Pascal wird passiv: Wir bauen eine lüfterlose GeForce GTX 1050 Ti

Wie schon bei der GeForce GTX 650 und GTX 750 Ti wollen wir testen, wie gut der Umbau einer solchen Einsteigerkarte auf reine Passivkühlung klappt, und die Hürden sowie Fallstricke aufzeigen, die so ein Projekt unter Umständen bereit halten kann.

Es ist immehin schon fast vier Jahre her,  als wir mit einer GeForce GTX 650 in unserem Zweiteiler Silent-Gaming-Projekt - Mehr Grafikleistung samt thermischer Schutzschaltung (hier Teil 1, bei dem es um den PC an sich geht) erstmals den Versuch einer Passivlösung wagten, mit der es sich für damalige Verhältnisse sogar recht gut spielen ließ.

Exakt ein Jahr später folgte der nächste Passivumbau, nämlich der einer GTX 750 Ti: Do-It-Yourself: Wir bauen eine passiv gekühlte GeForce GTX 750 Ti.

Nach dem Erscheinen der GeForce GTX 1050 (Ti) steht nun folgerichtig der nächste Umbau an, wobei wir sogar das alte Setup samt Kühler von 2013 noch einmal herausgekramt haben, um die drei Generationen miteinander zu vergleichen: Kepler gegen Maxwell und Pascal, sowie der Kampf aller gegen die entstehende Abwärme.

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GeForce GTX 1050 oder GTX 1050 Ti?

Die GeForce GTX 1050 scheint wegen ihrer geringeren Leistungsaufnahme vordergründig besser geeignet zu sein. Aber wenn man ein klein wenig nachdenkt und dabei auch Nvidias Boost berücksichtigt, ist das mit doppelt so viel Speicher ausgerüstete Ti-Modell am Ende doch die cleverere Wahl.

Die maximale Leistungsaufnahme lässt sich nämlich über das Power Target gefahrlos einbremsen, der Speicherausbau jedoch ist fix - und die zwei Gigabyte der normalen GTX 1050 sind spätestens mittelfristig eine echte Spaßbremse.

Nach einigem Hin und Her haben wir schließlich auf die einfachste Ausführung der MSI GeForce GTX 1050 Ti OC zurückgegriffen, die einerseits auf den separaten Stromstecker verzichtet und andererseits in Form zuätzlicher Bohrungen ein Feature mitbringt, über das gleich noch zu sprechen sein wird.

Nach einigen ersten Messungen und dem Ausloten aller Einstellungen in einer Hotbox haben wir uns für ein Power-Target von 80 Prozent entschieden, so dass die maximale Leistungsaufnahme im Durchschnitt nie über 52 Watt stieg, sondern oft genug deutlich niedriger ausfiel. Wer thermische Probleme befürchtet, kann mit dieser Karte auch locker 60 Prozent oder weniger testen - die Performance-Einbußen sind weniger gravierend als man denkt.

Für das änderbare Power-Target haben wir die jeweilige Leistungsaufnahme der MSI GeForce GTX 1050 Ti OC gemessen, die jedoch in vielen Fällen beim Gaming noch deutlich unterschritten werden dürfte. Dabei sollte man jedoch beachten, dass hier kein Lüfter mehr mit bis zu zwei Watt Leistungsaufnahme mit in die Gesamtmessungen einfließt:

Power Target
Metro Last Light 1080p
Furmark Fullscreen
100 Prozent
66 Watt
70 Watt
90Prozent59 Watt
62 Watt
80 Prozent52 Watt
54 Watt
70Prozent45 Watt
47 Watt
60 Prozent
39 Watt
41 Watt
50 Prozent
34 Watt
36 Watt

Fassen wir diesen ersten Schritt noch einmal kurz zusammen:

Merkzettel #1
• Der Speicherausbau der GeForce GTX 1050 ist nicht sonderlich zukunftssicher
• Die Leistungsaufnahme lässt sich über das Power Target perfekt absenken
• Der Preisunterschied ist nicht groß genug, um die Nachteile der Non-Ti aufzuwiegen
• Die einfachste GeForce GTX 1050 Ti ist absolut ausreichend, eine Übertaktung überflüssig

Doch kommen wir auf das eben erwähnte Feature mit den Bohrungen zurück. Wer den Artikel zum Umbau der GeForce 750 Ti gelesen hat, der wird sich sicher auch daran erinnern, dass wir beim Lochabstand einige Millimeter mechanisch durch Abtragen "zugeben" mussten, um überhaupt einen passenden Kühler für die Maxwell-Karte zu finden.

Dies sieht bei der GeForce GTX 1050 Ti nicht anders aus, denn der Originalkühler hat ein Lochraster von jeweils 48 mm. So etwas im Drittanbietermarkt für Passivkühler zu finden ist schon mehr als Glück und fast immer vom Misserfolg gekrönt.

Doch stopp! Auf der MSI-Karte befinden sich zusätzlich noch vier ungenutze, vom Abstand her sehr sympathische Bohrungen im 58-mm-Raster! Genau das ist unsere Rettung, denn fast alle Kühler - egal ob nun Drittanbieter-Lösungen oder Nvidia-Custom-Designs höherer Leistungsklassen - setzen auf diese Maße.

Dieser Umstand haucht unserem vor drei Jahren verwendeten Arctic Accelero III - den wir vor drei Jahren schon einmal einer Radeon R9 290 aufgepflanzt hatten - noch einmal neues Leben ein, denn wir müssen gar nicht lange nach einer Lösung suchen.

Man kann natürlich auch alte, defekte Nvidia-Karte nutzen, die ebenfalls über einen Lochraster von 58 mm verfügten. Man muss jedoch unbedingt darauf achten, dass zwischen Unterkante des Heatsinks und den Kühlerlamellen etwa 15 Millimeter Abstand sein sollte, damit die höheren Baulelemente wie Spulen und Kondensatoren nicht anstoßen.

Wir sehen auch, dass etwas mehr als die Hälfte des Kühlkörpers über die Platine der Grafikkarte hinausragt. Hier hat die Luft bei der nötigen Eigenkonvektion - also der aufsteigenden Bewegung der Luft nach der erfolgten Erwärmung - recht leichtes Spiel. Das ist auch einer der Gründe, warum man Passivkarten besser nicht vertikal stehend einbauen sollte, da hier der Airflow eher ungünstiger ausfällt.

Die kurze MSI GeForce GTX 1050 Ti macht zusammen mit dem langen Kühler eine recht gute Figur und wartet nur noch darauf, möglichst gewinnbringend eingebaut und genutzt zu werden.

Merkzettel #2
• Der Lochabstand von 48 mm ist kaum bei Drittanbieter-Kühlern zu finden
• Einige Karten haben zusätzliche, ungenutzte 58-mm-Bohrungen
• Die MSI GeForce GTX 1050 Ti besitzt die nötigen Bohrungen ab Werk
• Man kann sogar alte Kühler mit 58-mm-Raster und genügend Platinenabstand nutzen
• Je länger der Kühler, umso größer der Überhang über der Platine (Airflow!)

Das richtige Gehäuse samt Positionierung

Wir haben ja bereits kurz die Positionierung der Karte beim Einbau angerissen. Mal abgesehen von der extremen Länge (knapp 34 cm Einbautiefe sollten es in diesem Fall schon sein) ist ein Cube- oder sonstiges Gehäuse mit horizontal verbautem Mainboard für einen komplett passiven Betrieb eher ungeeignet. Wir werden deshalb auch messen, wie sich unser Umbau ohne und mit einem sehr leichten Airflow im Gehäuse verhält.

Im ersten Durchlauf stecken wir die Karte in unsere Workstation, wobei alle Gehäuselüfter abgeklemmt wurden und sich nur die beiden Lüfter auf dem 240er-Radiator im Gehäusedeckel mit ca 300 U/min drehen. Neben diesem leichten Sog nach oben (Unterdruck) stößt die Karte auf ein sehr großes Innenvolumen, das der Eigenkonvektion der Passivkarte definitiv nicht im Wege steht.

Für die zweite Messung kramen wir den Aufbau von 2013 noch einmal hervor, der komplett passiv arbeitet (auch die CPU) und zur Sicherheit mit einer temperaturgeregelten Lüfterzuschaltung ausgestattet war. Für die GeForce GTX 650 haben wir diese seinerzeit durchaus ab und an benötigt - doch was wird mit der GeForce GTX 1050 Ti? Wir sind schon mal gespannt, was sich in drei Jahren so getan hat (oder vielleicht auch nicht).

Im Gegensatz zur GTX 650 und GTX 1050 Ti musste die GeForce GTX 750 Ti mit dem damals anoperierten Sapphire-Kühler auskommen, weil ihre Bohrungen den Esatz des größeren Kühlkörpers leider nicht erlaubten.

Merkzettel #3
• Eine horizontale Montage der Karte ist besser als eine vertikale
• Ein hohes Innenvolumen des Gehäuses ist hilfreich
• Die Eigenkonvektion darf nicht beeinträchtigt werden
• Notfalls kann ein optionaler, langsamer Lüfter hilfreich sein

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26 Kommentare
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    Dein Kommentar
  • Tesetilaro
    vielen Dank für die prägnante Zusammenfassung des sicher stundenlangen Messmarathons ;)
  • LokusKnall
    1342 ist die Base-Clock die er mit etwas Puffer hällt, Glückwunsch dazu.

    Die Karte pausiert nach häufigem oder langen Kontakt mit dem Temp.-Target die Hochtakt-Versuche.

    Ich glaub das ist eine neues Feature der 1050er, hab zumindes von keiner Pascal davor gehört die das so macht.
  • ShieTar
    Sonst macht ja auch niemand 60-Minuten-Benchmarks. Finde ich eh seltsam, das die Karte nach derart langer Zeit noch den Modus wechselt.
  • FormatC
    Für mich war das auch neu. Nach einem reboot gings wieder - 50 Minuten lang :D
  • MyRunner
    Habt ihr mal getestet, nach den 50 Minuten mit einem externen Luefter die Temperatur zu senken, ob er dann evtl. einen niedrigen Schwellwert aktiviert und wieder dynamisch getaktet wird? Oder schaltet die Karte bis zum Reboot dann komplett die Dynamik ab?
  • FormatC
    Es bringt nichts, Boost kommt nicht wieder. Ein Warmstart half irgendwie auch nicht weiter. Es musste ein echter An-/Aus-Vorgang sein. Schon merkwürdig, da auch im Whitepaper nicht dokumentiert
  • KalleWirsch
    Die Existenz einer solchen Notbremse (abhängig von der Temperatur) wirft sofort die Frage auf: Ab welcher Temperatur und nach welcher Zeit setzt die Bremse ein?

    Es gibt ja Leute die Werkskarten haben, aber eigene Lüfterkurven einstellen (um die Karten leiser oder schneller zu bekommen). Für die ist diese Frage voll relevant.

    Dann wäre da noch die Frage: Ist sowas nur bei der 1050TI oder auch bei den anderen Karten vorhanden.
  • FormatC
    Wie im Artikel beschrieben:
    Das Temperatur-Target lag bei 83°C, wurde dank Boost nie überschritten und trotzdem kam nach etwas mehr als 50 Minuten der Abtörner.
    Das hatte ich in dieser Form bisher allerdings noch nie, auch nicht bei meiner 1080, die ebenfalls thermisch stundenlang am eingestellten Limit von 80°C kratzt weil ich es leise haben möchte.
  • LokusKnall
    Super das du uns weiter feedback gibst Igor.
    Es ist dann auch egal ob nach exakt 20 oder 25 Minuten an 83°C das Verhalten passiert,
    oder ob die Berührungen von 83°C mitgezählt werden und ob dann z.B. nach 25- oder 50-Mal die Bremse kommt ? Bescheuert ist es auf alle Fälle
  • LokusKnall
    @ Kallewirsch, es kann auch ein VBios-Fehler des einen Herstellers sein.
  • FormatC
    Das Spielchen ist leider sehr, sehr zeitaufwändig, aber ich teste die nächte 1050 auch einmal auf diese Umstände.
    Man muss ja wirklich alles temperieren und absolut gleiche Bedingungen schaffen, um vergleichbar zu bleiben.

    Den BIOS-Fehler würde ich ausschließen, da der Boost-Teil nicht variabel ist. Die Hersteller können eigentlich nur die freigegebenen Tabellen ändern (Offset, Boost-Steps, Spannungen, Lüfterkurve, Hysterese), mehr nicht.
  • derGhostrider
    Naja, die Rückseite! der Platine wird auf 90,9 °C erhitzt, beim GPU-Sockel auf ca 83.
    Was glaubst Du denn bitte, wie die Temperatur der "Heizelemente" auf der Vorderseite aussieht?
    Die sind sicherlich nicht kälter.

    Haben die VRMs vielleicht einen Sensor in der Nähe?

    Optimal für die Konvektion der Graka wäre es, wenn der Tower auf dem Kopf stehen würde... So gibt es doch einen Hitzestau unter der Karte.

    Testen kann man das kaum, da im Boden wohl kaum die gleichen Lüftungsschlitze wie im Deckel sind. Der hintere obere Lüfter ist dann auch unten, usw... Dann versaut man sich die sonstige Kühlung.

    Das war vielleicht das einzig Gute am BTX-Faktor: GPU auf der Karte, nicht unter der Karte.
  • FormatC
    Die VRM haben keinen Sensor. Nur das Aux Signal der PWM-Chips und das ist ok.
  • LokusKnall
    Danke für die Info das die Hersteller nur das ändern dürfen, das wusste ich nicht so im Detail.
    Abseits vom "Dürfen" wäre es aber nicht das erste mal das sie doch etwas mehr zerfummeln als von nvidia gewollt, würde hier aber zu weit führen und ich hör jetzt auf zu bohren. ;)

    @ derghostrider,
    wenn die fehlenden Puzzleteile im Rätsel weitere Bauteile wären wie du sagst, dann wären diese beim zwischenzeitlich auch probierten "manuellen Runterkühlen" auch aus dem zu hohen Temp.-Bereich rausgewesen und der Boost hätte wieder probiert sein Werk zu verrichten.

    Aber der Boost war bis zu einem kompletten Ausschalten des PC nichtmehr verfügbar egal wie kalt die Karte wurde.

    FormatC 08.11.2016 08:39
    Es bringt nichts, Boost kommt nicht wieder. Ein Warmstart half irgendwie auch nicht weiter. Es musste ein echter An-/Aus-Vorgang sein. Schon merkwürdig, da auch im Whitepaper nicht dokumentiert
  • mareike
    Mal ne andere Frage; warum findet man nirgends OC Tests der 1050 Ti. Wann kommt eurer. ;)
  • FormatC
    Lies Doch mal den Launchartikel auf Seite 7. OC ist reichlich witzlos auf diesen Karten.

    Hier stehen erreichte Taktraten & Co. Bei 1911 MHz gibt es anscheinend eh eine generelle Barriere,
    denn alle Karten, die ich mal hier hatte, zeigen das gleiche Verhalten.
    http://www.tomshardware.de/nvidia-geforce-gtx-1050-ti-gp107-grafikkarte,testberichte-242256-7.html
  • diem_
    Im gleichen Artikel steht auf Seite 1: "Angesichts des massiven Übertaktungspotenzials unseres Test-Samples der GTX 1050 Ti (mehr dazu in Kürze) ...". Das klingt ein wenig nach einer Vorankündigung eines OC-Artikels. Vielleicht wollte Mareike darauf hinaus.
  • FormatC
    Im Vergleich zum Basis-Takt ist der Boost, ja durchaus gewaltig :D
    Nur reizen die Hersteller beim Werks-OC den Spielraum schon ordentlich aus.
    Da bleibt dann nicht mehr viel über. Es bezieht sich auf Seite 7. :)
  • derGhostrider
    Anonymous sagte:
    @ derghostrider,
    wenn die fehlenden Puzzleteile im Rätsel weitere Bauteile wären wie du sagst, dann wären diese beim zwischenzeitlich auch probierten "manuellen Runterkühlen" auch aus dem zu hohen Temp.-Bereich rausgewesen und der Boost hätte wieder probiert sein Werk zu verrichten.

    Aber der Boost war bis zu einem kompletten Ausschalten des PC nichtmehr verfügbar egal wie kalt die Karte wurde.

    Den Zusammenhang verstehe ich nicht, denn wenn die Karte einmal irgendwo zu heiß wurde und in einen "Notfallmodus" schaltet, hat die nachfolgende Temperaturänderung nichts mehr mit dem Zeitpunkt zu tun, als der Notfallmodus getriggert wurde.
    Der muss sich ja nicht zurücksetzen, nur da es kälter wird. (Was er auch nicht macht)

    Kenne solches Verhalten auch von PKW-Motoren. Da gibt es einen kleinen Schlauch, der für eine Drucküberwachung für den Turbo zuständig ist. Marderbiss: Solange man gaaaanz vorsichtig fährt, ist alles OK. Eine Bodewelle oder stärkeres Beschleunigen, dann bricht der Druck zusammen und die Motorelektronik drosselt die Motorleistung, bis man das Fahrzeug komplett abschaltet und neu startet. Nicht nur, bis der Druck gerade mal wieder passt.

    Das ist eine reine Designfrage des Notfallmodus' und belegt nicht, dass es an etwas anderem als dem Druckverlust liegen würde.
    Für mich sieht das Verhalte hier genau so aus. Irgendetwas schmeckt der Karte nicht - vielleicht ein Timeout nach dem Überschreiten einer gewissen Temperatur, da die Karte nicht rechtzeitig heruntergekühlt wurde, so dass dann der Notfallmodus aktiviert wird.
    Dafür müsste man die Firmware mal genau einsehen dürfen.
    Der Modus ist gut, da er vor Beschädigungen schützt.

    Zeigt aber auch, dass sich die Karte so nicht wohl fühlt.
    Naja, bei den erreichten Temperaturen nicht soooo verwunderlich. Kühl ist etwas anderes.
  • planet1
    Guten Abend Herr Wallossek,

    mit großem Interesse habe ich Ihre Artikel zum Thema passiv-gekühlte Grafikkarten gelesen - ausdrücklichen Dank dafür.

    Ich möchte im kommen Früjahr meine Zweitkarte (GT 730 2GB) mangels Leistung frühverrenten und da kommen mir Ihre Passivtests wie gerufen ;-).

    Da es im Moment fraglich ist ob der Markt noch mit einer passiv-gekühlten Pascal-Karte (NVIDIA GeForce GT 1040) beliefert wird, ist es wohl umvermeidlich selbst Hand an den Kühlkörper zu legen.

    Da Ihr präferierter Monsterkühler von Arctic (~60€) sich wohl für den EInsatz auf einer GT 1050 Ti eignet frage ich mich ob der kleinere arktische Bruder (Arctic Accelero S3 für ~30€) nicht auch den Kühldienst verrichten könnte.

    Die Geforce GTX 1050 (inkl. Ti) soll eine Leistungsaufnahme von ~75W haben im Gegensatz zur Geforce GTX 960 mit ~120W.

    Leider steht zu den möglichen Lochabständen auf den Empfängerkarten weder etwas in den Herstellerspezifikationen noch in Ihrem Test ;-/.

    https://www.arctic.ac/de_de/downloads/dl/file/id/1404/accelero_s3_spec_sheet_german.pdf
    http://www.tomshardware.de/passive-geforce-gtx-960-accelero-s3,testberichte-241754.html

    Falls das wirklich klappen würde, wäre da nur noch die Qual der Auswahl an GT 1050 TIs :). Es sind immerhin 27 Karten, darunter 8 mit einer extra Stromversorgung und 3 mit einem maximalen Boostchiptakt von 1500 Mhz.

    Frohe Weihnachten!