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

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FTW = For The Win? Mit diesem Kürzel legt EVGA die Messlatte auch für sich selbst ziemlich hoch und es wird interessant sein zu sehen, wie sich diese Karte im Feld der bisher getesteten GeForce GTX 1080 behaupten kann.

Eines muss man EVGA jedoch lassen: Die FTW ist bisher die einzige Karte, die man sogar als Kunde ohne Garantieverlust auseinandernehmen darf – wenn auch fachmännisch. Die Garantiebestimmungen von EVGA kommen somit allen Wasserkühlungs- und Modding-Freunden sehr weit entgegen.

Dies ist nicht selbstverständlich und deshalb stellen wir dies auch voran. Allerdings sagt es noch nichts über die Qualitäten der Karte aus, die wir nun ausführlich testen wollen.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Die Kühlerabdeckung besteht aus Leichtmetall samt Applikationen, die zusammen mit der darunter liegenden matten Acrylplatte vor allem optische Akzente setzen soll. Dies geschieht vor allem dann, wenn die gesamt Fläche farbig erscheint, weil die RGB-LEDs faktisch über den gesamten Kühleraufbau hin wirken, der von Aussparungen nur so strotzt. Die FTW ist somit schon mal die hellste Karte im Testfeld.

Die Karte ist mit ihren 1077 Gramm nicht sonderlich schwer, jedoch auch kein Leichtgewicht mehr. Mit 27,7 cm ist sie zudem nicht übermäßig lang, jedoch 12,5 cm hoch und die für ein Dual-Slot-System üblichen 3,5 cm tief.

Die Rückseite der Platine ist von einer einteiligen Backplate verdeckt, die diverse Lüftungsöffnungen hat und den ausgesparten EVGA-Schriftzug trägt. Man muss durch diese Backplate zudem weitere fünf Millimeter Tiefe auf der Rückseite einplanen, was für Multi-GPU-Systeme wichtig sein könnte. Allerdings ist auch der Betrieb ohne Backplate durchaus möglich, jedoch macht die Demontage zunächst das Abnehmen des kompletten Kühlers notwendig.

Die Oberseite der Karte trägt den üblichen Firmen-Schriftzug und die beiden 8-poligen PCIe-Spannungsversorgunganschlüsse (warum auch immer so dick aufgetragen werden muss) sitzen wie üblich am Ende der Karte. Das Design ist sicher Geschmackssache, kann aber gefallen. Es gibt durchaus auffälligere Karten – aber das muss nicht immer ein Kompliment sein.

Das Ende der Karte zeigt wie die Unterseite, dass die Lamellen vertikal ausgerichtet sind und somit kein Luftstrom in Richtung Kartenende bzw. Slot-Blende geht.

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, die jedoch keine wirkliche Funktion erfüllen.

Platine und Bestückung

EVGA setzt auf ein eigenes Platinen-Design, auf das wir gleich noch genauer eingehen werden. Der erste Überblick zeigt zwar ein an sich sehr aufgeräumtes Design, weckt aber die Neugier mit sehr vielen vebauten Komponenten.

Beim Speicher kommen GDDR5X-Module von Micron zum Einsatz, die gleich zusammen mit der GPU von Nvidia an die Board-Partner verkauft werden. Ingesamt acht dieser mit 1251 MHz (Basis) getakteten Speicherchips sind an einem 256 Bit breiten Speicher-Interface angebunden, was eine theoretische Bandbreite von 320 GByte/s ergibt. Dabei setzt man auf ein 170-Pin-Package (statt 190 Pins bei DDR5).

Das 5+2-Phasen-System setzt zunächst erst einmal – abweichend zu Nvidias Referenzkarten – auf den NPC81274 von ON Semiconductor als PWM-Controller. Auch wenn für die GPU mit 10 Phasen beworben wird, täuscht der optische Eindruck. Es sind exakt gesehen nämlich wirklich wirklich nur fünf echte Phasen, die sich jedoch in jeweils zwei weitere Wandlerzüge aufsplitten.

Dieser Kniff ist nicht neu und hilft, die fließenden Ströme besser aufzuteilen und eine größere Kühlfläche zu schaffen. Außerdem sinkt der Innenwiderstand durch die Parallelschaltung. Gelöst wird dies durch jeweils einen NCP81162 von ON Semiconductor, einem sogenannten Current-Balancing- und Phase-Doubler, der zudem die Gate- und Power-Driver enthält.

Für die Spannungsregelung kommt pro Wandlerzug jeweils ein hochintegrierter NCP81382 zum Einsatz, der die MOSFETs für die High- und Low-Side sowie die Schottky-Diode in einem Chip vereint. Die Spulen sind durch die verdoppelte Anzahl an Wandlerzügen deutlich kleiner, was in Bezug auf den Platz durchaus von Vorteil sein kann, weil die fließenden Ströme ja auch kleiner sind und man so bei gleicher Induktivität auf geringere Leiterdurchmesser setzen kann.

Im Vergleich zur KFA²/Galax GeForce GTX 1080 HoF, die diese Aufsplittung sogar für insgesamt 15 Wandlerzüge nutzt, hat EVGA damit allerdings nur ein kühltechnisch eher bescheidenes Ergebniss erzielt, wie wir gleich noch sehen werden. Mit dem INA3221 realisiert man dann am Schluss, wie alle anderen Hersteller auch, das Current-Monitoring für die Überwachung der fließenden Ströme.

Der Speicher wird über zwei separate Phasen versorgt, die von einem NPC81278 angesteuert werden, der die Gate-Driver und das PWM-VID-Interface bereits integriert. Als MOSFET dient ein NTMFD4C85N von ON Semiconductor, der ebenfalls High- und Low-Side MOSFET in sich vereint.

Unterhalb der GPU sind dann die üblichenzwei 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, die sich auffällig ähneln und die wir bewusst untereinander gestellt haben. Wir sehen auch sehr schön den Zusammenhang von Taktfrequenz und Spannung, wobei das von EVGA verwendete sehr hohe Power Target für einen relativ konstanten Boost-Takt sorgt, der lediglich durch die Temperaturentwicklung etwas einbricht. Die Spannung verhält sich analog dazu.

Während sich der Boost-Takt nach Erwärmung und unter wechselnden Lasten (Gaming) von anfänglich zwei Gigahertz bei konstanten 1936 MHz einpendelt, fällt er bei Dauerlast auf 1848 MHz ab. Dies sieht auch bei den Spannungswerten sehr ähnlich aus: Werden anfangs noch bis zu 1,062 Volt erreicht, fällt diese Spannung dann später auf 1,031 Volt ab, was aber kein schlechter Wert ist.

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 mogliche Taktrate verzichten, um durch diesen Kunstgriff quasi einen Boost-Step mehr zu erhalten, steigt die Leistungsaufnahme im Idle unverhältnismäßig stark an. Allerdings hat EVGA dieses Verhalten noch vergleichsweise gut im Griff; der niedrigste GPU-Takt liegt hier bei 253 MHz.

Die Folgen davon zeigt die Tabelle:

Leistungsaufnahme
Idle	12 Watt
Idle Multi-Montor	15 Watt
Blu-ray	14 Watt
Browser-Games	115 bis 135 Watt
Gaming (Metro Last Light 4K)	207 Watt
Torture (Furmark)	232 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:

Kühlsystem und Temperaturen

Im direkten Zusammenhang zur aufgenommenen Leistung steht natürlich die erzeugte Abwärme, für deren optimale Abführung die Kühllösung verantwortlich ist. Die Backplate kann da nicht weiterhelfen, denn sie ist nur reine Optik und dient maximal noch der Stabilisierung der Karte. Man hätte durch den Einsatz von passenden Wärmeleit-Pads mit Sicherheit auch eine aktive Kühlwirkung hinbekommen, aber diese Chance hat EVGA leider nicht genutzt.

Die Kühlung der Spannungswandler zeigt jedoch, dass EVGA hier einen entscheidenden Design-Fehler begangen hat. Betrachten wir die Montageplatte, die auch zur Kühlung dient, dann trennt zwar die Aussparung für die Spulen die abgegebene Wärme der VRM von den ebenfalls über diese Platte mitgekühlten Speicherbausteinen, begrenzt aber die Kühlfläche im Gegenzug enorm – zumal der Airflow direkt unter der Mitte des Lüfterrotors am schlechtesten ist.

Das kann im Normalfall sogar noch gut gehen, wäre da nicht das exorbitant hohe Power Target, das die Karte unter Last über 230 Watt jagen lässt und die Spannungswandler ins Schwitzen bringt. Eine derart kleine Kühlfläche muss am Ende einfach aufgeben, was wir später auch noch feststellen mussten. Warum EVGA die Aussparung nicht breiter gemacht und im Kühler einen echten Heatsink angebracht hat, wird wohl EVGAs Geheimnis bleiben.

Dass es es unter Umständen auch so hätte gehen können, zeigt die KFA²/Galax GeForce GTX 1080 HoF, die einen dickeren Aluminium-Frame aus Spritzguss nutzt, der zudem oberhalb der Spannungswandler echte Kühlfinnen besitzt. Kleiner Unterschied, riesige Wirkung.

Der Kühler setzt auf einen vernickelten Heatsink, vier 6-mm- und zwei abgeflachte 8-mm-Heatpipes. Die eigentliche Kühlleistung ist angemessen, allerdings ist auch hier die Grenze der kurzen Dual-Slot-Lösung bereits in Sicht, wenn man einen Blick auf die GPU-Temperaturen wirft. Mit bis zu 75°C (geschlossenes Gehäuse bis zu 78°C) im Gaming-Loop und bis zu 77°C (geschlossenes Gehäuse bis zu 80 bis 81°C) liegen die gemessenen Temperaturen deutlich zu hoch – man bedenke, dass diese Werte im klimatisierten Raum bei 22°C Umgebungstemperatur zustande kamen.

Betrachtet man zusätzlich noch die die Infrarot-Bilder der Platine, dann sieht man deutliche Hotspots. Mal abgesehen davon, dass die knapp 98°C der Spannungswandler zwar extrem hoch, jedoch noch nicht schädlich sind, liegt die Temperatur des NICHT übertakteten Arbeitsspeichers bereits stellenweise bei knapp 95°C und somit direkt am Limit dessen, was die Spezifikationen überhaupt erlauben.

Beim Torture-Loop wird es mit reichlich 25 Watt mehr Gesamtleistungsaufnahme noch deutlich heißer auf der Platine. Der Speicher ist bereits heißer als zulässig und man sollte sich wirklich hüten, ihn noch weiter zu übertakten, auch wenn er eine Art Flaschenhals darstellt. Die knapp 107°C der Wandler sind dann schon eine echte Ansage und steigen im geschlossenen Gehäuse auf analog gemessene 114°C an (aufgeklebter Sensor). Für die Unterseite der Speichermodule gilt mit rund 98°C dann ebenfalls Alarmstufe Rot.

Um zu verdeutlichen, wie bescheiden der Frame kühlt, haben wir das folgende Bild während der Abkühlphase aufgenommen, bei dem die GPU aktiv die Platine kühlen muss. Es wäre alles sicher mit höheren Lüfterdrehzahlen etwas unkritischer, aber dann läge man bei der Geräuschkulisse locker über 41 dB(A), wollte man den Speicher beispielsweise im Gehäuse dauerhaft unter 95°C halten.

Geräuschentwicklung

Wir sehen, dass die erhöhte Leistungsaufnahme beim Stresstest die Lüfterdrehzahlen deutlich höher ausfallen lässt, um das Temperatur-Target einigermaßen einzuhalten. Die Hysterese und die gewählte Zuschalttemperatur gehen in Ordnung.

Da EVGA auf einen semi-passiven Lüftermodus setzt, sind die Temperaturen im Idle nicht messbar. Die 35,6 dB(A) im Gaming-Loop sind nicht einmal schlecht, jedoch durch sehr hohe Temperaturen auf der Platine recht teuer erkauft.

Das Ganze steigert sich dann sogar noch auf reichlich 38 dB(A) im Stresstest, was bereits deutlich hörbar ist. Das Spulenfiepen lässt sich in bestimmten Situationen auch mit kleineren Spulen nicht verhindern, jedoch fallen bei unserem Testmuster diese Geräusche recht moderat aus. Ganz verhindern kann man es ohne riesigen Aufwand ja eh nicht.

Abschließend können wir EVGA nur raten, den VRM-Heatsink in den Gesamtkühler zu integrieren, sonst werden viele Komponenten einfach zu heiß.