Leistungsaufnahme vs. Gaming Performance
Führen wir nun den Gedanken des letzten Abschnittes weiter und vergleichen zunächst in fein gegliederten Stufen das Verhältnis aus abrufbarer Gaming-Performance und der dazu benötigen Leistungsaufnahme.
Wir sehen an den FPS-Werten sehr deutlich, dass sich die beiden GeForce-GTX-1070- und die beiden GeForce-GTX-1080-Modelle jeweils untereinander sehr ähnlich vrhalten, aber beim Blick auf die Chip-Typen dann doch sehr unterschiedlich reagieren. Der Anstieg der Gaming-Performance flacht mit steigendem Takt und damit auch steigender Leistungsaufnahme nämlich stärker ab!
Betrachten wir das Ganze noch einmal deutlich übersichtlicher in Prozentzahlen, wobei wir die 100-Prozent-Marke bei 40 FPS gesetzt haben, weil diese Framerate von allen getesteten Karten erreicht wird. Da der Anstieg der minimalen FPS fast identisch ausfiel (auch einer der Gründe, dieses Spiel als Benchmark zu wählen), lassen wir sie bei dieser Betrachtung guten Gewissens weg.
Vor allem die GeForce GTX 1070 FE konnte sich hier als echter Spartipp etablieren, denn mit nur 50 Prozent der Leistungsaufnahme im Vergleich zum Werkstakt werden noch über 75% Prozent der Gaming-Performance erreicht!
Natürlich interessieren uns sowohl bei extremen Sparmaßnahmen als auch bei der maximalen Übertaktung die resultierenden Frame Times, um uns auch gegen ungewollte Negativbeeinflussungen zu schützen. Ist sparsam wirklich genauso gut oder ruckelt es ab und an? Und was bringt uns am Ende eine ordentliche Übertaktung? Die nachfolgenden Grafiken geben auf diese Fragen Antwort!
Wir sehen, dass eigentlich alle auf Sparzwang getrimmten Karten ein klein wenig bei den Frame-Zeiten leiden. Allerdings schießt die Maxwell-Karte hier den (negativen) Vogel ab, denn ihre Einbrüche sind immens.
Generell gilt jedoch, dass alle Karten mehr oder weniger betroffen sind, obwohl die durchschnittlichen und minimalen FPS dies nicht so vermuten lassen. Es sind halt einzelne Frames, die stocken – und das ist über einen Mittelwert nun mal nicht erkennbar.
Betrachten wir nun die resultierende Glätte, die unser Empfinden eines ruckelfreien Ablaufs am ehesten wiederspiegelt.
Wir sehen also, dass das bewusste Sparen keine wirklichen Bildkatastrophen verursacht, wohl aber bei einigen Karten durchaus sichtbare Spuren hinterlässt – aber diese fallen bei Pascal weniger dramatisch aus als bei Maxwell.
Die Frame Times werden mit steigendem Takt natürlich besser, leiden aber bei maximaler Übertaktung immer dann, wenn die Karte dank Boost 3.0 zum Selbstschutz greift. Man hat zwar auf Grund des maximalen OCs etwas höhere Framerates, jedoch nicht unbedingt auch das ruhigere Bild. Wer diesbezüglich ein wenig zu empfindlich ist, sollte das Übertakten also eher gemütlicher angehen.
Shader im Generationen- und Klassenvergleich
Wir wurden immer wieder gefragt, ob nun die IPC-Performance der ALUs bei Maxwell und Pascal wirklich identisch sei. Nvidia hat diese Frage mit Ja beantwortet, aber andere Fragen offen gelassen, die in Richtung Praxisrelevanz zielen. Wir können natürlich nur erst einmal die Gesamt-Performance der jeweiligen Grafikkarte mit ihrer vorgegeben Anzahl an Shader-Einheiten bei einem bestimmten Takt messen.
Das Ganze brechen wir auf die einzelnen Shader-Einheiten herunter, indem wir sowohl durch die Anzahl der vorhandenen Einheiten als auch durch den anliegenden Takt teilen. Das ist zwar in dieser Form nicht ganz exakt, liefert uns aber einen interessanten Rückschluss über die Performance der einzelnen Einheiten in ihrem ganz speziellen Umfeld.
Zunächst interessiert uns erst einmal die relative Effizienz. Da die getesteten Karten unterschiedliche viele Shader-Einheiten besitzen und auch noch verschieden schnell takten, teilen wir die Gaming-Performance durch die Shader-Anzahl, um die Performance eines einzelnen Shaders zu ermitteln. Diesen Wert stellen wir mit der Gesamtleistungsaufnahme der Karte in Relation, die wohlgemerkt nicht nur die Shader-Einheiten umfasst.
Während man bei den beiden GeForce GTX 1080 zwei fast übereinander liegende Kurven betrachten kann, differieren die beiden GeForce GTX 1070 ein wenig. Dass die werksübertaktete MSI-Karte eine leicht höhere Performance pro Shader aufweist, liegt auch am besser funktionierenden Boost, der dank eines deutlich höheren Power Targets freier agieren kann – doch zum Takt kommen wir gleich noch. Betrachten wir erst noch kurz das Diagramm:
Bei gleicher Leistungsaufnahme bietet die MSI GeForce GTX 1070 Gaming X 8G somit im Vergleich zur Nvidia GeForce GTX 1070 Founders Edition die etwas höhere Performance pro Shader-Einheit. Der Unterschied ist nicht dramatisch, aber messbar.
Natürlich muss man das Ganze auch noch taktbereinigt sehen – und damit kommen wir zum nächsten Diagramm.
Betrachtet man die Performance der Shader-Einheit in Relation zu ihrem Takt, dann liegen die beide GeForce GTX 1070 wieder eindeutig auf der gedachten Verlängerung einer gemeinsamen Kurve, was unsere Aussage von eben eindeutig beweist. Sehr bemerkenswert ist dabei auch, dass eine Shader-Einheit der mitgetesteten MSI GTX 980 Ti Lightning unter identischen Bedingen ebenfalls auf dieser Performance-Kurve liegt!
Damit wäre dann auch Nvidias Aussage bezüglich der ALU-IPC belegt, dass bei gleichem Takt auch die Leistung in etwa identisch zu Maxwell ausfällt. Was unterm Strich als (deutliche) Verbesserung festzuhalten bleibt, ist die erheblich gesteigerte Effizienz (oberes Diagramm über die Leistungsaufnahme) und die Möglichkeit, deutlich höhere Taktraten zu erzielen (unteres Diagramm über den Takt).
Doch zwei Karten tanzen am Ende dann doch aus der Reihe: Die 1080er. Wir haben uns auf Ursachenforschung begeben und festgestellt, dass die beiden GeForce GTX 1080 durchaus schneller könnten, wenn sie denn dürften. Als eines der möglichen Limits sollte der etwas zu langsame Speicher auszumachen sein, denn durch ordentliches Anheben des Speichertaktes im Rahmen einer (gerade noch) stabilen Übertaktung schließt sich diese Lücke um etwa die Hälfte. Wären wir jetzt frech, würden wir die GeForce GTX 1080 vielleicht sogar als „gefangen im eigenen Körper“ bezeichnen.
Das zusätzliche Einknicken der Nvidia GeForce GTX 1080 Founders Edition bei Taktraten oberhalb von 1,8 GHz liegt auch im thermischen Limit begründet, in das die Karte dann permanent läuft. Und damit dürfte uns ein perfekter Übergang zur letzten Seite gelungen sein… 😉
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