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

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Nachdem es uns nunmehr doch gelungen ist, eines der aktuell noch sehr seltenen Exemplare von Gigabytes GeForce GTX 1080 Xtreme Gaming zu besorgen, wollen wir natürlich unseren Lesern den Test nicht vorenthalten. Und ohne vorab spoilern zu wollen: Das Warten hat sich durchaus gelohnt.

Da Gigabyte zudem mit einem erweiterten Feature-Set wirbt, haben wir da genau hingeschaut.

Bereits beim Auspacken des übergroßen Kartons fallen einem jede Menge Zubehörteile und Zugaben in die Hände, die mehr oder weniger nützlich sind.

Während der Handgelenkschutz und das Mousepad aus Gigabytes Merchandising- bzw. Werberegal stammen und nett, aber wohl kaum kaufentscheidend sein dürften, hat es das beigelegte VR-Bracket durchaus in sich.

Die Gigabyte GeForce GTX 1080 Xtreme Gaming hat nämlich ein Alleinstellungsmerkmal, das VR-Anwender mit ihren Brillen mit Sicherheit lieben werden: Das beigelegte Front-Panel und ein optionales Bracket sorgen für jede Menge Konnektivität bei den Videoausgängen, wie wir es so noch nicht gesehen haben.

Zu Aspekten wie den gestapelten Lüftern (“Stack Fans”), Heatpipes usw. kommen wir noch in den betreffenden Kapiteln, wollen jedoch auch noch einen Satz zur hier gemessenen Performance voranstellen, denn sie könnte in einigen Bereichen aufgrund des eigentlichen Potenzials der Karte sogar noch leicht besser ausfallen. Die Werksvorgaben sind am Ende also nur ein Kompromiss, den jeder Hersteller anders sieht und interpretiert.

Wir messen und bewerten Grafikkarten generell “out of the box”, also ohne zusätzlich installierte Hersteller-Software und somit absichtlich auch mit den Default-BIOS-Vorgaben.

Viele der Tools sind nur für Windows verfügbar und erschweren zudem einen direkten Vergleich, weil ja jede Karte modifizierbar ist. Somit zählt nur der reine Auslieferungszustand.

Nichtsdestotrotz haben wir auch das Extrem-OC gewagt, werden die Werte jedoch nur zusätzlich mit aufführen. Denn mit Sicherheit wird nicht jeder Chip exakt gleiche Ergebnisse liefern, auch wenn Gigabytes hauseigenes Gauntlet-Verfahren eigentlich recht gut funktioniert. Vorbildlich sind zudem auch die gewährten vier Jahre Herstellergarantie, die jedoch eine Online-Registrierung der Karte voraussetzen.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Die Kühlerabdeckung besteht komplett aus Leichtmedall, das zweifarbig abgesetzt ist (Silber-Metallic auf Anthrazit). Über dem mittleren Lüfter kreuzen sich diagonal angeordnete LED-Streben, die sich mit der passenden Software (“Xtreme Gaming Engine”) auch steuern lässt. Durch die etwas untereinander versetzte Lüfteranordnung in zwei Ebenen (“Stack Fans”) ist die immerhin 1330 g schwere Grafikkarte deutlich kürzer als viele Konkurrenzprodukte.

Mit Einbaumaßen von ca. 28 cm für die Länge (Slot-Blech bis Kartenende), 13 cm für die Höhe (Oberkante PEG bis Oberkante Karte) und fast 5 cm Einbautiefe (zuzüglich Backplate) ist sie alles andere als Winzig, aber immer noch kompakt genug, um auch in Gehäuse mit maximal 29 bis 30 cm möglicher Einbaulänge zu passen.

Die Rückseite der Platine ist von einer einteiligen Backplate verdeckt, die zwar keinerlei aktive Kühlfunktion ausübt, aber den Kühlprozess aufgrund von Öffnungen und einem ausreichenden Abstand auch nicht negativ beeinflusst.

Man muss durch diese Backplate zudem weitere fünf Millimeter Tiefe auf der Rückseite einplanen, was für Multi-GPU-Setups gegebenenfalls wichtig sein könnte. Natürlich wäre 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 vom mittig platzierten, farbig leuchtenden Gigabyte-Schriftzug und dem LED-Indikator für den Silent-Betrieb geprägt, deren Farbe und Beleuchtungseffekt (Full RGB) gesteuert werden können. Die beiden 8-poligen PCIe-Spannungsversorgunganschlüsse sitzen um 180° gedreht am Ende der Karte. Das Design ist natürlich Geschmackssache, aber man kann damit sicher kommod leben.

Das Ende der Karte ist komplett geschlossen, da die Lamellen vertikal ausgerichtet sind und somit kein Luftstrom in Richtung Kartenende bzw. Slot-Blende geht. Die Slot-Blende bietet insgesamt die gewöhnten 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.

Die wirkliche Überraschung erwartet den Anwender aber an der anderen Seite am Ende der Karte. Hier hat Gigabyte zwei weitere HDMI-Buchsen platziert, an die man dann die beiden Kabel des Frontpanels anschließen kann. Alternativ lassen sich diese beiden Frontbuchsen jedoch auch aus dem Panel herausschrauben und in das ebenfalls beiligende Bracket für die Erweiterungsabschlüsse an der Gehäuse-Rückseite einsetzen.

Diese Anschlussart, bei der dann zwei der rückseitigen DisplayPort-Anschlüsse entfallen, ist der sogenannte VR-Mode – und wer eine HTC Vive nutzt, weiß um die DP-Probleme mit dieser VR-Brille an Nvidia-Karten. Diese separate Lösung finden wir genial einfach, denn das lästige Anschließen hinter dem PC entfällt durch diese wirklich bequeme Lösung.

Platine und Bestückung

Ein Blick auf die Platine zeigt, dass sich Gigabyte auch bei der Spannungsversorgung Gedanken gemacht hat – doch dazu gleich noch weitere Details.

Beim Speicher kommen wie auch auf der Referenzkarte GDDR5X-Module von Micron zum Einsatz, die von Nvidia zusammen mit der GPU an die jeweiligen Board-Partner verkauft werden. Ingesamt acht dieser mit 1251 MHz (Basis) getakteten Speicherchips vom Typ MT58K256M32JA-100 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).

Auch wenn Gigabyte mit 12+2 Phasen wirbt, ist der verwendte PWM-Controller µP9511P von uPI Semiconductor Corp doch nichts anderes als ein reines 6+2 Phasen-Modell.

Gigabyte nutzt für die sechs GPU-Phasen ein sogenanntes Doubling, indem man jede Phase noch einmal in zwei einzelne Wandlerzüge aufteilt. So zieht man auf der einen Seite die Hotspots weiter auseinander und kann andererseits die fließenden Ströme weiter aufteilen und somit pro Wandlerzug faktisch halbieren.

Zum Einsatz kommen insgesamt zwölf Fairchild FDMF6823C, wobei es sich hierbei um hochintegrierte DrMOS-Module handelt, die alle benötigten Baugruppen (High- und Low-Side, Gate-Drive) bereits in einem Chip integrieren.

Der separat von einem uP1666 angesteuerte Speicher läuft über zwei einzügige Phasen, die jeweils mit einem FDMD3604S bestückt sind, einem Dual-N-Channel MOSFET von Fairchaild mit PowerTrench-Technologie, der ebenfalls separate Gate-Driver überflüssig macht.

Bei den Spulen kommen die bereits bekannten Magic-Chokes von Lennovo zum Einsatz, die mehr oder weniger die solide Mittelklasse repräsentieren und die man aufgrund des Layouts sogar etwas kleiner halten konnte.

Die großflächige Umsetzung in vollautomatischer Bestückung war allerdings auch die Grundlage für dieses neue, von der Gigabyte GeForce GTX 1080 G1 Gaming doch sehr abweichende Platinen-Layout. Auf die zusätzlichen beiden HDMI-Anschlüsse sind wir ja bereits weiter oben näher eingegangen. Die sogenannte Tropikalisierung (“special coating”) der Platinenober- und Rückseite rundet das durchaus positive Erscheinungsbild der nackten Platine ab.

Unterhalb der GPU sind zwei Kondensatoren aufgelötet, die Spannungsspitzen abfangen und glätten sollen. Das Platinen-Layout wirkt ziemlich vollgefrachtet, ist jedoch klar strukturiert – und das ist mit Sicherheit auch so gewollt.

Taktraten, Spannungen und Leistungsaufnahme

Bevor wir zur Leistungsaufnahme kommen, betrachten wir noch die Verläufe von Boost-Takt und anliegender GPU-Kernspannung. Hier kommen wir auch noch einmal auf den eingangs erwähnten Umstand mit der Software zurück, denn der Standard-Modus ohne Software (“Gaming-Mode”) ist eher konservativ gewählt und wird der Karte nicht ganz gerecht. Mit ein wenig manueller Nacharbeit in Gigabytes Software ließen sich nämlich konstant über zwei Gigahertz Boost-Takt erreichen – in unserem Extremfall sogar über 2100 GHz!

Die Kühlung für den im Screenshot abgebildeten Loop haben wir in diesem Fall jedoch mit Hilfe eines an der Klimaanlage anschlossenen Kaltluftschlauches ein wenig unterstützt. Die Karte empfiehlt sich somit auch für wassergekühlte Systeme, so dass man nur hoffen kann, irgendwann solche passenden Full-Cover-Kühler auf dem Markt zu finden. Gerade Wasserkühlung und VR sind ja ein interessantes Thema.

Der Standardtakt im “Gaming-Mode” bleibt auch im herausfordernden Metro-Loop in 4K weitgehend stabil. Mit dem ebenfalls per Software angebotenen “OC-Mode” ließe sich dann auch die 2-GHz-Marke ohne großen Aufwand locker bezwingen, denn wirklich viel fehlt auch im Standard–Modus nicht dazu.

Während der Boost-Takt nach Erwärmung und unter Last stellenweise bis auf 1987 MHz fällt, sind es im Stresstest im Schnitt 1800 MHz. Die Spannungen sinken äquivalent auf 1,05 bzw. 0,9 Volt.

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 etwas an – allerdings hat Gigabyte dieses Verhalten noch vergleichsweise gut im Griff.

Der niedrigste GPU-Takt liegt jedenfalls immer noch bei stolzen 291 MHz. Beim manuellen OC-Versuch haben wir die Spannung um maximal 100 mV erhöht und das Power Target auf 150 Prozent gestellt. Trotzdem war bei exakt 230 Watt Schluss, mehr ließ sich nicht provozieren.

Die Folgen davon zeigt die Tabelle:

Leistungsaufnahme
Idle 11 Watt
Idle Multi-Montor 12 Watt   
Blu-ray 12 Watt
Browser-Games 117 bis 138 Watt
Gaming (Metro Last Light 4K) 213 Watt   
Torture (Furmark) 217 Watt
Gaming (Metro Last Light 4K) @2114 MHz 230 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 können:

Kühlsystem und Temperaturen

Bezüglich der Kühllösung hat Gigabyte zu einen cleveren Schachzug gegriffen, um einerseits drei Lüfter mit einem Rotordurchmesser von je 10 cm nutzen und andererseits die Einbaulänge trotzdem auf deutlich unter 30 cm begrenzen zu können. Mit “Stack Fan” bezeichnet der Hersteller den versetzen Einbau des mittleren Lüfters unterhalb der Ebene der beiden äußeren Lüfter, der zudem auch eine eigene Rotorblattgeometrie erhielt.

Das Wirkungsprinzip des entgegengesetzt drehenden Lüfters ist dabei so simpel wie wirkungsvoll, denn während bei nebeneinander sitzenden Lüftern auch tote Bereiche im Luftstrom entstehen, wird die Luft so nicht nur gleichmäßiger verteilt, sondern auch besser verwirbelt, was der Wegleitung der Abwärme natürlich entgegenkommt.

Wir nutzen zwar ungern Inhalte aus PR-Material, aber die nachfolgende Grafik kann es besser ausdrücken, als eine rein verbale Beschreibung:

Die massive Kühlerplatte aus Kupfer dient der Kühlung der GPU und der Speicherbausteine. Der Heatsink für die VRM sitzt etwas weiter hinten, direkt im Kühler integriert. Diese Lösung macht Sinn, denn so können die nominell heißeren DrMOS nicht direkt über die Kühlerplatte auch noch den Speicher aufheizen.

Die mir vier zuätzlichen Schrauben von oben befestigte Backplate ist rein optischer Natur und hilft nicht beim Kühlen, sondern dient maximal der Stabilisierung des gesamten Aufbaus.

Die verbaute Kühllösung und die Lüfterkurve der Standard-Einstellung sorgen für erfrischende Temperaturen, denn mit 65°C (Gehäuse 67°C) legt die Karte los, als gäbe es kein Morgen mehr. Ob das auch akustisch einigermaßen in Ordnung geht, das sehen wir gleich noch.

Soweit, so kalt. Betrachtet man in diesem Zusammenhang die Infrarot-Bilder der Platine, dann sind die gemessenen Werte nur logisch. Ganze 81°C als Spitzenwert für einige Stellen unterhalb der DrMOS sind wirklich vorbildlich. Insgesamt wirkt die Platine der Gigabyte-Karte auch nach längerem Betrieb insgesamt kühler als die vieler Mitbewerberkarten.

Daran ändert sich auch beim Stresstest nicht viel, denn wenn eines gut harmoniert, dann sind es die breit verteilten DrMOS und der sehr effiziente VRM-Kühler, der direkt an den Heatpipes sitzt.

Geräuschentwicklung

Was Gigabyte schon immer konnte, war eine vorbildliche Hysterese: Die Zuschaltung funktioniert kurz und knackig und die Lüfter laufen danach mit nahezu unhörbaren 670 U/min sauber weiter.

Etwas unverständlich ist die per Default gesetzte hohe finale Lüfterdrehzahl, die zwar für vergleichsweise niedrige Temperaturen sorgt, sich am Ende aber auch ein wenig auf die Geräuschentwicklung auswirkt (wenn auch nicht dramatisch), wie wir gleich noch sehen werden.

Die Geräuschentwicklung im Idle ist auf Grund des semi-passiven Modus nicht messbar, so dass wir auf diese Messung komplett verzichtet haben.

Bei lang anhaltender Volllast sind es dann nicht ganz 36 dB(A), was an sich ein ordentlicher Wert ist, aber viel Potenzial der Karte verschenkt. Wer die passende Software von Gigabyte installiert, kann nachträglich nicht nur aus verschiedenen Übertaktungs-Modi, sondern auch aus sehr unterschiedlichen Lüfter(vor)einstellungen wählen.

Im sogenannten Silent-Mode sind es dann noch etwas über 34 dB(A), was man als vorzüglich beurteilen könnte, denn die Lüfter agieren solbst bei höheren Drehzahlen eher unaufdringlich.

Im Vergleich zu den Lüftern von Galax, Zotac und auch Palit sind schmalbandige Emissionen im Tieftonbereich, die sich auch ans Gehäuse übertragen und zu Resonanzen führen könnten, absolute Fehlanzeige.

Es bleibt jedoch das Geheimnis des Herstellers, warum er standardmäßig so viel Wind macht, um Rekordtemperaturen zu erreichen. Da wir aber die Software generell nicht mit bewerten, ist die aktuelle Voreinstellung nur ideal für diejenigen, die das maximale Power Target und die Spannungserhöhung voll ausnutzen wollen.

Technische Daten und Zwischenfazit

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

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