Temperaturen, Taktraten und Spannungen
Unsere Messungen müssen im passiven Modus natürlich über einen deutlich längeren Zeitraum erfolgen, denn es kann schon gut und gerne mal bis zu eine Stunde dauern, bis die finale Erwärmung aller Komponenten des System erreicht ist. Dass sich diese lange Testphase gelohnt hat, zeigt uns die Grafik mit den GPU-Temperaturen.
Nach etwa 57 Minuten – also fast der veranschlagten Stunde – fällt die GPU-Temperatur schlagartig von den als Limit gesetzten und auch erreichten 83°C auf 77°C ab, um dann konstant so weiterzulaufen. Selbst nach zwei Stunden messen wir rund 77°C, was uns durchaus verblüfft.
Die Originalkarte mit Lüfter kann im Passivsystem mit vergleichsweise kühlen 63°C überzeugen, während der Monsterkühler in der riesigen Workstation mit den beiden sehr langsam drehenden Radiatorlüftern fast schon arktische 54°C garantiert.
Doch warum fällt die Temperatur der passiven Karte im komplett lüfterlosen System nach längerer Laufzeit so plötzlich um fast sechs Grad Celsius ab? Um dies zu ergründen benötigen wir weitere Messwerte.
Deshalb betrachten wir nun den GPU-Takt, der logischerweise das gleiche Verhalten aufzeigt. Aber er verrrät sogar noch mehr: Nach der längeren Laufzeit am gesetzten Temperaturlimit von 83°C (Werkseinstellung) ist der Boost mit seinen hektischen Anpassungsversuchen schlagartig nicht mehr existent – die Karte taktet stabil auf 1342 MHz und kein MHz höher!
Das gleiche Verhalten kann man nun auch bei den Spannungen beobachten, die schlagartig auf konstant fortlaufende 0,812 Volt fallen. Dieser Wert erscheint – genauso wie Temperaturen und die Taktrate – als eine Art Notlaufprogramm. Die Leistungsaufnahme liegt jetzt sogar noch unter 40 Watt und bleibt ebenfalls weitgehend konstant. Interessant ist nun, wie sich die Gaming-Performance verhält.
Das gleiche Verhalten verzeichnen wir auch bei Furmark, wobei hier der GAU deutlich eher erreicht wird. Erfreulich ist jedoch der Umstand, dass die Karte ohne zu verglühen sehr wohl komplett passiv und Volllast läuft, dabei jedoch signifikant an Takt (und somit auch Leistung) einbüßt. Immerhin kann man zumindest in diesem Moment sicher sein, dass nichts kaputt geht. Wirklich ausreizen sollte man diese Sicherheitslösung jedoch nicht, denn niemand weiß, wann der Ofen dann komplett aus ist.
Merkzettel #4
• Mit nur etwas leichtem Airflow ist die Kühlung sogar besser als das Original
• Der komplett passive Betrieb ist möglich, wenn auch mit Limitierungen
• Takt und Spannungen werden automatisch abgesenkt, um die Karte zu schützen
Wir suchen nach den Limitierungen
Immerhin über drei Spiele (Metro: Last Light auf 1440p, GTA V und The Witcher 3 auf 1080p) gemittelte 21 Prozent weniger als beim luftgekühlten Original scheinen zwar auf den ersten Blick viel, dafür sinkt jedoch auch die Leistungsaufnahme auf unter 60 Prozent. Berücksichtigt man zusätzlich noch, dass wir ja schon von Haus aus über das reduzierte Power Target auf 80 Prozent im selben Benchmark-Durchlauf reichlich vier Prozent an Performance eingebüßt haben, dann geht der potenzielle Verlust absolut in Ordnung.
Betrachten wir zunächst, wo die GPU als solche den Benchmarkablauf limitiert. Dieses Verhalten ist völlig in Ordnung und tritt bei fordernden Spielen immer auf. Wir sehen erneut, dass ab dem Zeitpunkt der Notbremse irgend etwas anderes das System stark deckeln muss:
Am Power-Limit kann es auch nicht liegen, denn wir sehen zwar einen stetigen Eingriff, aber auch dieser scheint ab etwa 53 Minuten mit einem Mal verflogen:
Also bleibt am Ende doch nur die lang anhaltend hohe Temperatur als Ursache übrig, auch wenn sie nach der Notbremsung abgesunken ist und weit unter dem vorgegeben Temperatur-Limit liegt:
Merkzettel #5
• Die Performance sinkt langsamer als die Leistungsaufnahme
• Bis zu 21 Prozent Leistungseinbuße nach Einsetzen des Limiters
• Bis zu vier Prozent Performance-Verlust durch das Power Target von 80 Prozent
Infrarotmessungen des Temperaturverhaltens
Betrachten wir jetzt, wie sich unser Umbau bei den Messungen mit der Thermo-Kamera verhält. Schließlich konnten wir bisher ja nur die GPU-Temperatur beurteilen, wobei die Grafikkarte ja noch viele weitere, zum Teil sehr temperaturkritische Bauelemente enthält.
Im Idle herrscht sogar im komplett passiven System Friede, Freude und Eierkuchen – wobei die Temperaturen nicht einmal ansatzweise ausreichen, um Letzteren überhaupt auch zu backen zu können.
Setzt man die Karte in ein Gehäuse mit minimalstem Airflow, läuft unser Passiv-Kühler bereits zur Hochform auf. Hier muss sich unsere Umbaulösung noch nicht einmal vor der Originalkarte mit Luftikus verstecken, denn sie kühlt unter Strich nicht schlechter.
Erst wenn man sie in das lüfterlose System integriert und eine Stunde so richtig quält, ist die thermische Durchdringung der Platine bis in den letzten Winkel komplett. Doch auch jetzt ist der Speicher noch kühl genug, um keine thermischen Schäden befürchten zu müssen.
Zusammenfassend ist der Umbau aus rein thermischer Sicht eigentlich ganz gut gelungen, auch wenn wir mit dem lüfterlosen Einsatzort ein wenig hadern.
Fazit
Unser kleiner Test zeigt einmal mehr, dass komplett passive Lösungen in der 60- bis 75-Watt-Klasse auch weiterhin nur mit Einschränkungen möglich sind. Entweder nutzt man zumindest einen sehr langsam drehenden Lüfter als Garant für einen minimalen Airflow im Gehäuse oder man rennt früher oder später in ein Temperaturlimit, welches zwar den Selbstschutz der Karte aktiviert und somit auch die Gefahr eines Schadens verhindert, jedoch nicht wirklich Sinn und zweck einer Passiv-Lösung sein kann.
Wir sehen die Grenze für den komplett lüfterlosen Betrieb erneut bei rund 40 Watt Leistungsaufnahme, die ja nahezu komplett in Abwärme umgesetzt wird. Dafür bleibt einem dann wirklich nur, das Power Limit manuell auf 50 Prozent zu setzen oder darauf zu warten, dass die Karte irgendwann selbst auf die Bremse tritt und per Dauerlimit einen ähnliche Leistungsaufnahmewert erwingt. Dann wird man mühsam austesten müssen, wo das thermische Limit des eigenen Systems – auch und vor allem in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur – wirklich liegt.
Als Fazit bleibt uns also erneut nur übrigig, in dieser Leistungsklasse eine minimale Luftbewegung als Mindestvoraussetzung zu empfehlen. Denn wenn wir wirklich ehrlich sind, dann hat sich an der Ausgangslage seit der GeForce GTX 650 kaum etwas geändert. Die Karten sind absolut nicht wirklich sparsamer, dafür aber bei gleicher Leistungsaufnahme deutlich schneller geworden. Auch das hat seinen Charme und hilft dabei, einen kleinen, langsam drehenden Lüfter mit einer noblen Geste von Nonchalance glattweg zu überhören.
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