Seite 1: NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition im Test

Mit der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition läutet NVIDIA das Finale für die Pascal-Generation ein – zumindest wenn man davon ausgeht, dass NVIDIA keinen Refresh der Pascal-Architektur plant. Die Hardwarebasis als solches ist allerdings nicht neu und wird seit einigen Monaten im semiprofessionellen Bereich bereits in Form der Quadro P6000 und NVIDIA Titan X verkauft, auch wenn es hier leichte Unterschiede in der Ausführung gibt. Mit der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition für 819 Euro zielt NVIDIA einmal mehr auf den hochpreisigen Markt ab. Wir schauen uns nun an, was der Käufer für sein Geld an Leistung bekommt.

Die Pascal-Architektur von NVIDIA darf als eine sehr erfolgreiche GPU-Generation für NVIDIA bezeichnet werden, die auch dazu geführt hat, dass NVIDIA einige außerordentlich Geschäftsquartale hinter sich hat und die Gewinne sprudeln. Wirft man einen Blick in unsere Artikel-Sektion, wird man dort dutzende Artikel zur GeForce-10-Serie finden, für den Desktop und den mobilen Bereich sowie in allen erdenklichen Ausführungen – von der kleinen GeForce GTX 1050 bis zur NVIDIA Titan X, der bisher schnellsten Karte der Pascal-Generation.

Die GeForce GTX 1080 Ti basiert auf der GP102-GPU, genau wie die Titan X. Gefertigt wird diese in 16 nm bei TSMC, der Chip besteht aus 12 Milliarden Transistoren. In 6 Graphics Processing Cluster (GPG) sind 28 Streaming Multiprozessoren (SM) zu jeweils 128 Shadereinheiten organisiert. Somit kommt die Karte auf 3.584 Shadereinheiten. Aus diesen Angaben ergeben sich auch die 224 Textureinheiten – ebenfalls identisch zur NVIDIA Titan X.

Sicherlich eine Besonderheit ist der Speicher, denn dieser ist mit 11 GB ungewöhnlich bemessen. Grund hierfür ist die Reduzierung der Speicherinterfaces von 384 auf 352 Bit. Warum NVIDIA dies tut, ist uns nicht ganz klar. Vermutlich aber positioniert man sich am Markt entsprechend, um den eigenen Produkten keine Konkurrenz zu machen und auch um sich auf das vorzubereiten, was AMD mit Vega so plant. Damit setzt man den Konkurrenten natürlich unter Druck – auch preislich. NVIDIA kennt die Kosten für die Fertigung einer GPU bestimmter Komplexität und auch die für die Kombination aus GPU, Interposer und HBM2, denn mit der Tesla P100 fertigt man selbst eine entsprechende GPU. Man wird bei NVIDIA also in etwa kennen, wie teuer AMD seine GPU in der Fertigung zu stehen kommt.

Aber noch einmal zurück zum Speicher: Eine der größten Neuerungen der GeForce GTX 1080 Ti ist der schnellere GDDR5X-Speicher. NVIDIA hat hier eng mit dem Speicherhersteller Micron zusammengearbeitet und den GDDR5X-Speicher, der bereits auf der GeForce GTX 1080 zum Einsatz kommt, deutlich beschleunigt. Über verschiedene Maßnahmen konnte NVIDIA die Signalqualität und Integrität verbessern, sodass die Taktraten gesteigert werden konnten. Von 1.250 MHz geht es auf 1.375 MHz. Anstatt des 384 Bit breiten Speicherinterfaces der GP102-GPU setzt NVIDIA bei der GeForce GTX 1080 Ti auf 352 Bit. Zusammen mit dem Speichertakt ergibt sich daher eine Speicherbandbreite von 484 GB/s – nur etwas schneller als die NVIDIA Titan X. Die Anzahl der ROPs reduziert sich durch das kleinere Speicherinterface von 96 auf 88.

Die technischen Daten der NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition in der Übersicht
Modell: NVIDIA GeForce
GTX 1080 Ti Founders Edition
NVIDIA Titan X NVIDIA GeForce
GTX 1080 Founders Edition
Straßenpreis: 819 Euro 1.359 Euro ab 600 Euro
Webseite: www.nvidia.de www.nvidia.de www.nvidia.de
Technische Daten
GPU: GP102 GP102 GP104
Fertigung: 16 nm 16 nm 16 nm
Transistoren: 12 Milliarden 12 Milliarden 7,2 Milliarden
GPU-Takt (Basis): 1.480 MHz 1.417 MHz 1.607 MHz
GPU-Takt (Boost):  1.582 MHz 1.531 MHz 1.733 MHz

Speichertakt:

1.375 MHz 1.250 MHz 1.250 MHz
Speichertyp:  GDDR5X GDDR5X GDDR5X
Speichergröße:  11 GB 12 GB 8 GB
Speicherinterface:  352 Bit 384 Bit 256 Bit
Bandbreite:  484 GB/s 480 GB/s 320 GB/s
DirectX-Version:  12 12 12
Shadereinheiten:  3.584 3.584 2.560
Textureinheiten:  224 224 160
ROPs:  88 96 64
Typische Boardpower:  250 W 250 W 180 W
SLI/CrossFire  SLI SLI SLI

Der Basis-Takt der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition beläuft sich auf 1.480 MHz, während der Boost-Takt mindestens 1.582 MHz betragen soll. Damit wäre die GeForce GTX 1080 Ti etwas schneller als die Titan X, aber langsamer als die GeForce GTX 1080 – natürlich ausschließlich auf die Taktraten bezogen. Wie sich die Änderungen beim Speicherinterface und der Speicheranbindung niederschlagen, werden wir in den Messungen sehen.

Noch ein paar Worte zum Speicherinterface: Bei der aktuellen Pascal-Architektur teilt sich das Speicherinterface in 32-Bit-Blöcke auf. Von den 384 Bit des Vollausbaus deaktiviert NVIDIA einen dieser Blöcke und kommt auf 352 Bit. Jeder dieser 32-Bit-Blöcke ist auch für die Anbindung eines Speicherchips verantwortlich. 352 Bit / 32 Bit ergibt die 11 Kanäle für die 11 GDDR5X-Speicherchips. Tricks bei der Anbindung, wie dies bei der GeForce GTX 970 der Fall war, hat NVIDIA demnach also nicht vorgenommen.

Hinsichtlich der Architektur empfehlen wir einen Blick auf den Launch-Artikel der GeForce GTX 1080, in dem wir die Pascal-Architektur, die Fertigung in 16 nm FinFET sowie die neuen Funktionen genauer betrachtet und erläutert haben. Im Rahmen der Veröffentlichung der GeForce GTX 1080 Ti sprach NVIDIA noch etwas genauer über den schnellen GDDR5X sowie das Tiled Caching. Dies wollen wir auf einer getrennten Seite nach dieser Einführung tun.

Der GPU-Z-Screenshot bestätigt die eben gemachten Angaben zur Ausstattung der NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition.

Wie bisher schon viele Tests mit den neuen GPUs – egal ob von AMD oder NVIDIA – im Zusammenspiel mit den Custom-Kühlungen gezeigt haben, ist das Zusammenspiel von Temperatur und Takt entscheidend für die Leistung der Karte. Dies ist auch bei der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition nicht anders.

 
Gegenüberstellung von Temperatur und Takt
Spiel Temperatur Takt
The Witcher 3: Wild Hunt 82 °C 1.860 MHz
Rise of the Tomb Raider 82 °C 1.860 MHz
Hitman 81 °C 1.847 MHz
Far Cry Primal 82 °C 1.784 MHz
DiRT Rallye 83 °C 1.822 MHz
Anno 2205 83 °C 1.822 MHz
The Division 82 °C 1.847 MHz
Fallout 4 83 °C 1.822 MHz
DOOM 83 °C 1.784 MHz

Wie die GeForce GTX 1080 Founders Edition und auch die NVIDIA Titan X hängt die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition ebenfalls sehr schnell am Temperatur-Limit. Dies wird aus den obigen Werten in der Tabelle noch nicht so offensichtlich, da die Karte in den Benchmarks nicht über mehrere Minuten in der Volllast arbeiten muss. So messen wir zwar eine maximale GPU-Temperatur von bis zu 84 °C (was dem Temperatur-Limit entspricht), der GPU-Takt bewegt sich mit 1.784 bis 1.860 MHz aber deutlich über der Boost-Vorgabe von NVIDIA.

Dies ist jedoch nur die halbe Wahrheit. Wir haben natürlich auch einige Tests mit längeren Durchläufen gemacht und das Ergebnis sieht hier ganz anders aus. Der Screenshot aus GPU-Z zeigt das Verhalten der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition sehr schön. Unter Last bewegt sich die Karte zunächst im Spannungs-Limit (blau), wird also noch nicht durch die Temperatur limitiert. GPU-Boost versucht den Takt immer weiter zu steigern und gerät daraufhin in das Power-Limit von 250 W (grün). Dann erreicht sie aber recht schnell das Temperatur-Limit von 84 °C und drosselt den Takt wieder (rosa). Ab dann bewegt sich die fast ausschließlich am Temperatur-Limit.