[UPDATE] Pascal-Roundup: GeForce GTX 1070 und GeForce GTX 1080 im Vergleich

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MSI hat sich seit einigen Generationen mit der Gaming-Serie ein gewisseses Image erarbeitet, dem man auch bei der GeForce GTX 1070 treu bleiben möchte: Eher konservative Auslegung beim Werkstakt, dafür eine ausreichend dimensionierte und vor allem leise Kühllösung.

Ob und wie gut dies gelungen ist, wollen wir in diesem Test natürlich klären.

Da MSI zudem mit der hauseigenen, deutlich aufgewerteten Lightning-Serie stets einen ähnlichen Weg geht wie viele andere Anbieter mit ihren Premium-Varianten, bleibt offen, wie viel Herzblut man seitens MSI in die Gaming X gesteckt hat.

Allerdings geht es ja auch bei MSI noch deutlich simpler: Mit der Armor 8G und der Aero 8G hat MSI gleich zwei doch deutlich einfacher gehaltene Karten im Portfolio.

Wir testen ein Presse-Sample mit dem von MSI ausgelieferten BIOS, bei dem standardmäßig der OC-Mode aktiviert ist, was zusätzlich ca. 20 MHz mehr Basis- und Boost-Takt bringt.

Da die in der Praxis auftretenden Unterschiede vor allem bei voll aufgewärmter Karte nicht wirklich ins Gewicht fallen, haben wir die Karten vor dem Test nicht auf das Retail-BIOS umgeflasht sondern nutzen lediglich den Standard- anstelle des OC-Modus über die beiliegende Software.

Die von uns getestete Karte entspricht also den Taktungen der Retail-Version.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Die Kühlerabdeckung besteht wie bei den meisten Mitbewerbern komplett aus relativ dünnen Kunststoff. Jedoch sorgt hier ein sehr massiver Montagerahmen unter dem Deckel für mehr Stabilität. Die Karte ist mit 1080 Gramm kein Leichtgewicht und 28,4 cm lang, 13,5 cm hoch und die für ein Dual-Slot-System üblichen 3,5 cm tief. Die zwei Rotorblätter des doppelt kugelgelagerten Lüfters besitzen einen Durchmesser von immerhin 9,5 Zentimetern.

Die Rückseite der Platine ist von einer einteiligen Backplate verdeckt, die zwar über Lüftungsöffnungen, jedoch über keine mit Wärmeleitpads verbundenen Bereiche verfügt und somit kühltechnisch absolut funktionslos ist. Man muss wegen dieser Backplate zudem weitere fünf Millimeter Tiefe auf der Rückseite einplanen, was für Multi-GPU-Systeme wichtig sein könnte.

Ein Betrieb ohne Backplate gestaltet sich schwierig, da diese über fest integrierte Abstandshalter verfügt und zudem mit Schrauben befestigt ist, deren Gewindeanteil zu kurz ist, um den mit ihnen auf der Vorderseite gemeinsam gehaltenen Frame sowie den VRM-Kühler richtig zu befestigen. Dies ist auch der Grund, warum wir aus Sicherheitsgründen auf einen Betrieb ohne Backplate verzichtet haben (Stichwort IR-Messung).

Die Oberseite der Karte ist vom leuchtenden MSI Schriftzug und drei sichtbaren Heatpipes geprägt (zweimal sechs und einmal acht Millimeter); die beiden PCIe-Spannungsversorgunganschlüsse (je einmal 8- und 6-polig) sitzen um 180° gedreht am Ende der Karte. Das Design folgt farblich MSIs Corporate Identity in Schwarz und Signalrot und die Formgebung kennen wir bereits so ähnlich schon von älteren Modellen.

Das Ende der Karte ist völlig offen, da die Lamellen horizontal ausgerichtet sind und somit der Luftstrom in Richtung Kartenende bzw. Slot-Blende geht. Das ist insofern vorteilhaft, weil einerseits ein nicht unerheblicher Teil bereits über die Slot-Blende aus dem Gehäuse befördert wird und sich der Airflow im Gehäuse mit etwas Überlegung zudem gezielt nutzen lässt, um einen möglichen CPU-Luftkühler nicht indirekt gleich mit aufzuheizen.

Die Slot-Blende bietet insgesamt fünf Ausgänge, von denen maximal vier gemeinsam betrieben werden können (Multi-Monitor-Setup). Neben dem Dual-Link-DVI-D (kein analoges Signal 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 sicher noch stiegern können.

Platine und Bestückung

Ein Blick auf die Platine zeigt uns ein sehr aufgeräumt wirkendes Layout. Beim Speicher kommt GDDR5-Speicher von Samung zum Einsatz. Die acht Module vom Typ K4G80325FB-HC25 besitzen eine Kapazität von jeweils acht Gigabit (32x 256 MBit), die je nach abgefordertem Takt mit Spannungen zwischen 1,305 und 1,597 V betrieben werden können.

Das 8+2-Phasen-System setzt wie Nvidias Referenzkarten auf einen kaum dokumentierten µP9511P als PWM-Controller, der im Vergleich zur Referenz von der Rück- auf die Vorderseite gewandert ist.

Da der PWM-Controller die MOSFETs der einzelnen Spannungswandler-Phasen nicht direkt ansprechen kann, setzt auch MSI auf passende PWM-Treiber (gate driver) für die Ansteuerung der platzsparenden Dual-Channel-MOSFETs für den DC/DC-Spannungswandlerbereich. Die Spulen sind als SFC (Super Ferrite Chokes) ausgelegt, was zumindest etwas hochwertiger ist als die üblichen Verdächtigen auf den Referenz-Designs.

Unterhalb der GPU sind auch bei MSIs GTX 1070 Gaming X zwei Kondensatoren aufgelötet, die Spannungsspitzen abfangen und glätten sollen.

Taktraten, Spannungen und Leistungsaufnahme

Bevor wir zur Leistungsaufnahme kommen, betrachten wir noch die Verläufe von Boost-Takt und anliegender GPU-Kernspannung. Wir sehen sehr schön den Zusammenhang von Taktfrequenz und Spannung, wobei die Taktkurve beim Gaming durch das sehr hoch angesetzte Power Target auch bei voll aufgewärmter Karte nicht signifikant einbricht. Übrigens passen auch hier Taktraten und Spannungen als Kurvenverläufe schön schwesterlich zusammen.

Während der Boost-Takt nach Erwärmung und unter Last stellenweise bis auf einen Wert von 1962 MHz fällt, sieht es auch bei den Spannungswerten ähnlich aus. Werden anfangs noch bis zu 1,062 Volt wie bei der Founders Edition erreicht, fällt diese Spannung dann später stellenweise auf 1,05 Volt ab, wobei der Verlauf wie schon beim Takt auffällig ausgeglichen bleibt.

Aus diesen Spannungsverläufen und den fließenden Strömen ergibt sich dann auch die Leistungsaufnahme, die wir mit unserem exakten Equipment sehr gut an allen Anschlüssen messen können. Da die Hersteller auf Grund von Nvidias Restriktionen auf die unterste mögliche Taktrate verzichten, um durch diesen Kunstgriff quasi einen Boost-Step mehr zu erhalten, steigt die Leistungsaufnahme im Idle unverhältnismäßig stark an. Der niedrigste GPU-Takt liegt bei 253 MHz.

In der folgenden Tabelle sieht man, wie sich das in der Messung auswirkt:

Leistungsaufnahme
Idle	16 Watt
Idle Multi-Montor	17 Watt
Blu-ray	18 Watt
Browser-Games	103 bis 127 Watt
Gaming (Metro Last Light 4K)	181 Watt
Torture (Furmark)	177 Watt

Natürlich wollen wir euch auch die gewohnten Detailgrafiken der Leistungsaufnahme im Idle, beim 4K-Gaming und beim Stresstest nicht vorenthalten, die sowohl die Lastverteilung auf den einzelnen Spannungs- und Versorgungsschienen abbilden, als auch einen guten Überblick über die anfallenenden Lastschwankungen und Leistungsspitzen geben können:

Kühlsystem und Temperaturen

Hinsichtlich der verbauten Kühllösung hat MSI einiges zu bieten: Der sehr massive Montage- und Kühlrahmen bedeckt fast den kompletten Teil der Platine, der nicht bereits die Spannungswandlerkühlung trägt, die ebenfalls als großflächige Platte mit angedeuteten Kühlfinnen umgesetzt wurde. Für anfallende Wandlerverluste sollte diese Lösung sicher vollends reichen.

Wärmeleitpads zwischen den Speichermodulen und diesem Rahmen sowie dem VRM und der Kühlplatte sorgen für die nötige Wärmebrücke zu den kühlenden Flächen. Allerdings hätten wir uns dafür etwas dünnere und effizientere Ausführungen gewünscht, da die Lüfterdrehzahlen und damit der Airflow sehr niedrig ausfallen.

Der massive Kühler besitzt horizontal ausgerichtete Finnen sowie vier vernickelte 6-mm-Heatpipes und eine mit acht Millimetern Durchmesser. Deren Einbaurichtung ist mehr oder weniger egal, da sie aus gesintertem Kompositmaterial bestehen – die Zeit der anfälligen Axialrillen oder des eingebrachten Gewebes sind schon lange vorbei. MSI setzt zudem auf einen massiven und ebefalls vernickelten Heatsink.

Das ziemlich restriktiv gesetzte Temperatur Target von nur 65°C führt zwar zum recht schnellen Ansprechen und Hochdrehen der Lüfter, aber das ist in in Anbetracht von deren Fördermenge und der maximal nötigen Drehzahl eher relativ zu betrachten.

Da sich der Betrieb ohne Backplate schwierig gestaltet (siehe oben), haben wir mit Backplate messen müssen. Eine der Öffnungen in der Backplate liegt dabei genau über einem der Speichermodule, das wiederm exakt zwischen den VRM und der GPU liegt. Die gemessenen 80°C gehen in Ordnung, sind aber schon hart an der Grenze dessen, was wir als „grünen Bereich“ bezeichnen würden.

Beim Torture-Loop wird es zudem kühler, da die Karte stark heruntertaktet und auch die Leistungsaufnahme dadurch etwas sinkt.

Geräuschentwicklung

Da die Leistungsaufnahme beim Gaming und beim Stresstest durch das gesetzte Power Target sehr ähnlich ausfällt, liegen auch beide Lüfterkurven ziemlich deckungsgleich aufeinander.

Gut zu beobachten sind auch hier das Anlaufverhalten und die gut implementierte Hysterese, die ein mehrfaches An/Aus beim Erreichen der Einschalttemperatur sicher verhindert. Außerdem ist die Anlaufdrehzahl so gewählt, dass die Lüfter auch nach ihrer Alterung noch sicher anlaufen dürften. Das Gleiche gilt auch für das Abschalten der Lüfter nach Abkühlung der Karte.

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

Bei lang anhaltender Volllast erreicht man knapp die 33-dB(A)-Marke, beim Torture-Test wird es auch nicht lauter. Das ist insgesamt derart leise, dass wir sogar Spannungswandlergeräusche (oberhalb von fünf KHz) messen können, die man mit dem bloßen Ohr gar nicht bewusst wahrnimmt. Erst bei den üblichen 200-FPS-Szenarien werden die Zikaden etwas lebhafter, aber auch dies hält sich in sehr eng gesteckten Grenzen

Der Kühler scheint für die geforderte Abwärmeabfuhr fast schon ein wenig überdimensioniert – aber lieber so, als andersherum. MSI hat hier einen guten Job gemacht, das steht mit Sicherheit fest.