GeForce GTX 1080 mit Wakü im Test: Founders Edition mit bis zu 2,1 GHz unter Wasser

Temperaturen und Taktraten im Vergleich

Für den Test wird die Nvidia GTX 1080 in einem mit einer Custom-Wasserkühlung ausgestatteten System betrieben. Die Grafikkarte wird mit einem Intel Core i7-5820K kombiniert, der auf 4,5 GHz übertaktet ist. Es stehen 32 GByte RAM zur Verfügung.

Komponente	Bezeichnung
Pumpe	Laing DDC 1T+ PWM (24 Prozent)
Pumpendeckel und Reservoir	Aqua Computer Aqualis DDC 150 ml
CPU-Kühler	Aqua Computer Cuplex Kryos Next
Mainboard-VRM-Kühler	EKWB Asus X99 Acetal+Nickel (modifiziert)
Interne Radiatoren	420 mm, 280 mm, 240 mm
Externer Radiator	Phobya Nova 1080
Verschlauchung und Kühlflüssigkeit	PVC, transparent, 11/8; Double Protect Ultra (blau)
Steuerung und Überwachung	Aquaero 5 LT, „High Flow“ Durchflusssensor, G1/4"-Temperatursensoren

Die Custom-Kühlung stellt eine sehr große Radiatorfläche zur Verfügung, sodass auch mit sehr niedrigen Lüfterdrehzahlen keinerlei Engpässe bei der Wassertemperatur zu befürchten sind. Die Lüftersteuerung ist so eingestellt, dass sich die Wassertemperatur mit Grafikkarte im Kühlkreis etwa 8 Kelvin über der Raumtemperatur einpendelt. Bei 22°C Raumtemperatur werden also am wärmsten Punkt im System nach der Aufwärmphase circa 30°C Wassertemperatur gemessen.

Wasser gegen Luft

Die GTX 1080 wird zunächst mit dem Referenz-Luftkühler im System getestet. Nach dem Umbau auf den Wasserkühler wird sie in die Custom-Wasserkühlung integriert und erneut vermessen. Zur Belastung dient mit Rise of the Tomb Raider ein typisches Lastszenario für die Grafikkarte. Aufgrund der veränderten Testplattform wird auf Benchmarks und Schalldruckmessungen verzichtet: Der Fokus liegt auf den erreichbaren Taktraten sowie den Temperaturen.

Luftkühlung

Im Werkszustand beträgt das Temperaturlimit für Nvidias Referenzkarte 83°C. Die GTX 1080 taktet zu Beginn der Lastphase mit über 1,8 GHz, fällt aber nach wenigen Minuten auf etwa 1,7 GHz zurück: Die GPU erreicht ihre Maximaltemperatur, woraufhin die Taktfrequenz so weit reduziert wird, bis die Chiptemperatur nicht noch weiter steigt. Hier geht die Kühlung einen Kompromiss aus Leistung und Lautstärke ein. Der Radiallüfter arbeitet beim Erreichen des Temperaturlimits nur mit knapp über 2.000 U/min, damit die Lautstärke nicht zu unangenehm wird. In der Konsequenz sinkt auch die Leistungsaufnahme des Systems ab. Der geringere GPU-Takt reduziert den Stromverbrauch des Gesamtsystems gegenüber dem Ausgangszustand um 35 Watt.

Einstellung	GPU-Temperatur	GPU-Taktfrequenz*	Leistungsaufnahme System
Werkszustand	83°C	1.709 MHz	280 Watt
Max. Lüfterdrehzahl	67°C	1.810 MHz	315 Watt
*Die tatsächlichen Frequenzen schwanken. Es werden daher Näherungswerte angegeben.

Das Kühlsystem der Founders Edition vermag aber mehr zu leisten, sofern der Schalldruck keine Rolle spielt. Wenn die Lüfterdrehzahl mit 4.000 U/min maximiert wird, bleibt die GPU-Temperatur bei weniger als 70°C und damit deutlich unterhalb des Temperature Target. Die Grafikkarte erreicht nun etwa 100 MHz mehr: Die Frequenz liegt bei knapp über 1,8 GHz. Bei dieser Einstellung wird der GPU-Takt durch das Power Target der Grafikkarte begrenzt.

Mehr Spielraum mit angepasstem Power Target

Eine gleichzeitige Erhöhung der erlaubten Leistungsaufnahme auf das Maximum (Power Target 120 Prozent) sorgt für noch etwas mehr Takt. Es werden 1.848 MHz erreicht, die ohne Schwankungen stabil im Spiel gehalten werden. Die Leistungsaufnahme des Gesamtsystems steigt um etwa 10 Watt. Der Betrieb der Founders Edition bei voller Lüfterdrehzahl ist für den Alltag aber trotz höherem Boost nicht zu empfehlen: Lautstärke und Geräuscheindruck erinnern stark an einen Staubsauger.

Wasserkühlung

Mit dem Referenzkühler der GTX 1080 geht Nvidia Kompromisse ein, um die GPU vor Überhitzung zu schützen – die Kühlleistung bei akzeptabler Lautstärke reicht nicht für den vollen Boost-Takt aus. Mit einem Wasserkühler und großzügig dimensionierter Radiatorfläche ändert sich die Situation jedoch drastisch.

Ein Temperaturlimit spielt jetzt keine Rolle mehr, da die GPU unter Last bei weniger als 40°C Chiptemperatur bleibt. Das spiegelt sich auch direkt in den Taktfrequenzen wider: Mit Standardeinstellungen liegen etwa 1.873 MHz an, wobei sogar kurze Spitzen bis 1.911 MHz erreicht werden. Die dynamische Frequenzregelung senkt immer wieder den Takt, um die zulässige Leistungsaufnahme der Grafikkarte nicht zu überschreiten.

Einstellung	GPU-Temperatur	GPU-Taktfrequenz*	Leistungsaufnahme System
Werkszustand	37°C	1.873 MHz	315 Watt
Powerlimit 120 Prozent	38°C	1.911 MHz	320 Watt
*Die tatsächlichen Frequenzen schwanken. Es werden daher Näherungswerte angegeben.

Wird nun das Power Target auf 120 Prozent ausgereizt, steigt die GPU-Taktfrequenz auf konstante 1.911 MHz. Die Chiptemperatur nimmt kaum zu und landet bei 38°C. Damit liegt die Founders Edition auf Augenhöhe mit ab Werk übertakteten Partnerkarten. Die Konkurrenz arbeitet ebenfalls mit knapp über 1,9 GHz.

Grafikkarte	Takt nach 30 Minuten (Standard)
Asus GeForce GTX 1080 Strix OC	1.956 MHz [PT]
EVGA GeForce GTX 1080 FTW	1.924 MHz [PT]
Gainward GeForce GTX 1080 Phoenix GLH	1.987 MHz [PT]
Gigabyte GeForce GTX 1080 G1 Gaming	1.911 MHz [PT]
Inno3D GeForce GTX 1080 iChill X3	1.962 MHz [PT]
MSI GeForce GTX 1080 Gaming X	1.911 [PT]
Palit GeForce GTX 1080 GameRock Premium Edition	1.974 MHz [PT]
Zotac GeForce GTX 1080 AMP! Extreme	1.987 MHz
GeForce GTX 1080 FE (Wasserkühlung, maximales Power Target)	1.911 MHz
PT = Limitiert durch Power Target

Übertaktung mit Wasserkühler

Wird der GPU-Takt über ein manuelles Offset noch weiter in die Höhe getrieben, die Grafikkarte also übertaktet, steigt der Takt weiter. Auf diese Weise sind stabile 2,1 GHz in Rise of the Tomb Raider möglich.

Die GPU erreicht maximal 40°C, wobei der Takt im Spiel zwischen 2.088 und 2.114 MHz schwankt – im Schnitt liegen 2.101 MHz an. Das Power Target verhindert stellenweise die höchste Frequenz, obwohl es auf 120 Prozent eingestellt ist. Da die GTX 1080 von höherem Speicherdurchsatz profitiert, macht die Übertaktung des GDDR5X-Speichers ebenfalls Sinn: Mit einem Plus von 400 MHz steigt die Bandbreite von theoretisch 320 GB/s auf 346 GB/s an. Die Leistungsaufnahme des Gesamtsystems nimmt durch das Übertaktungsprofil um 15 Watt zu.