[UPDATE] Pascal-Roundup: GeForce GTX 1070 und GeForce GTX 1080 im Vergleich

Nvidia GeForce GTX 1070 Founders Edition

Die GeForce GTX 1070 Founders Edition ist die kleinere Schwester der GeForce GTX 1080 und basiert auf dem gleichen Chip. Die eigentlichen Unterschiede bestehen in der Beschneidung der GPU um 25 Prozent, der Verwendung von GDDR5- statt GDDR5X-Speicher, einer einfacheren Kühllösung sowie einem reduzierten Power Target von 150 Watt.

Bei der sogenannten "Founders Edition" handelt es sich im eigentlichen Sinne um das, was Nvidia bei den Vorgängermodellen stets als Refrenz-Design verkauft hat. Diesmal möchte Nvidia allerdings auch ein Stück des Verkaufskuchens abbekommen und versucht mit der verbalen Neubenennung den etwas negativen besetzten Begriff des Referenz-Designs zu umgehen.

Äußerer Aufbau und Anschlüsse

Die Kühlerabdeckung aus Aluminium-Spritzguss ist zweifarbig in Silber-Metallic und Schwarz lackiert. Die metallische Ausführung erzeugt einen kühlen, wertigen Eindruck, wirkt sich allerdings auch auf das relativ hohe Gewicht von über einem Kilogramm aus.

Die Rückseite der Platine ist von einer zweiteiligen Backplate verdeckt, die eine rein optische Funktion besitzt und nichts zur Kühlung beiträgt. Wem beim SLI der Platz zu eng wird oder wer eine etwas bessere Belüftung der Platinenrückseite vorzieht, kann beide Teile der Backplate bedenkenlos abschrauben.

Die Oberseite der Karte ist vom mittig platzierten, grün leuchtenden GeForce-GTX-Schriftzug geprägt, der 8-polige PCIe-Spannungsversorgunganschluss sitzt am Ende der Karte. Das sehr kantige und zerklüftete Design ist sicherlich Geschmackssache, fällt aber definitiv auf.

Das Ende der Karte zeigt die Lamellen des Lufteinlasses und den Montagerahmen, der insgesamt drei Schraubgewinde bietet, um die Karte mit passenden Halterungen im Gehäuse zu entlasten.

Die Slot-Blende bietet insgesamt fünf Ausgänge, von denen maximal vier gemeinsam betrieben werden können (Multi-Monitor-Setup). Neben dem Dual-Link DVI-D (ein analoges Signal wir nicht durchgeschleift), finden sich auf der Rückseite noch ein HDMI-2.0-Ausgang sowie drei DisplayPort-1.4-Anschlüsse. Der Rest der Slot-Blende ist mit jeder Menge Öffnungen für den Luftauslass versehen.

Platine und Bestückung

Ein Blick auf die Platine zeigt die offensichtlichen Sparmaßnahmen, die Nvidia bei der Karte umgesetzt hat. Neben der einen Phase für den Speicher sind nur noch vier der insgesamt sechs möglichen Phasen für die GPU bestückt und verschaltet. Beim GDDR5-Speicher setzt Nvidia auf Bauteile von Samung: Die acht Module vom Typ K4G80325FB-HC25 besitzen eine Kapazität von jeweils acht Gigabit (32x 256 MBit), die je nach abgefordertem Takt mit Spannungen zwischen 1,305 und 1,597 Volt betrieben werden können.

Das 4+1-Phasen-System setzt auf einen kaum dokumentierten µP9511P als PWM-Controller. Da der PWM-Controller die MOSFETs der einzelnen Spannungswandler-Phasen nicht direkt ansprechen kann, setzt Nvidia mit den 53603A auf solide PWM-Treiber (gate driver) für die Ansteuerung der Power-MOSFETs. Dabei handelt es sich um Modelle vom Typ 4C85N, bei denen es sich um einen recht belastbaren Dual-Channel-MOSFET für den DC/DC-Spannungswandlerbereich mit ausreichend hohen Reserven handelt.

Unterhalb der GPU sind zudem zwei Kondensatoren aufgelötet, die Spannungsspitzen abfangen und glätten sollen. Das Platinen-Design selbst wirkt aufgeräumt und durchdacht.

Taktraten, Spannungen und Leistungsaufnahme

Bevor wir zur Leistungsaufnahme kommen, betrachten wir noch die Verläufe von Boost-Takt und anliegender GPU-Kernspannung, die sich nämlich sehr auffällig ähneln und die wir bewusst untereinander gestellt haben.

Wir sehen sehr schön den Zusammenhang von Taktfrequenz und Spannung, wobei die Kurven bei steigender Erwärmung der GPU absinken und im eigentlichen Verlauf natürlich auch von den anliegenden Lasten der Workloads abhängen.

Während der Boost-Takt nach Erwärmung und unter Last stellenweise bis unter 1,7 GHz fällt, sieht es bei den Spannungswerten ähnlich aus. Werden anfangs noch bis zu 1031 Volt erreicht, fällt die Spannung später stellenweise bis auf 0,812 Volt ab.

Aus diesen Spannungsverläufen und den fließenden Strömen ergibt sich dann auch die Leistungsaufnahme, die wir mit unserem exakten Equipment sehr gut an allen Anschlüssen messen können. Zunächst stellen wir die gemessenen Leistungsaufnahmewerte tabellarisch als Überblick dar:

Natürlich wollen wir euch auch die gewohnten Detailgrafiken der Leistungsaufnahme im Idle, beim 4K-Gaming und beim Stresstest nicht vorenthalten, die sowohl die Lastverteilung auf den einzelnen Spannungs- und Versorgungsschienen abbilden als auch einen guten Überblick über die anfallenden Lastschwankungen und Leistungsspitzen geben können:

Kühlsystem und Temperaturen

Im direkten Zusammenhang zur aufgenommenen Leistung steht die erzeugte Abwärme, die fast 1:1 umgesetzt wird. Betrachtet man die Unterseite des Kühler, sieht man einen einfachen Kupfer-Heatsink anstelle der auf der GeForce GTX 1080 verwendeten Vapor Chamber - für eine derart teure Karte eine eigentlich unverständliche Cost-Down-Maßnahme.

Der Montage- und Kühlrahmen, der auch zur Stabilität der Karte beiträgt, entsorgt die Abwärme von den MOSFETs und Speichermodulen unter Verwendung sehr dicke Wärmeleitpads verwendet werden.

Diese Sparmaßnahmen finden wir dann auch im Temperaturverlauf wieder:

Die GPU kratzt nicht nur knapp an der 80-Grad-Marke, sondern überspringt diese im geschlossenen Gehäuse sogar leicht. Im offenen Aufbbau messsen wir im Gaming Loop 78°C am GPU-Sockel.

Beim Torture Loop, bei dem durch das einsetzende Power Target eine ähnliche Leistungsaufnahme anliegt, messen wir sehr ähnliche Temperaturen.

Geräuschentwicklung

Als logische Folge der Erwärmung muss nun auch der Lufter schneller drehen, wobei die Drehzahlen beim Stresstest zunächst langsamer ansteigen (niedrigerer Takt), sich später jedoch nach ca. 30 Minuten mit denen beim Gaming-Loop treffen.

Die unmittelbare Folge des Lüfterbetriebs ist eine Geräuschentwicklung, die Im Idle noch relativ moderat ausfällt, auch wenn der Lüfter einen etwas knurrigen Klangcharakter besitzt.

Bei lang altender Volllast kratzt man an der 42-dB(A)-Marke, was für einen Radiallüfter noch akzeptabel ist. Das Frequenzspektrum ist nun sehr breitbanding und man empfindet das Geräusch als nicht allzu aufdringliches Rauschen:

Insgesamt betrachtet ist die Radiallüfter-Lösung zwar eine brauchbare Angelegenheit, jedoch meilenweit davon entfernt, die Karte zu einer vornehmen Leisetreterin zu machen.

Technische Daten und Zwischenfazit

Betrachten wir nun noch einmal zusammenfassend die technischen Daten und individuellen Details der Grafikkarte:

Nvidia GeForce GTX 1070 Founders Edition

Nvidias eigenes Referezdesign ist ein Kompromiss aus Leistung und Kühlperformance. Das DHE-Prinzip (Direct Heat Exhaust) sorgt dafür, dass die heiße Abluft direkt nach außen befördert wird. Trotzdem ist diese Karten den Boardpartnerkarten in Bezug auf Boost-Taktraten und Geräuschentwicklung meist deutlich unterlegen.

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• Technische Daten

  ____________________

• SMs

  15

• Shader-Einheiten

  1920

• Basis-Takt MHz

  1506

• Boost-Takt MHz

  1683+

• GFLOPS (Basis-Takt)

  5783

• Textur-Einheiten

  120

• Textur-Füllrate GT/s

  180.7

• Speichergröße

  8 GiB

• Speicherart

  GDDR5

• Speichertakt MHz

  2002

• Speicher-Bandbreite

  250 GByte/s

• L2-Cache MiB

  2

• Transistoren Mrd.

  7.2

• Individuelle Merkmale

  ____________________

• Kühlprinzip

  DHE

• Lüfter

  70 mm Radiallüfter

• Lamellen

  horizontal, Kammern

• Heatpipes

  keine

• Heatsink

  Kupferplatte

• Einbaulänge

  27.0 cm

• Einbauhöhe

  10.5 cm

• Einbautiefe

  3.5 cm

• Gewicht

  1020 g

• Ausgänge

  DVI-D, HDMI 2.0, 3x DP

• Elektrische Parameter

  ____________________

• Watt Idle

  9

• Watt Gaming

  148

• Watt Stresstest

  150

• PCIe Buchsen

  1x 8-Pin