MSI GeForce RTX 3090 Ti SUPRIM X im Test – Heißes Eisen, Titan-Sammlerstück oder nur ein Testlauf für die GeForce RTX 4090?

1 - Einführung, Unboxing und technische Daten 2 - Netzteil und Testsystem 3 - Teardown, Platinenanalyse und Kühler 4 - Gaming Performance (Bars) 5 - Gaming Performance (Curves) 6 - Percentiles (Curves) 7 - Frame Times (Curves) 8 - Frame Times (Bars) 9 - Variances (Bars) 10 - Power Draw GPU im Detail (jedes Spiel) 11 - Power Draw CPU im Detail (jedes Spiel) 12 - Effizienz im Detail (jedes Spiel) 13 - Leistungsaufnahme in Spielen und Anwendungen 14 - Normeinhaltung, Lastspitzen und Netzteilempfehlung 15 - Temperaturen und Infrarot-Tests 16 - Geräuschemission / Noise 17 - Zusammenfassung. Features und Fazit

Platinenanalyse und Spannungsversorgung

Die 12-Layer-Platine setzt wie üblich auf das Backdrill-Verfahren zeigt in ersten Ansätzen auch schon, warum ich die GeForce RTX 3090 Ti als „Spielwiese“ für die kommende GeForce RTX 4090/4080 bezeichnet habe. Auch die Art der Spannungsversorgung unterscheidet sich von der GeForce RTX 3090 und verzichtet auf die bisherige Zweiteilung der Hauptspannungsversorgung. NVVDD steht für die herkömmliche Core-Voltage, also das, was wir gern als GPU- Spannung bezeichnen, MSVDD entfällt wieder. Insgesamt 24 Spannungswandler allein für die GPU entsprechen auch dem, was NVIDIA für die kommende Generation auf der Referenzplatine geplant hat (siehe Schema). Wer dazu noch mehr wissen möchte, kann gern auch noch zuvor den betreffenden Artikel lesen.

Es sollte sich auch bei der MSI GeForce RTX 3090 Ti SUPRIM X um acht einzelne Phasen handeln, die jedoch auf 24 getrippelt werden und die von einem (leider kaum dokumentierten) Monolith MP2891 auf der Rückseite bereitgestellt werden. Hier handelt es sich um einen digitalen PWM-Controller mit VID-Interface, kompatibel zu NVIDIAs Open VReg Spezifikation und diversen Erweiterungsfunktionen. Für alle damit angesteuerten 24 Spannungswandler setzt MSI auf den MPS2115/MP86957 von Monolith, der es faustdick hinter den Ohren hat und dafür sorgt, dass auch die Lastspitzen geringer ausfallen als befürchtet.

Der verbaute MP86957 ist eine monolithische Halbbrücke mit integrierten Leistungs-MOSFETs und Gate-Treibern. Er erreicht einen recht hohen Dauerausgangsstrom über einen sehr breiten Eingangsversorgungsbereich und ist somit ein ein monolithischer IC-Ansatz, der bis zu 70A pro Phase stemmen kann. Die Integration von Treibern und MOSFETs führt zu einem hohen Wirkungsgrad aufgrund einer optimalen Totzeit und einer Reduzierung der parasitären Induktivität. Er kann mit Frequenzen von 100 kHz bis 3 MHz betrieben werden und arbeitet über den passenden Controller mit einem Tri-State-PWM-Signal. Außerdem verfügt er über Accu-SenseTM Strommessung zur Überwachung des Induktionsstroms und Temperaturmessung zur Meldung der Sperrschichttemperatur, was ihn zu einem echten Smart Power Stage (SPS) macht.

Für den schnellen GDDR6X-Speicher von MICRON (D8BZC) in Form von 12 Modeln mit jeweils 2 GB Speicherkapazität, werden insgesamt vier Spannungswandler genutzt (2 gedoppelte Phasen), die ebenfalls vom MP86957  mit angesteuert werden. Alle vier Spannungswandler sind ebenfalls MP86957 von Monolith und zum Einsatz kommen die gleichen 220-mH-Spulen wie schon bei NVVDD für die GPU. Die SPS der PCI-Express-Spannung PEXVDD und der 1,8 Volt Wandler befinden sich auf der Vorderseite, die dazugehörigen Spulen auch. Dort gibt es rechts unten auch noch eine 5V-Aufbereitung.

Interessant ist auf der Rückseite die Verwendung von Polymer-Kondensatoren unterhalb der Speichermodule. Internen Informationen zufolge dienen diese Caps der Stabilisierung, wobei man für den AD102 offensichtlich auf einen Cap pro Modul setzt, während hier die Lötbereiche unter einzelnen Modulen nicht mit bestückt wurden, warum auch immer.

Zur Glättung der drei 12V-Schienen und dem Verringern der Lastspitzen im Bereich des neuen 12+4 Connectors  (jeweils 2 Rails der Buchse gehen zusammen auf eine der drei Schienen) nutzt man jeweils ein RC-Glied aus einem niederohmigen Leistungswiderstand und einer Spule mit 330 mH (Vorderseite) vor denen ein Shunt liegt. Über den Spannungsabfall des Shunts misst man die fließenden Ströme. Dafür kommt ein uS5650Q von UPI zum Einsatz (Rückseite, neben dem PWM-Controller).  Der DIP-Schalter ist für die Umschaltung zwischen Gaming- und Silent-Mode gedacht, mehr Aufreger gibt es nicht. Die nachfolgenden Bildern zeigen die erwähnten Komponenten noch einmal im Detail:

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Kühler und Demontage

Die Front wird geprägt von drei 10-cm-Lüftern mit jeweils  10 Rotorblättern, die zu jeweils 5 Doppelflügeln zusammengefasst werden und die recht leise agieren. Mehr Besonderheiten gibt es von oben und außen erst einmal nicht zu beobachten. Die Kühlerabdeckung wird vom Kühler getragen und hat keine Verbindung zu Platine oder Backplate.

Das Auseinandernehmen ist somit simpel. Nach dem Abschrauben der Backplate, der Schrauben für die Fixierung am PCB und des GPU-Kreuzes lässt sich auch der Kühler recht einfach komplett entfernen. Man muss nur noch die beiden Lüfterkabel und die RGB-Lebensadern abziehen. Die extrem dicken, sehr soften Pads auf den Speichermodulen und den VRM  tragen dafür Sorge, sogar etwaige Fertigungstoleranzen des Packages von bis zu 0.5 mm in der Höhe noch locker ausgleichen zu können. MSI hat die Kritik an den ausblutenden Pads angenommen und setzt auf weiche, aber bröseligere Pads, die denen von Fujipoly sehr ähneln und nicht ölig sind.

Wir sehen insgesamt acht (!) vernickelte 6-mm-Heatpipes aus Kupfer-Komposit-Material, die oberhalb der GPU mit dem Heatsink rückseitig verlötet wurden wurden. Zwei der Heatpipes (die beiden äußeren) sind nur im Bereich der GPU wirksam, zwei der sechs durchgehenden Heatpipes (die beiden inneren) sind zudem noch einmal rückläufig gebogen. Der Speicher wird über die dicken, sehr guten Pads vom Heatsink mitgekühlt, die Spannungswandler-Heatsinks sitzen separat. Die Spulen werden hier nur partiell mit gekühlt.

Rückseitig findet man noch eine Backplate aus Leichtmetall, die kühltechnisch ebenfalls ihre Funktion erfüllt und nicht nur der Optik und Stabilisierung des Kühleraufbaus zusammen mit der Platine dient. Gekühlt werden rückseitig die Spannungswandler-Bereiche, sowie der GDDR6X-Speicher und dessen Kondensatoren.