GeForce GTX 680 im Test: Mit Kepler ist Nvidia wieder die Nummer 1

Der Turbo-Modus

Nvidia stattet die GeForce GTX 680 (und wahrscheinlich alle weiteren Kepler-Karten im Desktop-Segment) mit einer Turbo-Funktion aus, die auf den Namen „GPU Boost“ hört, fest in die Kepler-Architektur integriert und somit auch immer aktiv ist und nicht deaktiviert werden kann. Bei GPU Boost handelt es sich um ein mächtiges Feature, das dem Kunden nicht nur eine höhere Performance bringen soll, sondern diesem genauso feinere Einstellungen ermöglicht. Gleichzeitig ist der Turbo aber auch komplex.

Der Gedanke hinter ihm ist einfach: So kommt die GeForce GTX 680 mit einer maximalen Leistungsaufnahme von 195 Watt daher und es gibt durchaus Applikationen, die diese 195 Watt ausnutzen, die meisten Spiele bleiben jedoch darunter. Bis jetzt hat Nvidia dies einfach hingenommen. Ab der GeForce GTX 680 soll der Turbo dafür sorgen, dass die Schwelle zwischen tatsächlicher Leistungsaufnahme und dem so genannten „Power Target“ kleiner werden soll: Sprich, wenn die TDP nicht erreicht wird, übertaktet sich die Grafikkarte.

Um dies genau protokollieren zu können, hat Nvidia einige neue Bauteile eingesetzt, sodass die GeForce GTX 680 nicht mehr nur die Temperatur feststellen kann, sondern genauso die anliegenden Ströme wie die Leistungsaufnahme selber. Stellt die GK104-GPU nun fest, dass das Power Target nicht erreicht worden ist und die Temperaturen Spielraum nach oben haben, übertaktet sich der Rechenkern nicht nur selber, sondern erhöht gleichzeitig die Spannung, um einen stabilen Betrieb zu ermöglichen.

Der GPU-Takt ist dementsprechend abhängig von der Gehäusetemperatur und dem verbauten Kühler und natürlich auch von der Qualität der Karte selber (manche Modelle haben höhere Leckströme und damit einen höheren Energiebedarf als andere aus derselben Baureihe), sodass sich keine GeForce GTX 680 wie die andere verhält – die Karten takten also unterschiedlich hoch. Laut Nvidia sollen die Unterschiede aber sehr gering sein, sodass diese selbst kaum messbar sind. Zudem ist der Takt nur selten gleichmäßig, in vielen 3D-Titeln gibt es ein ständiges „auf und ab“ (der Takt kann jede 100 Millisekunden gewechselt werden). Der Speicher wird bei der aktuellen GPU-Generation von der Turbo-Funktion nicht übertaktet, was sich bei späteren Grafikkarten aber ändern könnte.

GPU Boost arbeitet auf der GeForce GTX 680 in sehr feinen Stufen, sodass es sehr viele verschiedene Taktraten gibt. Die Standard-Frequenz der GeForce GTX 680 liegt bei 1.006 MHz (Base Clock), die die Karte unter jeglichen Umständen halten kann. So konnten wir bei einem Versuch selbst im Furmark nicht erreichen, dass der 3D-Beschleuniger langsamer taktet. Den GPU-Boost-Takt gibt Nvidia mit 1.058 MHz an, allerdings sollte dieser Wert nicht allzu genau genommen werden.

Hierbei handelt es sich nämlich nur um eine durchschnittliche Angabe von Nvidia, mit der der Turbo Boost auf der GeForce GTX 680 die meiste Zeit arbeiten soll – und kein fester oder garantierter Wert. Der Takt kann je nach Auslastung der Grafikkarte höher oder niedriger ausfallen, was wir ohne Weiteres bestätigen können. So konnten wir in aktuellen Spielen Taktraten von 1.033 MHz bis hinauf zu 1.097 MHz feststellen, was immerhin knapp 100 MHz mehr sind. Bei sehr niedrigen Temperaturen und Anwendungen, die die Hardware nicht vollständig auslasten, taktete sich unsere GeForce GTX 680 auf 1.110 MHz herauf. Die GPU-Spannung unter Last liegt meistens bei 1,137 Volt, geht manchmal aber auf bis zu 1,175 Volt hinauf, um höhere Taktraten gewährleisten zu können.

Für Übertakter zieht die Einführung von GPU Boost einige Folgen nach sich: So lässt sich die Base Clock nie getrennt vom Boost Clock einstellen und so bleibt die Differenz zwischen beiden Taktraten immer gleich. Die Grafikkarte lässt sich natürlich dennoch übertakten, wobei sich im Precision-Tool keine genaue Frequenz, sondern nur ein „+xxx MHz“-Wert eintragen lässt. Dieser hebt den Base- und den Boost-Clock um den eingestellten Wert an.

Zusätzlich lässt GPU Boost noch einige „Spielereien“ zu. Falls zum Beispiel der Turbo bezüglich der Temperaturen noch Luft nach oben hat (oder man mehr Übertakten möchte), aber durch das Standard Power Target (100 Prozent) limitiert wird, kann dieses mittels externer Tools (derzeit per EVGAs Precision-Tool) verändert werden. So lässt sich das Power Target aktuell per Precision auf 132 Prozent anheben, sodass die Grafikkarte 32 Prozent mehr Strom (255 Watt, was bei guten Netzteilen selbst mit zwei Sechs-Pin-Stromstecker möglich ist) ziehen und den Turbo dadurch besser ausnutzen kann. Das Spielchen geht genauso anders herum, sodass das Power Target von 100 Prozent auf 71 Prozent (138 Watt) herab gesetzt werden kann. Falls die GeForce GTX 680 mit diesem Power Target die 1.006 MHz nicht halten kann, wird die Frequenz und die Spannung gesenkt. Dabei setzt die Hardware das Power Target rigoros um, sodass in Extremfällen wie Furmark der GK104 nur noch mit 550 MHz agiert.

Darüber hinaus gibt es im EVGA Precision-Tool eine extern ausgelagerte Funktion, mit deren Hilfe man die maximale Anzahl an Bildern pro Sekunde einstellen kann; also ein ganz normaler Frame-Limiter. Wenn eine 3D-Anwendung eine sehr hohe Anzahl an Bildern pro Sekunde liefert und diese limitiert werden, taktet sich die GeForce GTX 680 so weit herunter, dass der eingestellte Wert erreicht werden kann. In einem Atemzug verringert sich die Spannung, sodass die Leistungsaufnahme sinkt. Vor allem in älteren 3D-Titeln lässt sich die Leistungsaufnahme und damit genauso die Lautstärke teils massiv verringern. In neuen Spielen reicht es dagegen nur selten für eine Taktverringerung, es gibt aber dennoch einen Vorteil: So wird die Grafikkarte bei niedrigeren FPS-Werten weniger ausgelastet, sodass die Temperaturen und die Lautstärke fallen und in einem Atemzug mehr Luft nach oben für höhere Turbo-Taktraten ist, wenn plötzlich eine fordernde Szene gerendert wird, die den Framelimiter unterschreitet.

GPU Boost auf der Kepler-Generation ist damit weitaus mehr als ein gewöhnlicher Turbo. So gibt die Funktion dem Käufer einige neue Möglichkeiten, die Performance zu erhöhen oder die Leistungsaufnahme und die Lautstärke zu senken. Übrigens: Wer nur das Power Target erhöht oder verringert, verliert nicht die Garantie auf die Grafikkarte, obwohl diese dann mehr als die angegebenen 195 Watt ziehen kann.