Pascal-Roundup #2: Nvidias GeForce GTX 1060 im Vergleich

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Nvidias GeForce GTX 1060 setzt wie schon die beiden größeren Schwestern GeForce GTX 1070 und GeForce GTX 1080 auf das neue Edge-Design – diesmal jedoch in etwas kostenfreundlicherer Ausführung.

Das Erscheinungsbild ist für eine Referenzkarte – pardon: die “Founders Edition” – recht ordentlich und macht trotz der bereits deutlich sichtbaren Sparzwänge immer noch eine gute Figur.

Doch welche Argumente gibt es, um diese immerhin 845 Gramm schwere DHE-Karte (Direkt Heat Exhaust mit Radiallüfter) den Board-Parter-Karten mit den komplett anders gestalteten Axiallüfter-Designs vorzuziehen? Wer begeben uns nun auf die Suche nach einer Antwort.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Trotz deutlich kürzerer Platine besitzt die Karte immer noch eine Länge von 25,4 cm (zwischen Slot-Blende und Kartenende gemessen), eine Einbauhöhe von 10,7 cm (Oberkante Mainboard-Slot bis Oberseite Karte) und eine Tiefe von 3,8 cm. Hier ist die Slot-Blende der breiteste Part; auf die Karte selbst entfallen nur circa 3,5 cm.

Für die Kartenabdeckung nutzt Nvidia erneut einen Materialmix aus Aluminium und Kunststoff, wobei das Cover diesmal schon etwas einfacher gestaltet wurde. Es lässt sich einschließlich des Lüfters in einem Stück abnehmen, wie wir gleich noch sehen werden.

Auch der beleuchtete “GeForce GTX”-Schriftzug fehlt nicht. Auf den etwas eigenartig positionierten PCIe-Spannungsversorgungsanschluss gehen wir später noch ein.

Im Gegensatz zu früheren Kühlerkonstruktionen auf Grafikkarten mit kurzer Platine ist der Überhang des Gehäuses rückseitig nicht mehr mit einer Luftöffnung für den üblichen Radiallüfter versehen, sondern mit einer Abdeckung verkleidet. Auf eine herkömmliche Backplate wird jedoch aus Kostengründen verzichtet.

Die Rückseite zeigt sich mit den bekannten, kiemenförmigen Lufteinlässen, die jedoch in diesem Fall mit Sie anzusprechen sind, wenn man mit der Karte im Gehäuse werkelt. Lies: Hier ist vorsichtiges Hantieren angesagt.

Das Slot-Panel zeigt gegenüber den beiden bereits vorgestellten Pascal-Karten keine Änderungen. Die Slot-Blende wird auch hier von insgesamt drei DisplayPort-Anschlüssen dominiert, die Nvidia als DisplayPort-1.2-zertifiert ausweist, jedoch auch auf die Implementierung neuerer Standards verweist (DisplayPort 1.3/1.4 ready). Der verbaute Controller-Chip kann es jedenfalls.

Dazu kommen noch ein HDMI-2.0-Ausgang und der duale DVI-D-Ausgang. Auf ein analoges Signal verzichtet Nvidia komplett.

Platine und Bestückung

Im Mittelpunkt steht natürlich wieder der Grafikprozessor auf seinem Sockel, wobei die GP106-400-A1-GPU deutlich kleiner geraten ist als der GP104-Chip der beiden bereits gelaunchten GeForce-Modelle GTX 1070 und GTX 1080. Doch es gibt noch weitere auffällige Unterschiede zu den anderen Platinen, die zum Beispiel den verbauten Speicher betreffen.

Es fällt auf, dass bei der GTX 1060 nur sechs der acht vorhandenen Felder für den Speicher mit Modulen belegt sind. Dabei handelt es sich um Samsung-Module vom Typ K4G80325FB-HC25 mit einer Kapazität von jeweils acht Gigabit (32x 256 MBit), die je nach gefordertem Takt mit Spannungen zwischen 1,305 und 1,597 Volt betrieben werden können. In Summe ergibt das einen Gesamtspeicher von sechs Gigabyte.

Der leider undokumentierte PWM-Controller uP9509 kommt erneut von uPI Semiconductor Corp und ist ganz offensichlich der kleinere Bruder des noch bei der GP104-GPU  eingesetzten uP9511P. Allerdings reicht er für die insgesamt drei Phasen für die GPU und die eine für den Speicher völlig aus.

Die letztgenannte Speicher-Phase und eine der GPU-Phasen werden vom Mainboard-Slot versorgt und die beiden weiteren samt des Zubehörs vom PCIe-Anschluss. Wir sehen uns gleich noch im Detail an, wie sich das auf die Belastung der einzelnen Versorgungsschienen auswirkt.

Für die Spannungsregelung setzt Nvidia auf jeweis einen einzigen E6930 pro Phase, der als Dual-Channel-N-MOSFET sowohl die High- als auch Low-Side bedient und separate Gate-Treiber überflüssig macht. Das erklärt dann auch den freien Platz auf der Platine neben dieser Komponente.

Die drei Phasen sind für die GPU völlig ausreichend, verzeichnen relativ niedrige Spannungswandlerverluste und sind zudem sinnvoller aufgeteilt als die sechs Phasen der Radeon RX 480.

Bis auf den etwas verloren wirkenden PCIe-Versorgungsanschluss macht die 1060er Referenzkarte (pardon: Founders Edition) keinen schlechten Eindruck, zumal bei so niedrigen Verlustleistungen auch eine Radiallüfter-basierte Kühlung nicht die schlechteste Lösung sein muss.

Taktraten, Spannungen und Leistungsaufnahme

Es fällt auf, dass die GeForce GTX 1060 FE sowohl ins Power- als auch ins Temperatur-Limit rennt. Beim probeweisen Übertakten haben wir deshalb nicht nur den Boost-Takt angehoben, sondern auch das Power-Target auf 116 Prozent gesetzt sowie den Lüfter mit 100 Prozent drehen lassen.

Das Ergebnis kann sich durchaus sehen lassen, denn wir erreichen mit unserem Sample auch im forderndsten Durchlauf stabile 2050 MHz. Ohne die Hilfe der kleinen Energiespritze und des Hardcore-Föns sind die Verlaufskurven deutlich hibbeliger:

Vergleichen wir nun die Spannungen im Normalbetrieb und lassen die Augen ab und zu auch noch mal nach oben zur ersten Grafik wandern. Wir sehen sehr deutlich, dass beim Limitieren sowohl Boost-Takt als auch die Spannungen nach unten gehen.

Der niedrigste GPU-Takt liegt für die Idle-Messung bei 139 MHz. Wir haben bei den Messungen mit einem variablen Low-Pass-Filter gearbeitet, so dass wir mögliche, sehr kurze  Lastspitzen nur noch am Rande erwähnen (ausgegrauter Balken), weil sie in der Praxis kaum relevant sind und zudem viele Leser eher irritiert haben.

Dieser Peak-Wert stellt die trotz der eingangs beschriebenen Glättung verbliebenen kurzen Lastspitzen dar und ist für die Praxis ohne Belang – denn die Zeiträume sind immer noch zu kurz für einen Einfluss auf die Bewertung. Die richtig kurzfristigen, extremen Lastspitzen werden aufgrund der Glättung schon nicht mehr berücksichtigt.

Belastung der Spannungsversorgungsanschlüsse

Jetzt gehen wir etwas näher ins Detail und schauen uns die Aufteilung der Lasten bei maximalem Gaming-Load und beim Stresstest an. Da Nvidia bei der GeForce GTX 1060 FE den 3.3V-Mainboard-Anschlusss nicht mehr aktiv nutzt, haben wir auf diese Spannungschiene in den Diagrammen verzichtet.

Wir sehen hier die gelungene Aufteilung, die deutlich die Gewichtung hin zum PCIe-Anschluss zeigt:

Nachfolgend das Ganze noch einmal als anklickbare Diagramme mit den jeweiligen Verlaufskurven für Gaming und Stresstest:

Da sich die Normen (PCI SIG) aber nur auf die fließenden Ströme beziehen, betrachten wir nun die nachfolgenden Diagramme, denn die Leistungsaufnahme ist nur die halbe Miete. Mit unter vier Ampere am Mainboard-Slot ist man jedoch auf jeden Fall auf der sicheren Seite (PCI-SIG-Norm: max. 5,5 Ampere):

Natürlich gibt es auch für die gemessenen Ströme noch übersichtliche Großbilder:

Kühlsystem und Temperaturen

Was uns sofort auffällt, ist die weiter oben schon erwähnte Positionierung des PCIe-Anschlusses im verlängerten Gehäuse, der nunmehr mit verlängerten Kabeln lösgelöst von der Platine autark angeschlossen ist.

Schön ist diese Lösung nicht – und sie verhindert zudem, dass Board-Partner mit dieser eigentlich nur 17,5 cm langen Referenzplatine ausgesprochen kurze Karten bauen können, da schlichtweg kein Platz für die PCIe-Anschlussbuchse vorgesehen ist.

Nimmt man den eigentlichen Kühlerblock ab, indem man die vier zur Fixierung verwendeten Schrauben löst, fällt der Blick auf einen massiven Kupfer-Heatsink und einen Metallrahmen. Der geschlossene Lamellenkühlkörper ähnelt dem der GeForce GTX 1070 und sollte für die angepeilte Verlustleistung der GPU locker ausreichen.

Auffällig ist auch hier wieder der massive Montage- und Kühlrahmen, der einerseits dafür sorgt, dass Spannungswandler und Speicher ausreichend kühl bleiben, und andererseits auch für die Stabilität der Gesamtkonstruktion verantwortlich ist.

Da die Karte sowohl beim Gaming- (119 Watt) als auch beim Torture-Loop (122 Watt) sehr ähnliche Werte bei der Leistungsaufnahme erzeugt, liegen die beiden Temperaturkurven logischerweise auch sehr nah übereinander. Hier greift Boost 3.0 sehr restriktiv ein und regelt über Spannung und Takt einfach und effizient weg, was laut Vorgabe nicht sein darf.

Betrachten wir uns das Ganze nun noch als Infrarotbild. Der Kühler macht exakt das mit der GPU, was er soll – sie nämlich abkühlen. Auch die insgesamt vier Spannungswandlerzüge sind allesamt im tiefgrünen Bereich.

Im Stresstest werden im Bereich der drei GPU-Spannungswandler knapp 97°C erreicht, was gerade noch so passt. Nur: Es spielt ja auch niemand stundenlang Stresstest, so dass diese Werte eher etwas für die Galerie sind.

Geräuschentwicklung

Die Hauptquelle der entstehenden Geräuschemission ist naturgemäß ja immer der Lüfter – daher werfen wir zunächst einen Blick auf die Drehzahlen, die sich erst nach etwa 15 Minuten auf einen stabilen Endwert einpendeln. Beide Kurven liegen – schön den ja auch sehr ähnlichen Temperaturen folgend – fast schon deckungsgleich aufeinander.

Im Idle sind die gemessenen 31,4 dB(A) ein guter Wert, der nur knapp über dem Geräuschpegel eines üblichen Wohnraums liegt. Der Klangcharakter von Nvidias Radiallüfter ist bei niedrigen Drehzahlen dabei deutlich angenehmer als der etwas “knurrigere” Radiallüfter der unlängst getesteten Radeon RX 480-Referenzkarte, obwohl der Pegel einen winzigen Tick höher liegt.

Werfen wir jetzt einen Blick auf die Geräuschentwicklung im Gaming-Loop, nachdem die Karte ihre Maximaltemperaturen erreicht hat (siehe Temperatur-Diagramme weiter oben). Die gemessenen 35,4 dB(A) sind ebenfalls ein wirklich guter Wert, zumal man kaum Motor- und Lagergeräusche heraushören kann. Der Klangcharakter ist nicht so tieftonlastig und brummig wie bei der unlängst getesteten AMD-Karte, sondern ähnelt einem deutlich angenehmeren Rauschen.

Ein Blick aufs Spektrum zeugt sehr deutlich, dass der Hauptanteil des Betriebsgeräuschs aus reinen Rotor- und Luftgeräuschen besteht und dass auch die akustischen Liebesgrüße aus dem Spannungswandlerbereich diesmal sehr dürftig ausfallen. Damit kann man der DHE-Lösung (Direct Heat Exhaust) sogar eine gute Performance UND ein zurückhaltendes Wesen bescheinigen. Aber die maximal 120 Watt sind natürlich auch keine echte Herausforderung, sondern fast schon mit dem feuchten Daumen wegzukühlen.

Technische Daten und Zwischenfazit

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

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