Grafikkarten 2021 im Test: Strommessungen auf Windows-Desktop, bei YouTube und in Spielen
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Das Testsystem für die Leistungsaufnahme-Messungen setzt sich aus einem Intel Core i9-10900K und einem ASRock Z490 Taichi (BIOS 1.90) zusammen. Resizable BAR ist aktiviert. PCIe 4.0 bleibt aufgrund der Plattform aber außen vor, mehr als PCIe 3.0 gibt es nicht – das hat jedoch keinen Einfluss auf die Messungen. Das System ist bestückt mit 2 × 8 GB DDR4-3200-Speicher, die Timings liegen bei 16-16-38-1T. Als Betriebssystem ist Windows 11 auf einer SATA-SSD installiert.
Die folgenden Diagramme zeigen sämtliche Messreihen, die die Redaktion bezüglich der Leistungsaufnahme komplett neu erstellt hat. Der Fokus liegt jedoch auf den neuen Messreihen – die Diagramme der anderen Messreihe (Idle- und Videoverbrauch) werden im Artikel dargestellt, aber nicht weiter kommentiert.
Leistungsaufnahme beim „Fenster-Test“
Bei den Messungen auf dem Windows-Desktop im Idle-Modus und auf YouTube hat es keine signifikanten Änderungen gegeben. Je nach Messreihe liegt bei diesen Tests mal AMD und mal Nvidia klar vorne, während die neue Messung mit der Fensterbewegung irgendwo in der Mitte bei den Anforderungen liegt. Und da wundert es entsprechend nicht, dass sich AMD- und Nvidia-GPUs schon mal treffen – teilweise zumindest.
Navi 21 und GA102 benötigen bei der Bewegung eines Fensters vergleichbar viel Energie. Die GeForce RTX 3080 kommt auf 30 Watt, die Radeon RX 6900 XT auf 33 Watt. Das Testexemplar der Radeon RX 6800 XT schneidet mit 35 Watt ein wenig schlechter ab, doch die GeForce RTX 3080 Ti liegt mit 34 Watt dann wieder auf dem Niveau der konkurrierenden Grafikkarte. Bei den kleineren GPUs liegt AMD jedoch klar vorne und kann offenbar die Vorteile ausnutzen, die es auch im Idle-Modus bei einem Monitor gibt. Die Radeon RX 6700 XT benötigt nur 17 Watt für die Tests, die GeForce RTX 3060 Ti derweil 22 Watt. Die Radeon RX 6600 XT kommt auf 15 Watt, die GeForce RTX 3060 erneut auf 22 Watt.
Die Messwerte verdeutlichen, dass die Leistungsaufnahme einer Grafikkarte deutlich ansteigt, wenn auch nur ein einzelnes Fenster bewegt wird. Die Radeon RX 6800 XT benötigt dafür zusätzliche 27 Watt, bei der Radeon RX 6600 XT sind es 10 Watt. Bei Nvidia liegt der zusätzliche Verbrauch bei 18 Watt (GeForce RTX 3080) bzw. bei 11 Watt (GeForce RTX 3060). Größere GPUs genehmigen sich entsprechend selbst für leichte Last im 2D-Modus etwas mehr Energie als ihre kleinen Ableger – bei AMD gilt das etwas mehr als bei Nvidia.
Leistungsaufnahme beim Spielen mit und ohne FPS-Limiter
Bei den Messungen der Spiele-Last zeigen sich viele neue Ergebnisse. Völlig unbeeindruckt wirkt dagegen Doom Eternal in Ultra HD bei ungebremster Framerate, aber das war ohnehin nicht anders zu erwarten, da dies auch schon bei den alten Messungen der Fall war. Bei maximal möglicher Last in hohen Auflösungen gibt es entsprechend keinerlei Unterschiede. Das gilt quasi auch, wenn in Doom Eternal unter Ultra HD die Framerate auf 144 FPS limitiert wird. Nur die schnellsten Grafikkarten kommen überhaupt über diese Marke und dann nur minimal. Entsprechend fällt die Leistungsaufnahme quasi identisch zu den nicht limitierten Messungen aus.
In den geringeren Auflösungen zeigen sich aus verschiedenen Gründen dagegen deutlich mehr Änderungen. Das ist zum Beispiel davon abhängig, wie AMD und Nvidia das jeweilige Modell ausgelegt haben. So läuft die GeForce FRTX 3070 zum Beispiel schon bei verhältnismäßig geringer Last ins Power-Limit. Ob die Grafikkarte in Full HD oder Ultra HD rendert, macht keinen Unterschied – die RTX 3070 benötigt immer 317 Watt.
Ob Full HD oder Ultra HD, kann einen Unterschied ausmachen
AMD hat die Radeon RX 6800 dagegen freizügiger ausgelegt. Maximal 250 Watt darf sich das Modell genehmigen, doch selbst in Ultra HD wird das nicht erreicht. Entsprechend zeigen sich bei den unterschiedlichen Auflösungen unterschiedliche Watt-Messungen. In Ultra HD benötigt die Radeon RX 6800 noch 229 Watt, in WQHD sind es noch 220 Watt und in Full HD lediglich 206 Watt. Die alten Messungen konnten dieses Verhalten dagegen gar nicht aufzeigen, da ausschließlich in 3.840 × 2.160 getestet worden ist.
Das hat dann auch größere Auswirkungen auf die Platzierung der Grafikkarten. In Ultra HD benötigt die Radeon RX 6800 noch 14 Watt mehr als die Radeon RX 6700 XT. In WQHD sind es nur noch 3 Watt und in Full HD verbraucht die Radeon RX 6800 sogar 12 Watt weniger. Auch die Radeon RX 6700 XT und sämtliche GeForce-Grafikkarten ziehen bei geringeren Auflösungen weniger Energie als bei hohen, können dies aber meist nicht zeigen. Wenn für Full HD bereits die maximal erlaubte Energie benötigt wird, gilt dies in höheren Auflösungen umso mehr, doch wird dann schlicht der Takt reduziert. Das Verhalten zeigen auch einige andere Modelle, doch ist die Radeon RX 6800 die einzige moderne Grafikkarte, die entsprechend konfiguriert ist.
Mit FPS-Limiter unterscheiden sich Ampere und RDNA 2 deutlich
Wird ein FPS-Limiter genutzt, zeigt sich schnell, dass sich AMDs und Nvidias technische Grundgerüste massiv unterscheiden, was das Takt-Management angeht. Unlimitiert beläuft sich die Leistungsaufnahme in WQHD bei der Radeon RX 6800 XT auf 295 Watt und bei der GeForce RTX 3080 auf 319 Watt – folglich sind die beiden Modelle durchaus vergleichbar. Mit einem FPS-Limit von 144 Bilder pro Sekunde geht die Schere dann aber massiv auf. In dem Fall benötigt die RDNA-2-Grafikkarte nur noch 194 Watt (-101 Watt), das Ampere-Gegenstück mit 252 Watt (-67 Watt) aber deutlich mehr. Und in Full HD werden die Unterschiede mit 153 Watt (-141 Watt) und 213 Watt (-103 Watt) prozentual gesehen noch einmal größer. Und das Verhalten zieht sich durch das gesamte Line-up, seien es die schnellsten oder die langsamsten modernen Grafikkarten. Dabei gilt aber: Je schneller das Modell, desto größer sind die Vorteile für AMD.
Offenbar hat Ampere größere Schwierigkeiten damit, Taktraten und Spannungen zu reduzieren, wenn keine volle Performance benötigt wird, während RDNA 2 dies verhältnismäßig leichtfällt. Jetzt kann natürlich argumentiert werden, dass die Grafikkarten nicht dafür ausgelegt sind, mit angezogener Handbremse zu arbeiten, und das Energiemanagement dafür schlicht nicht ausgelegt ist. Doch ist das Spielen mit VSync oder einem FPS-Limiter eben wahrlich keine Seltenheit und das Limit zudem mit 144 FPS hoch gewählt. Das gehört einfach zum Aufgabenfeld einer modernen Grafikkarte.