Detailbetrachtung beim Gaming in WQHD
In Cyberpunk 2077 erreicht die Grafikkarte in WQHD und maximalen Einstellungen Spitzenwerte von bis zu 168 Watt. Diese hohe Last entsteht durch die immense Rechenanforderung ohne KI-gestützte Skalierung und erfordert eine stabile Stromversorgung. Obwohl das 12V2X6-Design nicht vollständig ausgelastet wird, stellt es dennoch hohe Anforderungen an die Netzteilstabilität. Die Leistungsaufnahme und Stromstärken werden in 20-ms-Intervallen gemessen, um auch schnelle Lastwechsel zu erfassen. Die erste Grafik zeigt den Echtzeitverbrauch als Produkt aus Strom und Spannung, was Rückschlüsse auf Spitzenwerte und die Einhaltung der PCIe-Spezifikationen ermöglicht. Man sieht hier sehr deutlich die Verteilung zwischen dem 12V2X6-Anschluss und dem Mainboard-Slot:
Die Kombination beider Analysen bietet eine umfassende Sicht auf die Energieflüsse der Grafikkarte. Während die Leistungsaufnahme die Gesamteffizienz bewertet, zeigt die Stromverteilung mögliche Belastungsspitzen. Diese Daten sind essenziell für Entwickler und Enthusiasten, um das Energiemanagement der Karte präzise zu verstehen. Die zweite Grafik fokussiert sich somit auf die Stromverteilung zwischen PEG-Slot und externen Anschlüssen wie 12V2X6. Sie gibt Aufschluss darüber, wie stark der Mainboardslot beansprucht wird und in welchen Situationen externe Anschlüsse mehr Leistung liefern müssten.
Die nächsten Grafiken analysieren ein einzelnes 20-ms-Intervall mit einer Auflösung von 10 µs und zeigen detailliert das Verhalten der Stromversorgung bei kurzfristigen Lastwechseln. Diese entstehen durch plötzliche GPU-Anforderungen, etwa bei Render-Spikes oder Framewechseln. Die erste Grafik visualisiert die Leistungsaufnahme in diesem extrem kurzen Zeitraum und offenbart kurzfristige Spitzen von bis zu 210 Watt, die keine allzu hohe Anforderungen an die Stabilität und Reaktionsgeschwindigkeit des Netzteils stellen.
Die zweite Grafik zeigt den Stromfluss durch die Versorgungskabel und macht abrupte Veränderungen bei dynamischen Lasten sichtbar:
Lastverhalten im Torture-Test
Furmark ist ein Extrembelastungstest für Grafikkarten, der eine untypisch konstante Maximallast erzeugt, weit über dem, was in realen Anwendungen oder Spielen auftritt. Durch intensive Berechnungen werden sowohl die Shader- als auch die Speichercontroller vollständig ausgelastet, was zu einer extremen thermischen und elektrischen Beanspruchung führt. Dieser Worst-Case-Test überprüft die Stabilität der GPU und der Stromversorgung, wobei die Leistungsaufnahme die spezifizierte TDP von 180 Watt in den Spitzen deutlich überschreiten und Spitzenwerte bis zu 250 Watt erreichen kann.
Da Furmark eine dauerhaft maximale Last erzeugt, ist der Test zwar nicht repräsentativ für den Alltag, aber äußerst nützlich, um Schwachstellen in der Kühlung oder der Stromversorgung aufzudecken. Furmark dient somit als Stresstest, um sicherzustellen, dass das gesamte System auch unter extremen Bedingungen stabil bleibt. Auch hier ist bemerkenswert, dass die 2.2 Ampere an Slot nie unterschritten werden, was darauf zurückzuführen ist, dass hier auch konstante Lasten für andere Spannungswandler (z.B. 5 Volt, Lüfter, MCU) permanent anliegen.
Die hochauflösenden Messungen während eines Furmark-Tests liefern präzise Einblicke in das Verhalten der Stromversorgung und Leistungsaufnahme unter Extrembelastung. Durch die kontinuierlich maximale Auslastung der GPU entsteht eine konstante thermische und elektrische Beanspruchung, die in Mikrosekunden-Intervallen analysiert wird. Besonders auffällig sind kurzfristige Lastspitzen, die weit über die durchschnittliche Leistungsaufnahme hinausgehen und durch plötzliche Belastungsänderungen einzelner GPU-Komponenten entstehen.
Diese Messungen sind besonders relevant im Hinblick auf die ATX 3.1-Norm, die Netzteile dazu verpflichtet, kurzfristige Spitzen bis zu 200 % der Nennlast für bis zu 1 Millisekunde zu kompensieren. Die Daten zeigen, dass solche Spitzen nicht nur theoretisch möglich sind, sondern tatsächlich auftreten und die Grenzen der Stromversorgungsdesigns stark beanspruchen können.
Zusammenfassung der Lastspitzen und eine Netzteilempfehlung
Ein Netzteil mit einer Nennleistung von mindestens 400 bis besser 500 Watt, das die Anforderungen der ATX 3.1-Norm nicht unbedingt erfüllen muss, stellt eine geeignete und eher günstige Wahl dar, um die beschriebenen Leistungsaufnahmewerte und Lastszenarien zuverlässig abzudecken. Die maximalen Spitzenlasten der Grafikkarte, die in Extremsituationen wie Furmark oder bei sehr anspruchsvollen Spielen bis zu fast 250 Watt erreichen können, machen eine keine besonders hohe Leistungsreserve notwendig. Zusammen mit der Last des restlichen Systems, etwa durch die CPU, den Arbeitsspeicher und andere Komponenten, ergibt sich ein Bedarf, der in ganz kurzen Spitzenzeiten bis zu rund 450 bis 500 Watt betragen kann.
Ein ordentliches 500-Watt-Netzteil bietet nicht nur ausreichend Spielraum, sondern fängt auch kurzfristige Lastspitzen dieser Karte noch sicher ab. Die leichte Überdimensionierung sorgt zudem dafür, dass das Netzteil in einem effizienten Lastbereich zwischen 50 und 70 % arbeitet, was die Energieeffizienz und Langlebigkeit optimiert.
- 1 - Technische Daten und wichtige Einführung zum Speicherausbau
- 2 - Testsystem und Equipment
- 3 - Teardown: Platine und Kühler
- 4 - Materialanalyse und Wärmeleitmaterialien
- 5 - Gaming: Full-HD 1920x1080 Pixels (Rasterization Only)
- 6 - Gaming: WQHD 2560x1440 Pixels (Rasterization Only)
- 7 - Gaming: WQHD 2560x1440 Pixels, Supersampling, RT & FG
- 8 - DLSS4 und MFG: Cyberpunk 2077 im Detail
- 9 - DLSS4 und MFG: Alan Wake 2 im Detail
- 10 - Leistungsaufnahme über alle Einsatzbereiche und Effizienz
- 11 - Lastspitzen und Netzteilempfehlung
- 12 - Takraten und OC, Temperaturen, Geräuschentwicklung
- 13 - Zusammenfassung und Fazit
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