Seite 2: Kühllösungen im Vergleich

Auf der nun folgenden Seiten schauen wir uns die Unterschiede bei den Kühllösungen von NVIDIA und Gigabyte genauer an.

NVIDIA vertraut bei der Founders Edition der GeForce GTX 1080 auf ein altbewährtes Konzept, welches in einigen Bereichen angepasst wurde. Die Kühlung erfolgt im klassischen Blower-Design – ein Radiallüfter bläst die kühle Luft durch den Kühlkörper in Richtung der Slotblende. Auf der GPU selbst sitzt ein Vapor-Chamber, welches die Abwärme besser von der GPU weg in den eigentlichen Kühlkörper führen soll. Ein Abschalten des Lüfters im Idle-Betrieb sieht NVIDIA nicht vor.

Von der vernickelten Vapor-Chamber abgedeckt wird allerdings nur die GPU. Die restlichen Komponenten, also die Speicherchips und die wichtigsten Komponenten der Strom- und Spannungsversorgung müssen mit dem Metallrahmen auskommen, der auf der Vorderseite der GPU sitzt. NVIDIA nutzt nur Wärmeleitpads, die den Anpressdruck entgegennehmen und die Abwärme in den Kühlkörper transportieren. Die Referenzversionen oder besser gesagt die Founders Editions der GeForce GTX 1080 sind von der Kühlung her grundsätzlich gut konzipiert. Allerdings zeigten sich in unseren Tests gewisse Limits, denn die Kühlung schafft es nicht die GPU-Temperatur in einem Bereich zu halten, in dem noch keine Drosselung notwendig wird. Bei 82 bis 83 °C erreichte die Karte einen maximalen Takt zwischen 1.809 und 1.825 MHz und damit kann sicherlich nicht das volle Potenzial ausgeschöpft werden.

Andere Boardpartner hatten mit größeren Problemen zu kämpfen. So musste EVGA bei eingen Modellen der GeForce-10-Serie mit ACX-Kühler nachbessern, denn die VRMs wurden so warum, dass sie teilweise in Rauch aufgingen. Gelöst werden konnte dieses Problem mit Wärmeleitpads, wie wir sie oben auf der Founders Edition der GeForce GTX 1080 sehen.

Die meisten Boardpartner gehen bei der Kühlung einen etwas anderen Weg als NVIDIA. Ein Blower-Design wird zwar auch von einigen Hersteller angeboten, allerdings nur bei den Einsteigerkarten. Die Gigabyte GeForce GTX 1080 Xtreme Gaming setzt auf drei Axiallüfter, die in einem 90-°C-Winkel in den Kühler auf der Karte blasen. Die drei Lüfter haben allesamt einen Durchmesser von 100 mm. Da dies aber nicht mit der Länge der Karte zusammenpassen würde, hat Gigabyte den mittleren Lüfter nach unten versetzt. Da auch dies nicht vollständig möglich ist, flacht Gigabyte die Lüfterblätter des mittleren Lüfters an den Ende etwas ab. Somit liegen diese übereinander. Der mittlere Lüfter dreht sich zudem in umgekehrter Richtung und soll den Luftstrom somit beschleunigen.

Im Idle-Zustand bleiben alle drei Lüfter stehen. Dies geschieht bei einer GPU-Temperatur von 42 °C. Steigt diese aufgrund der Last auf der Karte auf 54 °C an, beginnen die Lüfter mit ihrer Arbeit und drehen dabei mit maximalen 1.780 Umdrehungen pro Minute. Die Gigabyte GeForce GTX 1080 Xtreme Gaming erreicht im Idle-Betrieb eine Temperatur von 41 °C und schaltet die Lüfter damit ab. Im Idle-Betrieb sind die Unterschiede zwischen der Founders Edition und den Boardpartner-Modellen aber noch sehr gering.

Schon deutlicher sind sie unter Last. Wie bereits erwähnt, arbeitet die GeForce GTX 1080 Founders Edition unter Last mit einer GPU-Temperatur von 82 bis 83 °C und drosselt damit den Takt auf ein gewisses Niveau. Bei der Gigabyte GeForce GTX 1080 Xtreme Gaming sehen wir eine maximale Temperatur von 69 °C. Damit ist die GPU-Temperatur nicht der limitierende Faktor und der GPU-Takt liegt bei 1.974 bis 1.987 MHz und damit auch deutlich höher als bei der Founders Edition.

Doch neben der Kühlung gibt es für diese höhere Leistung aber natürlich auch noch andere Gründe und dazu gehört die Auslegung der Strom- und Spannungsversorgung. Anstatt sechs Spannungsphasen verbaut Gigabyte 14+2 Spannungsphasen. Ein Load Balancer soll die Last zwischen den Spannungsphasen ausgleichen, während ein Temperaturschutz die Komponenten vor Überhitzung schützt. Außerdem setzt Gigabyte laut eigenen Angaben nur hochwertige Komponenten ein.

Gigabyte nutzt beim Windforce-Kühler eine massive Bodenplatte aus Kupfer. Auf dieser sitzt aber nicht nur die GPU, sondern auch die acht Speicherchips. Heatpipes sollen die Abwärme dann in den eigentlichen Kühler abführen. Weiterhin besitzen die Lamellen des Kühlers angewinkelte Bereiche, durch welche die Luft strömen muss. Dadurch soll die Kontaktfläche zwischen Kühler und Luft erhöht werden.

Neben der GPU und den Speicherchips werden auch die VRMs der Spannungsversorgung mit abgedeckt. Allerdings geschieht dies nicht über die Kupferplatte, sondern einen extra Bereich am Kühler. Insgesamt sechs Heatpipes laufen durch die Bodenplatte und führen die Abwärme in den vorderen und hinteren Bereich des Kühlers. Mithilfe von Temperaturfühlern haben wir auch die Temperaturunterschiede der Speicherchips und VRMs erhoben und führen diese Ergebnisse auf der nachfolgenden Seite auf.

Der Aufwand, der bei vielen Boardpartnern und eben auch Gigabyte betrieben wird, ist enorm. Dies drückt sich auch in den Ausmaßen des Kühlers aus. Das ohnehin schon nicht kleine PCB wird vom großvolumigen Kühler noch bei weitem übertroffen. Dieser steht im hinteren Bereich deutlich hinaus und zeigt auch noch einmal sehr schön die Heatpipes, welche die Abwärme von der massiven Bodenplatte in den eigentlichen Kühlkörper übertragen.

Auf der folgenden Seite schauen wir uns die einzelnen Messergebnisse etwas genauer an.