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PCIe 4.0 und PCIe 3.0 – Unterschied zwischen x8 und x16 mit den jeweils schnellsten Karten – Wo beginnt der Flaschenhals?

 

Gerade nach den Tests der B550-Motherboards stellt sich natürlich die berechtigte Frage nach der Problematik mit den gesplitteten PCIe-4.0-Anschlüssen. PCIe 4.0 mit 16- oder 8-facher Anbindung sollten zusammen mit der geeigneten (AMD-) Grafikkarte ja keinen (gravierenden) Unterschied zeigen. Aber was ist beim Fallback auf PCIe 3.0, wenn man z.B. eine ältere AMD oder aktuelle Nvidia-Grafikkarte in so einem Slot betreibt?

Um wirklich genau und reproduzierbar zu bleiben, muss ich den Test in Bezug auf Spiele und Grafikkarten natürlich begrenzen. Im Vorabtest mit 12 Spielen und 3 Grafikkarten verschiedener Leistungsklassen hat sich dann mit Assassin’s Creed Odyssey das Spiel herauskristallisiert, dass trotz diverser Schwanken unterm Strich in den unterschiedlichen Auflösungen die konsistentesten Ergebnisse lieferte. Um diese Unterschiede jedoch überhaupt zu sehen, muss ich bei den Grafikkarten ganz oben ins Regal greifen. Als CPU nutze ich einen Ryzen 9 3950X mit PBO im Game-Mode (8 Kerne), ein MSI MEG X570 Godlike sowie 64 GB Patriot Viper DDR4 3600 Blackout Edition (2x 32 GB). Alle Komponenten werden standesgemäß mit Chiller und 20 °C kaltem Wasser gekühlt, um temperaturbedingte Messunterschiede möglichst zu vermeiden.

Ich habe fünf  Vorgaben mit vier Auflösungen, also 720p, 1080p, 1440p und 2160p in den höchsten Qualitätseinstellungen ohne Antialiasing (AA) sowie einmal 2160p mit maximalem AA in jeweils 5 bis 7 Durchläufen gebenchmarkt. Zur Auswertung in den Einzelgrafiken habe ich dann jeweils den Durchlauf genommen, der dem Mittelwert aus allen gebenchmarkten Runs am nächsten kam. Mit insgesamt 128 Messungen kann man dann wohl durchaus schon von einem einigermaßen repräsentativen Ergebnis sprechen.

PCIe Symbolrate pro Lane PCIe x1 PCIe x4 PCIe x8 PCIe x16
3.0/3.1 8 GT/s 0,985 GByte/s 3,938 GByte/s 7,877 GByte/s 15,754 GByte/s
4.0 16 GT/s 1,969 GByte/s 7,877 GByte/s 15,754 GByte/s 31,508 GByte/s
5.0 32 GT/s 3,938 GByte/s 15,754 GByte/s 31,508 GByte/s 63,015 GByte/s

Da Nvidia-Grafikkarten aktuell generell den Fallback auf 3.0 erzwingen, läuft ein PCIe-4.0-Slot nur auf 3.0, dann also als PCIe 3.0 x16 @16 und @8, wobei Letzteres durchaus schon zu Einschränkungen und Bandbreitenlimits führen könnte. Doch wie groß ist der tatsächliche Performance-Verlust wirklich? Mit einem konstanten Boost von ca. 2 GHz ist die wassergekühlte Quadro RTX 6000 24 GB neben der Titan RTX die aktuell schnellste Nvidia-Grafikkarte. Wenn es überhaupt Limits zu sehen gibt, dann sicher vor allem mit dieser Karte.

Im Check zeigt sich der Fallback auf PCIe 3.0 und das jeweilge Bus-Interface – je nach BIOS-Vorgabe.

    

Bei der AMD-Grafikkarte greife ich ebenfalls auf ein wassergekühltes Modell zurück, um die möglichen Toleranzen durch Temperaturschwankungen von vorherein auszuschließen. Auch hier habe ich im Schnitt ca. 2 GHz konstant anliegen, nachdem ich ein wenig mit dem RBE nachgeholfen habe. Dafür leistet die Sapphire RX 5700 XT Nitro Plus als schnellste Navi-Karte in meinem Archiv wie immer gute Dienste. 

Auch hier noch einmal der BIOS-Gegentest, damit auch ja nichts schiefläuft:

    

Und nun kann es faktisch bereits losgehen, denn die Neugier stirbt ja bekanntlich zuletzt. Und zur Erinnerung hätte ich vorab noch das hier:

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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