchen dieser Spiele kommt es zu Lücken von bis zu 83 Bildern pro Sekunde bei 4K und in manchen Fällen sogar von bis zu 67 Bildern pro Sekunde bei 1440p. Nicht alle Spiele verzeichnen einen so großen Umschwung, aber die Gesamtaussage bleibt die gleiche. Das Leistungsdelta ist bei weitem nicht so groß wie bei der RTX 4080, aber auch die inhärenten Vorteile der Desktop-Karte bleiben bestehen.

Um den reinen Leistungsunterschied zu verdeutlichen, habe ich die RTX 4090 Mobile auch dem synthetischen 3DMark Time Spy Extreme-Test von Futuremark unterzogen …

Es erzielte 10.622 Punkte, verglichen mit 19.264 Punkten der RTX 4090 FE und 17.672 Punkten der RTX 4080 FE. Kein Wettbewerb da.

Letztendlich ist das die Realität dieser Ergebnisse. Unabhängig von den GPU-Namen haben mobile GPUs immer einen Leistungs- und Wärmenachteil, und das Leistungsdelta, das Sie hier sehen, ist angesichts der Unterschiede, die ich oben skizziert habe, nicht allzu überraschend. Hoffentlich verdeutlicht dies genau, wie diese Variationen der Bildraten in der Praxis aussehen können. Die GeForce RTX 4090 Mobile kommt der Grafikkarte, mit der sie einen Basischip teilt (der RTX 4080), näher als der Grafikkarte, mit der sie den Namen teilt, aber selbst dann kann der Mobilchip nicht mithalten.

Das heißt nicht, dass die Bezeichnung dieser mobilen GPU als RTX 4090 absichtlich irreführend ist – sie stellt die Top-Option der GeForce RTX 40-Serie speziell für Laptops dar. Wenn Sie maximale Leistung wünschen (und nicht unbedingt ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, da wir gesehen haben, dass mobile RTX 4080-Systeme fast genauso gut abschneiden), ist dies die GPU, die Sie kaufen sollten. Dies ist jedoch eine gewisse Fehlbezeichnung, da es sich eher um einen Namen für Markenkonsistenz als um eine Hardware- oder Leistungsgarantie handelt. Laptops mit der RTX 4090-GPU sind für Enthusiasten mit großem Budget gedacht und liefern absolut flüssige Bildraten bei den höchsten Einstellungen – der Chip erreicht einfach nicht die rohen Leistungsanforderungen seines viel leistungsstärkeren Desktop-Pendants.

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