Test: 2x GeForce GTX 690 im Quad-SLI

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gtx690sli-logoMit der GeForce GTX 690 präsentierte NVIDIA die derzeit schnellste Grafikkarte am Markt (Hardwareluxx-Artikel). Zugegeben, man hat schon zwei GPUs benötigt, das Potenzial der GeForce GTX 680 (Hardwareluxx-Artikel) allerdings auch recht gut nützen können. Doch was stellt ein Anwender mit einer GeForce GTX 690 überhaupt an? Richtig, er nimmt eine zweite und baut sich ein Quad-SLI-System zusammen. Wir haben also zwei der Dual-GPU-Karten in das Testsystem gesteckt und auch in höheren Auflösungen bis 5760 x 1080 Pixel getestet. Mit im Vergleich sind auch die GeForce GTX 670 und 680 im SLI sowie ein CrossFire-Gespann aus zwei Radeon HD 7970. Dieser Vergleich ist natürlich alles andere als fair, relativiert sich aber ohnehin durch den Preis zweier GeForce GTX 690.

Ein Dank an dieser Stelle an EVGA, die uns mit einer zweiten GeForce GTX 690 versorgten.

Auch wenn nicht immer ganz sinnvoll, so haben wir die technischen Daten einer GeForce GTX 690 sowie einem Quad-SLI-System einmal tabellarisch zusammengefasst:

NVIDIA GeForce GTX 690 NVIDIA GeForce GTX 690 Quad-SLI
Straßenpreis ab 929 Euro ab 1858 Euro
Homepage NVIDIA-Produktseite NVIDIA-Produktseite
Technische Daten
GPU 2x GK104 (GK104-355-A2) 4x GK104 (GK104-355-A2)
Fertigung 28 nm 28 nm
Transistoren 2x 3,54 Milliarden 4x 3,54 Milliarden
GPU-Takt 915 MHz + Boost (1019 MHz) 915 MHz + Boost (1019 MHz)
Speichertakt 1502 MHz 1502 MHz
Speichertyp GDDR5 GDDR5
Speichergröße 2x 2048 MB 4x 2048 MB
Speicherinterface 2x 256 Bit 4x 256 Bit
Speicherbandbreite 2x 192,2 GB/Sek. 4x 192,2 GB/Sek.
DirectX-Version 11.1 11.1
Shadereinheiten 2x 1536 (1D) 4x 1536 (1D)
Textur Units 2x 128 4x 128
ROPs 2x 32 4x 32
Pixelfüllrate 2x 29,3 Gigapixel 4x 29,3 Gigapixel
Minimale Leistungsaufnahme 15 Watt 2x 15 Watt
Maximale Leistungsaufnahme 300 Watt 2x 300 Watt
SLI/CrossFire SLI SLI

Durch das Aufsetzen eines SLI-Systems ändert sich an den Taktraten natürlich nichts. Technisch bedingt kann auch nicht einfach die Speicherkapazität aufaddiert werden, da jeder GPU weiterhin "nur" 2048 MB zur Verfügung stehen, die mit 256 Bit angebunden sind. Die Leistungsdimensionen werden aber bewusst, wenn man sich die Gesamtzahl der Transistoren mit 14,2 Milliarden einmal vor Augen führt. Insgesamt sehen wir in den Benchmarks 6144 CUDA-Prozessoren bei der Arbeit zu, zu denen sich noch 512 Textureinheiten und 128 ROPs gesellen.

Keinerlei Wunder sind beim Stromverbrauch und der Lautstärke zu erwarten. Auch wenn die GeForce GTX 690 für eine High-End-Karte mit zwei GPUs recht sparsam und leise arbeitet, so wird ein Gespann aus zwei dieser Karten dennoch die Leistung auch entsprechend in Watt und dB(A) entfalten müssen.


Wir lassen zunächst Bilder sprechen:

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Neben den gewaltig wirkenden technischen Daten, machen die zwei Karten auch rein optisch bereits einen wuchtigen Eindruck. Dieser Eindruck verstärkt sich, wenn man sich vor Augen führt, dass hier etwa 1850 Euro auf zwei Grafikkarten verteilt vor einem liegen.

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Zumindest einen gewissen Teil der 1850 Euro kann NVIDIA durch den optischen Eindruck zurückzahlen. Das hochwertig gefertigte Gehäuse aus Magnesium spielt dabei eine wichtige Rolle.

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Unzählige SMD-Bauteile sind bereits auf einer GeForce GTX 690 zu finden, die Rückseite zwei dieser Karten zeigen die Komplexität aber sicherlich noch einmal etwas deutlicher.

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Zwei Grafikkarten mit jeweils zwei 8-Pin-Anschlüssen darf auch ein Redakteur nicht allzu häufig bewundern - wenn dabei überhaupt von "bewundern" gesprochen werden darf. Immerhin deutet sich dadurch bereits theoretisch ein maximaler Verbrauch von 750 Watt an.

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Zwei im System verbaute GeForce GTX 690 nehmen durch ihre Ausmaße nicht nur entsprechend Platz im Gehäuse ein, sondern sollten auch durch mindestens einen Slot voneinander getrennt werden, da der Lüfter sonst kaum die nötige Frischluft ansaugen kann.

Zwei beleuchtete "GeForce GTX"-Schriftzüge sollten auch keinesfalls hinter einem Seitenteil des Gehäuses verschwinden.

alles

Pro GPU ist "Kepler" in der Lage bis zu sechs Displays anzusteuern. Aufgrund des Platzmangels auf der Slotblende bieten die meisten Karten nur vier Anschlüsse auf der Slotblende. Bei zwei GeForce GTX 690 in einem System bieten sich allerdings unzählige Anschlussmöglichkeiten.

GTX690sli-dvi

Beim Aufbau eines Quad-SLI-Systems muss allerdings beachten werden, dass nur bestimmte DVI-Anschlüsse verwendet werden dürfen. Diese sind in obiger Grafik grün markiert.

Auch wir hatten einige Probleme das Quad-SLI fehlerfrei zum Laufen zu bringen. Eigentlich sollte es ausreichen, die beiden Karten in das System zu packen und mit einer SLI-Bridge zu verbinden. Unsere Karten wollten aber über Stunden hinweg nur als 3-Way-SLI zusammenarbeiten. Eine von vier GPUs im Leerlauf zu belassen war für uns allerdings keine Alternative und versuchten wir verschiedenen Konfigurationen mit weiteren Grafikkarten im System, mit und ohne SLI-Bridge, sowie gut eine Handvoll Treiber. Nach einigen Stunden meldete die NVIDIA Systemsteuerung dann ein Quad-SLI und wir konnte mit den Messungen und Benchmarks loslegen.

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Um die Treiber-Generationen anzugleichen, aber auch um die Hardware auf ein neues Level vorzubereiten, haben wir das Testsystem etwas umgestellt. Der Intel Core i7-3960X wird von 3,2 GHz auf 4,2 GHz übertaktet, um Limitierungen durch den Prozessor weitestgehend auszuschließen. Folgende Systemkomponenten kommen dabei zum Einsatz:

Testsystem
Prozessor Intel Core i7-3960X 3,3 GHz übertaktet auf 4,2 GHz
Mainboard ASUS P9X79
Arbeitsspeicher ADATA XPG Gaming Series Low Voltag 4x 2 GB PC3-12800U CL 9-9-9-24
Festplatte ADATA S510 SSD 60 GB
Netzteil Seasonic Platinum Series 1000 Watt
Betriebssystem Windows 7 64 Bit mit SP1
Grafikkarten
NVIDIA NVIDIA GeForce GTX 690 (915/1502 MHz, 4096 MB)
NVIDIA GeForce GTX 680 (1006/1502 MHz, 2048 MB)
NVIDIA GeForce GTX 670 (915/1502 MHZ, 2048 MB)
NVIDIA GeForce GTX 590 (608/1215/854 MHz, 3072 MB - 1536 MB effektiv) 
NVIDIA GeForce GTX 580 (772/1544/1000 MHz, 1536 MB)
NVIDIA GeForce GTX 570 (732/1464/950 MHz, 1280MB)
NVIDIA GeForce GTX 560 Ti 448 Cores (732/1464/950 MHz, 1280 MB) 
NVIDIA GeForce GTX 560 Ti (820/1640/1000 MHz, 1024 MB)
NVIDIA GeForce GTX 560 (810/1620/1002 MHz, 1024 MB) 
NVIDIA GeForce GTX 550 Ti (900/1800/1026 MHz, 1024 MB)
AMD AMD Radeon HD 7970 (925/925/1375 MHz, 3072 MB) 
AMD Radeon HD 7950 (800/800/1250 MHz, 3072 MB) 
AMD Radeon HD 7870 (1000/1000/1200 MHz, 2048 MB) 
AMD Radeon HD 7850 (860/860/1200 MHz, 2048 MB) 
AMD Radeon HD 7770 (1000/1000/1125 MHz, 1024 MB) 
AMD Radeon HD 7750 (800/800/1125 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 6990 (830/830/1250 MHz, 4096 MB - 2048 MB effektiv) 
AMD Radeon HD 6970 (880/880/1375 MHz, 2048 MB) 
AMD Radeon HD 6950 (800/800/1200 MHz, 2048 MB)
AMD Radeon HD 6870 (900/900/1050 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 6850 (775/775/1000 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 6790 (840/840/1050 MHz, 1024 MB)
AMD Radeon HD 6770 (850/850/1200 MHz, 1024 MB)
Treiber
NVIDIA GeForce 301.34 WHQL
AMD Catalyst 12.4

Unsere Testsysteme werden ausgestattet von ASUS, Intel, ADATA, Thermaltake und Seasonic. Vielen Dank für die Bereitstellung der Komponenten!

Treibereinstellungen NVIDIA:

Textureinstellungen AMD:

Folgende Benchmarks kommen mit den genannten Settings zum Einsatz:

Futuremark 3DMark 11 (DX11):

LuxMark 2.0 (OpenCL):

Anno 2070 (DX11):

Battlefield 3 (DX11):

Call of Duty: Modern Warfare 3 (DX9):

Crysis Warhead (DX10):

Crysis 2 (DX11):

Rage (OpenGL):

The Elder Scrolls V: Skyrim (DX9):

The Witcher 2 (DX9):

Metro 2033 (DX11):


Beginnen wollen wir unsere Messreihen wie immer mit dem Stromverbrauch:

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NVIDIA gibt einen Idle-Verbrauch von 15 Watt für die GeForce GTX 690. In unserem System stieg die Leistungsaufnahme aber von etwa 120 auf 140 Watt an. Damit verbrauchen zwei GeForce GTX 690 aber immer noch weniger als eine GeForce GTX 590. Wer sich zwei Karten für 1850 Euro leisten kann, wird vermutlich auch mit einem Verbrauch des Gesamtsystems von 140 Watt zurecht kommen.

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Ein deutlich anderes Bild zeigt sich unter Last. Auch hier konnten wir einer einzelnen GeForce GTX 690 noch ein gutes Performance/Leistungs-Verhältnis bescheinigen. Zwei dieser Karten liegen mit 743 Watt aber deutlich über dem, was wir bisher mit dem neuen Testsystem messen "durften".

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Die gute Kühlung einer GeForce GTX 690 wirkte sich bereits im Einzeltest mit niedrigen Temperaturen aus. Die zwei freien Slots zwischen den beiden Karten sorgen dann auch im Quad-SLI für ausreichend Frischluft - hier sehen wir also noch keinerlei Probleme.

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Unter Last steigen die Temperaturen deutlich an und die enorme Abwärme zweier Karten merkt man den Innentemperatur des Gehäuses auch an. Unser Testsystem ist allerdings gut belüftet und fördert die warme Luft recht schnell und effektiv nach außen. Wer allerdings den Einsatz eines Quad-SLI-Systems plant, sollte diesen Punkt im Auge behalten.

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Neben der Leistungsaufnahme ist sicherlich die Lautstärke einer der wichtigsten Punkte bei den Messungen. Auch hier aber zeigt sich die Kühlung einer einzelnen Karte bereits sehr effektiv, was dann auch für den Einsatz von zwei Karten gilt. Doch wer möchte zwei GeForce GTX 690 schon dauerhaft im Idle betreiben, somit werden die Messungen unter Last vermutlich zum entscheidenden Punkt.

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Unter Last müssen die beiden GeForce GTX 690 dann auch der enormen Leistung Tribut zollen. Von 52,4 dB(A) steigt die Lautstärke durch die zweite Karte auf 56,7 dB(A) an. Damit sind die beiden Karten schon mehr als deutlich hörbar und eigentlich nur noch unter einem lauten Kopfhörer bzw. Gamesound zu ertragen.


Auch die neueste Generation des 3DMark wollen wir mit in den Benchmark-Parcour aufnehmen. Beim 3DMark 11 handelt es sich um den ersten vollständigen DirectX-11-Benchmark aus dem Hause Futuremark. Aus diesem Grund macht er auch ausgiebig Gebrauch von Tessellation, Depth of Field, Volumetric Lighting und Direct Compute. Obligatorisch ist natürlich auch die Unterstützung für Multi-Core-Prozessoren mit mehr als vier Kernen. Der Download ist in unserer Download-Area möglich.

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Zum kostenlosen Download von Futuremarks 3DMark 11 gelangt man über diesen Link.

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Sowohl AMD wie auch NVIDIA legen immer größeren Wert auf die Compute-Performance ihrer GPUs. Neben zahlreichen Engines mit OpenCL-Unterstützung wollen wir auch die Performance gesondert betrachten. Dazu nutzen wir den LuxMark 2.0, der in der Testszene "Sala" über RayTracing ein Bild berechnet und als Ausgabe die Samples pro Sekunde ausgibt.

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Zum kostenlosen Download von LuxMark 2.0 gelangt man über diesen Link.

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Als Geralt von Riva, dem Helden und Protagonisten des Fantasy-Rollenspiels The Witcher 2, kämpft und zaubert sich der Spieler durch die detailreich inszenierte Spielwelt. Assassins of Kings knüpft als Nachfolger von The Witcher nahtlos an dessen Ereignisse an, wobei der nicht-lineare Handlungsverlauf auch bei mehreren Durchgängen Spannung verspricht. Die eigens für den im Jahr 2010 veröffentlichten Titel entwickelte Red Engine (DX9) hob den Grafikstandard für Rollenspiele an und stieß bei Spielern und der Fachpresse auf hohe Anerkennung. So bezeichneten die Programmierer von CD Projekt RED ihre Engine als "beste Rollenspiel-Engine der Welt".

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Zur Vollversion von The Witcher 2 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Die Erfolgsmarke Call of Duty wurde mit Modern Warfare 3 Ende 2011 zum bereits achten Mal mit einer Fortsetzung versehen. Der Egoshooter besticht durch bildschirmfüllende Daueraction ohne echte Verschnaufspausen. Durch die starke und brachiale Inszenierung fühlt sich der Spieler dank der Möglichkeiten der IW Engine 4.0 (DX9) in den Mittelpunkt des Kriegsgeschehens versetzt. Laut Entwickleraussagen zeichnet sich die Engine vor allem durch das vertikale Gameplay und die äußerst detailliert ausgearbeiteten Texturen aus.

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Zur Vollversion von Call of Duty: Modern Warfare 3 in unserem Preisvergleich gelangt man über diesen Link.

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Anno 2070 spielt entgegen seiner vier Vorgänger nicht mehr in der Vergangenheit sondern knapp 60 Jahre in der Zukunft. Das Spielprinzip blieb grundsätzlich gleich, das heißt fremde Inseln erkunden, besiedeln, Wirtschaftskreisläufe aufbauen, um die Bedürfnisse der unterschiedlichen Bevölkerungsteile zu befriedigen, und sich in der Diplomatie üben. Neu sind die drei Fraktionen: Die Ecos setzen auf regenerative Energie und erhalten die Natur, während ihr Gegenpart, die Tycoons, durch Schwerindustrie die Umwelt verschmutzen. Die dritte Fraktion, die Techs, ermöglicht es, neue Techniken zu nutzen und auf dem Meeresboden zu siedeln. Die großen Inseln, die lebendige Flora und Fauna und die fantastischen Wassereffekte der eigens von Related Designs entwickelten Engine (DX11) verlangen auf der höchsten Detailstufe der Grafikkarte einiges ab.

 
 

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Die Battlefield-Serie erfuhr mit der Veröffentlichung des dritten Teils den vorläufigen Höhepunkt der virtuell erlebbaren Multiplayer-Action auf weitläufigen Schlachtfeldern. Differenzierte Soldatenklassen, realitätsgetreu modellierte Waffen und Fahrzeuge stellen in Verbindung mit der leistungsstarken Frostbite 2-Engine (DX11) das momentane Nonplusultra des Actiongenres dar. Die grafische Darstellung besticht durch enorme Weitsicht und wirklichkeitsnahe Bewegungsabläufe des eigenen Soldaten. Langzeitmotiviation ist dank des Aufstiegssystems mit unzählig vielen freischaltbaren Waffen und Gadgets garantiert, wobei mit Hilfe des Battlelogs stets die Übersicht gewahrt wird.

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Immer wieder für grafische Highlights verantwortlich zeichnen die Macher von Crysis. Die als Basis dienende CryEngine 2 sorgt dafür, dass selbst aktuelle High-End-Systeme den Anforderungen nicht immer gewachsen sind. Daher eignet sich Crysis Warhead ideal für unsere Benchmarks. Wir verwenden Crysis Warhead im DirectX-10-Modus, alle Details auf Maximum.

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Das auf der CryEngine 3 (DX11) basierende Crysis 2 entführt den Spieler in das apokalyptisch inszenierte New York. Die Ceph, die dem Insider bekannte Alienrasse aus dem ersten Teil, setzen auch im zweiten Teil alles daran, die Menschheit zu vernichten. Der Hauptcharakter namens Alcatraz, der zu Beginn durch unglückliche Umstände in Besitz des Nano-Suits gelangt, setzt sich fortan mit Waffengewalt und übermenschlichen Fähigkeiten, die der Anzug seinem Träger verleiht, gegen die Invasion zur Wehr. Im Gegensatz zum ersten Teil kommen auch Besitzer schwächerer PCs im optionalen Direct-X-9 Modus in den ruckelfreien Spielgenuss. Dies ist vor allem dem technischen Kompromiss geschuldet, den die Entwickler hinsichtlich der Konsolenportierung eingehen mussten. Die entsprechend vorhandene Hardware vorausgesetzt, kann als kleines Gimmick sogar im 3D-Modus auf Alienjagd gegangen werden.

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Der fünfte Teil der The-Elder-Scroll-Reihe spielt in der namensgebenden Provinz Skyrim (dt. Himmelsrand). Die Handlung dreht sich um die Rückkehr der Drachen, wie sie in den "Elder Scrolls" vorhergesagt wurde. Der Spieler übernimmt die Rolle eines "Dovahkiin", eines Individuums mit dem Körper eines Menschen und der Seele eines Drachen. Der Spieler durchstreift bei dem Kampf gegen die Drachen opulente Städte mit verschlungenen Gassen und atemberaubende Landschaften, deren Grenze buchstäblich der Himmel ist. Mit seiner hohen Weitsicht und der detaillierten Vegetation bringt Skyrim so manches System ins Schwitzen.

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Eine unwirtliche und verstrahlte Umwelt, Mutanten und ständige Bedrohungen - all diese Elemente nutzen die Ex-S.T.A.L.K.E.R. Entwickler 4A Games Studios, um den Spieler in die Welt von Metro 2033 zu entführen. Im Jahr 2033 hat sich die Menschheit mal wieder bekriegt und durch einen Atomschlag gegenseitig fast in die Luft gebombt. Eine Hand voll Überlebende hat sich in die Systeme der Moskauer U-Bahn zurückgezogen, um dort Zuflucht zu suchen. Zum Leidwesen der Flüchtlinge ist dieser Ort nicht ihre alleinige Heimat, auch feindselige Kreaturen, die sich an die giftige Atmosphäre gewöhnt haben, sind dort anzutreffen. Ihr Ziel: die verbleibenden Menschen ausrotten! Ob sie nun rohe Gewalt oder ausgeklügelte Taktik anwenden, es bleibt ihnen überlassen, wie sie das Ziel erreichen. Wie schon bei ihrem Erstlingswerk schaffen die Entwickler eine Wahnsinnsatmosphäre und lassen mit der A4-Engine (DX11) selbst moderne Grafikkarten an ihre Grenzen kommen.

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Ein Quad-SLI-System bestehend aus zwei GeForce GTX 690 ist derzeit ohne Frage die GPU-seitig potenteste Lösung, die für Geld zu haben ist. In den wenig praxistauglichen, aber gut vergleichbaren synthetischen Benchmarks blasen (dies ist mit Blick auf die Last-Lautstärke durchaus auch wörtlich zu nehmen) die beiden Karten alle anderen Konfigurationen sozusagen vom Platz.

Für Anwender aber viel entscheidender sind die Game-Benchmarks, doch auch hier ist es schwer der Leistung zweier GeForce GTX 690 gerecht zu werden. Oftmals sind wir in den Tests an Limitierungen der Engines geraten, die wir zuvor nicht einmal erahnen konnten. Selbst wenn wir mit den Benchmarks erst bei einer Auflösung von 1920x1080 beginnen, rückt das Testfeld erst bei 2560x1600 und höher weiter auseinander und gibt die Kraftverhältnisse in etwa wieder. Sollte es also tatsächlich Anwender geben, die den Einsatz zweier GeForce GTX 690 planen, so ist diesen anzuraten auch entsprechende Auflösungen zu verwenden. Nicht ohne Grund schauten wir uns die Performance auch mit drei 24"-Displays bei 5760x1080 an. In nahezu jedem Benchmark setzt sich das Quad-SLI-System erst hier deutlicher vom übrigen Testfeld ab.

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Doch auch die weiteren Komponenten sollten auf die Leistung von vier GPUs hin angepasst sein. Eine schwache CPU ist nicht in der Lage genügend Rohdaten an die GPUs zu liefern. Gleiches gilt auch für die Anbindung der Karten. Im Test der GeForce GTX 690 konnten wir aufzeigen, dass der Einsatz von PCI-Express 3.0 oder 2.0 hier kaum einen Unterschied macht, dies trifft aber sehr wohl für die Anbindung über 8 oder 16 Lanes zu. Bei dem von uns verwendeten Mainboard mit X79-Chipsatz sind beide PCI-Express-Steckplätze mit jeweils 16 Lanes angebunden. Bei anderen Chipsätzen bzw. Mainboards ist das nicht immer der Fall.

Gerade im Hinblick auf die Vergangenheit positiv zu beurteilen, sind die Idle-Werte für den Verbrauch, die Temperatur und die Lautstärke. Selbst Dual-GPU-Systeme waren in diesem Punkt in der Vergangenheit oftmals lauter, heißer und verbrauchten deutlich mehr Strom. Das Bild verändert sich unter Last etwas, bleibt aber zumindest für die Temperaturen im Rahmen. Es sollte jedem klar sein, dass ein Quad-SLI aus zwei GeForce GTX 690 kein Stromsparwunder ist. Über die lauten Lüfter darf man sich in Anbetracht der Leistung eigentlich auch nicht wundern.

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Eigentlich gibt es nach dem Blick auf die Benchmarks und Messungen bzw. deren Beurteilung nicht mehr viel zu sagen. Über Sinn oder Unsinn eines Quad-SLI bestehend aus zwei GeForce GTX 690 lässt sich sicher streiten - unbestritten ist das "Erlebnis" eines solchen Systems. Der Preis von derzeit 1850 Euro für zwei Karten dürfte den Käuferkreis ohnehin deutlich einschränken.

Positive Aspekte zweier GeForce GTX 690 im Quad-SLI:

Negative Aspekte zweier GeForce GTX 690 im Quad-SLI: