Kurzreview: Performancegewinn einer Non-A RTX 2070 durch Bios Flash

ShirKhan

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
*** Achtung, langer Text ***


Basiswissen


In Nvidias GeForce RTX 2070 Grafikkarten sind zwei Versionen des Turing Chips TU106 verbaut. Die als besser selektierte Variante 400A mit der Geräte-ID 1F07 wird in der Founders Edition von Nvidia und den Overclock-Modellen der Partnerfirmen eingesetzt. Alle anderen Chips erhalten die Kennung 400 (ohne A) und die Geräte-ID 1F02. Sie werden in den Partnerkarten verbaut, die mit Standardtakt laufen.

Geräte-ID in GPU-Z

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Diese sogenannten Non-A Karten kommen üblicherweise mit einer maximalen Leistungsaufnahme (Power Target) von 175 Watt. Über ein geeignetes Tool, z. B MSI Afterburner, kann der Stromverbrauch um einige Prozentpunkte angehoben werden. Die maximal erreichbare Grenze, das Power Limit, wird über das Hersteller-Bios festgelegt; bei den Non-A Karten liegt sie i.d.R. bei 200W.


Warum und was flashen?


Es kommt vor, dass ein Chip mehr Taktreserven hat als erwartet. Ein zu geringes Power Target/Limit verhindert dann, dass der maximale Kerntakt stabil gehalten wird. Auf meiner Non-A MSI RTX 2070 Armor sitzt so ein zufällig zu schneller Chip.

Besitzer einer A-Karte, die die letzten Reserven herauskitzeln wollen, flashen in so einem Fall das Bios einer anderen Karte desselben oder sogar eines anderen Herstellers, das mehr Leistung anbietet. In meinem Fall würde sich das Bios der werksübertakteten Schwesterkarte MSI RTX 2070 Gaming-Z anbieten, das mit einem Power Limit von bis zu 250W kommt.

Problem: Das geht nicht. Es ist nicht möglich, auf eine Non-A-Karte mit der ID 1F02 das Bios einer A-Karte mit der ID 1F07 zu flashen.

Benötigt wird also ein 1F02-Bios mit einem höherem Power Target/Limit als 175/200W. Auf der Suche danach wird man in der Bios-Sammlung von TechPowerUp genau ein Mal fündig: Bei einem Gigabyte RTX 2070 WindForce Bios beträgt es 215/240W. Und dieses Bios sollte sich prinzipiell auf jede 1F02-Karte flashen lassen.


MSI vs. Gigabyte: Stolperstein Lüftersteuerung

Also auch auf meine. Ein Problem nach der Softwareänderung wird sofort offenbar: Die Lüftersteuerung des Gigabyte-Bios passt zur Gigabyte-Karte mit ihren drei Fans. Die MSI-Karte hat aber nur zwei Fans. Resultat: Einer der zwei Lüfter reagiert nicht mehr auf veränderte Bedingungen; er bleibt bei einer fixen Drehzahl von ca. 30%. Damit haben sich Tests an der Leistungsgrenze erledigt, denn einige Komponenten würden nicht ausreichend gekühlt.

Nun besitzt die Armor aber eine Steuerung mit eigenem Anschluss für jeden ihrer beiden Lüfter. Ein Workaround ist also, beide Fans an einem Anschluss auf der Platine zusammenzuführen. Den dafür notwendigen Y-Adapter gibt es zu kaufen, wenn auch nicht in der Nähe (danke für die Recherchen der Kollegen im Turing Laberthread, insbesondere RX480).


Mikro-GPU-Fan-Adapter

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Gut erreichbare Lüfteranschlüsse auf der Platine

1030480-kurzreview-performancegewinn-einer-non-rtx-2070-durch-bios-flash-img_3378_kl.jpg



Zusammengeführte Lüfterkabel an einen Anschluss auf dem PCB, der andere bleibt frei. Die Maßnahme is reversibel.

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Performancegewinn durch mehr Power

Der gewünschte Effekt tritt ein. Beispielhaft genannt seien zwei Läufe des Benchmarks "Time Spy": Vorher 10132, nachher 10501 Grafikpunkte.

Der höhere Score nach dem Flashen wurde sogar mit einem etwas niedrigeren Nominaltakt erreicht. Das ist möglich, weil die höhere Leistungsaufnahme den Core Takt an dessen Limit stabilisiert. Er schwankt in Benchmarks noch um maximal 30 MHz, während vorher Unterschiede von bis zu 150 MHz innerhalb eines Laufs zu beobachten waren. Glattere Frametimes und höhere Minimum-FPS in Spielen sind die logische Folge, auch wenn ich das nicht durch explizite Messungen belegen kann.

Übertaktetes Gaming und Benchen am Limit fühlt sich mit den 40W Mehrleistung souveräner an. Das Auto mit einem halben Liter Hubraum mehr, die Lunge, die im Wald frei durchatmen kann: Das sind die passenden Bilder. Als ob man den obersten Knopf eines zu engen Hemdkragens geöffnet hätte. Wie die Karte sich damit schlägt, kann in den einschlägigen Foren-Benchmarks nachgelesen werden.


Nebenwirkungen

Die Zusatz-Performance wird natürlich mit mehr Stromverbrauch erkauft. Und es gibt weitere Side Effects:

  • Die RGB-Beleuchtung der MSI-Karte springt mal an und mal nicht. Bisher konnte ich keine Regelmäßigkeit feststellen.
  • Wie bei MSI hält auch die Gigabyte-Steuerung die Lüfter bei niedrigen Temperaturen an. Allerdings erst nach der Windows-Anmeldung.
  • Bei hoher Last und hohen Lüfterdrehzahlen (also in Benchmarks) lassen sich akustisch kurze Lüfter-Drehzahlschwankungen feststellen, die es vorher nicht gab. Ich nehme an, dass diese Schwankungen durch die 2-in-1-Führung der Lüfterkabel entstehen. Im Bild unten sind sie als kleine Zacken im Tachometer-Chart zu sehen.

    Afterburner-Mitschnitt von Lüftergeschwindigkeit und -tachometer während eines Benchlaufs

    1030489-kurzreview-performancegewinn-einer-non-rtx-2070-durch-bios-flash-luefterschwankungen.png


    Fachkundige Kommentare zu diesem Effekt sind ausdrücklich erbeten, weil mich das Verhalten ein wenig beunruhigt.

Fazit und Hinweise

Ein Bios Flash bei Non-A GPUs der Nvidia Modellreihe GeForce RTX 2070 zum Zweck höherer Leistungsaufnahme ist möglich. Er lohnt sich in Hinblick auf die Performance der Karte insbesondere dann, wenn diese aufgrund überdurchschnittlicher Chipgüte ihr Power Limit im Standard-Bios regelmäßig ausreizt. Ein Non-A-Chip hingegen, der seinen Maximaltakt bei 200W halten kann, wird von 240W wohl nicht spürbar profitieren. Ich vermute, dass die Mehrleistung dann nicht einmal abgerufen wird.

Eine gute Kühlung der Karte ist wichtig. Höherer Takt durch mehr Leistung geht Hand in Hand mit höherer Spannung, insgesamt steigt also die Abwärme. Ein Grafikkartenkühler mit Reserven (wie die MSI Armor ihn hat) ist von Vorteil.

Das Lüfterverhalten ist nach dem Flashen verändert, weil das Bios nicht für die verwendete Hardware geschrieben wurde. Die Temperaturen sollten deshalb genau beobachtet werden. Ggf. ist das Erstellen einer manuellen Lüfterkurve sinnvoll.

Inwieweit der VRAM-Takt vom erhöhten TDP profitiert, habe ich nicht getestet. Ebenfalls nicht, ob es nun mehr Spielraum beim Undervolten gibt.

Schlussbemerkung

Ich empfehle, nichts von dem zu tun, was hier beschrieben wurde, weil Fehler gemacht werden und Dinge kaputt gehen können. ;) Außerdem findet ihr wahrscheinlich inhaltliche Ungenauigkeiten, denn ich verstehe nichts von Elektrotechnik.

Seid also ein wenig nachsichtig mit mir. Konstruktive Kritik und sachliche Ergänzungen sind sehr willkommen.

Viele Grüße, nilssohn


Edit 23.03.19

Um die etwas unrunde Adapterlösung bei der Lüftersteuerung hinter sich zu lassen (und um noch höheren Takt zu erzielen), erhielt die hier genannte Karte eine Custom Wasserkühlung.. Das vorläufige Ergebnis wird hier beschrieben.

Zur Orientierung über die Wirksamkeit der Maßnahmen hier die Graphic Scores des Time Spy Benchmarks in den drei bisherigen Zuständen der Karte:

10132 Punkte mit dem Original 175/200W MSI Bios
10501 Punkte mit dem Gigabyte Bios (215/240W)
10802 Punkte mit GB Bios and Wasserkühlung
 

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RX480

Lötkolbengott/-göttin
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ShirKhan

ShirKhan

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
@RX480: Schon geil, ich schreib mir hier einen ab, und du machst kurzerhand ne Kaufberatung draus im Sinne von: "Lass den Scheiß und kauf gleich das Richtige, dann haste kein' Trouble mit Lüftern." :wall:

Dieser kleine Bericht ist für Besitzer von Non-A-2070ern gedacht, denen der Hals auch zu eng ist. Den Karten.

Ist schon ok, ich mach nur Spaß. Na ja, fast. :devil: Und danke für dein Lob.
 
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RX480

Lötkolbengott/-göttin
Die technische Überlegung zum miniMod ist auf jeden Fall sehr gut dargestellt.

und Sorry,
hab ich net so bedacht. Logisch, Deine Variante ist am Ende sehr viel Preiswerter. (499,-€+Y-Adapter)
Ist ja die richtige Antwort auf die extrem unübersichtliche Lage bei den RTX-Grakas.

Deswegen ist mein Post eigentlich auch keine Konkurrenz.
(sondern nur für Leutchen, die net Hand anlegen wollen bei den Kabeln)
Diese Alternative hätte man auch im Review erwähnen können.
 
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TE
ShirKhan

ShirKhan

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
@RX480: Das Lüfterthema könnte sich bei einem anderen Vendor als MSI ganz anders darstellen, meinst du nicht? Und ich verstehe deine Rechnung. Aber ein Preisschild klebt vielleicht nicht so gut an einem Thema, das nur wegen Lotterieglücks entstanden ist. Lässt sich schlecht planen, so was.

P.S. Hellboy ist tot, es lebe Saru! (wo ist der Spockfingersmilie, wenn man ihn braucht?)
 
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RX480

Lötkolbengott/-göttin
Jo,
deswegen habe ich ja hier auch nur von der Armor und der Armor OC gesprochen.

Wer flashen möchte sollte sich auf jeden Fall die Reviews hinsichtlich der Temps (Kühler) durchlesen,
um ne Graka zu wählen, die auch entspr. Reserve hat.
Und bei Miefquirlgrakas(axial) ist ein guter Airflow im Gehäuse Pflicht!

PS: Den kleinen miniMod hatte aber Hellboy durchgezogen. Ehre wem Ehre gebührt.
Ansonsten staune ich eigentlich immer wieder über die geringe Leseranzahl im Turingthread und auch hier.
Immerhin ist Nilson jetzt schon nah an der 1080Ti-Leistung in TS dran.(Ti@Stock ist schon langsamer)
Das sollte doch die Modder interessieren.


@Nilson
Wie schauts jetzt eigentlich mit dem Speichertakt aus? (mit der neuen AB-beta)
 
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Gurdi

Kokü-Junkie (m/w)
Endlich mal einer der das auch mal vernünftig für andere zusammenfasst. :daumen:
Seh ich das richtig dass du einen A Chip hattest auf einer vermeintlichen non A Karte? Glückspilz.
 

RX480

Lötkolbengott/-göttin
Nein,
Nilson hat keinen A-Chip und hat deswegen das Non-A-Bios von der Windforce nehmen müssen.(ID:...02!)
Die hat dummerweise nur 1x Lüfteranschluss. Daher war das Y-Kabel erforderlich.
(die Armor hat 2x getrennte Lüfteranschlüsse)
 

RX480

Lötkolbengott/-göttin
Wollte mir auch eine 2070 zulegen. Erkenne ich irgendwo dran, dass ich eine Karte mit A-Chip erwische?

OT:
Meist ist der Boost-Takt >1620.
Zum genauen Nachschauen sollte man sich bei TPU die Liste hernehmen:
VGA Bios Collection | TechPowerUp
Mal z.Bsp. eine Auswählen (GPU_Variant TU106-400A-A1 sagt uns A-Chip)
ASUS DUAL RTX 2070 ADVANCED Specs | TechPowerUp GPU Database
Oder im Bios nach der ID schauen (...F07)
VGA Bios Collection: Asus RTX 2070 8 GB | TechPowerUp

So eine rel. leicht flashbare A-Graka kostet dann ein mue mehr, ist jedoch z.Zt. mit 2x Games zu haben.
ASUS GeForce(R) RTX 2070 Dual Advanced 8GB (90YV0C85-M0NA00) (NVIDIA, Grafikkarte) — MediaMarkt
Hier ist der Kühler aber net ganz so gut wie bei der Armor OC!

Back to Topic:
Sparfüchse können auch den net ganz so einfachen Weg wie Nilson nehmen und /oder sich ne non-A suchen mit 3x Lüfter.
Da braucht man dann hoffentlich keinen Y-Adapter zusätzlich.
VGA Bios Collection: Gigabyte RTX 2070 8 GB | TechPowerUp
Das nonA erkennt man an der ID-...f02!
So eine rel. leicht flashbare nonA-Graka mit 3x Lü. kostet dann ein mue mehr, ist jedoch z.Zt. mit 2x Games zu haben.
https://www.saturn.de/de/product/_g...ggFyNWhxIVt3QHPNvghoCxCQQAvD_BwE&gclsrc=aw.ds
Hier könnte man dann mit dem Bios, welches Nilson genommen hat , flashen.
https://www.techpowerup.com/vgabios/204764/gigabyte-rtx2070-8192-180918
 
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TE
TE
ShirKhan

ShirKhan

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
Dass meine Karte den Mehrverbrauch verwendet, um ihren Takt zu halten, zeigt z.B. der Shadow of the Tomb Raider Benchmark.

1. @ stock:
1860 MHz, Ø 52 FPS, ca. 200-210W (Screenshot/YT-Video)

2. Spiele-OC: (bisher spielstabil ;))
2040 MHz, Ø 57 FPS, ca. 220-235W (Screenshot/YT-Video)

Zur Erinnerung: Das geflashte Bios erlaubt 240W, das Originale nur 200. Mein Chip bräuchte also eigentlich schon @stock etwas mehr Power, als ihm zugestanden wurde. Und OC? Kein Wunder, dass mit dem originalen Spar-Bios Drops auf 1950 MHz und darunter normal waren. Das ist nun Geschichte.

Bisher hat noch keine Anwendung das neue PowerLimit dauerhaft ausgereizt. Scheint, als würde der neue Anzug passen.

Edit:
YT-Links eingefügt. "GPU Power" ist links oben der unterste OSD-Eintrag.
An meinen Talenten als Youtuber muss ich aber wohl noch arbeiten: Die Qualität ist Kacke und die Auflösung wahrscheinlich eine Zumutung für euch. :redface: Im Zweifel einfach ignorieren.

Edit:

Wenn ich die MHz-Zahlen 1860 und 2040 noch mal sehe, fällt mir auf, dass die Differenz genau die eingestellten 180 MHz OC im Afterburner sind. Vorher, mt dem 200W-Bios, mussten die AB-Zahlen immer um zwei Klicks höher sein als der real angestrebte Takt. Und der wurde dann nicht gehalten. Wie ein Motor, der mit zu hoher Drehzahl gefahren wird.

Also, das passt jetzt wirklich! :daumen:
 

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RX480

Lötkolbengott/-göttin
Net schlecht, nur abs. 5% mehr Fan, bei avg. 10% mehr W. (49 auf 54% sind auch rel.10% mehr Fan=passt)

Wie schauts mit den kurzen Fluktuationen aus?
Ist das Ganze auf einem Moni?
Im Turingthread hatte ja Maab die F. mit Triple.
 
TE
TE
ShirKhan

ShirKhan

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
Wie schauts jetzt eigentlich mit dem Speichertakt aus? (mit der neuen AB-beta)
Unverändert +800 bis 1000 beim OC-Spielen, +1100 bis 1250 beim Benchen.


Wie schauts mit den kurzen Fluktuationen aus?
Ist das Ganze auf einem Moni?
Drei taugliche Iiyama 22-Zöller. So was modernes wie Fluktuationen können die aber noch nicht. :D

Im Turingthread hatte ja Maab die F. mit Triple.
Wie meinen?
 

RX480

Lötkolbengott/-göttin
Meinte:
die kurzen Dips beim Lüfter im Lüftertacho. (= Fluktuation)

Ist das beim Spielen noch auffällig und hörbar ?
 
TE
TE
ShirKhan

ShirKhan

PCGHX-HWbot-Member (m/w)
Ah, jetzt. :schief: Also, mit Standardlüfterkurve bei 40 bis 60% sind die Lüfter ohnehin immer in wechselnder Drehzahl unterwegs. Seit ich mit den Benchmarks durch bin, ist das Thema daher weniger auffällig.

Es sei denn natürlich, jemand hebt den Finger und sagt: „Aufpassen, weil ...“ Dann bin ich ganz Ohr.
 
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RX480

Lötkolbengott/-göttin
edit:
Wirklich traurig, wieviel "Interesse" für Deine gute Arbeit gezeigt wird.
Ich bleibe auf jeden Fall ein Follower.
 
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