Pascal-Roundup #2: Nvidias GeForce GTX 1060 im Vergleich

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Gainward zielt mit der GeForce GTX 1060 Phoenix GS eher auf den etwas anspruchsvolleren Nutzer, ohne sich aber im extensiven Übertaktungswahn zu verlieren.

Als eine Art „Luxus-Label“ von Palit greift man natürlich auch auf die firmeneigenen Ressourcen zurück und so verwundert es dann auch kaum, dass die Karte bis auf das Cover der Super Jetstream nicht nur optisch sehr ähnelt.

Mit dem Golden Sample (GS) markiert Gainward wie immer die oberste Sprosse auf der hauseigenen Performance-Leiter für die Karten mit einem bestimmten Chip. Wir sind gespannt, wie Gainward (bzw. Palit) nunmehr den Spagat zwischen Effizienz, gesteigerter Performance und Verarbeitungsqualität bei der GeForce GTX 1060 hinbekommt.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Die Kühlerabdeckung besteht komplett aus schwarzem Kunststoff sowie diversen Metallapplikationen und ist einschließlich der Lüftermodule als extra Aufsatz konzipiert. Somit ließe sich über das Lösen von nur vier Schrauben eine Palit-Karte in eine Gainward verwandeln und umgekehrt – so viel zum Thema Baukastensystem.

Die Karte wiegt moderate 875 Gramm und ist zudem sehr kompakt. Sie misst nur 24 cm in der Länge, ist 11,7 cm hoch und immerhin stolze 4,7 cm tief (Einbaumaße) und belegt damit faktisch drei Slots, was den Einbau in kleinere ITX-Systeme eher schwierig macht.

Die Rückseite der Platine wird von einer einteiligen Backplate verdeckt, die keinerlei Lüftungsöffnungen und auch keinerlei Kühlfunktion besitzt. Man muss auch bei dieser Backplate noch weitere fünf Millimeter Tiefe auf der Rückseite einplanen und vor allem bei ITX-Systemen darauf achten, dass zwischen CPU-Kühler und Karte nichts kollidiert.

Die Oberseite der Karte trägt den hintergrundbeleuchteten Gainward-Schriftzug als steuerbare RGB-LED-Ausführung. Der lediglich 6-polige PCIe-Spannungsversorgunganschluss sitzt um 180° gedreht am Ende der Karte, was technisch Sinn macht, da man die Kühllamellen so nicht weiter einkürzen muss.

Ein näherer Blick auf die Heatpipes am Boden zeigt uns, dass diese nicht in einem Kühlerblock oder dem Heatspreader eingegebettet sind, sondern nur flach hinter der Basisplatte aufliegen. Ob und wie sich diese doch sehr kostengünstige Variante bewährt werden wir gleich noch interfragen.

Die horizontale Lamellenausrichtung sorgt dafür, das ein nicht unerheblicher Teil der Abwärme über die dank der vielen wabenförmigen Öffnungen sehr luftdurchlässige Slot-Blende aus dem Gehäuse geführt wird. Man sieht dieses Prinzip der Luftführung auch am Kartenende, jedoch landet hier die Luft mitten im Gehäuse, was einen guten Airflow um so wichtiger macht.

Die Slot-Blende trägt die üblichen fünf Ausgänge, von denen maximal vier gemeinsam im Rahmen eines Multi-Monitor-Setup genutzt werden können. Neben dem Dual-Link-DVI-D (ein analoges Signal wird nicht durchgeschleift) finden sich auf der Rückseite noch ein HDMI-2.0-Ausgang sowie drei DisplayPort-1.4-Anschlüsse.

Platine und Bestückung

Werfen wir nun einen näheren Blick auf die von Palit und Gainward genutzte Platine, die durchaus einige markante Besonderheiten im direkten Vergleich zu Nvidias Referenz und den meisten Board-Partner-Karten aufweist.

Zunächst sehen wir insgesamt vier Phasen, von denen drei der GPU und eine dem Speicher zugeordnet sind. Zwei der drei GPU-Phasen werden aus dem PCIe-Anschluss gespeist, die dritte sowie die Phase für den Speicher aus dem Mainboard-Slot.

Das Mainboard böte zwar die theoretische Möglichkeit, eine Phase mehr zu nutzen, jedoch setzt Gainward beim PWM-Controller auf einen recht selten verwendeten und zudem recht preiswerten NCP81174 von ON Semiconductor, der ohnehin nur maximal vier Phasen ansteuern kann. Die noch freie Beschaltungsmöglichkeit könnte also nur noch für einen weiteren, parallel laufenden Wandlerzug (Doubling) genutzt werden.

Die drei GPU-Phasen setzen auf einen höherintegrierten SiC632 von Vishay, der den Gate-Treiber, High- und Low-Side-MOSFET sowie die Schottky-Diode in einem Package vereint.

Nur beim Speicher setzt man dann ganz konventionell auf ein Paar N-Channel-MOSFETS, bestehend aus einem SM4503NHKP (30A, High-Side) und einem SM4377NSKP (50A, Low-Side) von Sinopower, die ebenfalls eher am günstigen Rand anzusiedeln sind.

Insgesamt merkt man der Platine schon an, dass man nicht den letzten Cent in teure Komponenten gesteckt hat, zumal auch glättende Solids recht rar gesät sind. Die Magic Chokes von Foxconn sind gute Mittelklassse und verrichten ihren Dienst zudem ausgesprochen unauffällig.

Unterhalb der GPU sind noch zwei weitere Kondensatoren aufgelötet, die Spannungsspitzen abfangen und glätten sollen – genau das gleiche Prinzip wie bei Nvidias Refrenz.

Wir stellen fest, dass auch auf diese Karte nur sechs der acht vorhandenen Felder für den Speicher mit Modulen belegt sind. Dabei handelt es sich um Samsung-Module vom Typ K4G80325FB-HC25, die eine Kapazität von jeweils acht Gigabit (32x 256 MBit) besitzen und je nach abgefordertem Takt mit Spannungen zwischen 1,305 und 1,597 Volt betrieben werden können. In Summe ergibt das einen Gesamtspeicher von sechs Gigabyte.

Taktraten, Spannungen und Leistungsaufnahme

Interessant sind natürlich auch die Verläufe von Boost-Takt und anliegender GPU-Kernspannung sowie der Zusammenhang von Taktfrequenz und Spannung, wobei die Taktkurve beim Gaming und bei voll aufgewärmter Karte recht deutlich einbricht.

Während die anfänglichen 2025 MHz Boost-Takt nach Erwärmung und unter Last auf akzeptable 1949 MHz im Durchschnitt fallen (häufige Schwankungen nach oben und unten inbegriffen), sieht es bei den gemessenen Spannungswerten recht ähnlich aus: Es werden im Durchschnitt 0,975 Volt erreicht, wobei es hier ebenfalls zwischen 1,025 und 0,9 Volt schwankt.

Der Grund liegt im Eingreifen von Boost 3.0 und dem recht niedrig angesetzten Power Target, welches die Leistungsaufnahme auf 130 Watt und darunter begrenzt.

Aus diesen Spannungsverläufen und den fließenden Strömen ergibt sich die bereits erwähnte Leistungsaufnahme, die wir mit unserem exakten Equipment sehr gut an allen Anschlüssen messen können.

Der niedrigste GPU-Takt liegt für die Idle-Messung bei ca. 253 MHz. Wir haben bei den Messungen mit einem variablen Low-Pass-Filter gearbeitet, so dass wir mögliche, sehr kurze Lastspitzen nur noch am Rande erwähnen (ausgegrauter Balken), weil sie in der Praxis kaum relevant sind und zudem viele Leser eher irritiert haben.

Das niedrige Power Target ist es dann auch, welches beim Stresstest Boost 3.0 die Spannungen dermaßen kappen lässt, dass die Leistungsaufnahme sogar noch leicht unter der beim Gaming liegt, wenn man dort den Worst-Case ansetzt.

Belastung der Spannungsversorgungsanschlüsse

Jetzt schauen wir uns die Aufteilung der Lasten bei maximaler Gaming-Last und beim Stresstest an: Da man den 3.3V-Mainboard-Anschlusss faktisch überhaupt nicht nutzt, haben wir auf diese Spannungschiene in den Diagrammen verzichtet.

Die Aufteilung der vier Phasen auf die jeweiligen Versorgungsanschlüsse ist völlig unkritisch, lässt allerdings auch keine größeren Spielräume für normgerechte Übertaktungsversuche – aber die werden sowieso von vornherein durch das BIOS (Power Target und Spannungsvorgabe) ausgebremst:

Nachfolgend das Ganze noch einmal als anklickbare Diagramme mit den jeweiligen Verlaufskurven für Gaming und Stresstest:

Da sich die Normen (PCI SIG) aber nur auf die fließenden Ströme beziehen, betrachten wir nun die nachfolgenden Diagramme, denn die Leistungsaufnahme ist nur die halbe Miete. Mit etwas unter fünf Ampere am Mainboard-Slot ist man jedoch auf der sicheren Seite (PCI-SIG-Norm: max. 5,5 Ampere):

Natürlich gibt es auch für die gemessenen Ströme noch übersichtliche Großbilder:

Kühlsystem und Temperaturen

Kommen wir nun zum Kühler, der einige Besonderheiten aufweist, jedoch bei Palit und Gainward identisch ausfällt. Die für die Kühlung nicht relevante Backplate ist rein optischer Natur und von der Platinenoberseite noch einmal mit vier Schrauben gegen allzu neugierige Kunden gesichert.

Die bereits erwähnte Abdeckung besitzt bei Gainward und Palit zwar eine etwas abweichende Optik, der Rest ist allerdings identisch – jedenfalls bis auf die abweichende Schaufelgeometrie der 9-cm-Rotorblätter, die bei Gainward an den Kanten konventionell geradlinig ausfallen.

Wie bereits erwähnt besitzt der eher filigran wirkende Kühler horizontal ausgerichtete Finnen sowie vier gewinkelte 4-mm-Heatpipes aus gesintertem Kompositmaterial. Letztere sind jedoch nicht massiv im Kühlerboden verlegt, sondern liegen nur hinten auf der recht dünnen Basisplatte auf. Teures Kupfer ist hier genauso Fehlanzeige wie ein wenigstens massiv ausgefüllter Heatsink.

Gefallen kann der in der Basisplatte eingearbeitete Bereich für die Spannungswandler-MOSFETs, allerdings müssen die Spulen auf eine aktive Kühlung verzichten.

Mit den 69 bis 70°C beim Gaming Loop (geschlossenes Gehäuse maximal 75°C) verrichtet der Kühler seinen Dienst akzeptabel, könnte aber besser performen, wäre da nicht die einfache Anbringung der Heatpipes. Beim Stresstest zeigt sich dann ein sehr ähnliches Bild.

Die Messungen mit abgenommener Backplate zeigen ein akzeptables Resultat, wobei die maximal erreichten ca. 83°C bei den Spannungswandlern so in Ordnung gehen.

Die knapp 89°C beim Stresstest sind ebenfalls noch im grünen Bereich, zeigen aber auch die Schwachstellen des Kühlers gnadenlos auf.

Die Kühlung ist somit als akzeptabel zu betrachten, auch wenn man der Lösung anmerkt, dass neben jedem Ingenieur wohl mindestens ein Buchhalter gesessen haben dürfte.

Geräuschentwicklung

Die Hysterese ist bei vielen Herstellern kein Thema. Jedoch setzt auch Gainward hier eine Lüfterkurve ein, deren Ausgangswert nach dem Einschaltimpuls beim Übergang von passiven in den aktiven Modus zu niedrig gewählt ist, da die Lüfter auf Grund ihrer Spezifikationen einfach stehen bleiben und dann erneut angeschoben werden müssen. Da nützt auch die beste Hystere nichts, wenn man die eigenen Komponenten qualitativ gnadenlos überschätzt.

Die Geräuschentwicklung im Idle ist auf Grund des semi-passiven Modus eh nicht messbar, so dass wir auf diese eine Messung komplett verzichtet haben.

Die Geräuschentwicklung 35,6 db(A) ist akzeptabel, allerdings auch kein Spitzenwert. Dass man so viel Luft bewegen muss, liegt am Kühler (siehe oben), der nicht so effizient arbeitet, wie er es mit wenigen Euro mehr Materialeinsatz vielleicht durchaus könnte. Der Rest gestaltet sich eher unauffällig – und positiv fällt auf, dass tieffrequente Lagergeräusche fast komplett fehlen. Es bleibt also eher ein Rauschen, welches sich vom Gehäuse (Dämmung) besser schlucken lässt.