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OC-Guide: Grafikkarten von AMD und NVIDIA an ihre Grenzen gebracht

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Seite 5: Hard- und Softwaremodifikationen

Im Rahmen der Vorgaben von AMD und NVIDIA versuchen sich die verschiedenen Hersteller der Grafikkarten auch gerne an Modifikationen bzw. reizen die Limits so weit aus, wie es sinnvoll erscheint. Das Vorgehen ist dabei sehr unterschiedlich und hängt auch davon ab, welche Zielgruppe mit der jeweiligen Grafikkarten angesprochen werden soll.

So erlaubt NVIDIA bei seinen aktuellen "Maxwell"-Karten eine maximale GPU-Spannung von 1,212 Volt, während auf alle weiteren Spannungen eigentlich kein Einfluss genommen werden kann. Dies ist bei einer luftgekühlten Karte meist auch nicht notwendig, da die Kühlung hier ohnehin der limitierende Faktor ist. EVGA umgeht dieses Problem gerne mit etwas Zusatzhardware, die EVBot heißt und weitergehende Anpassungen der Spannungen erlaubt. Inzwischen ist aber auch Software vorhanden, die auf die gleichen Mechanismen zugreift und ebenfalls Änderungen in einem Bereich erlaubt, der von NVIDIA so eigentlich nicht freigegeben ist. Bei den Overclocking-Ergebnissen der EVGA GeForce GTX 980 Classified auf Seite 2 haben wir eben diese Software verwendet. Sie erlaubt ein Einstellen der GPU-Spannung von 0,8 bis 1,65 Volt und auch die Speicher- und PCI-Express-Spannung lassen sich von 1,6 bis 1,8 Volt bzw. 1,055 bis 1,215 Volt anpassen.

EVBot von EVGA
EVBot von EVGA

Wer nicht weiß, was er da tut, sollte tunlichst seine Finger von solcher Software und den dazugehörigen BIOS-Modifikationen lassen! Nicht ohne Grund bietet NVIDIA hier nur einen begrenzten Spielraum, denn nicht nur die Lebensdauer der Hardware kann unter zu hoher Spannung leiden, im schlimmsten Fall zerstört sie die Karte komplett, da sämtliche Sicherheitsmechanismen ausgehebelt werden. Daher empfehlen wir im Guide auch immer Schrittweise vorzugehen und keine zu großen Sprünge zu machen.

Etwas flexibler scheinen die Hersteller von Grafikkarten mit AMD-GPU zu sein. Je nach Modell und Freigaben im BIOS kann die GPU-Spannung hier sogar von etwa 1,2 auf 1,4 Volt angeben werden, was ein deutlich größerer Spielraum ist, als NVIDIA ihn zulässt. Es gelten aber auch hier die gleichen Einschränkungen: Derartige Modifikationen können zur einer verkürzten Lebensdauer der Hardware führen!

Hardware-Modifikationen

Vermutlich nicht näher erläutern müssen wir, dass bei Hardware-Modifikationen sämtliche Garantieansprüche verloren gehen. Sind solche Software-Mods bereits mit Vorsicht zu genießen, sollten Veränderungen an der Hardware nur vorgenommen werden, wenn sie auch wirklich notwendig sind. Meist ist dies nur im Extreme-Overclocking-Bereich der Fall.

Spannungs-Mod auf einer ASUS Strix GeForce GTX 980
Spannungs-Mod auf einer ASUS Strix GeForce GTX 980

Dabei machen es die Hersteller den Overclockern meist auch sehr einfach und geben sogar selbst Anleitungen heraus, welche Kontakte geschlossen bzw. wo das Poti eingebaut werden muss, damit die verschiedenen Spannungsebenen manuell verändert werden können. Das Bild oben zeigt z.B. den Mod an einer ASUS Strix GeForce GTX 980, die von BenchBro Andi und Daniel "Dancop" Schier auf dem ASUS Open Overclocking Cup 2014 in Moskau verwendet wurde.

Trotz aller Gefahren gehören solche Modifikationen zum Overclocking dazu. Im Falle der Aufhebung des TDP-Limits bei allen aktuellen NVIDIA-Karten schauen wir uns das auch einmal etwas genauer an. Gerne einmal geraten die GeForce GTX 970 und GTX 980 in dieses Limit und trotz Anhebens des Power-Targets gibt NVIDIA hier oftmals nicht ausreichend Spielraum.

Shunts zur Strommessung auf einer GeForce GTX 980 von EVGA
Shunts zur Strommessung auf einer GeForce GTX 980 von EVGA

Overclocking.Guide hat eine Anleitung erstellt, wie sich diese Beschränkung aufheben lässt. Hauptkomponenten sind dabei die sogenannten Shunts, die sich auf jeder GeForce GTX 970 und GTX 980 finden. Dabei handelt es sich um besonders niederohmige elektrische Widerstände, die zur Messung des elektrischen Stroms verwendet werden. Insgesamt sind auf dem PCB meist drei dieser Bauteile zu finden. Auf dem obigen Bild liegen sie direkt hinter den zusätzlichen Stromanschlüssen und sind durch ihre grüne Farbe leicht von den restlichen Bauteilen zu unterscheiden.

NVIDIA verwendet also reine Hardware-Elemente, zur Messung des Verbrauchs und damit bieten sie auch die Möglichkeit in die Messung einzugreifen. Deren Widerstand muss geändert werden, damit dem System ein niedrigerer Spannungsabfall suggeriert wird, womit letztendlich auch das Power-Target steigt. Im Beispiel der Anleitung auf Overclocking.Guide besitzt der zur GPU zugehörige Shunt einen internen Widerstand von 0,01 Ohm, also 10 mOhm. MithHilfe von Flüssigmetall, dass sich problemlos auch wieder entfernen lässt, wurde der Widerstand überbrückt und durch 5 mOhm ersetzt. Meist findet sich eine entsprechende Markierung oder Beschriftung auf dem Shunt, wie groß der Widerstand ist. Ist dies nicht der Fall, muss mit einem Messgerät gemessen werden. Hier reicht aber nicht jedes handelsübliche Multimeter aus, da der interne Widerstand des Messgerätes größer ist, als der zu messende Widerstand auf dem PCB. Also ist schon einmal etwas Spezialwerkzeug vonnöten.

Theoretisch ließe sich der interne Widerstand des Shunts auch komplett entfernen, womit womöglich auch jegliches Power-Limit aufgehoben wäre. Für die Praxis spielt das jedoch kaum eine Rolle, da eine Halbierung des Widerstandes bereits eine Verdopplung des Power-Limits bedeutet. Da auf allen Modellen der GeForce GTX 970 und GTX 980 mindestens drei solcher Shunts vorhanden sind, müssen die Widerstände auch auf allen Shunts ersetzt werden.

Das Aufhaben des Power-Limits mithilfe einer Hardware-Modifikation ist nur ein Beispiel. Voltage-Mods zur Anpassung der Spannung weit über das Limit dessen, was AMD und NVIDIA vorgeben, haben wir bereits angesprochen und sind zu beinahe jeder Karte auch im Netz zu finden. Oftmals ähneln sich die Prozeduren und so ist keine 1:1-Anleitung vonnöten, um den Mod durchführen zu können.

OC-Features der Hersteller

Auch die Hersteller versuchen sich immer wieder an Speziallösungen. Messpunkte zum Abgreifen der Spannungen sind dabei nur die einfachsten Mittel. Den EVBot von EVGA haben wir ebenfalls bereits besprochen. Immer wieder tauchen in unseren Reviews aber auch OC-Features wie ein LN2-Mode oder eine Speicherheizung auf, bei denen sich viele potenzielle Käufer fragen, wie sinnvoll diese sind.

ASUS bietet auf einigen seiner Matrix-Karten beispielsweise die erwähnte Speicherheizung. Overclocker die mit LN2 arbeiten kennen die Pausen, die nötig werden, um das System zu enteisen und darauffolgend zu trocknen. Weiterhin tritt bei einigen Komponenten ein sogenannter "Cold Bug" auf. Dies drückt sich insofern aus, als dass ab einer bestimmten Temperatur (und darunter) kein stabiler Betrieb mehr möglich ist. Offenbar ist davon besonders der Speicher betroffen, doch wenn die GPU mittels flüssigem Stickstoff gekühlt wird, erreicht diese Kälte früher oder später auch die Speicherchips.

OC-Features auf einer ASUS ROG GeForce GTX 980 Matrix
OC-Features auf einer ASUS ROG GeForce GTX 980 Matrix

Über das Schließen der dazugehörigen Lötpunkte sowie Betätigen eines DIP-Schalters auf der Rückseite lässt sich eine Art Heizung zuschalten, welche die Speicherchips eisfrei halten soll. ASUS nennt dieses Feature "Memory Defrost" und natürlich kann dies auch genutzt werden, um die Karte zu enteisen. Vorsicht ist natürlich dann geboten, wenn das Eis zu Wasser wird und somit trotz Isolierung der restlichen Komponenten zu einer Gefahr werden könnte. Bisher haben sich Overclocker damit beholfen die Speicherspannung etwas anzuheben, um damit auch die Abwärme zu erhöhen. Diesen Schritt können sie sich mit "Memory Defrost" ersparen, wenngleich der Effekt der gleiche ist.

Wir haben mit einigen Overclockern gesprochen und sind zu gemischten Ergebnisse zu solchen Extremen-Features gekommen. Während viele solche Funktionen grundsätzlich als sinnvoll erachten, lehnen sie andere wiederum komplett ab. Problem ist wohl meist, dass es die Eierlegende Wollmilchsau unter den Grafikkarten bisher noch nicht gegeben hat. Zwar mag ASUS mit den OC-Funktionen den richtigen Weg beschritten haben, aktuell aber scheinen andere Modelle bei den Overclockern beliebter zu sein, da hier die Strom- und Spannungsversorgung besser ist. Die perfekte OC-Karte gibt es also noch nicht und so finden sich spezielle Features vielleicht auf Karten, auf denen sie gar nicht gebraucht werden.

 

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Kommentare (18)

#9
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Registriert seit: 10.10.2013

Bootsmann
Beiträge: 548
Gibt es eigentlich eine Liste, wo man sich darüber informieren kann, ob eine Karte Spannungsänderungen via Software zulässt?

Meine GTX780TI-DC2OC zum Beispiel scheint hier gar keine Stellmöglichkeiten zu haben.
#10
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Registriert seit: 22.10.2009
Beim Transwarpkanal rechts abbiegen
Obergefreiter
Beiträge: 69
Was mich ein wenig bei der GTX 980 G1 nervt (hatte vorher eine 6970) ist, dass ich zwar die Karte für Benchmarks und gewisse Spiele stabil übertakten kann, jedoch kratzt bei mir BF4 bereits bei 25MHz+ Core mehr zwischen 10-20min nach Start mit einem DX Fehler ab.

BF4 Stabil sind bei meiner GTX980 nur 1250/1351MHz - bei der GTX 970 die ich vorher hatte waren exakt die selben Taktraten möglich.
#11
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Kapitän zur See
Beiträge: 3199
1250MHz ist aber nicht dein realer 3d boost takt

1250MHz sind je nach ASIC bereits 1400-1450MHz
#12
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Registriert seit: 22.10.2009
Beim Transwarpkanal rechts abbiegen
Obergefreiter
Beiträge: 69
Frag mich jetzt nicht in welchem Game meine 980er 1463.4 MHz erreicht hat (PC läuft seit 9 Tagen), aber das zeigt mir GPU-Z an... (ASIC 64.3%)



Wie gesagt. Mehr geht schon, nur nicht bei BF4. Aber ich bin nicht der einzige der dieses Problem hat. Ich vermute, dass es die Engine ist, welche keine hohen Taktraten mag.... (nur im Multiplayer getestet - immer 64er Server) und BTW, die 980er ist im BF4 nie voll ausgelastet. Max. GPU Load 80%.
#13
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Registriert seit: 27.07.2008

Fregattenkapitän
Beiträge: 2580
Ja, das deckt sich auch mit meinem Ergebnis:
[ATTACH=CONFIG]314125[/ATTACH]

Wobei ich nicht gerade eine gute Wasserkühlung habe und auch der Kühler selber sehr ineffektiv(Nickel) war.
#14
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Registriert seit: 24.03.2008
Heidelberg
Moderator
A glorious mess!
Beiträge: 4828
@ Don
Super Guide bzw. die Idee mit der OC-Guide Serie ist mal was richtig gutes womit ihr unzählige Leute ansprecht :)
Top!
#15
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Registriert seit: 04.09.2007

Vizeadmiral
Beiträge: 6281
Zitat Don;23225531
Je nach Karte ist das möglich. Welche genau meinst du?


Bezieht sich auf die 290X, ich hab die Standardversion unter Wasser aber Ram Spannung kann ich im Afterburner nicht anpassen nur Vcore und Aux.
#16
customavatars/avatar111587_1.gif
Registriert seit: 04.04.2009
Oldenburg (Oldb)
Kapitän zur See
Beiträge: 3728
Ich hab mal ne Frage: Wie viel Spannung würdet ihr maximal auf ne GTX 980 geben? Im Test habt ihr 1,35V gegeben. Unter Luft versteht sich.

Gesendet von meinem Xperia Z2
#17
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Registriert seit: 17.08.2011

Vizeadmiral
Beiträge: 7758
schließe mich der Frage an
#18
Registriert seit: 29.06.2013

Obergefreiter
Beiträge: 109
max kommt auf die kühlung an!

ausserdem auf das was der hersteller erlaubt.

EVGA sagt zb die Classified karten und kingpin karten halten 1,35 volt aus!

28nm scheint recht viel abzukönnen! wen man bedenkt das unter ln2 1,5-1,6 volt standard sind.
habe auch schon 1,69(1,7) volt gesehen.

ich würde sagen ref designe bis 1,21 volt und oc pcb´s wie lightning classified kingpin matrix 1,25 volt
unter wasser haben ref karten schon 1,25 volt seit über 1 jahr bekommen hier im forum! läuft
bei den oc karten zb lightning, matrix, classified, classy KINGPIN sind 1,3 volt machbar ohne streß.


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