Launch-Analyse nVidia GeForce GTX 1080 (Seite 2)

Mittwoch, 18. Mai 2016
 / von Leonidas
 

Die GeForce GTX 1080 als erste Grafikkarte basierend auf dem GP104-Chip benutzt dann den Vollausbau dieses Grafikchips und tritt für den Augenblick nur in dem zu "Founders Edition" umbenannten Referenzdesign an. Jenes wird am 27. Mai 2016 für einen Listenpreis von 699 Dollar (USA) bzw. 789 Euro (Deutschland) in den Handel gehen. Mit dem neuen Referenzdesign will nVidia eine vergleichsweise hochwertige Grafikkarte schaffen, welche auch über den kompletten Lebenszyklus des GP104-Grafikchips im Angebot bleiben soll – für daran interessierte Abnehmer bedeutet dies also eine hohe Liefersicherheit des vollkommen identischen Produkts. Die Founders Edition wird dabei nicht nur von den einzelnen Grafikkarten-Herstellern angeboten werden, sondern ist auch direkt von nVidia (über nVidia.com) beziehbar, selbst für deutsche Grafikkarten-Käufer.

Für zwei Wochen nach dem Verkaufsstart der Founders Edition verspricht nVidia das Auftauchen erster Herstellerdesigns, welche nVidia für einen US-Preis von ab 599 Dollar im Handel erwartet. Ob dieser Preispunkt erreicht werden kann bzw. wie schnell dies passiert, ist noch einen der großen offenen Fragen zur GeForce GTX 1080. Zum einen gilt hierbei, das es sicherlich nicht so einfach ist, an einer Grafikkarte umgehend Sparpotentiale von 100 Dollar/Euro zu entdecken – zum anderen könnten die Grafikkarten-Hersteller jene Einsparpotentiale auch eher gemächlich im ständigen Wettbewerb heruntertreiben, nicht aber gleich am ersten Tag mit um 100 Dollar/Euro günstigeren Karten antreten. An dieser Stelle liegt sicherlich einer der Problempunkte der GeForce GTX 1080: Niemand kann derzeit sagen, ob die nVidia-Versprechung von 599 Dollar für die Herstellerdesigns wirklich (zeitnah zum Launch) eingehalten werden kann.

Radeon R9 Fury X GeForce GTX 980 Ti GeForce GTX Titan X GeForce GTX 1080
Chipbasis AMD Fiji, 8,9 Mrd. Transist. in 28nm auf 596mm² Chipfläche nVidia GM200, 8 Mrd. Transist. in 28nm auf 601mm² Chipfläche nVidia GP104, 7,2 Mrd. Transist. in 16nm auf 314mm² Chipfläche
Architektur GCN 1.2, DirectX 12 Feature-Level 12_0 Maxwell 2, DirectX 12 Feature-Level 12_1 Pascal, DirectX 12 Feature-Level 12_1
Features Mantle, Vulkan, Asynchonous Compute, VSR, CrossFire, FreeSync, TrueAudio Vulkan, DSR, SLI, G-Sync, PhysX Vulkan, Asynchonous Compute, DSR, SLI, G-Sync, PhysX
Technik 4 Raster-Engines, 4096 Shader-Einheiten, 256 TMUs, 64 ROPs, 4096 Bit DDR HBM1-Interface, 2 MB Level2-Cache 6 Raster-Engines, 2816 Shader-Einheiten, 176 TMUs, 96 ROPs, 384 Bit GDDR5-Interface, 3 MB Level2-Cache 6 Raster-Engines, 3072 Shader-Einheiten, 192 TMUs, 96 ROPs, 384 Bit GDDR5-Interface, 3 MB Level2-Cache 4 Raster-Engines, 2560 Shader-Einheiten, 160 TMUs, 64 ROPs, 256 Bit GDDR5X-Interface, 2 MB Level2-Cache
Taktraten ≤1050/500 MHz
(Ø-Chiptakt: 1050 MHz)
1000/1075/3500 MHz
(Ø-Chiptakt: 1114 MHz)
1000/1075/3500 MHz
(Ø-Chiptakt: 1067 MHz)
1607/1733/2500 MHz
(Ø-Chiptakt: 1694 MHz)
Speicherausbau 4 GB HBM1 6 GB GDDR5 12 GB GDDR5 8 GB GDDR5X
Layout DualSlot, AiO-Wakü DualSlot DualSlot DualSlot
Kartenlänge 19,7cm 27,0cm 27,0cm 27,0cm
Ref./Herst./OC // // // //
Stromstecker 2x 8pol. 1x 6pol. + 1x 8pol. 1x 6pol. + 1x 8pol. 1x 8pol.
TDP 275W (TBP) 250W (GCP) 250W (GCP) 180W (GCP)
Idle-Verbrauch 21W 13W 13W 7W
Spiele-Verbrauch 289W 236W 240W 171W
Ausgänge HDMI 1.4a (kein HDCP 2.2), 3x DisplayPort 1.2 DualLink DVI-I, HDMI 2.0 (kein HDCP 2.2), 3x DisplayPort 1.2 DualLink DVI-I, HDMI 2.0 (kein HDCP 2.2), 3x DisplayPort 1.2 DualLink DVI-D, HDMI 2.0b, 3x DisplayPort 1.2 (DP1.4-ready)
FullHD Perf.Index 670% 730% 760% 960%
4K Perf.Index 100% 100% 104% 132%
Listenpreis 649$ 649$ 999$ 699$
(Herstellerdesigns ab 599$)
Straßenpreis 580-620€ 600-640€ 1000-1100€ Verkaufsstart 27. Mai
Release 24. Juni 2015 31. Mai 2015 17. März 2015 17. Mai 2016

Bei den heutigen nVidia-Karten ist aufgrund des mehr oder weniger freischaffend wirkenden Chipboosts natürlich der real anliegende Chiptakt eine wichtigere Größe als die nominellen Taktraten. In dieser Frage wurden zur GeForce GTX 1080 vorab ziemliche Wunderdinge versprochen – die Realität sieht dann leicht anders aus: Trotz eines von nVidia so angegebenen durchschnittlichen Boost-Takts von 1733 MHz kommt die Karte im Test der ComputerBase nur auf einen durchschnittlichen Chiptakt von 1667 MHz (gemessen nach 20 Minuten Gameplay), hält den offiziellen Boost-Takt also deutlich nicht ein. Bei der PC Games Hardware sind es dagegen im Schnitt 1722 MHz Chiptakt (gemessen nach 10 Minuten Gameplay), hier liegt die Karte viel näher an ihrem offiziellen Boost-Takt. Dabei läuft die GeForce GTX 1080 (in der aktuellen Founders Edition) nicht einmal in ihr Power-Limit, sondern erstaunlicherweise fast ausschließlich in ihr Temperatur-Limit – ein bei nVidia-Grafikkarten in der letzten Zeit eher selten gesehenes Verhalten. Hier bietet sich für die kommenden Herstellerdesigns also noch einiger Verbesserungsspielraum, welcher dann auch der Overclocking-Eignung zugute kommen sollte.

GeForce GTX 980 Ti GeForce GTX Titan X GeForce GTX 1080
nominelle Taktraten 1000/1075/3500 MHz 1000/1075/3500 MHz 1607/1733/2500 MHz
Power-Limit 250W  (+10% möglich) 250W  (+10% möglich) 180W  (+20% möglich)
Temperatur-Limit 83°C  (+10% möglich) 83°C  (+10% möglich) 83°C  (+10% möglich)
maximaler Boost-Takt 1240 MHz
1215 MHz
1202 MHz
1190 MHz
1886 MHz
durchschn. realer Takt 1114 MHz 1067 MHz 1667 MHz
1722 MHz
reale Rechenleistung
(SE * realer Takt)
6,27 TFlops 6,55 TFlops 8,67 TFlops

Basierend auf diesen realen Taktraten (von im Schnitt 1694 MHz anliegendem Chiptakt) lassen sich dann auch exakte Rohleistungs-Berechnungen anstellen, in diesem Fall normiert auf die GeForce GTX 1080 auf 100% – womit man besser sehen kann, um wieviel die anderen Grafikkarten jeweils zurückliegen. GeForce GTX 980 Ti & Titan X haben primär einen 28%igen bzw. ~24%igen Rückstand bei der Rechen- und Texturierleistung zu verdauen, bei Rasterizer- und ROP-Leistung sowie der Speicherbandbreite liegen alle drei nVidia-Lösungen dagegen nahezu gleichauf. Damit ist auch schon eine gewisse Schwierigkeit für die GeForce GTX 1080 zu sehen, welche zwar deutlich mehr Rechenleistung anbietet, jedoch ohne mehr Speicherbandbreite daherkommt – und damit in der einen oder anderen Situation durch diesen Punkt ausgebremst werden könnte.

Andererseits dürfte dies seitens nVidia durchaus so geplant sein, denn somit wird die GeForce GTX 1080 unter der speicherbandbreite-fressenden UltraHD-Auflösung nicht ihr komplettes Potential ausspielen können – was dann mehr Platz für die nachfolgenden GP100/GP102-Lösungen bieten wird, sich genau dort bestmöglich zu präsentieren. Die GeForce GTX 1080 ist eben primär der Ersatz für die GeForce GTX 980 gedacht – und bietet gegenüber dieser ~85% mehr Rechen- und Texturierleistung zu ~43% mehr Speicherbandbreite. Hiermit wird auch der anfangs erwähnte geringe Hardware-Unterschied (nur 2048 zu 2560 Shader-Einheiten) wieder egalisiert – die viel höheren Taktraten der GeForce GTX 1080 führen jene trotzdem zu einer nahezu Verdopplung der (theoretischen) Rechenleistung.

Das die GeForce GTX 1080 dann die Karte einer neuen Fertigungsgeneration ist, kann man perfekt an den Stromverbrauchswerten sehen – wobei wir uns wie üblich allein an Quellen bedienen, welche diesbezüglich die reinen Grafikkarten ausmessen. Als Karte mit der höchsten nominellen Rechenleistung im Testfeld (minimal höher sogar als bei der Radeon R9 Fury X, deutlich mehr als bei der GeForce GTX Titan X) reichen der GeForce GTX 1080 dennoch gemittelt nur 171 Watt im Spielebetrieb aus, im Idle-Betrieb gar nur 7 Watt. Dies ist dann am Ende noch nicht mehr einmal mehr als bei der GeForce GTX 980, welche auf einen Stromverbrauch im Idle-Betrieb von 12 Watt und im Spiele-Betrieb von 174 Watt kommt (trotz TDP von eigentlich nur 165 Watt). Hier zeigt sich nebenbei am besten, wo die GeForce GTX 1080 in nVidias Pascal-Portfolio (bei dessen Vollendung) einzuordnen sein wird – als HighEnd-Lösung in direkter Ablösung der GeForce GTX 980, mit sicherlich noch ein oder gar zwei nochmals schnelleren Pascal-Grafikkarten oben drauf.

HW.fr Heise HT4U PCGH TPU Tom's TweakPC Ø Perf./TDP
GeForce GTX 1080 8W
154W
6W
178W
9,5W
175W
7W
166W
7W
173W
7W
171W
960%
180W
GeForce GTX Titan X 15W
228W
11,8W
250,0W
18W
242W
11W
223W
9W
224W
13W
240W
760%
250W
GeForce GTX 980 Ti 15W
226W
13W
244W
12,8W
250,0W
15W
236W
11W
211W
10,4W
233,5W
10,9W
213W
13W
236W
730%
250W
GeForce GTX 980 12W
155W
?
173W
11,2W
180,0W
11,5W
160W
8W
156W
15W
185W
12W
174W
600%
165W
Radeon R9 Fury X 22,5W
293,5W
20W
273W
20,0W
311,0W
21W
329W
20W
246W
22,0W
220,7W
21W
289W
670%
275W

Bezüglich der Geräuschemissionen bekommt die GeForce GTX 1080 gutklassige Noten, gerade für ein Referenzdesign – aber noch keine Bestnoten. Bemängelt wurde insbesondere das Fehlen eines lüfterlosen Idle-Modus, was heutzutage von vielen Herstellerdesigns auch bei großen Grafikchips geboten wird. Generell wird den Herstellerdesigns diesbezüglich noch einiges an Verbesserungspotential zugesprochen – was etwas konträr der nVidia-Aussage läuft, bei der Founders Edition handle es sich um eine besonders hochwertige Referenz-Karte. Zumindest aber den Punkt des Spulenfiepens hat die Founders Edition dann im Griff, im Test der PC Games Hardware wurde selbiges nur bei hohen dreistelligen Frameraten festgestellt. Hierbei werden sich wiederum die Herstellerdesigns strecken müssen – wo es in der Vergangenheit durchaus vorkam, das selbst wirklich hochwertige Herstellerdesigns plötzlich durch Spulenfiepen (negativ) auffielen.

Idle-Betrieb Spiele-Betrieb
ComputerBase Der Radiallüfter der GeForce GTX 1080 Founders Edition arbeitet unter Windows 10 mit rund 1.000 Umdrehungen in der Minute, was man auch aus einem geschlossenen Gehäuse beim genauen Hinhören durchaus mitbekommt. Der Geräuschpegel ist zwar verhältnismäßig niedrig, doch erledigen Partnerkarten mit stillstehendem Lüfter diesen Job besser. In Anno 2205 kommt die GeForce GTX 1080 bei der Lautstärkemessung auf 42,5 Dezibel bei 2.300 Umdrehungen in der Minute. Damit bleibt die Grafikkarte 1,4 Dezibel leiser als das Referenzdesign der GeForce GTX 980 und fünf Dezibel leiser als das der GeForce GTX 980 Ti. Für eine Referenzkarte ein gutes Ergebnis, das nVidias Versprechen, eine bessere Referenzversion abzuliefern, stützt. Wirklich leise ist die Founders Edition damit aber nicht – es bleibt noch viel Verbesserungspotenzial für die Partnerkarten.
Hardwareluxx Den ersten Lichtblick setzte die GeForce GTX 1080 bei der Messung der Idle-Lautstärke. Mit einem Wert von 39,2 dB(A) ist die erste Pascal-Karte sogar leiser als beispielweise eine GeForce GTX 980 und wird eigentlich nur von den Custom-Modellen der GeForce GTX 980 Ti sowie der Radeon R9 Nano geschlagen. Das zweite Plus sammelt die GeForce GTX 1080 bei der Last-Lautstärke und damit macht nVidia das Versprechen war, dass man beim Kühler noch einmal Verbesserungen vorgenommen hat. 42,6 dB(A) sind ein mehr als ausgezeichneter Wert, wenn man sich die Konkurrenz in unserem Diagramm einmal genauer anschaut.
PC Games Hardware - Die maximale Lautheit der GTX 1080 in unserem Spieleparcours beträgt 4,2 Sone. Die automatische Lüftersteuerung setzt in diesem Fall 62 Prozent PWM-Impuls, was beinahe 2.500 U/min entspricht. In vielen anderen Fällen beträgt die Drehzahl rund 2.200 (54-56% PWM), resultierend in einer Lautheit von 4,0 Sone. Das ist zwar deutlich hörbar, das tiefe Rauschen des nVidia-Referenzkühlers ist subjektiv jedoch ertragbar. Gegen das (unter Last) leise Betriebsgeräusch der flüssiggekühlten Radeon R9 Fury X kommt das GTX-1080-Kühldesign jedoch nicht an.
Tom's Hardware - Mit den gemessenen 41,6 dB(A) liegt die DHE-Karte noch recht gut im Rennen, wenn wir dieses Ergebnis mit preiswerteren Custom-Designs der GeForce GTX 980 vergleichen. Außerdem schafft man im direkten Vergleich zur GeForce GTX 980 im Referenz-Design immerhin einen um zwei Dezibel niedrigeren Geräuschpegel. Das entstehende, nach oben hin sehr breitbandige Lüftergeräusch ist angenehm, weil es ein fast reines Rauschen ist und man den Motor des Lüfters nie einzeln heraushören kann. Im Gegensatz zu den brummigen und sehr billigen Axiallüftern der ehemaligen AMD-Referenzkarten und dem, was manche Board-Partner verbauen, ist der Geräuschteppich durchaus erträglich und tolerierbar.