Nvidia GeForce GTX 1080 Founders Edition: Pascal im Test

Inhaltsverzeichnis

<< >>

Testsystem und -Methoden

Für die genauen Messmethoden und Testaufbauten empfehlen wir unseren Grundlagenartikel Grundlagen GPUs: Leistungsaufnahme, Netzteilkonflikte & andere Mythen. Um den Besonderheiten von Boost 3.0 besser zu entsprechen, haben wir deshalb zusätzlich noch je zwei weitere Messungen mit anderen Zeitintervallen (500 nS, 10 ms) zur Plausibilitätsprüfung vorgenommen und die Stromzangenadapter neu kalibrieren lassen (Ergebnisse, Verzögerung).

Das Testequipment als solches hat sich gegenüber den vorangegangenen Tests jedoch nicht geändert.

Leistungsaufnahme
Messverfahren:
berührungslose Gleichstrommessung am PCIe-Slot (Riser-Card)
berührungslose Gleichstrommessung an der externen PCIe-Stromversorgung
direkte Spannungsmessung am Netzteil
Infrarotüberwachung in Echtzeit
Messgeräte:
2x Rohde & Schwarz HMO 3054
(500 MHz Mehrkanal-Oszillograph mit Speicherfunktion)
4x Rohde & Schwarz HZO50, Stromzangenadapter
(1 mA bis 30 A, 100 KHz, DC)
4x Rohde & Schwarz HZ355, Tastteiler (10:1, 500 MHz)
1x Rohde & Schwarz HMC 8012
(Digitalmultimeter mit Speicherfunktion)
1x Optris PI640, Infrarotkamera + PI Connect

Wir möchten eingangs erneut darauf hinweisen, dass sich die Messungen im Idle etwas schwieriger gestalten, da sich das Lastverhalten auch beim eigentlich leeren Desktop sporadisch ändern kann. Deshalb nutzen wir zur Überprüfung zusätzlich eine Langzeitmessung, aus der wir für die Durchschnittsermittlung den repräsentativsten Ausschnitt von zwei Minuten wählen und dann vergleichen.

Bei den Minimal- und Maximalwerten in den nachfolgenden Tabellen bitten wir zu beachten, dass die jeweiligen Extreme nicht immer gleichzeitig auftreten müssen. Deshalb ist der Wert für die Summe innerhalb eines Messintervals nicht zwingend identisch mit der Summe aller Teilwerte für die einzelnen Rails, die aus anderen Messintervallen stammen können.

Leistungsaufnahme im Idle

Hier gibt es schon einmal recht Erfreuliches zu berichten, denn wir messen am Ende ganze 6,8 Watt über alles im Leerlauf, wobei hierbei ja noch Einiges auf Lüfter, Speicher und Spannungswandlerverluste entfällt. Am Ende dürfte der Chip ungefähr auf bereingte fünf Watt kommen, was ein echter Spitzenwert ist. Betrachten wir nun noch die Bildergalerie mit den detaillierten Messergebnissen:

  Minimum Maximum Durchschnitt
PCIe gesamt: 0 Watt 16 Watt 4 Watt
Mainboard 3.3V: 0 Watt 0 Watt 0 Watt
Mainboard 12V: 1 Watt 13 Watt 3 Watt
Grafikkarte gesamt: 1 Watt 27 Watt 7 Watt

Leistungsaufnahme beim Gaming

Jetzt wird es interessant: Wir messen im Gaming-Loop in Metro Last Light und bei Ultra-HD-Auflösung knapp 173 Watt, nachdem wir die Grafikkarte auf Betriebstemperatur gebracht haben und sie leider mit rund 84 °C auch ins thermische Limit rennt.

Die Leistungsaufnahme im kalten Zustand ohne Taktlimitierung liegt bei reichlich 178 Watt. Damit ist auch die TDP-Angabe seitens Nvidia ziemlich exakt, zumal das im BIOS gesetzte Power-Limit ebenfalls exakt diesem Wert entspricht.

Wir wollen zunächst die GeForce GTX 1080 mit der direkten Vorgängerin GTX 980 im Referenz-Design vergleichen, die es im gleichen Loop auf reichlich 180 Watt Leistungsaufnahme brachte. Da uns Nvidia mit Boost 3.0 auch eine verbesserte Spannungsversorgung verspricht, bei der vor allem die Schwankungen bei der anliegenden Spannung deutlich kleiner ausfallen sollen, vergleichen wir nun zunächst beide Karten im identischen Testdurchlauf:

Es ist sehr auffällig, dass die Spikes oberhalb von 300 Watt bei der GeForce GTX 1080 kaum noch vorhanden sind, während sie bei der GeForce GTX 980 noch extrem häufig auftreten. Insgesamt sind die Kurvenverläufe kompakter und deutlich gleichmäßiger, obwohl der effektive Durchschnittswert sehr ähnlich ausfällt!

Für die Detailverliebten haben wir alle Messdiagramme noch einmal als Bildergalerie zusammengefasst:

  Minimum Maximum Durchschnitt
PCIe gesamt: 5 Watt 273 Watt 133 Watt
Mainboard 3.3V: 0 Watt 0 Watt 0 Watt
Mainboard 12V: 15 Watt 62 Watt 40 Watt
Grafikkarte gesamt: 24 Watt 311 Watt 173 Watt

Wir sehen anhand der Analyse am Mainboard-Slot, dass im Durchschnitt nur 40 Watt aufgenommen werden, während der mit 150 Watt zertifizierte 8-Pin-Anschluss 133 Watt stemmen muss. Damit liegt man sogar noch etwas unter dem theoretischen Limit, wobei rein elektrisch sogar bis zu 400 Watt technisch möglich wären.

Wir können hier also Entwarnung geben, zumal der 8-Pin-Anschluss an einer Quadro M6000 im Workstationbereich satte 170 Watt liefern muss und es dabei nie Probleme gab.

Leistungsaufnahme beim Gaming mit Übertaktung

Kommen wir nun zur Leistungsaufnahme beim Gaming und der maximal möglichen Übertaktung, die wir mit unserem Sample erreichen konnten. Dazu haben wir das Power-Target auf die maximal möglichen 120 Prozent gesetzt und den Basistakt so angehoben, das 2,1 GHz Boost-Takt zumindest anfangs erreicht werden.

Und welch Wunder: Die Messwerte steigen von den gemessenen 173 Watt um über 19 Prozent auf 206 Watt an! Nicht schön für alle, die jetzt Angst um den externen Spannungsversorgungsanschluss haben, aber locker im Bereich dessen, was in der Praxis noch nicht zu Schäden führt (siehe Quadro M6000).

  Minimum Maximum Durchschnitt
PCIe gesamt: 25 Watt 342 Watt 158 Watt
Mainboard 3.3V: 0 Watt 0 Watt 0 Watt
Mainboard 12V: 20 Watt 72 Watt 48 Watt
Grafikkarte gesamt: 35 Watt 392 Watt 206 Watt

Da sich ein ein längerer Effizienzvergleich erst dann anbietet, wenn Board-Partner-Karten mit leistungsfähigerer Kühlung erhältlich sein werden, beschränken wir uns an dieser Stelle zunächst auf einen kurzen Überblick, werden aber in einem späteren Folgeartikel um so genauer auf dieses Thema eingehen.

Aktuell stellt sich die Skalierung von Takt, Leistungsaufnahme und Gaming-Performance bei unterschiedlichen Lasten (also Auflösungen) so dar:

FPS
(Original)
Watt
(Original)
FPS
(OC)
Watt
(OC)
Anstieg
in FPS
Anstieg
in Watt
Metro Last Light @ UHD: 54,1 173 58,8 206 +8,6%
+19,1%
Metro Last Light @ FHD: 145,0 166 154,3 191 +6,4% +15,1%
Thief @ UHD: 59,2 170 64,8 200 +9,5% +17,7%
Thief @ FHD: 109,9 146 116,2 164 +5,7% +12,3%

Leistungsaufnahme im Stresstest

Testen wir nun aus, wie restriktiv das Power-Target greift, und was passiert, wenn man den Chip so richtig genüsslich grillt!

Mit 176 Watt bleibt man knapp unter dem gesetzten Power-Limit, wobei die Karte bereits deutlich an Takt verliert, wie wir gleich noch sehen werden. Hier greifen Temperaturlimit und die Stromstärkenbegrenzung im PWM-Controller in gleichem Maße.

  Minimum Maximum Durchschnitt
PCIe gesamt: 10 Watt 172 Watt 128 Watt
Mainboard 3.3V: 0 Watt 1 Watt 0 Watt
Mainboard 12V: 21 Watt 64 Watt 48 Watt
Grafikkarte gesamt: 31 Watt 224 Watt 176 Watt

Zwischenfazit

Es bleibt festzuhalten, dass die 180-Watt-Grenze ohne Übertaktung nie überschritten wird – was nach Auskunft befragter Ingenieure technisch auch gar nicht möglich wäre. Alle Plausibilitätsmessungen – egal in welcher zeitlichen Auflösung – ergaben ähnliche Werte, wobei vor allem die Messung mit den 10-ms-Intervallen etwas höher ausfiel, was aber der etwas ungenaueren Erfassung geschuldet sein dürfte.

Seiten:

Tags: , , , ,

Ebenfalls interessant...

Schreibe einen Kommentar

Privacy Policy Settings

Google Analytics Wir sammeln anonymisierte Daten darüber, welche Beiträge und News gelesen werden. Wir ermitteln dabei auch die Zeit - ebenfalls anonymisiert - wie lange ein Beitrag gelesen wurde. Dadurch können wir einfacher Themen anbieten, die Sie interessieren.
This website stores some user agent data. These data are used to provide a more personalized experience and to track your whereabouts around our website in compliance with the European General Data Protection Regulation. If you decide to opt-out of any future tracking, a cookie will be set up in your browser to remember this choice for one year. I Agree, Deny
602 Verbiete Google Analytics, mich zu verfolgen