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Total Board Power (TBP) vs. reale Leistungsaufnahme und die Unzulänglichkeit von Software-Tools gegenüber echten Messungen

Wie kommt man von der TGP zur TBP?

Hier wird es erneut arg tricky (und auch etwas ungenau), wenn man bei AMD-Karten nichts messen, sondern nur kostenlos auslesen will. Denn eigentlich lässt sich die Leistungsaufnahme („Verbrauch“) einer AMD-Grafikkarte in ihrer Gesamtheit ja gar nicht messen! Somit dienen viele Screenshots einschlägiger Spiele mit dem Afterburner-Overlay bei AMD Karten lediglich der Legendenbildung, denn die Werte sind zwar nicht falsch, aber so unvollständig, dass sie eigentlich fast nutzlos scheinen. Man kann auch nicht einfach so per Faustformel ein paar Watt obendrauf rechnen, auch das wird definitiv schiefgehen. Und nun? Betrachten wir einmal die unlängst getestete MSI RX 6950 XT Gaming X Trio aus dem Launchartikel und zunächst deren BIOS-Vorgabe für die TGP:

Jetzt erzeugen wir in Ultra-HD eine Volllast und messen die Karte über 15 Minuten lang nach. Da ich die Masse an Messwerten am Oszillographen vermeiden möchte, messe ich jeweils nur die ersten und letzten zwei Minuten in 20ms-Intervallen (True RMS). Wir sehen sehr deutlich, dass die mit GPU-Z ausgelesenen Werte sich sehr gut mit der BIOS-Vorgabe für die TGP decken. Die Durschnittsmessung mit meinem eigenen Shunt-Messplatz und PDAT von NVIDIA decken sich auch ziemlich genau. Die Oszillographen-Messung zeigt am Ende auch, dass die TBP (also die gesamte Karte) nach der Erwärmung deutlich gestiegen ist, während die mit GPU-Z ausgelesene TGP in etwa gleich blieb. Hier spielen nunmehr die Spannungswandler-Verluste und die Lüfter eine Rolle, auch wenn die GPU selbst fast unbeeinflusst bleibt.

Faustformel oder Ratespiel?

Man kann festhalten, dass sowohl die Shunt-Messungen, als auch die Ergebnisse des Oszillographen recht gut übereinstimmen, denn ein paar Toleranzen gibt es immer, auch zwischen zwei Messungen unter gleichen Bedinungen nach den selben Methode. Betrachen wir nun die gemessene TGP von 330 Watt (GPU-Z) und die TBP (igorsLAB, Shunt) von 431.4 Watt, dann liegt die tatsächliche Leistungsaufnahme der MSI RX 6950 XT Gaming X Trio fast satte 30 Prozent über dem Sensortwert für die TGP! Doch sind das jetzt immer um die 30 Prozent Zuschlag, also ein Drittel mehr?

Testen wir das mal gegen! Die MSI RX 6750 XT Gaming X Trio zeigt in GPU-Z als erwärmte Karte einen Durchschnitt von 225 Watt TGP an. Mit meinem Shunt-Messaufbau sind es knapp 270 Watt für die gesamte Karte. Rechnet man die Differenz jetzt einmal um, kommt man auf eine Steigerung um 20 Prozent, was immer noch viel, aber deutlich weniger ist. Vergleichbar ist das also erst einmal nicht.

Deshalb teste ich abschließend auch noch die MSI RX 6650 XT Gaming X. Mit einer TGP von nunmehr nur noch 145 Watt sind es dann 180 Watt TBP für die ganze Karte, also plötzlich wieder 24 Prozent mehr! Man kann also nicht per se einfach darauf schließen, dass man hier von einer simplen Kurve ausgehen könnte, die bei sinkender TGP auch als Zuschlag einfach abfällt. Die vier Prozent, die hier gegenüber der RX 6750 XT mehr zu Buche schlagen, resultieren überwiegend aus der deutlich niedrigeren Effizienz der Spannungswandler. Der Wert wäre sogar noch höher, würden Lüfter und Co. genauso viel verbraten, wie auf der RX 6750 XT.

Ich werde mich deshalb nicht soweit aus dem Fenster lehnen, um eine AMD-Faustformel zu definieren, die alle Fälle exakt abdeckt. Das ist technisch nicht möglich und wäre deshalb auch reichlich unehrlich. Man kann aber, je nach Höhe der TGP und damit auch den Platinen- und Komponententemperaturen bzw der Qualität der verbauten Spannungswandler von einem Zuschlag zwischen ca. 20 und 30 Prozent auf die TGP ausgehen, um zum eigentlichen Endwert zu gelangen. Das ist sehr grob und ungenau. Und es ist am Ende auch einer der Gründe, warum ich Software-„Messungen“ an AMD-Grafikkarten absolut nicht mag. Meist hinterlassen die Software-Tools nämlich bei den Anwendern mehr offenen Fragen als sie Antworten anbieten.  Ich hoffe zumindest, dass der heutige Artikel reicht, um den einen oder anderen Mythos zu zerstören. Für die Legendenbildung muss man sich schon andere Themen suchen.

Und wer es wirklich verlässlich messen und nicht nur erraten möchte, der kauft sich einfach den PMD von Elmor, dann gibt es den EPS für die CPU noch gleich mit dazu.

 

Weiterführende Links (immer noch aktuell):

Grundlagen GPUs: Leistungsaufnahme, Netzteilkonflikte & andere Mythen | 2014 und 2020

Leistungsaufnahme: TDP, TBP und TGP bei Nvidia und AMD-Grafikkarten nachgerechnet samt Zerstörung einer PR-Folie | igorsLAB

 

 

657 Antworten

Kommentar

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RX480

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1,205 Kommentare 609 Likes

Wow,
Soviel mehr hätte ich jetzt net erwartet.

Ansonsten mal schön zu sehen, wieviel mehr Watt die heisse Graka ggü. der Kalten verbraucht.
Da lohnt es sich bestimmt ab nem Punkt X gar net mehr so richtig, noch mehr W drauf zu braten.
(mal abgesehen davon, das ne Air6900 bei 95°C - Hotspot oder gar niedriger schon langsamer wird, dito NV
auch bei einigen Grakas den GPU-takt runterstept; ... sofern net vorher der Vram schon zu heiss war)

Außerdem gut, das die 3,3V mit erwähnt wurden, was manche Reviewer gerne unterschlagen.

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Igor Wallossek

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7,591 Kommentare 12,647 Likes

Hund-Schwanz-Prinzip. Richtig.

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RX480

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1,205 Kommentare 609 Likes

Das beste Bsp. Hierzu war bisher hier das Review zum UVen bei der 6800 von Gurdi. (oder das 300W-Review zur Ti letztens)
Ohne großen Leistungsverlust (fps) wurden 40W asic bzw. 20% bei der 6800 gespart!
(da war bestimmt das "kalt" halten sinnvoll)

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Falcon

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42 Kommentare 41 Likes

Solange ich noch am Durchtesten des Systems bin hab ich immer nen einfaches Energiemeßgerät an der Kiste hängen.

Schon erstaunlich wieviel W man mit ein bisschen Undervolten und Übertakten ohne Leistungsverlust an Grafikkarten so Einsparen kann.

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xlOrDsNaKex

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14 Kommentare 17 Likes

Danke dir Igor für die immer wieder sehr interessanten, tiefergehenden und sehr technischen Artikel. Schön zu sehen das du nicht einfach immer nur "nachplapperst" sondern den Sachen tatsächlich auf den Grund gehst und auch mal den Finger in die Wunde legst, wenn es sein muss!

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Göran

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134 Kommentare 52 Likes

Super Beitrag, auch für elektrotechnische Laien eine plausible Erklärung, Danke dafür Igor !

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grimm

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2,233 Kommentare 1,353 Likes

Der Aufbau sieht extrem aufwändig aus - Danke für den ausführlichen Test!

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Casi030

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8,009 Kommentare 1,321 Likes

Du hast aber nicht zufälligerweise Screens von HWINFO64 gemacht von NVIDIA und AMD um die Daten mal zu vergleichen?
Was Ich z.b. nicht verstehe ist wenn ich im AMD Treiber PPT 300Watt einstelle,dann zieht die GPU um 225Watt und der Rest zieht 75Watt damit es die 300Watt sind.Was verbaucht jetzt noch mal rund 30% mehr?

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Martin Gut

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5,830 Kommentare 2,345 Likes

Endlich verstehe ich, wie unterschiedlich die Hersteller die Leistungsaufnahme messen. Da ich noch keine AMD-Grafikkarte hatte, habe ich mich noch nicht so genau damit befasst.

Um die GPU immer mit einer bestimmten Leistung laufen zu lassen, macht die Messung von AMD natürlich Sinn. Für die Überwachung der Spannungswandler und der ganzen Leistungsaufnahme bringt das natürlich wenig.

Nun übertakte ich meine Nvidia-Grafikkarte, indem ich die Lüfter über das Mainboard versorge. Dann bekommt die GPU schon ein paar Watt mehr. Interessante Denkweise. 😉

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Igor Wallossek

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7,591 Kommentare 12,647 Likes

Du hast den Artikel nicht gelesen. Bei AMD stellst Du NIEMALS die gesamte Karte ein. Und wenn Du 300 Watt fürs Power Target vorgibst, dann müssen die gar nicht reale 300 Watt TGP am Stecker sein, weil Du im Wattman die TDC ja nicht mit anheben kannst und die Spannungsbegrenzung für eine Leistungsbegrenzung sorgt. Das ist schon etwas komplexer und AMD ist alles außer Chip und Speicher schnurzegal.

HWinfo liest NVIDIA auch richtig aus, nur AMD ist halt komplett beschnitten, weil das nur ein paar DCR-Werte sind. Da kann HWInfo nichts dafür. Die Werte decken sich mit denen von GPU-Z und dem Afterburner, weil alle die gleiche API nutzen. AMD kann man icht komplett auslesen. Nur hochrechnen, wenn man die Komponenten genau kennt. Über die gemessenen Temps und die Datenblattkurven der SPS kommt man schon recht ordentlich voran, wenn man die restlichen Verluste noch mit ausrechnen kann. Ich kann das, aber der Normalanwender nicht. Der muss dann grob schätzen, was fast immer schief geht.

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Gurdi

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1,234 Kommentare 753 Likes

Schöner Artikel, bei AMD brauch man schon ein digitales Netzteil um valide Werte zu berechnen von der TBP. Die Karten unterscheiden sich da teils gravierend. Meine 6800XT LC brauch schon 40-50 Watt extra trotz sehr guter Kühlung, die 6800 dagegen ist deutlich genügsamer mit 20-30Watt.

@Igor Wallossek Wie misst eine NV Karte den PEG? Sitzen da auch nochmal Shunts?

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Igor Wallossek

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7,591 Kommentare 12,647 Likes

Ja, das steht sogar im Artikel. Schau mal aufs Schema, den Bereich habe ich sogar eingezeichnet und beschrieben. Current Sense :)
Bei der abgebildeten Karte ist der Shunt auf der Rückseite.

Digitale Netzeile sind aber auch nur Schätzeisen, denn die Auflösung ist wirklich mies. Dann lieber das Teil von Elmor. Allen gemeinsam ist aber, dass man die 3.3 Volt nicht bekommt. :D

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Gurdi

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1,234 Kommentare 753 Likes

Die 3,3V kann ich ohne Probleme messen am Netzteil. Das Digifanless ist dabei auch recht genau, hast du sogar selbst gesagt (und hast es auch selbst verwendet wenn ich mich recht erinnere)

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Deridex

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2,015 Kommentare 729 Likes

Ich finde diese Werte bis auf 3 Stellen hinterm Komma immer wieder amüsant. Ich wäre sehr überascht, wenn so ein Netzteil das tatsächlich so genau messen kann, dass die 3te Stelle hinterm Komma noch ernsthaft aussagekräftig ist.

Ich lasse mich da gerne natürlich gerne positiv überraschen, bin da ber trotzdem eher pessimistisch.

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F
Furda

Veteran

199 Kommentare 109 Likes

@ Herr Wallossek
Schöner und sehr interessanter Artikel, vielen Dank. Fühle mich etwas in die 90er versetzt, als ich noch in der Elektrotechnik tätig war.

Bezgl. GPU Spannungen in Tools auslesen, bei Ampere z.B. soll es die Möglichkeit geben, die 'echte' NVVDD auszulesen, also die real anliegende Spannung der GPU, welche nicht mit der 'gewünschten' GPU Spannung (der Takt-Spannung-Kurve) übereinstimmen muss, welche die gängigen Tools anzeigen. Diese 'echte' NVVDD habe ich bisher nur in Ampere Tools gesehen. Ist für mich mittlerweile bei OC/UV ein wichtiger Punkt, genau wie GPU Clock vs. GPU Effective Clock, der einem etwas mehr darüber erzählen möchte/könnte, in welchen Betriebszuständen (Spannung vs. Clock) sich die GPU wohler fühlt, als in anderen Bereichen (Stichwort Sweet Spot(s)). Gibt es dazu Informationen, über welche Sie reden dürfen?

@ Martin G
Ja genau, der PWM Wert für die Lüfterdrehzahl wird von der GPU auch ausgegeben, wenn kein Lüfter angeschlossen ist. Diesen Wert kann man dann per Software (z.B. FanControl) auf Lüfter kopieren resp. synchronisieren, welche anderswo (z.B. am Mainboard) angeschlossen sind. Wenn man es Software-unabhängig machen möchte, kann man ein Spezial-Kabel machen und das originale PWM Signal Hardware-seitig vom GPU Fan Stecker abzapfen, Energieversorgung über das Mainboard.

@ Deridex
Dito, habe deshalb alle Nachkommastellen in HWInfo ausgeschaltet, ausser dort, wo sie wirklich im relevanten Wertebereich liegen. Gibt zudem ein aufgeräumteres, weniger 'nervöses' Monitoring.

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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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