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  • Nvidia Geforce GTX 750 Ti Tuning: Maxwell ohne TDP-Limit ausreizen

    Die junge Maxwell-Generation wirft im Mittelklasse-Segment mit den energieeffizienten GM107-Chips ihre Schatten voraus. Ein ausgesprochen niedriges und nicht erweiterbares TDP-Limit schränken Übertakter jedoch stark ein. Wir lassen Nvidias neueste GPU-Architektur von der Leine, stellen die notwendigen Modifikationen im VGA-BIOS vor und analysieren das Taktpotential unter Aufhebung der TDP-Begrenzung und erhöhter Kernspannung. • Von Christian Beck

    Der Lieferumfang gestaltet sich mit Treiber-CD und Schnellstart-Guide übersichtlich. Der Lieferumfang gestaltet sich mit Treiber-CD und Schnellstart-Guide übersichtlich. Quelle: Christian Beck

    Testkandidat: ASUS Geforce GTX 750 Ti

          

    Da wir das von Nvidia spezifizierte TDP-Limit von 60 Watt für die gesamte Platine aushebeln wollen, berufen wir mit der ASUS GTX750TI-OC-2GD5 gezielt ein auf Übertakten getrimmtes Herstellerdesign ins Testlabor. Grund hierfür ist die kostengünstige Auslegung des Nvidia-Referenz-PCBs, welches wir als limitierenden Faktor ausschließen wollen. Im PCGH-Preisvergleich findet sich die Grafikkarte aktuell ab rund 130 Euro und bietet ab Werk eine GPU-Übertaktung (Boost) von 65 MHz gegenüber den Vorgaben von Nvidia. Der 2 GiByte große Speicher orientiert sich mit 2.700 MHz dagegen gänzlich an der Referenz. Die Haupt-Spannungsversorgung findet sich im vorderen Teil der Grafikkarte und umfasst drei Phasen für die GPU... Die Haupt-Spannungsversorgung findet sich im vorderen Teil der Grafikkarte und umfasst drei Phasen für die GPU... Quelle: Christian Beck

    Testkandidat: Layout

          

    Der ASUS-typische DirectCU-Kühler kommt hier aufgrund der energieeffizienten GPU nicht zum Einsatz. Der Hersteller greift stattdessen auf einen einfachen Aluminium-Kühlblock zurück, welcher durch zwei Lüfter auf Temperatur gehalten wird. Im offenen Testaufbau messen wir dabei in Crysis 3 maximal 65 Grad Celsius Kerntemperatur bei rund 1.900 Umdrehungen pro Minute. Die maximal mögliche Leistungsaufnahme steigert sich durch den zusätzlichen Stromanschluss nach Spezifikation auf bis zu 150 Watt (75 Watt Steckplatz + 75 Watt 6-Pin-PCIe). Die etwas ungewöhnliche Platzierung des 6-Pin-Steckers nahe der Slotblende erklärt ASUS mit einem besseren Layout hinsichtlich der Spannungsversorgung der GPU, welche nebenbei mit drei Phasen größer als beim Referenzdesign (derer zwei) ausfällt.

    Bestandsaufnahme: Das TDP-Limit schlägt unweigerlich zu

          

    Um beim Referenzdesign ohne zusätzliche Stromversorgung auszukommen, wählt Nvidia eine sehr defensive TDP-Grenze, welche auch von den Herstellern mit Ausnahme der EVGA-FTW-Platine unabhängig des Platinendesigns im BIOS übernommen wird. So schlug bei all unseren Testkarten bislang bei spätestens 1.400 MHz Chiptakt die Drossel zu (vergleichen Sie hierzu unseren Printartikel in Ausgabe 06/14). Beim vorliegenden Sample können wir in längeren Spielesequenzen bereits mit Werksübertaktung sporadische Einbrüche feststellen; Details hierzu finden Sie im Abschnitt Leistungsanalyse nach der Mod.

    BIOS-Modifikationen und Flashvorgang

          

    Um das BIOS der Maxwell-Karte ansprechen zu können, ist das Tool NVFlash in aktueller Version 5.163 notwendig. Dieses liegt bisweilen nur als DOS-Version vor, weshalb wir einen USB-Stick entsprechend präparieren; Informationen zu diesem Schritt finden Sie in unserem Extreme-Forum. Das ausgelesene BIOS legen wir als Backup ab und modifizieren eine Kopie in Ermangelung an BIOS-Editoren mittels des für die Kepler-Generation erschaffenen Kepler BIOS Tweakers (kurz KBT). In Version 1.27 unterstützt dieser auch das Öffnen des nur leicht abweichenden Maxwell-BIOS und ermöglicht so nebst obligatorischen Eingriffen an Taktraten auch das Verändern von Leistungs- sowie Spannungseinstellungen.

    Erste Einstellung nehmen wir hierfür unter dem Reiter "Power Table" vor. Dieser weist drei unterschiedliche Einträge mit jeweils minimalen, maximalen und voreingestelltem Wert aus. Leider fehlt eine Zuordnung der drei Spalteneinträge gänzlich, sodass wir nach Recherchen ersten und letzten Eintrag als TDP- bzw. Powertarget ausmachen können. Demnach gibt das BIOS lediglich 38,5 Watt frei, welche sich durch Softwareeingriffe auch nicht nach oben hin erweitern lassen. Wir entledigen uns der niedrigen Werte und erhöhen die Einträge in erster ("TDP") und letzter Spalte ("Power Target") auf einen Sollwert von 70 Watt, respektive einen Maximalwert von 75 Watt. Im Reiter Spannungseinstellungen ("Voltage Table") wird es noch experimenteller: Hier sind sämtliche Taktzustände, die unser Testkandidat kennt, mit korrespondierenden Spannungen verbunden. Leider weist auch hier die Beschriftung eine Vielzahl von Lücken auf. Nach Versuchen können wir jedoch den "P16-State" als richtigen Stellhebel für den Maximalspannung im Boost bestätigen. Der linke Schieberegler beeinflusst dabei die minimal garantierte, der rechte die maximal mögliche Spannung. Die hier vorgegebenen Spannungen resultieren infolge eines Abfalls unter Last bei der ASUS Geforce GTX 750 Ti in 42 Millivolt geringeren Realwerten (ausgelesen mittels eines digitalen Multimeters). Wir setzen daher beide Regler auf das Maximum und erreichen somit eine Spannungssteigerung von 1,20 auf 1,27 Volt (entspricht rund sechs Prozent). Wie sich das modifizierte BIOS abschließend auf der Karte aufspielen lässt, entnehmen Sie unserer Bildergalerie.

    Leistungsanalyse nach der Mod

          

    Um Limitierungen durch das Kühlsystem bei unseren Versuchen auszuschließen, bauen wir die Geforce GTX 750 Ti vorsorglich mit dem Scythe Musashi auf einen deutlich stärkeren Luftkühler um. Wichtig ist nebenbei auch die Wahl des richtigen Treibers, schließlich setzt der zum Testzeitpunkt aktuelle Wundertreiber 337.50 Beta mit +135 MHz ein Limit bei maximal einstellbarem Chiptakt und limitiert damit unsere OC-Versuche. Aus diesem Grund führen wir sämtliche Tests mit dem Geforce 335.23 WHQL durch, welcher das Taktlimit aussetzt.

    Setting per Mausklick auswählen
    750ti tuning TDP 1 default-pcgh


    ASUS Geforce 750 Ti OC mit Scythe Musashi (1) ASUS Geforce 750 Ti OC mit Scythe Musashi (1) Quelle: Christian Beck Der Kühlkörper hat dabei nur unmittelbar Kontakt zur GPU. Der Kühlkörper hat dabei nur unmittelbar Kontakt zur GPU. Quelle: Christian Beck Mit Standardeinstellung kommt es in der Endlosschleife unseres Crysis 3-Benchmarks bereits sporadisch zur Reduktion der Taktraten. Als Grund hierfür können wir zu hohe Kerntemperatur ausschließen (kleiner 65 Grad Celsius) und erkennen zeitweilen eine Überschreitung des TDP-Limits. Das Übertakten der GPU - unser Exemplar boostet stabil mit maximal 1.348 MHz Chiptakt - zeigt eine deutliche Zunahme des Effekts: Die Karte reduziert die Taktraten um bis zu 55 MHz. Abhilfe dürfen wir dagegen mit dem durch uns modifizierten BIOS mit erhöhtem TDP-Limit für die GPU vermelden. Die Taktraten liegen im Anschluss auch mit Übertaktung konstant an, das erhöhte TDP-Limit wird zu rund 55 Prozent abgerufen. Die Untersuchungen zeigen, dass die zusätzliche Stromversorgung mit einem nicht angepassten BIOS eher optische Funktionen zu erfüllen scheint. Die um 70 Millivolt erhöhte Kernspannung steigert das Übertaktungspotential am Chip auf stattliche 1.420 MHz und ruft bis zu 63 Prozent des modifizierten TDP-Limits ab. Die GPU-Temperaturen erhöhen sich dabei nur unwesentlich um 4 Kelvin auf rund 43 Grad Celsius.

    Dem Speicher können wir in Verbindung mit dem Standardkühler lediglich 3.000 MHz entlocken. Nach Umbau auf Scythes Musashi samt Passivkühlkörpern auf Speicher und Spannungswandlern verbessert sich das Übertaktungspotential um 200 MHz recht deutlich, was für Überhitzung der Speicherbausteine spricht. Den Grund erkennen wir bereits bei Demontage des Kühlsystems, welches nur Kontakt zum Grafikprozessor aufbaut. Hier soll offenbar ein negativer Wärmestrom von Kühler auf Speicherbausteine durch eine Isolation mittels aufgebrachter Folie sowie einen rund einen Millimeter großen Luftspalt unterbunden werden - eine Maßnahme die jedoch eher kontraproduktiv zu wirken scheint.

    Die erhöhten Taktraten schlagen sich erwartungsgemäß auf die Benchmarks nieder. Mit maximaler Übertaktung erhöht sich die Leistung des Grafikbeschleunigers um satte 17 respektive 15 Prozent in unseren Spiele- und Benchmarktests, womit die Karte in Leistungsbereiche von AMDs Radeon 265 und Nvidias Geforce GTX 660 aufschließt.

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    750ti tuning benchmarks 3dm11-pcgh

    Leistungsaufnahme und FPS/Watt

          

    Die Übertaktung weist nur geringfügigen Einfluss auf den maximalen Verbrauch des Gesamtsystems auf. Infolge deutlich gesteigerter Bildraten erhöht sich das FPS/Watt-Verhältnis deutlich. Mit modifizierter Spannung nimmt der Energiebedarf zwar erwartungsgemäß stärker zu, verblüfft im Verhältnis zu den gewonnen FPS jedoch immer noch mit guten Werten und zeigt damit eine gute Skalierung der Maxwell-Architektur mit steigender Kernspannung auf.

     StandardOCOC + TDP + Voltage
    FPS*26,5 (100 %)29,2 (+10 %)30,8 (+ 16%)
    Watt*173 (100 %)179 (+3 %)190 (+ 10%)
    FPS/Watt*0,153 (100 %)0,163 (+7 %)0,161 (+6 %)
    * = Mittelwert über die Spiele Battlefield 3, Crysis 3 und Metro Last Light

    Fazit

          

    Der Einsatz des Kepler BIOS Tweaker in Verbindung mit dem BIOS der Maxwell-Generation befindet sich im sehr frühen (Experimental-)Stadium und ist damit allenfalls Experten anzuraten. Unsere Tests belegen jedoch, dass der BIOS-Editor mit dem Maxwell-BIOS umzugehen weiß und damit einerseits die TDP-Begrenzung komplett aufgehoben werden kann, als auch Spannungen in großem Rahmen frei konfigurierbar sind. Erst mit modifizierten Werten schöpfen wir das Taktpotential voll aus und können aus der herstellereigenen Platine mit verbesserter Spannungsversorgung Vorteile ziehen. Nach Rücksprache ist ein Update des BIOS-Editors übrigens erst mit den größeren Maxwell-Chips zu erwarten, experimentierfreudige Anwender brauchen daher nicht zu warten. Behalten Sie jedoch stets im Hinterkopf, dass jede der beschriebenen Maßnahmen Ihre Garantieansprüche vernichtet.

    ASUS GTX750TI-OC-2GD5, GeForce GTX 750 Ti, 2GB GDDR5, VGA, 2x DVI, HDMI (90YV05J0-M0NA00)ASUS GTX750TI-OC-2GD5, GeForce GTX 750 Ti, 2GB GDDR5, VGA, 2x DVI, HDMI (90YV05J0-M0NA00) - Geizhals Preisentwicklung

    Bildergalerie: Nvidia Geforce
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    03:37
    Geforce GTX 750 Ti: Drei Herstellerdesigns im Testlabor - teils mit mehr als 1,3 GHz
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    Es gibt 64 Kommentare zum Artikel
    Von fritschi1
    verkehrt rum - das ginge natürlich - aber es fehlen da auch noch andere Bauteile - das wird mir zu komplex.Was das…
    Von Löschzwerg
    Man könnte 6 Pin auch auf der Rückseite montieren Zur Leistungsaufnahme: Die Werte passen durchaus, denn die Palit…
    Von fritschi1
    Den 6-Pin nachrüsten kann ich bei der Palit sowieso nicht da hier der Kühler im Weg ist. http://www.techpowerup.co...…
    Von McZonk
    Oder halt einfach deine Lösung durchziehen und den 6-Pin nachrüsten.
    Von Löschzwerg
    Die Specs sind da in der Tat etwas schwammig bzw. die Wahl liegt letztendlich beim Mainboardhersteller.Generell gilt:…
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Nvidia Geforce
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http://www.pcgameshardware.de/Nvidia-Geforce-Grafikkarte-255598/Specials/Nvidia-Geforce-GTX-750-Ti-Tuning-Maxwell-ohne-TDP-Limit-ausreizen-1123719/
19.06.2014
http://www.pcgameshardware.de/screenshots/medium/2014/06/Nvidia_Geforce_GTX_750_Ti_Tuning_Aufmacher-pcgh_b2teaser_169.png
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