Blog Alkis Blog #22 - GK110 endlich komplett

Incredible Alk

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Fast zwei Jahre hat es nun gedauert, bis NVidia im Endkundenmarkt eine unbeschnittene Form ihrer Kepler-Architektur auf den Markt gebracht hat. Seit Mitte März 2012 die ersten Kepler-Karten vorgestellt wurden musste der geneigte Nerd nun auf den Vollausbau warten, der nun mit der GTX780Ti endlich mit den vollen 2880 Shader-Einheiten kaufbar ist. Vermutlich wäre er das noch immer nicht und auch nie geworden, hätte AMD mit der R9 290X nicht eine Karte auf den Markt gebracht, die die NVidianer zum Handeln gezwungen hat.

Welche sollte es also nun sein, eine 290(X) oder eine 780Ti? Preislich und daher auch vom P/L Verhältnis liegt AMD klar vorne - das war auch schon bei meiner 7970er so weswegen ich hier zu AMD gewechselt war, das Gesamtpaket im Moment trieb mich aber wieder zu den Grünen zurück (außerdem waren die sowieso an der Reihe da ich aus welchen Gründen auch immer bei jeder Karte die Farbe wechsele :-D). Die Gründe dafür sollen aber nicht das Thema sein, ich möchte einfach über die gemachten Eindrücke mit der neuen Karte berichten, sowohl positiver als auch negativer Art. Eigentlich war ich guter Dinge, bei einer Grafikkarte für rund 600€ keine wirklichen negativen Punkte zu finden aber da lahmts teilweise noch an Stellen die völlig unbegreiflich sind, dazu später mehr - los gehts!

Die neue Grafikkarte meines Vertrauens wurde also eine Gigabyte GeForce GTX780Ti Windforce3. Ich hatte bereits bei der vergangenen HD7970 gute Erfahrungen mit der Leistungsfähigkeit (leider nicht mit den Werkseinstellungen aber die kann man ja korrigieren...) dieses Kühlungsmodells gemacht und Gigabyte behauptete, den Kühler nochmal stark verbessert zu haben seit damals - also geben wir ihenen die Chance es zu beweisen.

Der erste Eindruck der Karte scheint dies zu bestätigen: Der neue Kühler wurde nicht nur vom Design her überarbeitet sondern zeigt sich dank zusätzlicher seitlicher Metallstreben an der Karte deutlich steifer als das alte Modell. Damit dürften durchhängende Karten auch ohne Backplate der Vergangenheit angehören. Des Weiteren wurden die Rotorblätter durch leicht anders geformte und insgesamt etwas kleiner wirkende Modelle ersetzt was mich zunächst etwas stutzig machte, kleinere Blätter resultieren hoffentlich nicht in höheren Drehzahlen angesichts der Abwärmeleistung einer 780Ti. In dem Zusammenhang "Leistungsaufnahme" musste ich nebenbei leicht grinsend feststellen, dass Gigabyte ihrer OC-Version der 780Ti zwei 8-pol PCIe-Stecker verpasst hat anstelle der Vorgabe von einem 6-pol und einem 8-pol-Stecker. Nicht dass das zwingend notwendig wäre, aber mehr Reserven nehme ich immer gerne an.

Nach dem wie üblich problemlosen Einbau dann der obligatorische Check per GPU-Z: Wunderbar, es ist wirklich eine 780Ti, die Standardtaktraten liegen bei 1020 MHz Mindest- und 1085 MHz Boosttakt und die Karte läuft über PCIe 2.0.
Moment - PCIe 2.0? Richtig gelesen! NVidia hat es noch immer nicht geschafft, die 3.0er Version dieses Standards auf der High-End-Plattform von Intel (X79/S2011) zu verifizieren und bietet nur PCIe 2.0 an. Natürlich weiß der geneigte Nerd, dass der Performanceverlust dadurch quasi nicht vorhanden ist (zumindest wenn man nur eine 780Ti einbaut...) aber ganz ehrlich: Das ist für meine Begriffe äußerst peinlich. Eine derart von sich selbst überzeugte Firma wie NVidia schafft es über Jahre nicht, einen der grundlegendsten Standards bei ihren Hochpreisartikeln anzubieten wo die Konkurrenz das seit Ewigkeiten aus dem Stand beherrscht? Schämt euch. Da machts auch die Tatsache nicht besser, dass die Karte das "eigentlich" ja kann - ein inoffizieller Trick der ein paar Bits im System verändert reicht bereits aus und die Karte läuft nach einem Neustart absolut problemlos mit PCIe 3.0. Natürlich wird Nvidia irgendwelche Gründe beziehungsweise Probleme gefunden haben warum sie das offiziell nicht unterstützen (im Zweifelsfalle wird auf Intel abgewälzt) aber auf mich macht das einen sehr schlechten Eindruck.

Aber was solls, die Karte läuft und nach meinem kleinen Systemeingriff auch mit PCIe 3.0. Das nächste Tool das ran muss ist wie könnte es anders sein der Afterburner - denn was tut der Nerd lieber als neue verdammt teure Hardware durch irgendwelche Regionen außerhalb ihrer vorgesehenen Spezifikationen zu treiben? :ugly:
Das erste was sofort ins Auge springt: Die beiden 8-pol Stromanschlüsse die Gigabyte verbaut sind anscheinend doch nicht so ganz optional, denn Gigabyte erlaubt der Karte das PowerTarget statt bis 106% auf bis zu 116% hochzuschrauben, was rechnerisch 290W Leistungsaufnahme entspricht. Sehr schön! Mit der 116%-Einstellung kann die Karte ihren maximalen Boost-Takt sogar durch den Furmark halten, denn die dann anliegenden 110-115% Leistungsaufnahme sind weder für das PCB noch für den Kühler ein Problem, die Karte bleibt unter 80°C.

Was war also noch herauszuholen? Ich erspare euch die Details mit welchen Programmen und Spielen ich in welchen Einstellungen wo was wie wie lange getestet habe, seid aber versichert: Wenn eine Grafikkarte durch diese Tests durchkommt kann man sie durchaus als sehr sehr stabil bezeichnen. Das Ende vom Lied: Maximal 1230 MHz sind auf der GPU mit Zusatzspannung konstant machbar, für meinen "Alltag" setze ich den Takt auf runde und sicherlich wie sagt man so schön steinstabile 1200 MHz. Auch hier sind die 116% wieder positiv zu erwähnen: In ausnahmslos allen Benchmarks, Spielen und Situationen bleibt der Takt konstant auf den 1200 MHz bei je nach Spielsituation etwa 90-105% Leistungsaufnahme und rund 75°C, sprich die Karte zuckt nicht im Geringsten. Lediglich der Furmark drückt den Boost wegen Überschreitens der 116% hier auf grob 1100-1130 MHz zurück (was immer noch sehr gut ist).

Was ich leider extrem bemängeln muss: Die Karte ist mit den Werkstaktraten instabil! Die 1150 MHz der GPU schaffen es nicht durch meinen Testparcours ohne dass ich mit der Spannung etwas nachhelfen muss und auch manche Spiele stürzen innerhalb von 10-20 Minuten ab. Das passiert wenn ich den Takt auf 1100 MHz reduziere oder die GPU-Spannung etwas anhebe reproduzierbar nicht. Anfrage bei Gigabyte bringt die in solchen Fällen gewohnte Antwort "Am Werks-OC kann es definitiv nicht liegen". Seltsam, dass mit 50 MHz weniger absolut keine Abstürze über Stunden auftreten wo die Werkstaktraten nach 10 Minuten Vollast abstürzen. Schämt euch, Gigabyte! :daumen2:

Enttäuschend sah auch das Ergebnis des vRAMs aus. Bereits 100 MHz mehr als ab Werk erlaubt (also 3600 MHz statt 3500 MHz) resultieren nach einiger Zeit in Flimmern und Bildfehlern, selbst 50 MHz mehr bestehen zwar die Spiele- und Benchmarktests, scheitern aber an den ein oder anderen härteren Methoden die ich anwende und produzieren alle paar Minuten einen falschen Pixel. Es bleibt mir also nichts übrig als den Speicher unangetastet zu lassen (wo er immerhin "steinstabil" unterwegs ist) und mich ein wenig über die ganzen Reviews im Netz zu wundern die teilweise mehrere Hundert MHz (!) auflegen und es als "stabil" titulieren... offensichtlich verwechseln da einige Reviewer "Schafft einen 3DMark-Durchlauf ohne Absturz" mit "fehlerfrei stabil".

Also waren meine Einstellungen gefunden (1200 MHz mit Zusatzspannung oder 1100 MHz leise...) - Zeit, sich die Performance der Karte und des Kühlers anzusehen.
Was mir schon bei der Testerei natürlich nicht entgangen ist: Wow, ist die schnell. Gut über 11.000 Punkte im 3DMark 2013, durchgehend über 30fps in Crysis 3 in 1440p+Ultra Settings und so weiter spricht eine deutliche Sprache - dieses Ergebnis hatte ich aber ja auch erwartet - man kauft sich ja keine solche Karte wenn man nicht in etwa weiß wo man landet.

Was ich nicht erwartet habe war, dass der Windforce3-Kühler tatsächlich so verbessert wurde. Er ist zwar von der Lautheit im Vergleich zur HD7970GHz (die eine ähnliche Abwärme produziert) nicht wirklich leiser geworden aber das Betriebsgeräusch ist wohl aufgrund der neuen Rotorblätter "angenehmer" geworden (wirklich laut ist er ja ohnehin nicht), sprich das Rauschen ist etwas dumpfer als vorher und weniger aus dem Gesamtsystem herauszuhören. Insgesamt kommt mir die neue Windforce also etwas leiser vor obwohl die Drehzahlen etwa die gleichen geblieben sind unter Last. Die erreichten Temperaturen sind ebenfalls über alle Zweifel erhaben: 30°C beim nichtstun, 50°C beim Video schauen (dazu später mehr), 75°C beim Spielen mit 116% PowerTarget - alles wunderbar. Ebenfalls sehr gut gelungen ist die Lüftersteuerung. Wo noch bei meiner alten WF3 völlig sinnlose 50% Drehzahl im Idle anlagen sind es hier noch 17%, gerade so viel dass die Lüfter nicht stehnbleiben. Und wo noch bei der alten WF3 jedes Grad Temperaturänderung den Lüfter zu spontanem rauf- und runterdrehen ermutigt hat ist jetzt alles sehr "smooth" gehalten, sprich der Lüfter dreht langsam mit der Temperatur auf und auch langsam wieder herunter ohne störend aufzufallen, die 60% Drehzahl werden dabei nur im Furmark geknackt. Insgesamt also zumindest hier ein Lob an Gigabyte, der neue Windforce3 lässt kaum Wünsche offen. Wenn jetzt die Karte darunter stabil wäre gäbe es kaum was zu meckern.

Nun mögen sich manche Leser fragen, wieso die Karte beim Videos schauen (und dazu zählt jede Art von Video, auch ein 240p YouTube!) 50°C erreicht. Um diesen Schwachsinn zu verstehen muss man ein Blick auf die P-States der Karte werfen, für weniger in der Materie verhaftete - das sind die Betriebspunkte von Taktraten und Spannung mit der die Karte sich an die aktuell geforderte Leistung anpasst, bekannt sind oft nur Idle und Last, dazwischen gibts aber noch einige mehr. Bei dieser Karte sind das die folgenden (einschließlich meines OCs):

P0: 1200 MHz GPU, 3500 MHz vRAM, 1,175v
P1: 1020 MHz GPU, 3500 MHz vRAM, 0,985v
P2: 850 MHz GPU, 3500 MHz vRAM, 0,950v
P3: 650 MHz GPU, 810 MHz vRAM, 0,885v
P4: 325 MHz GPU, 325 MHz vRAM, 0,885v

Diese States sind einfach auszumachen, da die Karte nachdem die Vollast abrupt endet immer brav alle States kurz durchmacht bis sie auf dem niedrigsten angekommen ist. Das klingt alles wunderbar und die Abstufungen scheinen auch sinnvoll gesetzt zu sein (auch wenn sicherlich noch etwas weniger Spannung beim P4 drin gewesen wäre). Aber jetzt kommt der Hammer: Egal welche Anwendung in welcher Größenordnung irgendeine 2D-Leistung von der GPU fordert springt diese in den Status P1 - und verbraucht hier grob 80W Strom. Daher stammen auch die 50°C der GPU beim Video schauen.

Nochmal zum mitlachen:
Ich mache ein Video mit dem VLC Player auf --> P1, 80W, 50°C, selbst bei FullHD <10% GPU Last
Ich mache ein YouTube Video gleich welcher Qualität auf --> P1, 80W, 50°C, 2-3% GPU Last
Ich öffne irgendeine Applikation die die GPU-Unterstzützung nutzen kann --> P1, 80W, 50°C

Der AVGN würde sagen "WHAT WERE THEY THINKING?!"
Warum in aller Welt springt die GPU und der RAM bei jedem Pups der auf sie zukommt sofort auf 1 GHz respektive 3,5 GHz hoch, nur um dann bei gefühlten 2% Auslastung 80W zu verbraten? Ein Chip dieser Größenordnung kann ausnahmslos alle 2D-Szenarian die in der Praxis so anfallen lockerst im Idletakt abarbeiten - wenn die Last da über 50% geht könnte man immer noch hochschrauben, aber DAS hier ist ein schlechter Witz.
Ich hatte mich damals mit der 7970 schon geärgert, warum die Karte wenn Overdrive aktiv war nicht mehr in den untersten P-State wechseln konnte, aber die lief da immerhin nur mit 500 statt 300 MHz und brauchte etwa 30W mehr... und AMD fixte das Problem innerhalb von 4 Wochen per Treiberupdate. Liebe NVidianer, der Zustand hier ist absolut lächerlich - an solch einfachen Geschichten darf es bei einer 600€-Karte nicht mangeln und das gehört schleunigst aus der Welt geschafft - wobei ich daran ehrlich gesagt meine Zweifel habe bei den Grünen.

Immerhin einen Vorteil davon will ich nicht unterschlagen: Spiele mit sehr geringen Anforderungen laufen automatisch ebenfalls im P1 State - so kann ich beispielsweise StreetFighter4 im gleichen P-State (bei weit unter 50% GPU-Last und konstanten 60 fps!) spielen wie die Karte bei Nutzung des VLC-Players und YouTube anlegt, nur um nochmal die Dimensionen aufzuzeigen wie hirnlos hier Strom verbrannt wird.


Alles in allem ist also doch ein gemischtes Fazit am Ende zu ziehen. Die Karte ist gut aber bei weitem nicht makellos. So gut wie Gigabyte seine Arbeit beim Kühler, der Lüftersteuerung und dem BIOS der Karte gemacht hat, so versagt haben sie bei der Stabilitäts-/Qualitätssicherung und so erschreckend mangelt es NVidia an grundlegendsten Features die ein solches Produkt im Schlaf beherrschen sollte. Leider sind Leute wie ich nur eine kleine Randgruppe so das wohl weiterhin bei den Grünen sehr viel mehr Wert auf exorbitantes Marketing gelegt wird statt ein paar Dollar mehr in die Support/Treiber/Technikabteilung zu stecken die die genannten Probleme leicht beseitigen könnte (wie AMD es momentan tut - wenn die nur nicht ihre eigenen teilweise noch größeren Probleme hätten). Abschließend nochmal für die Querleser die bearbeiteten Punkte in Kurzform:

+ Extrem hohe Performance
+ Starke, leise Kühlung
+ Vorbildliche Lüftersteuerung
+ Erhöhtes Powertarget auf 116%, 2x 8-pin PCIe
+ GPU hält dauerhaft 1200 MHz stabil in allen Spielen und Settings
+ Intelligentes Takten: Anspruchslosere Spiele laufen im 2D-Performance-Takt
+ Extrem effizient bei erniedrigtem PowerTarget

o vRAM nicht stabil übertaktbar

- Karte ab Werk instabil (KO-Kriterium)
- Keine PCIe3.0 Unterstützung auf X79 Plattformen
- P-State Regelung extrem undurchdacht, entsprechend
- Sehr hoher Stromverbrauch bei 2D Anwendungen / Videos

Wer bis hier hin durchgedrungen ist: Vielen Dank fürs lesen und fröhliche Weihnachten! :bier:
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Blog-AddOn (:ugly:):

Nachdem ich nun einige Zeit hatte um die Karte ausgiebig zu testen ist mir etwas aufgefallen das ich euch keinesfalls vorenthalten möchte da es mich sehr sehr verwundert hat.
Jeder möchte immer das PowerTarget möglichst hoch schrauben um alles aus der Karte herauszuholen - aber ich war sehr überrascht was die Karte leistet wenn man das PT verringert!

Üblicherweise läuft die Karte ab Werk ja mit 1150 MHz - das tut sie mit erhöhtem PowerTarget natürlich auch konstant wenn auch nicht stabil. Der Chip liegt bei groben 80°C bei Dauerlast, der Kühler röhrt mit rund 70%.
Wenn ich das PowerTarget aber um satte 20% nach unten auf insgesamt 80% schiebe so bleibt die Temperatur unverändert (aufgrund dynamischer Lüftersteuerung), der Lüfter wird aber mit 55-60% nicht annähernd so laut wie bisher. Nichts besonderes mag man denken, aber:
Der GPU-Takt und die Performance bleibt fast gleich! Selbst bei 80% PT erreicht die Karte häufiger auch in harten Spielen wie Crysis3 die 1150MHz und pendelt sich bei langer Vollast irgendwo zwischen 1100 und 1120 MHz ein (selbst die harten Stresstools und Benches laufen noch mit mindestens 1070 MHz) - und das mit sogar leicht verringerter Spannung (was die immens gefallene Abwärme erklärt).

Nochmal ums deutlich zu machen: Eine 780Ti, die nur 210 W verbrauchen darf und dabei entsprechend leise ist schafft hier noch immer 10-15% mehr Boost-Takt als die Referenz-780Ti! Der Chip ist ja ein regelrechtes Effizienzmonster was nur in den Werkseinstellungen nicht genutzt wird!

Wenn mans auf die Spitze treibt und nur noch 60% Leistungsaufnahme erlaubt was 150W entspricht schafft die Karte noch immer Taktraten zwischen 850 und 900 MHz bei unter einem Volt Spannung - das ist immer noch fast die Leistung der Referenz-780Ti und vergleichbar mit der Leistung einer Titan!

Entweder habe ich hier mit der Karte einen Glücksgriff getan (ASIC: 70%) und sie ist deshalb so effizient oder NVidia hat hier einen ganz großen Wurf hingelegt dessen Glanz nicht gewürdigt wird weil die Karte ihn bei Werkseinstellungen nicht ausspielen kann. Eine Karte aber, die die TITAN mit nur grob 150W erreichen kann und wenn man ihr 210W erlaubt problemlos schneller als jede andere kaufbare Karte (mit Standardtaktraten) ist habe ich nicht erwartet. Und zusätzlich: Wenn das reduzierte PowerTarget die Maximaltaktraten etwas drückt ist die Karte auch stabil. :ugly:
 
Wow, Spitzentipp! :wow:

Der PowerSaver kann zwar nicht den Idletakt forcieren aber immerhin bleibe ich jetzt vom Hardcore-2D-Modus verschont und die Karte taktet nur einen P-State hoch was vertretbar ist - denn ohne mehr vCore auch kein nennenswerter Mehrverbrauch und die Karte bleibt bei <35°C statt 50.
Thx! :daumen:
 
Danke für den Beitrag Alki und dank dem Tip von Mic kannste ja dein Fazit leicht überarbeiten.
Die Geschichte mit dem VRAM ist jedoch echt verwunderlich, vllt hast du auch nur extrem Pech, find das echt schade...
Wie dem auch sei, sehr netter Eintrag, also lernen wir daraus, man kann bei jeder Karte einiges rausholen, wenn man selber Hand anlegt, besonders bei der Leistungsaufnahme,
was natürlich in einem leiseren und kühleren Betriebsklima resultiert :daumen:
Wünsche allen frohe Weihnachten.

Edit: Kannst ja mal versuchen ob es was bringt, wenn du gute WLP aufträgst.
 
Ich denke so lange das ding so gut läuft bei 80% PT lass ich erst mal die Finger von der Hardware/WLP, bei den Settings ist die Karte mir absolut leise genug. :D

Das Fazit möchte ich deswegen eigentlich nicht ändern, denn die P-State Regelung bleibt extrem undurchdacht, da änderts auch nichts dran dass ich es per Tool auf eine sinnvollere Verhaltensweise forcieren kann. Das wäre Aufgabe von NV gewesen, nicht vom Kunden. ;)
 
Wow, gut geschrieben!
Wie stark empfindest du den Leistungschub von der HD7970 zur GTX780ti? Hast du nativ 1440p oder per Downsampling?
Hat es sich für dich gelohnt?
 
Danke^^
Ich habe nativ 1440p (seit ein paar Jahren den Samsung SA850).
Der Leistungsschub von HD7970 zu 780Ti ist
a) In älteren Spielen nicht wirklich vorhanden da die 7970 hier auch schon konstante 60fps hatte - die 780Ti bleibt da aber unhörbar dank PowerTarget 60%-Profil :D
b) In neuen Spielen @max der Unterschied von ruckelt (25 fps) zu flüssig (35-40 fps).
Klar sind das keine Welten die da dazwischen liegen aber die Mehrleistung liegt so grob bei +40-50% würde ich sagen, es hat sich für mich also schon gelohnt. :)
 
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