Nvidia GeForce GTX 1060 FE 6GB: Pascal für den Mainstream

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Zwei Monate nach ihrem Debut breitet sich Nvidias Pascal-Architektur langsam im kompletten Desktop-Grafikkarte-Portfolio des Herstellers aus. Zuerst kam die GeForce GTX 1080, die 30 Prozent mehr Leistung als eine GeForce FGTX 980 Ti für weniger Geld bot. Online-Handler haben immer noch Probleme, sie vorrätig zu halten. Dann kam die GeForce GTX 1070, die ebenfalls eine GeForce GTX 980 Ti schlägt, aber hunderte Euro billiger ist.

Nun kommt mit der GeForce GTX 1060 die dritte Pascal-basierte Karte. Von der bereits am 7. Juli angekündigten Grafikkarte wissen wir, dass Nvidias Partner sie zu Preisen ab 279 Euro (inkl. MwSt.) in den Handel bringen werden; Nvidias eigene Founders Edition soll 319 Euro (inkl. MwSt.) kosten und wird laut Nvidia ausschließlich (!) über den eigenen Store zu beziehen sein.

Die GeForce GTX 1060 integriert eine brandneue GPU namens GP106, die viele der Features der GP104 mitbringt, aber alles in einem Mainstream-Paket verpackt. Davon sollte man sich aber nicht irritieren lassen: Die GTX 1060 mag zwar nur eine 120-Watt-Karte sein, aber laut Nvidia soll sie die Performance einer GeForce GTX 980 bieten – die kam vor nicht ganz zwei Jahren für 540 Euro auf den Markt.

Die GP106-GPU im Detail

Nvidias neues Flaggschiff GeForce GTX 1080 basiert auf einer kompletten GP104-GPU mit vier aktiven GPCs (Graphics Processing Cluster). Das ergibt 2560 CUDA-Kerne und 160 Textureinheiten. Die GTX 1070 verwendet eine abgespeckte Version der gleichen GPU mit drei aktiven GPCs, verfügt also über 1920 CUDA-Kerne und 120 Textureinheiten.

Die GeForce GTX 1060 skaliert unter Verwendung der gleichen architektonischen Bauelemente einen weiteren Schritt nach unten. Um aus unserem Launch-Artikel der GTX 1080 zu zitieren:

Jeder GPC beinhaltet fünf Thread/Texture Processing Clusters (TPC) und die Raster Engine. Ein TPC wiederum kombiniert einen Streaming Multiprocessor (SM) und eine PolyMorph-Engine. Der SM besteht aus 128 CUDA-Kernen (Single Precision), einem 256-KByte-Register, 96 Kilobyte Shared Memory, 48 Kilobyte L1/Textur-Cache und acht Textur-Einheiten. Die PolyMorph-Engine der vierten Generation enthält einen neuen Logikblock, der am Ende der Geometrie-Pipeline und vor der Raster-Einheit sitzt, die für Nvidias ‘Simultaneous Multi-Projection’-Feature zuständig ist.

GPU
GeForce GTX 1060 (GP106)
GeForce GTX 980 (GM204)
SMs
10 16
CUDA-Kerne
1280 2048
GPU-Basistakt
1506 MHz 1126 MHz
GPU-Boost-Takt
1708 MHz 1216 MHz
GFLOPs (Basistakt)
3855 4612
Textureinheiten
80 128
Texel-Füllrate
120,5 GT/s 144,1 GT/s
Speicher-Datenrate
8 GBit/s 7 GBit/s
Speicher-Bandbreite
192 GByte/s 224 GByte/s
ROPs
48 64
L2-Cache
1,5 MByte 2 MByte
TDP
120 Watt 165 Watt
Transistoren
4,4 Mrd. 5,2 Mrd.
Die-Größe
200 mm² 398 mm²
Prozesstechnik
16 nm 28 nm

Die GP106 verfügt über zwei aktive GPCs, was in 1280 CUDA-Kernen und 80 Textur-Einheiten resultiert. Der Chip profitiert ebenfalls von den optimierten Timings, dank denen Nvidia die Taktraten der GP104 hochjagen konnte: Typischerweise taktet GP106 mit einem Basis- und Turbotaktfrequenz von 1506 bzw. 1708 MHz.

Das Backend des Grafikprozessors ist ebenfalls beschnitten: Sechs 32-Bit-Speicher-Controller ergeben einen aggregierten Datenpfad von 192 Bit Breite. Wie bei der größeren GP104-GPU ist jeder Controller mit acht ROPs und 256 Kilobyte L2-Cache assoziiert, was insgesamt 48 ROPs und 1,5 Megabyte L2-Cache ergibt.

Nvidia packt sechs Gigabyte Speicher auf die GTX 1060, die mit einem Spitzendurchsatz von 192 GByte/s arbeiten. Dieser Wert ist zwar niedriger als die 224 GByte/s der GTX 980, aber dabei sollte man nicht vergessen, dass Pascal dank neuer Losless-Techniken Einsparungen im Speichersubsystem realisiert und somit die effektiv nutzbare Bandbreite erhöht.

Erneut aus unserem GTX-1070-Artikel, etwas adaptiert: “Die Delta-Farbkompression von [GP106] versucht sich an 2:1-Einsparungen – und dieser Modus soll angeblich dahingehend verbessert worden sein, dass er öfter genutzt werden kann. Es gibt außerdem einen neuen 4:1-Modus, der dann zum Tragen kommt, wenn die Pro-Pixel-Unterschiede sehr gering sind und in einen noch kleineren Raum komprimiert werden können. Schließlich hat Pascal sogar einen 8:1-Modus, der die konstante 4:1-Kompression von 2×2-Blöcken mit einer 2:1-Kompression ihrer Unterschiede kombiniert.

Und natürlich wird GP106 mit der gleichen 16FF+-Prozesstechnik von TSMC hergestellt wie die GP104. Aber während die größere GP104-GPU 7,2 Milliarden Transistoren auf 314 mm² Fläche ballt, packt Nvidia bei der GP106 4,4 Milliarden FinFet-Transistoren auf 200 mm².

In Summe resultiert der weniger komplexe Grafikprozessor zusammen mit weniger Speicher auf einer einfacheren Platine in einer TDP von 120 Watt.

Erstmals kein SLI für den oberen Mainstream

Na, schon den fehlenden SLI-Anschluss an der Oberseite bemerkt? Nvidia empfiehlt seine GeForce GTX 1080 oder 1070 für Gamer, die mehr Performance haben wollen als eine GTX 1060 liefern kann – und unterstützt kein SLI mehr für die GTX 1060. Über Generationen hinweg ist die GTX 1060 damit die am nächsten an den High-End-Bereich gerückte Karte ohne diese Technologie. Okay, die GeForce GTX 750 Ti war ebenfalls nicht SLI-fähig – aber die GTX 760 war es sehr wohl. Das gleiche gilt für die GeForce GTX 950.

Offiziell begründet das Nvidia damit, dass es nicht viele Gamer gäbe, die Mainstream-Grafikkarten zu einem SLI-Verbund zusammenschließen – und das Unternehmen möchte seine Ressourcen nichtz verschleudern und lieber auf die Optimierung von SLI bei schnelleren Pascal-basierten Karten fokussieren.

Im Gegensatz zu dieser Erklärung geht die Spieleentwicklung mit Post-Processing- und Compute-orientierten Effekten, die nicht eben freundlich zu Alternate-Frame-Rendering sind, aber in eine andere Richtung. Und mit DirectX 12 wird Software-Entwicklern mehr und mehr Kontrolle gegeben, die ihre Inhalte so schnell wie möglich rausbringen wollen. Das bedeutet, dass ein Großteil von Nvidias Anstrengungen bezüglich seiner Treiber umsonst ist.

Wir haben ein Spiel in unserem Benchmark-Portfolio, das multiple GPUs über DirectX 12 unterstützt: Ashes of the Singularity. Nachdem wir eine zweite GeForce GTX 1060 ins Testsystem gesteckt und eine einzige Checkbox angehakt haben, können wir den nachfolgend gezeigten Leistungsschub vermerken:

Das ist zwar nicht die Skalierung, die wir von einem 2-Wege-SLI gewohnt sind, aber 50 Prozent Mehrleistung sind auch nicht schlecht. Leider können wir nicht mal mit DirectX-11- und DirectX-12-Games herumexperimentieren, wenn kein Support für multiple Grafikkarten integriert ist.

Angesichts der Tatsache, dass die GTX 1060 eine 1080p-Gaming-fokussierte Grafikkarte ist, könnte Nvidia jederzeit mit einem nachträglichen Treiber-Update SLI über PCI Express aktivieren – und wir hoffen, dass Nvidia dies tun wird.

Ganz egal, wie viele Gamer nun wirklich daran interessiert sind, sich ein Paar GTX-1060-Karten ins System zu stecken – es gibt immer noch ein Menge DX11-Titel da draußen, die von Multi-GPU-Konfigurationen profitieren. Und jedes DX12-bedingte Skalierungsproblem, dass die GP106 hat, gilt auch für die GP104-basierten Karten GTX 1080 und GTX 1070. Also Nvidia: Lasst einfach Performance-Benchmarks entscheiden, ob und wie attraktiv ein SLI-Gespann aus zwei GTX 1060 für Anwender ist!

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