Leistungsaufnahme der GeForce RTX 4090 richtig limitieren: MSI Afterburner vs. Adapter oder beides?

1 - Ausgangslage bei 500 Watt Limit 2 - 450 W - Adapter vs. Software 3 - 300 Watt im hybriden Sparmodus vs. Software 4 - Ursachen, Zusammenfassung und Fazit

Es ist bekannt, dass man mit Tools wie z.B. dem MSI Afterburner die maximale Leistungsaufnahme einer Grafikkarte erhöhen oder senken kann (im Rahmen der Vorgaben). Außerdem bietet ja der 12V-2×6-Anschluss (ehemals 12VHPWR) ebenfalls verschiedene Leistungsstufen an. Doch worin unterscheiden sich beide Optionen und was passiert, wenn man gleich beides nutzt? Die Unterschiede sind nämlich größer als man denkt und vor allem die sogenannten Transienten (Spikes) sind sehr unterschiedlich, obwohl das Spiel sehr ähnliche Benchmarkergebnisse bietet. Um das genauer zu hinterfragen, nutze ich eine Asus GeForce RTX 4090 Strix, also die Karte, die auch gern einmal Schwächen am Flip-Header des 12V-2×6-Anschlusses gezeigt hat. Allerdings nutze ich eine von KrisFix reparierte und mit einem qualitativ besseren Header versehene Karte.

Um die Karte mit 99% fast voll auszulasten, reicht Cyberpunk 2077 in Ultra HD und mit RT in Ultra. Die Tensor-Cores lasse ich mal außen vor. Ich habe mich, um die Spikes nicht allzu sehr zu provozieren, nicht auf Mafia II in UHD (maximale Settings) eingelassen, obwohl ich hiermit sogar ein be quiet! Straight Power 11 Platinum 1000 Watt nach nur wenigen Sekunden reproduzierbar zum Abschalten zwingen konnte, wenn auch der Core i9-13900K mit fast 100 Watt im Mittelwert schuften musste. Denn auch die CPU produziert jede Menge Transienten und in der Summe gibt es dann Party, egal, an welchem Anschluss die Grafikkarte hängt, zumal ja die einzelnen Rails im NVIDIA-Adapter eh parallelgeschaltet werden. Das war auch der Grund, warum ich direkt mit diesem Adapter gemessen habe. Gut, einen weiteren Grund hatte ich auch noch, aber dazu später mehr.

Messungen Out-of the-Box mit 500 Watt Power Limit

Nehmen wir einfach mal die Ausgangslage, bei dem sogar NVIDIAs PCAT fast aufs Watt genau ausgegeben hatte, was ich auch an den Messzangen ermitteln konnte. Nur dass die Wahrheit in dem Bereich steckt, den die normale Shunt-Messung so nicht zeigen kann. Doch dazu komme ich gleich noch im Detail. Betrachten wir zunächst die Ausgangslage mit einer Karte, die auch ohne weiteres OC und direkt aus der Box immerhin 500 Watt konsumieren darf, wenn man das maximale und eingestellte Power Limit betrachtet und die ich mit einem 4-Stecker-Adapter (maximal 600 Watt) von NVIDIA versorge:

Benchmarkt man das Ganze dann mit der voll erwärmten Karte, ergeben sich mit dem Ingame-Benchmark recht gut reproduzierbare Ergebnisse, was heute extrem wichtig ist, da es wirklich auf Nuancen ankommt.

Wir sehen auf der nächsten Grafik etwas über 480 Watt auf allen drei Versorgungsrails, wobei die Last nun in den Spitzen bis zu 603,3 Watt ansteigt. Das sind nur kurze Spitzen, aber es gibt sie immer und immer wieder. Doch wo kommen die eigentlich her?

Analysiert man nämlich die Ströme, dann sieht man, dass bei fast 480 Watt realer Leistungsaufnahme an allen Rails bei rund 42 Ampere gecuttet wird und nur einzelne Spikes auch mal bis rund 43 Ampere auftreten. Wir sehen aber auch die zwischenzeitlichen Einbrüche und die Regelung durch Boost, die nicht nur durch die Grafiklast bedingt ist. Hier greift wirklich der Limiter hart durch.

Wer jetzt mitgerechnet hat, der wird bei durchschnittlich 36.8 Ampere eine Leistungsaufnahme von rund 442 Watt bei glatten 12-Volt errechnet habe, es fehlen also knapp 36 Watt. Die verstecken sich in der Spannungsschwankungen, wo das Netzteil plötzlich anfängt, leicht zu übervolten. Dieses Verhalten lässt sich bei allen Netzteilen in ähnlichen Form messen und erzeugt dann auch die eigentlichen Spikes. Und genau an dieser Stelle beginnt heute der eigentliche Artikel. Was passiert, wenn man das Power Target entweder über die Software (NVAPI, MSI Afterburner o.ä.) oder aber über die Schaltungslogik der Spannungsversorgung (Seitenbandkontakte des 12V-2×6-Anschlusses) oder sogar über beides setzt? Genau damit fangen wir auf der nächsten Seite an!