NVIDIA Quadro K4000M vs NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti
NVIDIA Quadro K4000M
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The NVIDIA Quadro K4000M is a high-end, DirectX 11.1 compatible graphics card for mobile workstations. It is a Kepler-based GPU built on the GK104 chip (but using only 960 shader cores) and is manufactured in 28nm at TSMC. The Quadro K4000M is built for the Intel Chief River generation (Ivy Bridge) and is the successor to the Fermi-based Quadro 4000M (Huron River platform).
The Quadro series offers certified drivers that are optimized for stability and performance in professional applications like CAD or DCC. OpenGL performance, for example, should be significantly better than GeForce graphics cards of similar specifications.
Architecture
The Kepler architecture is the successor to the Fermi architecture that first appeared in laptops with the GeForce 400M series. The GK104 Kepler core offers eight shader blocks, called SMX, that are clocked at the same speed as the central core. In the K4000M, 5 blocks are active leading to the 960 CUDA cores. Although more shader cores are available in the Kepler architecture as compared to the Fermi design, the Kepler shaders are still expected to be up to twice as power efficient. However, due to the missing hot clock of the shader domain, two shaders of a Kepler chip offer similar performance to just one shader of a Fermi chip (as the latter is clocked twice as fast).
PCIe 3.0 is now supported by the mobile Kepler series and an optional Turbo mode can automatically overclock the Nvidia card by a theoretical 15 percent if the laptop cooling system allows it. The implementation of this boost mode is done in the BIOS, but it is ultimately dependent upon the manufacturer of the laptop.
Performance
The performance is significantly above the level of the older Quadro 5010M and also beats the GeForce GTX 675M. Therefore, the card will manage both CAD software and demanding 3D games of 2013 in high quality settings.
Features
The improved feature set now includes support for up to 4 active displays. Furthermore, high resolution monitors of up to 3840x2160 pixels can now be connected using DisplayPort 1.2 or HDMI 1.4a if available. HD-Audio codecs, such as Dolby TrueHD and DTS-HD, can be transmitted via bitstream mode through the HDMI port. However, as most laptops will feature Optimus, the integrated GPU will likely have direct control over the display ports and may limit the feature set available by the Nvidia Kepler cards.
The 5th generation PureVideo HD video processor (VP5) is also integrated in the GK107 core and offers hardware decoding of HD videos. Common codecs such as MPEG-1/2, MPEG-4 ASP, H.264 and VC1/WMV9 are fully supported up to 4K resolutions while VC1 and MPEG-4 are supported up to 1080p. Two streams can be decoded in parallel for features such as Picture-in-Picture. Another novelty is the inclusion of a dedicated video encoding engine similar to Intel QuickSync that can be accessed by the NVENC API.
The power consumption of the K4000M is rated at 100 Watt (TGP according to Nvidia) and is therefore suited for large-sized notebooks 17-inches or greater.
NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti
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The Nvidia GeForce RTX 3090 Ti is a high-end desktop graphics card based on the Ampere generation. It was announced in early 2022 as the fastest desktop gaming graphics card. It utilizes the large GA102 chip, featuring 10,752 shaders and 24 GB of GDDR6X graphics memory.
Interestingly, it is possible to toggle ECC support for the Micron memory in this card via the Nvidia Control Panel even with regular Game Ready drivers. Please note that enabling ECC can reduce memory speeds.
Performance
Our tests show RTX 3090 Ti is up to ~15% faster in games compared to the standard RTX 3090.
Power consumption
The RTX 3090 Ti is rated at 450 watts; the GA102 chip is manufactured according to an 8 nm process.
NVIDIA Quadro K4000M | NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GeForce RTX 3000 Series |
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Codename | N14E-Q3 | Ampere GA102 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Architecture | Kepler | Ampere | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pipelines | 960 - unified | 10752 - unified | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Core Speed | 600 MHz | 1560 - 1860 (Boost) MHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Memory Speed | 2800 MHz | 21000 effective = 1313 MHz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Memory Bus Width | 256 Bit | 384 Bit | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Memory Type | GDDR5 | GDDR6X | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Max. Amount of Memory | 4 GB | 24 GB | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Shared Memory | no | no | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
API | DirectX 11, Shader 5.0, OpenGL 4.1 | DirectX 12_2, Shader 6.7, OpenGL 4.6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Power Consumption | 100 Watt | 450 Watt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
technology | 28 nm | 8 nm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Features | Optimus, PhysX, Verde Drivers, CUDA, 3D Vision, 3DTV Play | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Notebook Size | large | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date of Announcement | 01.06.2012 | 27.01.2022 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
TMUs | 336 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ROPs | 112 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Raytracing Cores | 84 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tensor / AI Cores | 336 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Theoretical Performance | 40 TFLOPS FP16, 40 TFLOPS FP32, 625 TFLOPS FP64 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cache | L1: 10.5 MB, L2: 6 MB | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Memory Bandwidth | 1008 GB/s | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transistors | 28.3 Billion | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Die Size | 628 mm² | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCIe | 4.0 x16 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Displays | 4 Displays (max.), HDMI 2.1, DisplayPort 1.4a | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Predecessor | GeForce RTX 2080 Ti (Desktop) |
Benchmarks
3DM Vant. Perf. total + NVIDIA Quadro K4000M
specvp11 snx-01 + NVIDIA Quadro K4000M
specvp12 sw-03 + NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti
Cinebench R15 OpenGL 64 Bit + NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti
Average Benchmarks NVIDIA Quadro K4000M → 100% n=10
Average Benchmarks NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti → 2317% n=10

* Smaller numbers mean a higher performance
1 This benchmark is not used for the average calculation
Game Benchmarks
The following benchmarks stem from our benchmarks of review laptops. The performance depends on the used graphics memory, clock rate, processor, system settings, drivers, and operating systems. So the results don't have to be representative for all laptops with this GPU. For detailed information on the benchmark results, click on the fps number.

Ghostwire Tokyo
2022
Cyberpunk 2077 1.6
2022
GRID Legends
2022
Elden Ring
2022
Dying Light 2
2022
Forza Horizon 5
2021
Far Cry 6
2021
F1 2021
2021
Watch Dogs Legion
2020
Borderlands 3
2019
Control
2019
Metro Exodus
2019
X-Plane 11.11
2018
Dota 2 Reborn
2015
The Witcher 3
2015
GTA V
2015
Dead Space 3
2013
World of Tanks v8
2012
Dirt Showdown
2012
Diablo III
2012
Anno 2070
2011
Battlefield 3
2011
StarCraft 2
2010Average Gaming NVIDIA Quadro K4000M → 100%
Average Gaming 30-70 fps → 100%
NVIDIA Quadro K4000M | NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti | |||||||||||||
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low | med. | high | ultra | QHD | 4K | low | med. | high | ultra | QHD | 4K | |||
Ghostwire Tokyo | 263 | 260 | 261 | 261 | 210 | 113 | ||||||||
Tiny Tina's Wonderlands | 324 | 277 | 231 | 190 | 143 | 81 | ||||||||
Cyberpunk 2077 1.6 | 219 | 201 | 173 | 152 | 104 | 53 | ||||||||
GRID Legends | 228 | 202 | 173 | 157 | 153 | 121 | ||||||||
Elden Ring | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | ||||||||
Dying Light 2 | 202 | 171 | 153 | 113 | 64 | |||||||||
Rainbow Six Extraction | 411 | 347 | 315 | 290 | 208 | 116 | ||||||||
Forza Horizon 5 | 231 | 200 | 188 | 127 | 114 | 89 | ||||||||
Call of Duty Vanguard | 196 | 207 | 191 | 150 | 94 | |||||||||
Far Cry 6 | 179 | 162 | 142 | 133 | 90 | |||||||||
F1 2021 | 537 | 470 | 242 | 189 | 115 | |||||||||
Assassin´s Creed Valhalla | 160 | 138 | 123 | 108 | 73 | |||||||||
Watch Dogs Legion | 171 | 154 | 130 | 108 | 70 | |||||||||
Mafia Definitive Edition | 240 | 231 | 174 | 99 | ||||||||||
Borderlands 3 | 204 | 188 | 173 | 143 | 84 | |||||||||
Control | 240 | 209 | 143 | 74 | ||||||||||
Total War: Three Kingdoms | 343 | 249 | 177 | 118 | 60 | |||||||||
Metro Exodus | 213 | 175 | 146 | 125 | 84 | |||||||||
Shadow of the Tomb Raider | 265 | 257 | 244 | 184 | 106 | |||||||||
X-Plane 11.11 | 169 | 158 | 136 | 116 | ||||||||||
Final Fantasy XV Benchmark | 222 | 226 | 186 | 152 | 96 | |||||||||
Dota 2 Reborn | 258 | 231 | 217 | 195 | 184 | |||||||||
The Witcher 3 | 394 | 194 | 173 | |||||||||||
GTA V | 183 | 156 | 151 | 181 | ||||||||||
NVIDIA Quadro K4000M | NVIDIA GeForce RTX 3090 Ti | |||||||||||||
low | med. | high | ultra | QHD | 4K | low | med. | high | ultra | QHD | 4K | < 30 fps < 60 fps < 120 fps ≥ 120 fps | | | | | | | < 30 fps < 60 fps < 120 fps ≥ 120 fps | 1 10 | 1 21 | 1 23 | 1 18 | 7 14 | 1 19 4 |
For more games that might be playable and a list of all games and graphics cards visit our Gaming List