Nvidia RTX 3090: Kostenloser GPU-Unlock steigert Leistung um bis zu 80 Prozent – mit Einschränkungen

Nvidias mittlerweile sechs Jahre alte GeForce RTX 3090 verfügt offenbar noch über ungenutzte Leistungsreserven. Ein neues Open-Source-Projekt namens gpu-unlock, das vom GitHub-Nutzer Zagitta entwickelt wurde, soll bei bestimmten Tensor-Core-Berechnungen deutliche Leistungssteigerungen ermöglichen. Hardware-Modifikationen oder ein angepasster Nvidia-Treiber sind dafür nicht erforderlich.

Das Projekt setzt bei einer Beschränkung der Befehlsausgaberate an, die FP16- und BF16-Berechnungen auf den Tensor Cores mit FP32-Akkumulation betrifft. Bei GeForce-Grafikkarten auf Basis der Ampere-Architektur können diese Operationen laut dem Entwickler nur mit ungefähr der halben Geschwindigkeit ausgeführt werden, die bei professionellen Nvidia-GPUs möglich ist. Der Unlock verändert bestimmte Hardware-Register zur Geschwindigkeitssteuerung, um diese Einschränkung aufzuheben.

Interessanterweise basiert die Methode auf früheren Forschungsarbeiten, mit denen sich bereits zusätzliche Funktionen auf Nvidias CMP-Mining-Grafikkarten freischalten ließen. Zagittas Umsetzung verwendet ein Linux-Kernel-Modul, das noch vor dem eigentlichen Nvidia-Grafiktreiber ausgeführt wird. Dabei werden die entsprechenden Register verändert und die GPU anschließend zurückgesetzt, bevor die Kontrolle an den unveränderten Treiber übergeben wird. Ein dauerhaftes Flashen des VBIOS oder die Installation einer modifizierten Firmware ist somit nicht notwendig.

In einem Kompatibilitätsbericht aus der Community erreichte eine RTX 3090 bei BF16-Matrixmultiplikationen eine Rechenleistung von 129,6 TFLOPS statt zuvor 77,5 TFLOPS. Die TF32-Leistung stieg von 40,2 auf 69,8 TFLOPS. Auch die RTX 3090 Ti profitierte deutlich von der Modifikation. Ihre BF16-Rechenleistung erhöhte sich von 87,5 auf 157,4 TFLOPS.

Allerdings hängen die Leistungssteigerungen stark von der jeweiligen Anwendung ab. Ein weiterer Nutzer mit einer RTX 3090 berichtet beispielsweise von einer um 16 Prozent höheren Geschwindigkeit bei der Verarbeitung langer Prompts während der lokalen Ausführung großer Sprachmodelle (LLMs). Die Geschwindigkeit bei der anschließenden Token-Generierung blieb dagegen praktisch unverändert. Bei Tests mit ComfyUI auf einer RTX 3090 Ti wurden wiederum Leistungssteigerungen von rund 47 bis 59 Prozent gemessen. Dabei handelte es sich um verschiedene Bildgenerierungsaufgaben, die besonders intensiv auf BF16-Berechnungen zurückgreifen.

Doch wie sieht es mit Spielen aus? Da auch Nvidias Upscaling-Technologie DLSS die Tensor Cores nutzt, wäre es grundsätzlich denkbar, dass bestimmte KI-gestützte Rendering-Prozesse von der höheren Rechenleistung profitieren. Bislang gibt es allerdings keine unabhängig bestätigten Gaming-Benchmarks, die einen Anstieg der FPS belegen würden. Aktuell ist das ursprüngliche Projekt zudem auf Linux beschränkt. Allerdings existiert bereits eine separate experimentelle Windows-Portierung. Auf einem bestimmten Testsystem gelang es damit, eine freigeschaltete RTX 3090 erfolgreich unter Windows zu starten.

Der GPU-Unlock befindet sich weiterhin in einem experimentellen Stadium. Die Installation auf einem hauptsächlich zum Spielen genutzten PC ist daher mit Risiken verbunden. Dennoch ist die Möglichkeit interessant, aus älteren Grafikkarten der RTX-30-Serie deutlich mehr Rechenleistung herauszuholen, ohne dafür eine neue GPU kaufen zu müssen.