Nvidia GeForce GTX 1080 Founders Edition: Pascal im Test

Testsystem und -Methoden

Für die genauen Messmethoden und Testaufbauten empfehlen wir unseren Grundlagenartikel Grundlagen GPUs: Leistungsaufnahme, Netzteilkonflikte & andere Mythen. Um den Besonderheiten von Boost 3.0 besser zu entsprechen, haben wir deshalb zusätzlich noch je zwei weitere Messungen mit anderen Zeitintervallen (500 nS, 10 ms) zur Plausibilitätsprüfung vorgenommen und die Stromzangenadapter neu kalibrieren lassen (Ergebnisse, Verzögerung).

Das Testequipment als solches hat sich gegenüber den vorangegangenen Tests jedoch nicht geändert.

Wir möchten eingangs erneut darauf hinweisen, dass sich die Messungen im Idle etwas schwieriger gestalten, da sich das Lastverhalten auch beim eigentlich leeren Desktop sporadisch ändern kann. Deshalb nutzen wir zur Überprüfung zusätzlich eine Langzeitmessung, aus der wir für die Durchschnittsermittlung den repräsentativsten Ausschnitt von zwei Minuten wählen und dann vergleichen.

Leistungsaufnahme im Idle

Hier gibt es schon einmal recht Erfreuliches zu berichten, denn wir messen am Ende ganze 6,8 Watt über alles im Leerlauf, wobei hierbei ja noch Einiges auf Lüfter, Speicher und Spannungswandlerverluste entfällt. Am Ende dürfte der Chip ungefähr auf bereingte fünf Watt kommen, was ein echter Spitzenwert ist. Betrachten wir nun noch die Bildergalerie mit den detaillierten Messergebnissen:

Leistungsaufnahme beim Gaming

Jetzt wird es interessant: Wir messen im Gaming-Loop in Metro Last Light und bei Ultra-HD-Auflösung knapp 173 Watt, nachdem wir die Grafikkarte auf Betriebstemperatur gebracht haben und sie leider mit rund 84 °C auch ins thermische Limit rennt.  Die Leistungsaufnahme im kalten Zustand ohne Taktlimitierung liegt bei reichlich 178 Watt. Damit ist auch die TDP-Angabe seitens Nvidia ziemlich exakt, zumal das im BIOS gesetzte Power-Limit ebenfalls exakt diesem Wert entspricht.

Wir wollen zunächst die GeForce GTX 1080 mit der direkten Vorgängerin GTX 980 im Referenz-Design vergleichen, die es im gleichen Loop auf reichlich 180 Watt Leistungsaufnahme brachte. Da uns Nvidia mit Boost 3.0 auch eine verbesserte Spannungsversorgung verspricht, bei der vor allem die Schwankungen bei der anliegenden Spannung deutlich kleiner ausfallen sollen, vergleichen wir nun zunächst beide Karten im identischen Testdurchlauf:

Es ist sehr auffällig, dass die Spikes oberhalb von 300 Watt bei der GeForce GTX 1080 kaum noch vorhanden sind, während sie bei der GeForce GTX 980 noch extrem häufig auftreten. Insgesamt sind die Kurvenverläufe kompakter und deutlich gleichmäßiger, obwohl der effektive Durchschnittswert sehr ähnlich ausfällt!

Für die Detailverliebten haben wir alle Messdiagramme noch einmal als Bildergalerie zusammengefasst:

Wir sehen anhand der Analyse am Mainboard-Slot, dass im Durchschnitt nur 40 Watt aufgenommen werden, während der mit 150 Watt zertifizierte 8-Pin-Anschluss 133 Watt stemmen muss. Damit liegt man sogar noch etwas unter dem theoretischen Limit, wobei rein elektrisch sogar bis zu 400 Watt technisch möglich wären. Wir können hier also Entwarnung geben, zumal der 8-Pin-Anschluss an einer Quadro M6000 im Workstationbereich satte 170 Watt liefern muss und es dabei nie Probleme gab.

 

Leistungsaufnahme beim Gaming mit Übertaktung

Kommen wir nun zur Leistungsaufnahme beim Gaming und der maximal möglichen Übertaktung, die wir mit unserem Sample erreichen konnten. Dazu haben wir das Power-Target auf die maximal möglichen 120 Prozent gesetzt und den Basistakt so angehoben, das 2,1 GHz Boost-Takt zumindest anfangs erreicht werden.  Und welch Wunder: Die Messwerte steigen von den gemessenen 173 Watt um über 19 Prozent auf 206 Watt an! Nicht schön für alle, die jetzt Angst um den externen Spannungsversorgungsanschluss haben, aber locker im Bereich dessen, was in der Praxis noch nicht zu Schäden führt (siehe Quadro M6000).

Da sich ein ein längerer Effizienzvergleich erst dann anbietet, wenn Board-Partner-Karten mit leistungsfähigerer Kühlung erhältlich sein werden, beschränken wir uns an dieser Stelle zunächst auf einen kurzen Überblick, werden aber in einem späteren Folgeartikel um so genauer auf dieses Thema eingehen. Aktuell stellt sich die Skalierung von Takt, Leistungsaufnahme und Gaming-Performance bei unterschiedlichen Lasten (also Auflösungen) so dar:

Leistungsaufnahme im Stresstest

 

Testen wir nun aus, wie restriktiv das Power-Target greift, und was passiert, wenn man den Chip so richtig genüsslich grillt! Mit 176 Watt bleibt man knapp unter dem gesetzten Power-Limit, wobei die Karte bereits deutlich an Takt verliert, wie wir gleich noch sehen werden. Hier greifen Temperaturlimit und die Stromstärkenbegrenzung im PWM-Controller in gleichem Maße.

Zwischenfazit

Es bleibt festzuhalten, dass die 180-Watt-Grenze ohne Übertaktung nie überschritten wird – was nach Auskunft befragter Ingenieure technisch auch gar nicht möglich wäre. Alle Plausibilitätsmessungen – egal in welcher zeitlichen Auflösung – ergaben ähnliche Werte, wobei vor allem die Messung mit den 10-ms-Intervallen etwas höher ausfiel, was aber der etwas ungenaueren Erfassung geschuldet sein dürfte.