Grafikkarten Testberichte VGA

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

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Man wird künftig genauer auf die Bezeichnung oder den angegebenen Speicher bei den 1060ern achten müssen – denn mit 1152 statt 1280 Shadern bietet die GP106-300-GPU exakt 10 Prozent weniger theoretische Rechenleistung als die normale GP106-400.

Zudem halbiert sich der Speicher von sechs auf mickrige drei Gigabyte, was bei aktuellen Titeln bereits in Full-HD schon arg knapp werden könnte. Ob und wie stark dies der Fall ist, soll der heutige Test klären.

Wir haben uns die Karte übrigens schon Ende August in Form eines “Mini-Launches” in einem Einzel-Review vorgenommen und führen sie nur der Vollständigkeit halber in diesem Roundup auf.

Dass diese Karten zuerst in Asien vorgestellt wurden, verwundert auch nicht, schließlich ist der dortige Markt deutlich anders ausgerichtet und auch Karten wie diese GeForce GTX 1060 “Light” werden dort mit Sicherheit eine garantiert zufriedenene Kundschaft unter den Millionen an MMORPG-Playern finden.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Die Kühlerabdeckung besteht wie bei den größeren Schwestermodellen komplett aus relativ dünnem Kunststoff, jedoch sorgt ein sehr massiver Montagerahmen unter dem Deckel für mehr Stabilität.

Die Karte ist mit 1001 Gramm kein Leichtgewicht – sie ist nur zwei Gramm leichter als die MSI GeForce GXT 1060 Gaming 6G, also die “normale” GTX 1060. Diese minimale Einsparung geht wohl auf die Verwendung anderer Speichermodule zurück, wie wir gleich noch zeigen werden.

Der Rest ist völlig identisch, denn die Karte misst ebenfalls 28,4 x 13,5 x 3,5 cm (LxHxT, Einbaumaße), belegt zwei volle Slots und ist zudem auch relativ hoch. Die Rotoren der beiden doppelt kugelgelagerten Lüfter haben wie bei der größeren Schwestern den gleichen Durchmesser von 9,5 Zentimetern.

Die Rückseite der Platine wird von einer einteiligen Backplate verdeckt, die zwar Lüftungsöffnungen besitzt, jedoch mangels mit Wärmeleitpads angebundenen Bereichen kühltechnisch absolut funktionslos ist. Man muss auch bei dieser Backplate noch weitere fünf Millimeter Tiefe auf der Rückseite einplanen. Wenn man den obersten Mainboard-Slot nutzen muss und eventuell einen großen CPU-Kühler verwendet, können diese paar Millimeter entscheidend sein.

Die Unterseite zeigt zwei der insgesamt drei vernickelten Komposit-Heatpipes, von denen die beiden 6-mm-Varianten durchgängig sind und beide Teile des Kühlkörpers mit Abwärme versorgen.

Die Oberseite der Karte trägt einen leuchtenden MSI-Schriftzug und wird wie schon bei den beiden anderen Modellen von insgesamt drei sichtbaren Heatpipes geprägt (zweimal sechs und einmal acht Millimeter), von denen wir die beiden kleineren ja bereits von der Unterseite her kennen. Der 8-polige PCIe-Spannungsversorgunganschluss sitzt um 180° gedreht am Ende der Karte.

Das Ende der Karte ist erneut völlig offen, da die Lamellen horizontal ausgerichtet sind und somit der Luftstrom in Richtung Kartenende bzw. Slot-Blende geht. Das ist insofern vorteilhaft, weil somit ein nicht unerheblicher Teil der Abwärme bereits über die Slot-Blende aus dem Gehäuse geführt wird.

Die Slot-Blende trägt insgesamt 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.

Der Rest der Slot-Blende ist mit einigen Öffnungen für den Luftauslass versehen. Hätte man den – meist überfüssigen – DVI-Anschluss gleich ganz weggelassen und optional einen Adapter beigelegt, dann hätte man die Wirksamkeit der Entlüftung sicherlich noch steigern können.

Platine und Bestückung

Ein Blick auf die Platine zeigt uns, dass sie auf den ersten Blick völlig identisch zur größeren Schwester ausfällt. Alle fünf Phasen werden aus dem PCIe-Anschluss gespeist, nur der Speicher wird in einer eigenen Phase über den Mainboard-Slot versorgt. Dazu später auch noch mehr, wenn es um die Messungen zu Leistungsaufnahme und fließenden Strömen geht.

Die fünf Wandlerzüge der GPU-Spannungsversorgung werden von einem uP9511P von uPI Semiconductor Corp. angesteuert. Als eigentliche Spannungswandler für die High- und Low-Side setzt  MSI auf Dual-N-Channel-MOSFETs der M381-Famile, die keinen zusätzlichen Gate-Treiber benötigen, was immens Platz (und wohl auch Kosten) spart.

Für den einen Wandlerzug der Spannungsversorgung des Speichers kommt ein kleiner uP1641P von uPI Semiconductor Corp. zum Einsatz, als Spannungswandler dient diesmal jedoch ein SM7320, bei dem es sich ebenfalls um ein Dual-N-Channel-Modell handelt.

Die von MSI seit Jahren verwendeten Spulen (“Coils”) sind weder überdurchschnittlich gut noch sonderlich schlecht, sondern akzeptable Massenware, die einigermaßen solide gekapselt ist. Besser als Foxconns Magic-Coils sind sie auf jeden Fall, müssen jedoch manuell assembliert werden.

Zur Überwachung der fließenden Ströme dient ein INA1221. Wir werden später noch feststellen, dass ein in der Firmware großzügig bemessenes Power Target kaum in der Realität ankommt, wenn man es wie MSI so extrem übertreibt. Nvidia nutzt faktisch zusätzlich eine interne Fußfessel, die dafür sorgt, dass Übertakter geradezu auf dem Boden der Realität festgetackert werden.

Es fällt natürlich auf, dass bei der GTX 1060 nur sechs der acht vorhandenen Felder für den Speicher mit Modulen belegt sind. Dabei handelt es sich um Samsung-Module vom Typ K4G41325FC-HC25 mit einer Kapazität von jeweils vier Gigabit (32x 128 MBit), die je nach gefordertem Takt mit Spannungen zwischen 1,305 und 1,597 Volt betrieben werden können. In Summe ergibt das einen Gesamtspeicher von nur drei Gigabyte.

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

Taktraten, Spannungen und Leistungsaufnahme

Betrachten wir zuerst den Boost-Takt, der von stolzen 1974 MHz ab Werk auch nach völliger Erwärmung lediglich um eine Stufe auf 1949 MHz abfällt.

Natürlich folgt auch die Spannung diesem Trend, denn von 1,062 Volt geht es hinab bis auf 1,043 Volt, was genau dem entspricht, was für den etwas niedrigeren Boost-Step zu erwarten gewesen wäre.

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.

Wir haben neben den üblichen Messungen natürlich wiederum zusätzlich weitere Spiele mit unterschiedlichen Renderpfaden und Settings mit einbezogen. Allerdings haben wir die Auflösung auf 1920 x 1080 Pixel (Full-HD) begrenzt, denn für mehr ist diese mit nur drei Gigabyte Speicher bestückte Karte kaum zu gebrauchen.

Während im Idle und auch bei niedrigeren Lastzuständen eine zum GP-106-400 sehr ähnliche Leistungsaufnahme gemessen werden konnte, fällt diese unter Last erwartungsgemäß deutlicher ab. Den höchsten Wert erreichte diesmal nicht Doom, sondern Metro Last Light, jedoch waren die Frameraten hier bereits deutlich im Keller. Auch bei The Witcher 3 hätten wir die maximalen Settings für spielbare Frameraten noch deutlich zurücknehmen müssen.

Hätten wir diese Details in Richtung echter Spielbarkeit angepasst, dann wäre die Leistungsaufnahme ähnlich wie bei Doom mit ca. 102 bis 103 Watt deutlich niedriger ausgefallen. Dies werten wir bereits als ersten Hinweis dafür, dass der schmale Speicherausbau die Karte mehr limitiert, als es einem recht sein könnte. Deshalb nutzen wir für alle weiteren Betrachtungen bei dieser Karte auch ausnahmsweise nur Doom, weil wir uns nicht allzuweit von der Realität entfernen möchten.

Der als grauer Balken ausgeführte Peak-Wert stellt die trotz der eingangs beschriebenen Glättung verbliebenen kurzen Lastspitzen in Form eines Maximalwertes dar und ist für die Praxis ohne wirklichen Belang. Denn die Zeiträume sind immer noch viel zu kurz, um mögliche Folgen zu haben und somit auch nicht relevant genug für einen Einfluss auf unsere Bewertung. Die richtig kurzfristigen extremen Lastspitzen werden aufgrund der Glättung ja sowieso nicht mehr berücksichtigt. Ergo ist er eher als informative Messlatte anzusehen.

Belastung der Spannungsversorgungsanschlüsse

Jetzt gehen wir etwas näher ins Detail und schauen uns die Aufteilung der Lasten bei ordentlicher (und realer) Gaming-Last sowie beim Stresstest an. Wichtig ist uns hier die Balance zwischen den beiden 12-Volt-Versorgungsschienen, also dem Mainboard-Slot und dem externen PCIe-Anschluss. Mit noch nicht einmal 30 Watt beim Stresstest (ca. 21 Watt beim Gaming) wird der Mainboard-Slot nur geringfügig belastet.

Zurückführen kann man dies auf den Umstand, dass nur der Speicher und die Platinenkomponenten (LED, Lüfter, Video usw.) über diese Schiene versorgt werden, die GPU jedoch voll am PCIe-Anschluss hängt. Jetzt verstehen wir auch, warum MSI der Karte einen 8-Pin-Anschluss spendiert hat, obwohl die Gesamtleistungsaufnahme in jedem Szenario ja sehr deutlich unter 150 Watt bleibt.

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 deutlich unter 2,5 Ampere am Mainboard-Slot ist man auch in dieser Betrachtungsweise voll im dunkelgrünen Normbereich, was uns nach der Ermittlung der niedrigen Leistungsaufnahmewerte für diesen Versorgungsanschluss auch nicht wundert.

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

Kühlsystem und Temperaturen

Die bereits erwähnte Backplate und der auf der Oberseite der Platine sitzende Montage- und Kühlrahmen bilden durch die rückseitige Verschraubung eine massive Einheit, die einerseits auf der Oberseite kühlt und andererseits für eine Sandwich-artige Stabilisierung der sehr schweren Karte sorgt.

Der Frame selbst ist noch zusätzlich mit der Slot-Blende verschraubt und verdeckt den Großteil der Oberseite. Mit den Wärmeleitpads kühlt MSI nicht nur die Speichermodule und die MOSFETS der Spannungswandler, sondern auch die beiden PWM-Controller und den einzelnen Spannungswandler für die Komponentenversorgung.

Der Kühlkörper ist identisch zur MSI GeForce GTX 1060 Gaming X 6G und bietet einen vernickelten Heatsink, der durch die Verschraubung die abgeflachten Heatpipes an den Boden des oben aufliegenden Kühlerbodens presst. Wie schon bei der größeren Schwester hat MSI im Gegensatz zur GeForce GTX 1070 Gaming X 8G oder GeForce GTX 1080 Gaming X 8G auf eine massive Bodenplatte mit eingepressten Heatpipes verzichtet.

Doch wo landen die Temperaturen unter Last? Wir sehen in der Grafik, die den Temperaturverlauf im direkten Verhältnis zur Gaming-Performance darstellt, dass sich die tatsächliche Framerate am statisch gewählten Messpunkt im Game mit Werten von 79 bis 80 FPS (mit einigen spielbedingten Spikes) nicht ändert.

Einerseits können wir davon ausgehen, dass der Boost-Takt eben nicht von der Temperatur eingebremst wird, und andererseits kennen wir ja die tatsächlichen Bremsen aus unseren Benchmarks. Die kleine spielbedingte Delle werden wir auch in den anderen Auswertungen wiederfinden – was auch zeigt, wie synchron die Messungen nun erfolgen können.

Die GPU liegt mit ihrer unterhalb des Sockels gemessenen Temperatur ziemlich exakt bei dem Messwert, den auch die GPU-Diode im Inneren als Sensorwert ausgibt. Das betrifft sowohl den Gaming- als auch den Torture-Loop.

Die Spannungswandler und die Speichermodule sind thermisch vollkommen im sicheren Bereich. Direkt unterhalb der Module liegt die Temperatur deutlich unter 70°C, auch wenn die Spezifikation Temperaturen bis zu 85°C erlauben würde. Und mit knapp 73°C haben die Spannungswandler fast schon Eiszeit.

Im Stresstest werden im Bereich der fünf GPU-Spannungswandler dann solide 77°C erreicht, wobei die wärmsten Speichermodule noch unter der 75°C-Marke bleiben. Bei der Kühlung gibt es also definitiv nichts auszusetzen.

Geräuschentwicklung

Kommen wir jetzt zur Lüfterkurve. Die beiden großen Lüfter drehen fast mit der Minimaldrehzahl, bei der sie gestartet sind, bleiben aber auch im Stresstest deutlich unter 900 U/min. Das ist ab einem Abstand von etwa 50 Zentimetern faktisch gar nicht mehr hörbar und selbst in geringerer Entfernung wird man den Lüfterbetrieb eher erahnen oder sehen als ihn akustisch wahrzunehmen.

Im Idle stehen die Lüfter, weshalb wir auf eine Angabe natürlich verzichten können. Beim Gaming erzielen wir einen extrem guten Wert von 29,3 dB(A), der in der Spitze von den etwas tieferen Lagergeräuschen herrührt. Die eigentlichen Lüftergeräusche gehen im “Grundrauschen” der Karte dann komplett unter. Es ist faktisch eine Karte, die man unter normalen häuslichen Bedingungen und im Gehäuse verbaut nicht mehr akustisch wahrnehmen kann.

Technische Daten und Zwischenfazit

Betrachten wir nun noch einmal zusammenfassend die technischen Daten und individuellen Details der Grafikkarte:

 

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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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