[UPDATE] Pascal-Roundup: GeForce GTX 1070 und GeForce GTX 1080 im Vergleich

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PNY ist als Haus- und Hof-Fertiger für Nvidias professionelle Quadro-Grafikkarten auch international eine feste Größe, steht aber hierzulande als Anbieter von Gaming-Grafikkarten doch ein wenig in der zweiten Reihe.

Wir haben uns mit der GeForce GTX 1080 XLR8 eine Grafikkarte angesehen, die trotz leichter Werksübertaktung und großem Kühler eine eher vernünftige Interpretation von Leistung und Aufwand darstellen soll.

Preislich ist diese Karte eher im unteren Mittelfeld der ganzen GeForce-GTX-1080-Riege angesiedelt. Das muss aber nicht heißen, dass sie eine Verzichtserklärung mit drei Lüftern ist.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Die Kühlerabdeckung besteht aus schwarzem Kunststoff mit weinroten Metallapplikationen, die optische Akzente setzen sollen. Die Karte ist mit ihren 830 Gramm noch einmal ein ganzen Stück leichter als die ohnehin schon leichtgewichtige Gigabyte GeForce GTX 1080 Windforce G1. Mit 29,7 cm ist sie allerdings recht lang, 11,5 cm hoch und die für ein Dual-Slot-System üblichen 3,5 cm tief.

Die Rückseite der Platine ist von einer einteiligen Backplate verdeckt, die nur in Höhe des GPU-Sockels über Lüftungsöffnungen verfügt. Man muss durch diese Backplate zudem weitere fünf Millimeter Tiefe auf der Rückseite einplanen, was für Multi-GPU-Systeme wichtig sein könnte.

Allerdings ist auch der Betrieb ohne Backplate bedenkenlos möglich, jedoch macht die Demontage zunächst das Abnehmen des kompletten Kühlers notwendig (möglicher Garantieverlust!).

Die Oberseite der Karte ist schlicht gehalten; der 8-polige PCIe-Spannungsversorgunganschluss sitzt  am Ende der Karte. Das Design ist sicher Geschmackssache, aber es kann durchaus ge- und auffallen. Die rote Beleuchtung sitzt unter dem Cover und ziert somit nur die Front (Lüfteröffnungen), nicht jedoch den Rücken der Karte.

Das Ende der Karte zeigt wie die Unterseite, dass die Lamellen vertikal ausgerichtet sind und somit kein Luftstrom in Richtung Kartenende bzw. Slot-Blende geht.

Die Slot-Blende bietet insgesamt fünf Ausgänge, von denen maximal vier gemeinsam betrieben werden können (Multi-Monitor-Setup). Neben dem Dual-Link-DVI-D (kein analoges Signal durchgeschleift!) finden sich auf der Rückseite noch ein HDMI-2.0-Ausgang sowie drei DisplayPort-1.4-Anschlüsse. Der Rest der Slot-Blende ist mit einigen Öffnungen für den Luftauslass versehen, die jedoch keine echte Funktion erfüllen.

Platine und Bestückung

PNY setzt bei der XLR8 auf Nvidias Referenzdesign – mit allen bekannten Vor- und Nachteilen. Dabei entspricht die Komponentenbestückung im Detail ebenfalls zum großen Teil der Mustervorlage von Nvidia.

Beim Speicher kommen GDDR5X-Module von Micron zum Einsatz, die gleich zusammen mit der GPU von Nvidia an die Board-Partner verkauft werden. Ingesamt acht dieser mit 1251 MHz (Basis) getakteten Speicherchips sind an einem 256 Bit breiten Speicher-Interface angebunden, was eine theoretische Bandbreite von 320 GByte/s ergibt. Dabei setzt man auf ein 170-Pin-Package (statt 190 Pins bei DDR5).

Das 5+1-Phasen-System setzt wie Nvidias Referenzkarten auf den µP9511P als PWM-Controller für die GPU und eine Kombination aus passenden N-Channel-MOSFETs, Gate-Treiber und Schottky-Diode.

Der Speicher wird über eine separate Phase versorgt, die von einem uP1728 angesteuert wird. Das Monitoring der fließenden Ströme geschieht wie so oft über den gut bekannten INA3221.

Unterhalb der GPU sind ebenfalls zwei Kondensatoren aufgelötet, die Spannungsspitzen abfangen und glätten sollen.

Taktraten, Spannungen und Leistungsaufnahme

Bevor wir zur Leistungsaufnahme kommen, betrachten wir noch die Verläufe von Boost-Takt und anliegender GPU-Kernspannung, die sich nämlich sehr auffällig ähneln und die wir bewusst untereinander gestellt haben. Wir sehen auch sehr schön den Zusammenhang von Taktfrequenz und Spannung, wobei die Kurven bei steigender Erwärmung der GPU nicht ganz so extrem absinken wie bei den beiden Founders-Editions-Modellen.

Während der Boost-Takt nach Erwärmung und unter wechselnden Lasten (Gaming) zwischen 1887 und 1820 MHz schwankt, fällt er bei Dauerlast deutlich niedriger ab. Dies sieht auch bei den Spannungswerten ähnlich aus: Werden anfangs noch bis zu 1,05 Volt erreicht, was sogar leicht unter der Founders Edition liegt, fällt diese Spannung dann später stellenweise bis auf 0,962 Volt ab, was dann leicht besser als bei Nvidias Referenzkarte ist. PNY hätte dem höchsten Boost-Step also locker noch etwas mehr Spannung spendieren können.

Aus diesen Spannungsverläufen und den fließenden Strömen ergibt sich dann auch die Leistungsaufnahme, die wir mit unserem exakten Equipment sehr gut an allen Anschlüssen messen können.

Da die Hersteller auf Grund von Nvidias Restriktionen auf die unterste mogliche Taktrate verzichten, um durch diesen Kunstgriff quasi einen Boost-Step mehr zu erhalten, steigt die Leistungsaufnahme im Idle unverhältnismäßig stark an – allerdings hat PNY dieses Verhalten noch vergleichsweise gut im Griff. Der niedrigste GPU-Takt liegt jedenfalls immer noch bei 253 MHz.

Die Folgen davon zeigt die Tabelle:

Leistungsaufnahme
Idle 12 Watt
Idle Multi-Montor 15 Watt   
Blu-ray 13 Watt
Browser-Games 111 bis 127 Watt
Gaming (Metro Last Light 4K) 188 Watt
Torture (Furmark) 202 Watt

Natürlich wollen wir euch auch die gewohnten Detailgrafiken der Leistungsaufnahme im Idle, beim 4K-Gaming und beim Stresstest nicht vorenthalten, die sowohl die Lastverteilung auf den einzelnen Spannungs- und Versorgungsschienen abbilden, als auch einen guten Überblick über die anfallenenden Lastschwankungen und Leistungsspitzen geben:

Kühlsystem und Temperaturen

Im direkten Zusammenhang zur aufgenommenen Leistung steht natürlich die erzeugte Abwärme, für deren optimale Abführung die Kühllösung verantwortlich ist. Die Backplate kann da nicht weiterhelfen, denn sie ist reine Optik und dient funktionell nur der Stabilisierung der Karte. Man hätte durch den Einsatz von passenden Wärmeleit-Pads mit Sicherheit auch eine aktive Kühlwirkung hinbekommen, aber diese Chance hat PNY leider nicht genutzt.

PNY setzt auf einen vernickelten Heatsink mit insgesamt vier eingepressten 6-mm-Heatpipes, von denen drei die Abwärme zum hinteren Teil des Kühlers und eine zum unteren, vorderen Teil transportieren sollen. Die Kühlerplatte um den Heatsink herum dient der Kühlung der Speicherbausteine.

Die Spannungswandler-MOSFETS werden durch einen im Kühlkörper fest integrierten Heatsink gekühlt. Für den Kontakt dienen – wie beim Speicher auch – die passenden Wärmeleitpads.

Die deutlich bessere Performance des Kühlers im Vergleich zur Founders Edition spiegelt sich auch im Temperaturverlauf wieder, denn die Grenze von 65°C wird nicht oder nur knapp (68°C im geschlossenen Gehäuse) überschritten.

Betrachtet man aber die Infrarot-Bilder der Platine, dann fallen einem ebenfalls keine echten Hotspots auf. GPU, Speicher und Spannungswandler werden somit bestens gekühlt.

Beim Torture Loop sieht man jedoch bereits deutlicher, warum eine einzelner Wandlerzug (bzw. der Einzatz nur eines MOSFETS für die Low-Side) nicht ganz optimal ist – der Hotspot fällt folgerichtig auf genau diese Stelle. Es ist zwar weder gefährlich noch ansatzweise außerhalb der Norm, aber man sieht es bereits.

Geräuschentwicklung

Da die Temperaturen beim Gaming und im Stresstest sehr ähnlich ausfallen, kann man bei den Lüfterdrehzahlen eigentlich das Gleiche erwarten und so verwundern uns die gemessenen Werte dann auch nicht sonderlich:

PNY verzichtet auf den semi-passiven Modus im Idle und lässt die Kühler mit ca. 33 Prozent (1100 U/min) ständig mitlaufen. Das ist nicht sonderlich störend, lässt sich aber mit 32,dB(A) noch hören und messen.

Die 37,7 dB(A) bei Volllast sind jetzt natürlich nicht extrem leise, aber auf Grund des eher rauschenden Klangbildes mit vielen hochfrequenten Anteilen ergibt sich zumindest kein sonderlich aufdringliches Geräusch, welches sich zudem von geeigneten Gehäusen gut dämmen lässt. Besser als Nvidias  Referenzkarte ist dieser Wert aber allemal.

Dass die verbauten Lüfter eher niedrigpreisig ausgefallen sind, sieht man auch am niederfreqenten Anteil, der auf Motor- und Lagergeräusche entfällt und durch deutliche Spitzen auffällt.

Die Kühlung ist unter dem Strich also zweckmäßig und etwas aggressiv, aber in jedem fall souverän, was man bei der recht flachen Karte durch einen etwas höheren Geräuschpegel erkauft. Insgesamt ist der Kompromiss aber gelungen

Technische Daten und Zwischenfazit

Betrachten wir nun noch einmal zusammenfassend die technischen Daten und individuellen Details der Grafikkarte:

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