Cyberpunk 2077 basiert auf der REDengine 4, die speziell entwickelt wurde, um weitläufige, offene Welten mit außergewöhnlich hoher visueller Komplexität darzustellen. Diese leistungsstarke Engine wurde auf die Anforderungen moderner Spiele zugeschnitten und unterstützt fortschrittliche Technologien wie Raytracing und Pathtracing, die die Beleuchtung, Schatten und Reflexionen in der dystopischen Welt von Night City mit beeindruckendem Realismus abbilden. Die Implementierung von Pathtracing, auch als Full Raytracing bezeichnet, ermöglicht eine vollständige Simulation von Lichtstrahlen. Dies erlaubt eine präzise Berechnung der globalen Beleuchtung und physikalisch korrekter Lichteffekte, die die Immersion des Spielers erheblich steigern. Diese Technologie stellt jedoch immense Anforderungen an die Hardware, da sie die Rechenleistung der GPU in außergewöhnlichem Maße beansprucht.
Um die Performance trotz dieser rechenintensiven Effekte zu optimieren, unterstützt die REDengine 4 innovative Upscaling-Technologien wie DLSS (Deep Learning Super Sampling) und vergleichbare Verfahren. Diese Technologien reduzieren die tatsächliche Renderauflösung und skalieren das Bild mithilfe intelligenter Algorithmen in hoher Qualität, wodurch eine gleichbleibend überzeugende visuelle Darstellung bei deutlich entlasteter Hardware möglich wird. Darüber hinaus ermöglicht die Engine die Integration weiterer Optimierungen, wie dynamische Anpassungen der Detailstufe, um auch bei anspruchsvollen Szenen flüssige Frameraten zu gewährleisten. Dies macht Cyberpunk 2077 zu einem technischen Vorzeigespiel, das sowohl optische Exzellenz als auch technologische Innovationen miteinander vereint.
Weitere Techniken der REDengine 4 umfassen physikalisch basiertes Rendering (PBR) für realistische Materialeigenschaften, dynamische Wetter- und Tag-Nacht-Zyklen sowie eine fortschrittliche KI für glaubwürdige NPC-Interaktionen und Verkehrsflüsse. In Kombination mit einer beeindruckenden Geometrie- und Texturvielfalt setzt Cyberpunk 2077 visuelle Maßstäbe in modernen Spielen. Der Test von Cyberpunk 2077 wurde durchgeführt, um die Leistung und Bildqualität unter verschiedenen Bedingungen zu vergleichen: native Ultra-HD- bzw. WQHD-Auflösung, DLSS 3 mit Frame-Generation und DLSS 4 mit Multi-Frame-Generation (MFG). Dabei wurden die neuesten Funktionen der RTX-Blackwell-Architektur untersucht, insbesondere in Kombination mit Raytracing und Pathtracing.
Nativ vs. DLSS 3 mit Frame-Generation und DLSS 4 mit Multi-Frame-Generation
n der nativen Ultra-HD-Auflösung (UHD, 3840 x 2160 Pixel) wird die GPU stark beansprucht, insbesondere bei aktiviertem Raytracing oder Pathtracing, die für realistische Licht- und Schattenberechnungen sorgen. Diese Technologien erfordern immense Rechenleistung, was oft zu niedrigen Frameraten führt. DLSS 3, das in der vorherigen Generation weit verbreitet war, bot hier eine erhebliche Verbesserung, indem es die Renderauflösung KI-gestützt hochskalierte und zusätzliche Frames zwischen regulären gerenderten Bildern generierte. Durch die Verwendung eines neuronalen Netzwerks, das Bewegungsvektoren und den optischen Fluss analysierte, konnte DLSS 3 die Framerate deutlich steigern. Dies ermöglichte eine flüssigere Darstellung, jedoch zeigte die Bildqualität in Szenen mit schnellen Bewegungen oder komplexen Details gelegentlich leichte Abweichungen von der nativen Darstellung.
Mit der Einführung von DLSS 4 wird diese Technologie weiterentwickelt und auf ein neues Niveau gebracht. Die zentrale Neuerung ist die Multi-Frame-Generation (MFG), die bis zu drei zusätzliche Frames pro regulär gerendertem Bild erzeugen kann. Dies wird durch die verbesserten Tensor Cores der fünften Generation und optimierte Transformer-Modelle ermöglicht. DLSS 4 reduziert nicht nur die Latenz und den Speicherbedarf, sondern verbessert auch das Frame-Pacing, wodurch eine gleichmäßigere und harmonischere Darstellung erzielt wird. Darüber hinaus integriert DLSS 4 fortschrittliche Technologien wie Ray Reconstruction, die Details in raytracinglastigen Szenen gezielt wiederherstellen und so eine Bildqualität bieten, die häufig die native UHD-Darstellung übertrifft.
Einzelmetriken für WQHD und Ultra-HD
Einzelmetriken wie Percentile Frame Time, Varianzen, Latenzen, Leistungsaufnahme und Effizienz spielen eine zentrale Rolle bei der Bewertung der Leistung von Grafikkarten in anspruchsvollen Szenarien wie Cyberpunk 2077 mit Raytracing. Die Percentile Frame Time gibt Aufschluss über die schlechtesten Framezeiten und ist ein Indikator für störende Leistungseinbrüche. Eine niedrige und gleichmäßige Frame Time deutet auf flüssiges Gameplay hin. Varianzen in den Framezeiten zeigen hingegen Schwankungen, die zu Mikrorucklern führen können, selbst wenn die durchschnittliche Framerate hoch ist. Latenzen sind besonders relevant für die Reaktivität im Spiel. Niedrige Systemlatenzen, unterstützt durch Technologien wie DLSS Frame- und Multi-Frame-Generation, sorgen für ein direktes Spielerlebnis, auch bei hohen Frameraten.
Die Leistungsaufnahme steigt in Szenarien mit aktivem Raytracing und hoher Auflösung deutlich an, besonders bei nativer Darstellung. DLSS 3 und 4 können hier durch Reduktion der GPU-Last Effizienzgewinne erzielen. Die Effizienz, definiert als Watt pro Frame, ist ein kritischer Vergleichswert, da sie zeigt, wie gut eine Karte Leistung in Relation zur Energie umsetzt. NVIDIA-Karten wie die RTX 5090 profitieren von optimierter Hardware für KI-basierte Rendering-Technologien und zeigen hierbei eine überdurchschnittliche Effizienz. Zusammen liefern all diese Metriken ein deutlich umfassenderes Bild der Performance, das über reine Durchschnittswerte hinausgeht, und erlauben eine präzisere Bewertung der Gaming- und Systemstabilität.
Unterschiede zwischen den Rendermethoden
Die Gegenüberstellung der Frame-Time-Kurve und der tatsächlichen Leistungsaufnahme über den gesamten Benchmarkverlauf ist besonders aufschlussreich, da sie eine tiefgehende Analyse der Performance unter verschiedenen Rendermethoden ermöglicht. Diese Visualisierung offenbart nicht nur die durchschnittliche Systemauslastung, sondern auch dynamische Schwankungen und Spitzen in Echtzeit. Bei nativer Auflösung zeigt die Frame-Time-Kurve typischerweise völlig andere Schwankungen und eine höhere Leistungsaufnahme, da die GPU die gesamte Last der Renderaufgaben trägt. Die Wirkung der FG bzw. MFG spiegelt sich hingegen in einer unregelmäßigeren Leistungsaufnahme wider, die in Spitzenzeiten auch schnell mal an die Grenzen der Hardware gehen kann. Solche Spitzen können im Extremfall auch zu instabilen Frameraten und Mikrorucklern führen. Multi-Frame-Generation (MFG) kann durch die aufwendige Berechnung mehrerer Frames aus einem einzelnen gerenderten Bild, insbesondere bei dynamischen Szenen mit komplexem Raytracing, zu kurzfristig hohen Lastspitzen führen, was ich im weiteren Verlauf noch detailliert untersuchen werde.
Mit Frame-Generation (FG) wird die Last auf die GPU in der Theorie natürlich reduziert, da zusätzliche Frames generiert werden, ohne dass die GPU alle Pixel traditionell rendern muss. Die Frame-Time-Kurve wird glatter. Dennoch können Lastspitzen auftreten, etwa bei plötzlichen Änderungen in der Szene oder intensiven Raytracing-Berechnungen. Multi-Frame-Generation (MFG) mit DLSS 4 zeigt eine nochmals glattere Frame-Time-Kurve, da mehrere Frames aus einem einzigen gerenderten Frame generiert werden. Die Anzahl der Lastspitzen ändert sich, und die Leistungsaufnahme bleibt über den gesamten Benchmarkverlauf etwas konstanter. Diese Methode optimiert nicht nur die GPU-Last, sondern verbessert auch die Effizienz, da weniger Rechenzyklen für gleiche oder bessere visuelle Qualität benötigt werden.
Die parallele Darstellung der beiden Kurven macht sichtbar, wie sich die verschiedenen Methoden auf die Stabilität der Framerate und die Energieeffizienz auswirken. Sie zeigt, wie DLSS-Technologien dazu beitragen, Lastspitzen zu minimieren, indem sie die GPU-Last glätten und gleichzeitig eine konsistente Leistungsaufnahme ermöglichen. Dies ist besonders wichtig für energieeffiziente Systeme oder Szenarien, in denen thermische Grenzen berücksichtigt werden müssen:
Diese Art der Analyse ermöglicht nicht nur eine objektive Bewertung der Performance, sondern liefert auch wertvolle Einblicke für die Optimierung von Hardware und Software in realen Spielszenarien.
Zwischenfazit
Die RTX 5080 zeigte in Tests sowohl ohne als auch mit Frame-Generation in nativer Auflösung bei aktiviertem Raytracing solide, jedoch begrenzte Frameraten. DLSS 3 konnte die Performance signifikant steigern, erreichte jedoch mit seiner Frame-Generation nicht die Stabilität und Bildqualität, die durch die Weiterentwicklung in DLSS 4 möglich wurde. Mit der neuen Iteration, die Multi-Frame-Generation (MFG) integriert, liefert DLSS 4 nicht nur die höchste Framerate, sondern auch die konsistenteste Bildqualität. Dies wird besonders in Kombination mit Pathtracing deutlich, das von den erweiterten Raytracing-Funktionen der RTX-Blackwell-GPUs stark profitiert. Die Ergebnisse zeigen eindrücklich, wie entscheidend KI-gestützte Technologien für die Darstellung komplexer grafischer Szenarien sind, vor allem in grafisch anspruchsvollen Titeln wie Cyberpunk 2077.
Für eine vertiefende Analyse der technischen Aspekte und der Performance von Cyberpunk 2077 bietet das Follow-Up von Fritz Hunter eine ausgezeichnete Ergänzung. Dieses Follow-Up enthält hochauflösende Videovergleiche und präzise Darstellungen der unterschiedlichen Grafikmodi, einschließlich DLSS- und Pathtracing-Implementierungen. Darüber hinaus umfasst es detaillierte Untersuchungen zu Frametimes und Framepacing sowie eine umfassende Latenzanalyse, die aufzeigt, wie verschiedene Einstellungen und Technologien die Reaktionszeiten im Spiel beeinflussen. Diese umfassenden Einblicke sind besonders wertvoll für Enthusiasten, die sowohl auf maximale Bildqualität als auch auf eine optimierte Performance Wert legen.
- 1 - Einführung und Details zur Blackwell GB203-400-A1 GPU
- 2 - Testsystem und Equipment
- 3 - Gaming: Full-HD 1920x1080 Pixels (Rasterization Only)
- 4 - Gaming: WQHD 2560x1440 Pixels (Rasterization Only)
- 5 - Gaming: Ultra-HD 3840x2160 Pixels (Rasterization Only)
- 6 - Gaming: WQHD 2560x1440 Pixels, Supersampling, RT & FG
- 7 - Gaming: Ultra-HD 3840x2160 Pixels, Supersampling, RT & FG
- 8 - DLSS4 und MFG: Cyberpunk 2077 im Detail
- 9 - DLSS4 und MFG: Alan Wake 2 im Detail
- 10 - PCIe 5 Probleme, Leistungsaufnahme in Theorie und Praxis
- 11 - Lastspitzen nativ vs. DLSS4, Netzteilempfehlung
- 12 - Kühler, Temperaturen, Thermografie, Geräuschentwicklung
- 13 - Zusammenfassung und Fazit
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