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Warum die 500 Watt Verbrauch der Radeon R9 295X2 kein Problem sind

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radeon-295x2-logoIn den vergangenen Tagen wurde viel darüber geschrieben, ob die Strom- und Spannungsversorgung der Radeon R9 295X2 (Zum Hardwareluxx-Test) zum Problem werden könnte. Dabei ging es nicht um den Verbrauch der Karte als solches, eine Performance-pro-Watt-Analyse soll hier keine Rolle spielen, sondern um die Art und Weise wie AMD die bis zu 500 Watt an die Karte bringt. Es wurden Spezifikationen zitiert, unterschiedlich ausgelegt, Berechnungen erstellt, diverse Testverfahren analysiert und sogar Wärmebilder zu Rate gezogen. Zur Aufklärung beigetragen hat bisher recht wenig davon. Daher wollen wir uns nun einmal etwas diesem Thema widmen und vielleicht auch einige Mythen aus dem Weg räumen.

Fakt ist, AMD hat die Radeon R9 295X2 auf eine Thermal-Design-Power (TDP) von 500 Watt ausgelegt. Laut aktueller PCI-Express-Spezifikation dürfen Grafikkarten nur maximal 75 Watt (3 Ampere bei 3,3 Volt plus 5,5 Ampere bei 12 Volt) über den PCI-Express-Slot ziehen. Zusätzlich möglich sind bis zu 75 Watt über einen 6-Pin-Anschluss (6,25 Ampere bei 12 Volt) und 150 Watt über einen 8-Pin-Stecker (12,5 Ampere bei 12 Volt). Insgesamt landen wir also bei 300 Watt für eine Grafikkarte mit jeweils einem 6-Pin- und einem 8-Pin-Anschluss, welche das offizielle PCI-Express-Logo tragen will, was vor allem dann von Interesse ist, wenn sich Systembuilder auf diese Angaben verlassen. Alles, was darüber hinaus geht, ist nicht verboten, wird aber nicht mehr für alle Systeme freigegeben. Nun sind Freigaben und Spezifikationen von PCI-Express das eine, aber was passiert auf physikalischer Ebene, wenn eine Karte wie die Radeon R9 295X2 mehr verbraucht, also diese maximalen 300 Watt?

AMD Radeon R9 295X2
AMD Radeon R9 295X2.

Auf den ersten Blick ist alles sogar noch viel schlimmer, als ursprünglich angenommen, denn zumindest über die 3,3-Volt-Schiene des PCI-Express-Steckplatzes zieht die Radeon R9 295X2 keinerlei elektrischer Leistung (siehe Leistungsmessung bei Tom' s Hardware.de). Gut, die hier maximal möglichen 10 Watt spielen bei 500 Watt kaum eine Rolle. Weiterhin aber wird auch die 12-Volt-Schiene über den Slot nur mit maximal 28 Watt belastet, so dass fast die kompletten 500 Watt über die beiden 8-Pin-Anschlüsse bewerkstelligt werden.

Nun aber zu den Ängsten vieler, die davon ausgehen, dass diese 8-Pin-Anschlüsse die jeweils fast 250 Watt nicht tragen können, denn laut PCI-Express-Spezifikation sollen ja nur 150 Watt über diese Anschlüsse möglich sein. Hier sollte man zunächst einmal zwischen der elektrischen Spezifizierung der Anschlüsse selbst und einer Norm, wie es sie im Falle der PCI-Express-Spezifizierung ist, unterscheiden. Die PCI-Express-Spezifikation beschreibt keinesfalls die Herstellerspezifikationen der Anschlüsse selbst. Dazu nun etwas Elektrotechnik und einige Rechnungen:

Gefährlich wird eine Überlast an Steckverbindungen durch einen immer vorhandenen Übergangswiderstand. Fließt Strom hier hindurch, fällt nach dem Ohmschen Gesetz eine Spannung ab - am Übergangswiderstand wird also Leistung in Form von Wärme umgesetzt. Solche Steckerbindungen haben einen typischen Übergangswiderstand zwischen 1 und 10 mOhm. Wir nehmen in den folgenden Berechnungen einmal etwa 5 mOhm an. Gehen wir weiterhin davon aus, dass sich die 500 Watt der Karte gleichmäßig auf die beiden Anschlüsse aufteilen, so fällt bei 12 Volt pro Steckverbindung eine Stromstärke von 20,8 Ampere an. Diese 20,8 Ampere wiederum teilen sich auf die drei positiven Anschlüsse des 8-Pin-Anschlusses auf, so dass hier pro Leiter und Übergang innerhalb der Steckverbindung rund 7 Ampere fließen. Pro Leiter und Übergang ergibt das bei einem Übergangswiderstand von 5 mOhm den Abfall eine Leistung in Höhe von 245 mWatt. Diese Abwärme geht aber nicht komplett in die Umgebungsluft bzw. in die Isolierungen, sondern kann durch die Leiter selbst teilweise abgeführt werden. Der rückfließende Strom teilt sich am 8-Pin-Anschluss auf fünf Masse-Anschlüsse auf, so dass an dieser Stelle die umgesetzte Leistung noch geringer ist.

Schaut man sich die Datenblätter bei Molex an, wird hier pro Leiter eine Stromstärke von 13 Ampere als zulässig angesehen. Die gleichen Steckverbinder kommen übrigens auch oft bei modularen Netzteilen zum Einsatz. Noch einmal zur Erinnerung: Bei der AMD Radeon R9 295X2 dürften so in etwa 7 Ampere fließen - es ist also alleine schon aufgrund der Spezifizierung für die Steckverbindung mehr als ausreichend Luft. Die anfallende Abwärme kann problemlos abgeführt werden und auch wenn einige mit einer Wärmebilderkamera gemachten Fotos hier 75 °C zeigen - weder die Kabel inkl. Isolierung, noch die Steckverbinder bewegen sich in einem kritischen Temperaturbereich, da diese in der Regel bis 105 °C spezifiziert sind.

Dies alles muss aber nicht bedeuten, dass es nicht doch zu Problemen kommen kann. Diese sind dann aber weniger auf die Umsetzung der Versorgung zurückzuführen, als vielmehr auf die Unbedachtheit der Nutzer. Ein System, in dem eine Grafikkarte steckt, die bis zu 500 Watt verbraucht, kann nicht mit einem 550- oder 650-Watt-Netzteil betrieben werden. AMD hat ausgiebig beschrieben, welche Anforderungen an das Netzteil zu stellen sind und daran sollte man sich auch halten. Auch wenn hier einmal ein Fehler passiert, besitzen die meisten Netzteile eine "Over Current Protection", also einen Schutz bei zu hoher Last. Die Hardware dürfte also zunächst einmal nicht in Gefahr sein.

ASUS ARES II
ASUS ARES II.

Viele stellten sich auch die Frage, warum AMD nicht einfach gleich drei 8-Pin-Anschlüsse auf der Radeon R9 295X2 verbaut hat. ASUS hat es mit der ARES II vorgemacht. Nun sind wir keine Experten für das Layout eines derart komplexen PCBs, wir gehen aber mal davon aus, dass AMD es sicherlich in Erwägung gezogen hätte, wenn man die Möglichkeit gehabt hätte. Ein weiterer Anschluss hätte etwas mehr Platz benötigt und die Frage, ob dieser vorhanden wäre, lässt sich sicherlich nur von AMD selbst beantworten.

Noch einmal: Aus elektrisch-physikalischer-Sicht sind die beiden 8-Pin-Anschlüsse auf der Radeon R9 295X2 nicht problematisch. Die Rahmenbedingungen sind weitaus entscheidender. Ein zu schwaches Netzteil ist zunächst einmal nur ein Grund dafür, dass das System nicht startet oder bei Last abschaltet. Wer seine Hardware wenig pflegt, Gehäuselüfter nicht reinigt, Netzteile bzw. deren Belüftung verstauben lässt, kommt eher in Schwierigkeiten, als derjenige, er sich mit seiner Hardware beschäftigt. Wer 1.400 Euro für eine Grafikkarte ausgibt, dem dürfte ein kurzer Blick in die technischen Daten des Netzteils und in das eigene Gehäuse zuzumuten sein. Schließlich besteht auch eigenes Interesse in einem einwandfreien Betrieb der Hardware.

Wir hoffen wir konnten mit einigen Mythen aufräumen und Ängste entkräften. Bei weiteren Fragen stehen wir natürlich in den Kommentaren zur Verfügung. Auch die Nutzer im Forum helfen sicherlich gerne bei der Suche nach dem richtigen Netzteil oder bei Fragen nach der Kompatibilität.

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Kommentare (66)

#57
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Beiträge: 5646
Zitat fdsonne
Der Stecker ist in der Bauform und Art genormt. Wenn ich das aber richtig sehe haben die Hersteller der NTs freie Wahl, was die Kabel angeht. Sprich Material? und auch der Querschnitt sind in geregelten Maßstäben frei wählbar.


Wenn man statt 2 Stromanschlüsse 3 verbaut, verstößt das auch gegen eine Norm.:rolleyes:
Die Frage ist was letztendlich schlimmer ist.

Ich bin ja mal gespannt auf die Beiträge die dann sagen " System ging hops, weil Netzteil zu schlecht".

Zitat Mick_Foley;49
Und was sich AMD dabei gedacht hat, würde mich auch mal interessieren, die dürften bei der PCIe-Spezifikation mit am Tisch gesessen haben und jetzt kommt man mit dem Argument es ginge Physikalisch ja viel mehr physikalische wäre es auch möglich gewesen die Karte etwas länger zu machen und einfach einen dritten Stecker anzubringen. Aber anscheinend hat der typischen 295x2-Käufer ja ein 10000w ATX-Netzteil und ein Prodigy als Gehäuse.


Zitat
Man wälzt damit zwar die Verantwortung auf den Kunden ab, aber das scheint ein lobenswerter Zug im Jahre 2014 zu sein.



Du mal wieder. Du wetterst doch gegen alles was von AMD kommt, mit dem Fazit AMD schiebt die Verantwortung für eine High End Karte zu den Usern( was schon polemisch und übertrieben genug ist, dann soll es auch noch als lobenswert verstanden werden, von wem eig?), weil sie ein solides Netzteil haben sollten, ist ja für jemanden der 1300 Euro für die Grafik ausgibt, sicherlich ein wahnsinniges Problem zu überlegen ob das Netzteil genug Watt liefern kann.
Bei den Reviews gabs bisher kein einziges Problem, was darauf hindeutet, dass es eher ne völlig unbedeutende Sache ist.

Dir ist schon bewusst, dass AMD hier lediglich ein 1000 watt Netzteil empfehlen, weil man immer auf Nummer Sicher geht. Ein gutes 750 watt Ding taugt auch, oder ein 800 Watt Ding.

Pcie Spezifikationen bricht man auch wenn man einen 3 Stecker dazupflanzt.

Der Artikel erklärt es eh sehr gut, respekt dafür.

"Wir hoffen wir konnten mit einigen Mythen aufräumen und Ängste entkräften."

Ne die Ängste werden eher wieder geschürt.:vrizz:
#58
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Registriert seit: 10.02.2008

Admiral
Beiträge: 15048
Zitat Schaffe89;22084965
Du mal wieder. Du wetterst doch gegen alles was von AMD kommt


[ATTACH=CONFIG]277435[/ATTACH]

Ich kann nichts für deine eindimensionalen Denkweisen und ich bin auch nicht im geringsten motiviert auf deinen geistigen Dünnpfiff einzugehen. Wer hier in Hersteller-Kategorien denk, das ist einzig und alleine deine Wenigkeit.
#59
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Registriert seit: 12.12.2010

Banned
Beiträge: 5646
Was interessiert mich, welche Hardware du verbaust? Aber wenn wir schon in der Kategorie sind, schau auf meine Signatur.:rolleyes:

Ich frage mich nur wo bei dir die Motivation steckt, zu behaupten man würde es gut finden, wenn AMD die verantwortung zu den Kunden übergibt ( ich kenn niemanden ) und desweiteren frage ich mich,
wann die der Kunde keine Verantwortung für eine absolute High End Karte getragen hatte oder generell eine Karte die man mit 40% OC weit über den Spezifikationen ( auch der PCie Norm ) betreibt, getragen hat oder die ganzen anderen Overclocker. Da schert sich auch keiner drum, wenn was über die offizielle Spezifikation läuft.

Zitat
ie dürften bei der PCIe-Spezifikation mit am Tisch gesessen haben und jetzt kommt man mit dem Argument es ginge Physikalisch ja viel mehr


Tolle Rethorik. Wird schon seine Gründe haben, aber hauptsache AMD mal wieder indirekt etwas unterstellt.
Jedesmal wenn du etwas zum Thema sagst, finden sich solche sinnfreien Behauptungen in deinen Aussagen.

"AMD übergibt die Verantwortung zu den Kunden und will selber keine tragen"
"AMD ist bei der PCie Spezifikation am Tisch gesessen und jetzt brechen sie diese Spezifikation" In deinen Augen wohl ein Widerspruch auf ganzer Linie, obwohl das nix konkret damit zu tun hat, was AMD dann macht.
"Anscheinend hat der typische R9 295 Käufer ein 1000 watt Netzteil" Das 1000 Watt Netzteil ist eine Empfehlung mit Spielraum nach oben, aber das verstehst du nicht.
"Lobenswerter Zug von AMD Verantwortung abzuwälzen"

Tut mir leid aber in deinen Beiträgen steht dermaßen viel Bullshit, den du scheinbar einfach nur immer einfügen musst, damit du deine Zeit totschlägst.
Nimm dir mal ein Beispiel an fdsonne. Der findet das auch nicht gut, ist aber wenigstens weitgehend sachlich.

Zitat Mick_Foley
Das ist die Mindestnorm, sprich mehr muss ein Netzteil da auch nicht liefern können. Alles dadrüber ist "Bonus" bis zum Molex-Maximum, halt.


Die Stecker und die Kabel bzw, die Isolierungen können mehr ab, als als PCie Spezifikation angegeben ist, auch liefern die Netzteile mehr über die 3 Stränge innerhalb eines solche Anschlusses, steht alles im Artikel.
Die Netzteilhersteller sind auch da in der Pflicht keinen Müll zu verbauen, bei Netzteilen die keine ChinaBöller sind, ist das auch so.

BTW

AMD hätte das anders lösen können, aber deswegen muss man nicht immer so ein Fass aufmachen und unsachlich werden.
#60
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Registriert seit: 08.08.2006
Weinböhla (Sachsen)
Moderator
Beiträge: 31938
Zitat Schaffe89;22084965
Wenn man statt 2 Stromanschlüsse 3 verbaut, verstößt das auch gegen eine Norm.:rolleyes:
Die Frage ist was letztendlich schlimmer ist.


Was hat das zitierte mit deiner Aussage zu tun?
Aber was schlimmer ist, kann ich dir durchaus sagen. Bei PCIe geht es nicht um maximale Belastbarkeit aufgrund von technisch machbaren Limits. Sondern es geht um Richtwerte an dehnen sich orientiert wird. Die gerade im OEM Bereich und Businesbereich zum Tragen kommen. Und wo man sich dort auch auf diese beruft...
Die Molex Spezifikationen spiegeln das technisch machbare dar. Bzw. das technisch spezifizierte. Eine PCIe Karte läuft auch mit Aufwand mit mehr wie 300W. Eben Aufwand in der Kühlung, in der Stromzufuhr usw.
Ein Sprengen der Molex Spezifikationen birgt dagegen aber ein Risiko, was zum Totalausfall und Folgeschäden führen kann.
Was ist also schlimmer? -> eindeutig letzteres.

Zitat Schaffe89;22085068
Die Stecker und die Kabel bzw, die Isolierungen können mehr ab, als als PCie Spezifikation angegeben ist, auch liefern die Netzteile mehr über die 3 Stränge innerhalb eines solche Anschlusses, steht alles im Artikel.
Die Netzteilhersteller sind auch da in der Pflicht keinen Müll zu verbauen, bei Netzteilen die keine ChinaBöller sind, ist das auch so.


Genau hier ist doch das Problem, was nicht verstanden wird.
Die Stecker und Kabel können eben genau das ab, was Spezifiziert ist. (+ ggf. noch einkalkulierte Reserve)
Ein NT Hersteller muss aber keinen Müll verbauen um dennoch Spezifikationskonform zu arbeiten. Beispielsweise sind AWG20 Kabel auch innerhalb der Norm. Stemmen aber keine 13A wie im Artikel angegeben... Sondern nur knapp die Hälfte. Mit Müll hat das nichts zu tun. Oder ist es jetzt schon Müll, wenn ein NT Hersteller der spezifikationskonform seine Produkte designt und baut, aufeinmal Müll verbaut nur weil jemand Hardware auf den Markt wirft, die das technische Limit des Steckers ausreizt bzw. überschreitet und somit nur mit AWG18 oder 16 innerhalb der Spefizikationen läuft?
Irgendwie vermisse ich da schon wieder die Objektivität von dir... Sorry.

Objektiv gesehen kann man die Molex Spezifikationen nicht absolut nehmen (wie es im Artikel eben anklingt) -> da sie nicht absolut gelten. Sondern innerhalb bestimmter Bedingungen.
Und diese Bedingungen ist quasi Entscheidungsfreiheit der Hersteller der NTs. AWG16-20. Und somit eben 12,5-7A im besten- bis schlechtes Fall.
Mir wäre auch kein NT Hersteller bekannt, der dir vor ein paar Tagen wirklich explizit bescheinigt hätte, das du da 13A über den PCIe 8Pin Stecker fahren kannst... Warum auch? Die Norm sieht weniger vor... Das NT muss 150W auf den Steckern liefern. Alles was drüber hinaus geht ist gut, aber eben kein muss.

Rein formal gesehen ist die Karte somit keine PCIe spezifizierte Karte. Wie auch schon die HD4870X2 nicht oder auch die HD6990 nicht. Sollte somit theoretisch auch nicht mit dieser Spezifikation beworben werden. Und dann stellt sich nämlich auch die Frage nach dem NT gar nicht. Denn für eine nicht spezifikationskonforme Karte gelten schlicht Sonderreglungen. So einfach hätte die Welt sein können...

PS: AMD gibt laut PCGH 28A pro 12V Strang als Empfehlung! an. Bzw. kombiniert 50A.
Ersteres wäre laut Molex Spezifikationen nur mit AWG16 gegeben. Letzteres geht gerade so mit AWG18!
Gibts überhaupt NTs mit AWG16? Wohl sind das dann ein paar der 1000W+ Dinger...
Ein modulares NT mit abnehmbaren gepaarten Kabeln für die PCIe Verbinder darf es dann aber auch nicht sein (wie das Bequiet Dark Pro 1000), da dort DualRow 12 Pin Verbinder vom NT zu den Kabeln existieren und diese sind selbst mit AWG16 nur bis 9A belastbar...

EDIT:
Schaffe, das Fass wird genau deswegen aufgemacht, weil es immer wieder Leute gibt, die meinen den "Mist" auch noch schönzureden... Obwohl es technisch gesehen keinerlei Gründe zu gegeben hätte :wink:
#61
Registriert seit: 02.07.2013

Banned
Beiträge: 888
@Schaffe89: Es ist ja schön das du noch versuchst mit diesen Trollen zu diskutieren, aber die werden von ihrer gottgegebenen Position nicht abrücken, für die beiden gilt eine eigene Welt in der alles so ist wie sie es sich einreden ;). Diese Diskussion kannst du nur verlieren *G*, die 2 sind in einem religiösem Feldzug unterwegs, da gibt es keine Logik usw.
Lass ihnen doch ihre Traumwelt, was anderes scheinen sie ja nicht zu haben (sonst würden die nicht so massiv rumtrollen).
#62
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Registriert seit: 27.07.2008

Fregattenkapitän
Beiträge: 2580
Ahmen...
#63
Registriert seit: 28.03.2014

Obergefreiter
Beiträge: 97
man kann aber auch übetreiben,
die pcie spezifikationen sind nur mindestmaß

bevor man ein fass aufmacht wegen irgendwelchen vermutungen sollte man seinen hersteller des vertrauens anschreiben.
und nicht hier ein tamtam losprügeln und am ende weis man nicht mehr als vorher
#64
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Registriert seit: 31.10.2009

Oberbootsmann
Beiträge: 1020
Du verlangst viel.Fordest wenig. [ATTACH=CONFIG]277619[/ATTACH]
#65
Registriert seit: 01.01.1970


Beiträge:
[FONT=Arial Black][COLOR="#B22222"]295X BenchMark [/COLOR][/FONT]:hail:

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#66
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Registriert seit: 10.02.2008

Admiral
Beiträge: 15048
Da fehlt eine 2. ;)
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