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AMD RX 6800 Overclocking und Undervolting – von über 240 Watt bis unter 180 Watt ist alles drin

Darf es etwas mehr oder etwas weniger sein?

Das Übertaktungslimit der Radeon RX 6800 XT ist nicht sonderlich groß, da wirkt die günstigere RX 6800 schon deutlich interessanter. Allerdings wird man auch hier keine Bäume ausreißen können, denn AMD folgt nunmehr dem Vorbild von NVIDIA und schottet sich bei den Vorgaben für Leistung (Power Limit) und Spannungen komplett ab. Diese Register lassen sich auch nicht mit der AMD-eigenen Engineering-Software überschreiben und selbst das MorePowerTool hat (momentan) noch keine Chance. Mit einer einzigen Ausnahme, aber dazu komme ich gleich noch.

Was wir heute machen wollen ist der direkte Vergleich der Karte im Werkszustand gegen SAM, Untervolting zusammen mit Taktanhebung und Untervolting pur mit Werkstakt. Vier verschiedene Herangehensweisen und dazu noch einmal der Vergleich des Maximal-OCs gegen SAM über alle 10 getesteten Spiele in WQHD. Mehr ist zeitlich auch nicht drin, aber das sollte durchaus für ein vollständiges Bild reichen. Ich habe ein Spiel exemplarisch rausgepickt, für dass ich auch alle Einzelgrafiken und kompletten Auswertungen bis hin zu Varianzen und Effizienz gemacht habe.

Die hier getestete RX 6800 kommt auf 62 CU bzw. 3840 Shader und hängt damit also deutlich hinter der RX 6800 XT als man es am Anfang vermutet hatte. Während der Basistakt der RX 6800 XT mit 2015 MHz und der Boost-Takt mit 2250 MHz angegeben wird, muss die RX 6800 mit 1815 bzw. 2105 MHz auskommen, aber genau das können und wollen wir ja heute ändern. Beide Karten setzen auf 16 GB GDDR6 mit 16 Gbps, die sich aus jeweils 8 Modulen mit 2 GB Größe ergeben und die sich auch noch übertakten lassen.

Zur Erinnerung: Die kleine RX 6800 wiegt 1386 Gramm, ist 26,7 cm Lang, 12 cm hoch (11,5 cm Einbauhöhe ab PEG), 3.8 cm dick (2.5-Slot-Design), wobei noch eine Backplate und das PCB mit insgesamt vier weiteren Millimetern dazukommen. Die Slot-Blende ist ebenfalls geschlossen und trägt 1x HDMI 2.1 sowie zwei DP-Anschlüsse. Dazu kommt noch eine USB Type C Buchse. Der Korpus ist auch aus Leichtmetall, der Radeon-Schriftzug ist rot beleuchtet und versorgt wird das Ganze wieder über zwei 8-Pin-Buchsen. Erinnerungsmodus aus.

Der RAM geht extra

Den RAM hat man vergessen zu blocken, hier ist lediglich der Schieberegler auf 2150 MHz begrenzt. Aber das lässt sich ja mit dem MorePowerTool (MPT) noch recht einfach bewerkstelligen. Einfach das BIOS der aktuellen Karte mit einem geeigneten Tool exportieren, im MPT die richtige Grafikkarte auswählen, danach das BIOS laden und los geht es.  Die Vorgabe für die Maximalfrequenz lässt sich einfach setzen, im Wattman steht dann dieser Vorgabewert mit 2 multipliziert.

Danach einfach mit “Write SPPT” abspeichern und neu starten. Danach stehen einem im Wattman neue Maximalfrequenzen zur Verfügung. Ein wenig Anheben geht immer und am Ende kann man so auch den Flaschenhals des schmalen Speicherinterfaces vor allem auf Ultra-HD etwas entschärfen.

Das neue MorePowerTool steht im Downloadbereich von MPT und RBE ab sofort auch zur Verfügung!

Übertakten, soweit es erst einmal geht

Ich habe neben dem Werkstakt mit und ohne SAM sowie den Untervolting-Experimenten natürlich erst einmal das maximale OC probiert. Hier muss man zunächst das Power Limit auf die maximal möglichen 15 Prozent anheben. Mehr geht auch von außen nicht. Ein Überschreiben der Register mit höheren Werten lässt die Karte auf 568 MHz heruntertakten. Danke dafür.

Die Maximalfrequenz hängt vom Chip an, das ist leider bei jeder Karte anders. Meine stabile Voreinstellung waren maximal 2480 MHz, was dann für Taktraten zwischen rund 2420 und 2440 reichte. Mehr geht nur bei Teillasten und geringeren Auflösungen.  Einzelne kurzzeitige Ausreißer zur 2.5-GHz-Grenze zähle ich hier nicht, weil es die Ausnahme, aber nicht die Regel war. Man kann das zwar hintricksen, aber es ist Augenwischerei. Da hilft nur ein mühsames Herantasten:

Untervolten mit und ohne Taktanhebung

Hier darf nun gespielt werden. Ich würde zunächst versuchen, die stabile Untergrenze für die Spannung zu finden. Meine Karte lief auch bei 890 mV noch stabil durch, aber die Varianzen waren schon arg grenzwertig, 895 mV sahen etwas besser aus und die 900 mV sollte man eigentlich mit jeder Karte erreichen:

Wem das zu kippelig ist, der kann auch mal auf 930 mV wechseln und dann den Takt leicht anheben. Das Setting mit 930 mV und 2370 MHz war da am Ende ein guter und vor allem wirklich stabiler Kompromiss. Wo sich das alles dann bei der Performance und der Effizienz einordnet sehen wir gleich auf der nächsten Seite.

Testsystem und Auswertungssoftware

Das Benchmarksystem ist neu und setzt nun komplett auf AMD. PCIe 4.0 ist natürlich Pflicht. Dazu gehören das passende X570 Motherboard in Form eines MSI MEG X570 Godlike und der Ryzen 9 5950X, der wassergekühlt betrieben und leicht übertaktet wird. Dazu kommen der passende DDR4 4000 RAM von Corsair in Form des Vengeance RGB, sowie mehrere schnelle NVMe SSDs. Für das direkte Loggen während aller Spiele und Anwendungen nutze ich sowohl NVIDIAs PCAT, als auch mein eigenes Shunt-Mess-System, was den Komfort ungemein erhöht. Die Messung der detaillierten Leistungsaufnahme und anderer etwas komplizierterer Dinge erfolgt im Speziallabor zweigleisig mittels hochauflösender Oszillographen-Technik…

…und dem selbst erschaffenen, MCU-basierten Messaufbau für Motherboards Grafikkarten (Bilder unten), wo am Ende im klimatisierten Raum auch die thermografischen Infrarot-Aufnahmen mit einer hochauflösenden Industrie-Kamera erstellt werden. Die Audio-Messungen erfolgen dann außerhalb in meiner Chamber (Raum-im-Raum).

Die verwendete Software setzt auf meinen eigenen Interpreter samt Auswertungssoftware sowie ein sehr umfangreiches und flexibles Excel-Sheet für die grafische Umsetzung. Die einzelnen Komponenten des Testsystems habe ich auch noch einmal tabellarisch zusammengefasst:

Test System and Equipment
Hardware:
AMD Ryzen 9 5950X OC
MSI MEG X570 Godlike
2x 16 GB Corsair DDR4 4000 Vengeance RGB Pro
1x 2 TByte Aorus (NVMe System SSD, PCIe Gen. 4)
1x 2 TB Corsair MP400 (Data)
1x Seagate FastSSD Portable USB-C
Be Quiet! Dark Power Pro 12 1200 Watt
Cooling:
Alphacool Eisblock XPX Pro
Alphacool Eiswolf (modified)
Thermal Grizzly Kryonaut
Case:
Raijintek Paean
Monitor: BenQ PD3220U
Power Consumption:
Oscilloscope-based system:
Non-contact direct current measurement on PCIe slot (riser card)
Non-contact direct current measurement at the external PCIe power supply
Direct voltage measurement at the respective connectors and at the power supply unit
2x Rohde & Schwarz HMO 3054, 500 MHz multichannel oscilloscope with memory function
4x Rohde & Schwarz HZO50, current clamp adapter (1 mA to 30 A, 100 KHz, DC)
4x Rohde & Schwarz HZ355, probe (10:1, 500 MHz)
1x Rohde & Schwarz HMC 8012, HiRes digital multimeter with memory function

MCU-based shunt measuring (own build, Powenetics software)
Up to 10 channels (max. 100 values per second)
Special riser card with shunts for the PCIe x16 Slot (PEG)

NVIDIA PCAT and FrameView 1.1

Thermal Imager:
1x Optris PI640 + 2x Xi400 Thermal Imagers
Pix Connect Software
Type K Class 1 thermal sensors (up to 4 channels)
Acoustics:
NTI Audio M2211 (with calibration file)
Steinberg UR12 (with phantom power for the microphones)
Creative X7, Smaart v.7
Own anechoic chamber, 3.5 x 1.8 x 2.2 m (LxTxH)
Axial measurements, perpendicular to the centre of the sound source(s), measuring distance 50 cm
Noise emission in dBA (slow) as RTA measurement
Frequency spectrum as graphic
OS: Windows 10 Pro (all updates, current certified or press drivers)

 

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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