Effizienz-Shootout mit OC: Maxwell (GTX 970) gegen Kepler und Hawaii

Nach den ersten Tests und dem Launch der neuen Maxwell-Karten stellte sich uns die Frage, wo Leistung und Effizienz wirklich einzuordnen sind, wenn man statt der Referenz- nun werksübertaktete Board-Partner-Karten verwendet. Das Ergebnis ist verblüffend.

Die Gründe, warum wir diesen weiterführenden Test nach dem Launch-Artikel am letzten Freitag (Nvidia GeForce GTX 980 und GTX 970: Maxwell mit maximaler Power?) überhaupt gemacht haben, sind schnell aufgezählt. Erstens haben wir beobachtet, dass die werksübertaktete Gigabyte GTX 970 Windforce OC nicht so recht in das TDP-Schema passte, das Nvidia für die Referenz ausgibt, und zweitens sich auch die Gigabyte GTX 980 Windforce OC in vielen Messungen bei der Leistungsaufnahme gravierend von den Referenzdaten unterschied.

Familientreffen: 5 Karten treten gegeneinander anFamilientreffen: 5 Karten treten gegeneinander an

Da wir außerdem sehr viel Feedback erhielten, auf Äpfel-und-Birnen-Vergleiche zwischen Referenz- und OC-Karten doch bitte zu verzichten, stellen wir nun der GeForce GTX 970 als der interessanteren der beiden Neuerscheinungen nur werksübertaktete Karten aus dem gleichen Haus gegenüber.

Alle Karten, egal ob Radeon oder GeForce, besitzen eine ordentliche Portion Mehrtakt ab Werk, gehören mit zu zu den gebräuchlichsten und preiswertesten Vertreterinnen ihrer Klasse und eignen sich somit sicher auch für eine verallgemeinerte Aussage mit am besten.

Unser Testsample für die GeForce GTX 970 kam von GigabyteUnser Testsample für die GeForce GTX 970 kam von Gigabyte

Vor allem irritierte uns die leistungsmäßige Nähe der ab Werk übertakteten Gigabyte GTX 970 Windforce OC zu Nvidias Referenzkarte der GeForce GTX 980. Gleichzeitig liegt die Leistungsaufnahme der übertakteten 970er von Ggabyte deutlich über dem, was Nvidia für diese Kartenklasse offiziell als TDP angibt - sie ist diesbezüglich kaum besser als eben die GTX 980.

Gut: Wir wissen, dass TDP nicht gleich Leistungsaufnahme ist, aber ein Richtwert sollte zumindest auch ein solcher bleiben. Deshalb haben wir Gigabytes Forschungs- und Entwicklungsabteilung kontaktiert und offiziell bestätigt bekommen, was wir bei den Messungen bereits vermutet hatten: Die Werte für das festgesetzte Power-Target liegen deutlich über dem, was beim Launch kommuniziert wurde!

Ein Schelm, der Böses dabei denkt, dass Nvidia bei der GeForce GTX 970 bewusst auf eigene Samples verzichtet hat. Vielleicht, um so auch die Begehrlichkeiten der Kunden zu steigern, indem man den Board-Partnern beim Overclocking freien Lauf lässt?


Offizielle TDP
(Referenz)
Freigegebenes
Power Target (default)
Freigegebenes
Power Target (Maximum)
GeForce GTX 980
Referenz
180 Watt
180 Watt
220 Watt
GigabyteGTX 980
Windforce OC
n.a.
300 Watt
366 Watt
GeForce GTX 970
Referenz
145 Watt
145 Watt
162 Watt
GigabyteGTX 970
Windforce OC
n.a.
250 Watt
280 Watt

Die Unterschiede sind wirklich extrem, so dass wir uns sicher sind, mit einer detaillierten Betrachtung eine Antwort zu finden, wie effizient Maxwell in Form der marktüblichen Boardpartnerkarten mit Werksübertaktung wirklich ist. Doch bevor wir loslegen, schnell noch die tabellarische Übersicht der Kontrahenten:

 Gigabyte
GTX 970
Windforce OC
Gigabyte
GTX 780
Windforce OC
Gigabyte
GTX 780 Ti
Windforce OC
Gigabyte
R9 290X
Windforce OC
Gigabyte
R9 290
Windforce OC
Shader-Einheiten:
1664
230428802816
2560
ROPs:64
484864
64
Speicher:
4096 MB
3072 MB3072 MB4096 MB
4096 MB
Speicherbandbreite:256 Bit
384 Bit384 Bit512 Bit
512 Bit
Kern-Takt:1178 MHz+
954 MHz+1020 MHz+1040 MHz
1040 MHz
Speicher-Takt:1753 MHz
1502 MHz1750 MHz1250 MHz
1250 MHz

Wichtige Vorbemerkungen

  • Soweit wir bisher in Erfahrung bringen konnten, handhaben die Boardpartner diese Lockerung beim Power-Target sehr unterschiedlich und die Gigabyte-Karten sind im direkten Vergleich ganz offensichtlich auch recht großzügig ausgelegt. Sicherlich nicht ganz so gut für die Effizienz, dafür aber wohl fürs Übertakten.
  • Wir wollen auch noch einmal daran erinnern, dass die Messungen der Leistungsaufnahme die gesamte Karte betreffen, also auch die Verlustleistung der Spannungswandler mit einbezieht (was absolut Sinn macht).


Testsystem

Das komplette Test-Setup haben wir in unserem Grundlagenartikel ausführlich beschrieben, hier noch einmal schnell die Eckdaten:

Messverfahren:
berührungslose Gleichstrommessung am PCIe-Slot (Riser-Card)
berührungslose Gleichstrommessung an der externen PCIe-Stromversorgung
direkte Spannungsmessung am Netzteil
Infrarot-Überwachung in Echtzeit
Messgeräte:
2x HAMEG HMO 3054, 500 MHz Mehrkanal-Oszillograph mit Speicherfunktion
4x HAMEG HZO50 Stromzangenadapter (1 mA bis 30 A, 100 KHz, DC)
4x HAMEG HZ355 (10:1 Tastteiler, 500 MHz)
1x HAMEG HMC 8012 Digitalmultimeter mit Speicherfunktion
1x Optris PI450 80Hz Infrared Camera + PI Connect
Testsystem:
Intel Core i7-5960X @4.2 GHz + Raijintek Triton Water Cooler
16 GByte G.Skill Ripjaws DDR4 2666 (4x 4 GByte)
MSI X99 Gaming 7
2x Transcend SSD370 512 GB (System, Applikationen + Daten, Storage)
Be Quiet Dark Power Pro 1200W
Microcool Banchetto 101
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23 Kommentare
    Dein Kommentar
  • Pumpi74
    Ein epischer Test. Danke dafür.

    Interessant wäre noch wie sehr die GTX 970 @ 1050Mhz auf der GPU dann Strom sparen würde. Würde sie linear weniger Strom ziehen, oder würde sie überproportional zu den hier erhaltenen Effizienzergebnissen sparen.

    Das man Maxwell oben rum richtig ausfahren kann ist ja schön, nur fürchte ich das die Effizienz doch arg leidet. Das man im OC auf 780Ti Effizienz Niveau liegt ist ja nun kein Ruhmesblatt.
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  • FormatC
    Das habe ich im Launchartikel ja getestet (bei der Leistungsaufnahme als emulierte GTX 970 Referenz). Es macht nicht viel aus, da man das Power Target nicht wirklich heruntersetzen kann.
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  • Big-K
    Brrr is es heute wieder kalt. Gut das ich zZ. im roten Lager bin. Werd dann mal das cross Feuer "entzünden" ;-)
    Wie immer gute Arbeit Igor hab ja schon vermutet das sich die eizelnen games sehr unterscheiden.
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  • Pumpi74
    Ah Ja. Man könnte also auch sagen das die GTX 780Ti ihren letzten Effizienzfeinschliff durch die Customausführung erhalten hat ? Weil im Launchartikel ist die 780 Ti Reference ja deutlich hinter der Gygabite 970 OC....
    0
  • FormatC
    Die hier getestete 780 Ti OC läuft ja im Vergleich zur Referenz nicht ins Temperaturlimit und damit auch wesentlich kühler. Kühlere Chips bedeuten aber auch niedrigere Leistungsaufnahme durch geringere Leckströme. Das klappt ja auch bei AMD recht ordentlich. Alle Referenzkarten sind eigentlich Krüppel, so hart dieses Arteil auch sein mag, vor allem bei AMD. Die Hawaii-Karten sind nur mit ordentlichen Customs brauchbar.
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  • Big-K
    Deswgen testen NV freundliche Seiten (CB) auch gerne mal custom NV gegen refferenz AMD Karten. Dann laufen letztere bei 95°C ins limit und es liegen im Verbrauch als auch in der Leistung "kleine Galaxien" dazwischen.
    Deswegen komm ich auch so gerne hier her und natürlich wegen dem unvergleichlichen "Schreibstil" von Igor ;-)
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  • zeedy
    Hallo und danke für den Test. Ich fänds super, wenn der Spielelastverbrauch immer anhand von 2-3 Spielen gemessen werden würde, Da ein einziges eben doch nicht repräsentativ ist.

    Was mich verwirrt, ist die Energieaufnahme in Metro LL. Soweit ich weiß, messt ihr den Gamingverbrauch generell mit diesem Spiel. In dem Test verbrauchen die 780 Ti OC und 780 OC aber deutlich weniger als noch im Test des Referenzmodells.
    http://www.tomshardware.de/geforce-gtx-780-ti-review-benchmarks-grafikkarten-gpu,testberichte-241425-17.html

    Und auch im Vergleich zum Test vom Freitag sind die übertakteten 780er Gigabytes deutlich sparsamer als die Referenz.
    http://www.tomshardware.de/geforce-gtx-980-gtx-970-maxwell-gpu,testberichte-241646-13.html
    Wieso?
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  • FormatC
    Also:
    Ich messe in normalen Reviews NICHT mehr mit Metro LL, weil sich bei jedem Treiber und Patch auch die Werte der Leistungsaufnahme ändern. Die R9 290 stieg z.B. von damals ca. 48 fps auf über 70. Diese Leistung muss ja irgendwo herkommen. Außerdem hat sich der Produktionsprozess bei Nvidias Chips verbessert und die Referenzkarten brauchten wegen der hohen Temperaturen (Leckströme) immer etwas mehr.

    Man kann ältere und neuere Werte übers Jahr kaum noch miteinander vergleichen. Ich merke das auch an den Benchmarks, weil ich die Charts immer aktuell halten muss. Das ist eine Heidenarbeit, die leider keiner sieht.
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  • zeedy
    Womit wurde denn zuletzt gemessen?

    Trotzdem erstaunlich, dass eine Referenz 780Ti, die ihren Takt nicht einmal bei 1 GHz halten kann, in dem selben Spiel 25W mehr verbraucht als eine übertaktete Custom Karte.

    Ja, dass das eine Menge Arbeit ist kann ich mir vorstellen, und weiß die aufwändigen Messungen umso mehr zu schätzen ;D
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  • FormatC
    Noch einmal - Grundlast und Leistungsaufnahme variieren nach Treiber- und Patchversion. Man kann diese Messungen NICHT vergleichen. Außerdem sind die Chips der meisten OC-Versionen bei Gigabyte durchs Gauntlet-Programm gelaufen, also eine Art einfaches Binning. Deshalb hast Du auf den OC-karten meist die besseren Chips. Die ganzen Referenzkarten haben meist Chips aus der ersten Batch und die ist fast immer suboptimal.

    Ich nutze mittlerweile Unigine Heaven 4 mit speziellen Einstellungen. Dort kann ich den Start des Benchmarks scripten und habe zu 99.9% reproduzierbare Ergebnisse, auch auf längere Zeit hin, weil keine Treiberoptimierungen für das Programm mehr kommen.
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  • Faboan
    hmm, ich würde meine gb gtx680OC für gut die hälfte des kaufpreises einer anständigen gtx970 loswerden können und würde sogar ne alte 5850 toxic draufkriegen ;D tun oder nicht tun, das ist hier die frage?!
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  • FormatC
    Wenn es Dir ca. 30-40% mehr Performance wert sind, dann mache es :)
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  • Faboan
    obs mir erstmal wirklich mehr bringt sei dahingestellt (alter i7 950@4GHz) hintergedanke ist der, nächstes jahr wieder komplett neu zu bauen und erstmal die 970 dann dort zu betreiben(bis irgendwann nochmal ein richtiger performancesprung am horizont zu erkennen ist) während die 5850 toxic dann in meinem aktuellen, dann alten, system ihr gnadenbrot fristet.jap ich denke das ist ein guter plan ;)
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  • turbotroll
    Ist die getestete 780 Windforce die GHz Edition? Ne oder?
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  • FormatC
    Nein, dann hätte ich es geschrieben ;)
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  • turbotroll
    Guter Mann! ;)
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  • zeedy
    Stimmt, eine gute Idee mit Unigine Heaven zu messen :up
    Übrigens, bei mir läuft der Benchmark mit 99% GPU Last - also quasi volle Shaderlast?
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  • timmijimmy
    Ich hab da mal ne Frage: Wieso habt ihr ganz andere Ergebnisse, als die Jungs von LinuxTechTips von YouTube?
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  • FormatC
    Du solltest die Frage anders herum stellen. Warum haben die andere Ergebnisse als wir :D
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  • derLordselbst
    Nach dem Jubel-Test im Vergleich der Referenzkarten jetzt endlich wieder die gewohnt gute Arbeit von Tomshardware.
    Danke für die Mühe und für die aussagekräftigen Ergebnisse!
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