Test der Titan Xp: Schneller als die Geforce GTX 1080 Ti

Seit dem vergangenen April führt Nvidias Titan Xp die Grafikkarten-Rangliste an. Das heißt, zumindest ist anhand der Rohdaten davon auszugehen - einen Test der Nvidia-Speerspitze blieben wir Ihnen in Ermangelung eines Musters bis heute schuldig. Da Nvidia keine Samples der Titan Xp bereitstellt, die Enthusiasten-Grafikkarte jedoch von ausgewählten PC-Schmieden installiert werden darf, haben wir einen solchen Computer ins Testlabor zitiert: die Mifcom Blackbox Titan Xp (Test). Diese beinhaltet gleich zwei der sündhaft teuren Titanen nebst vollständiger Wasserkühlung. Letzteres birgt auch einen Haken: Zwar haben wir eine Referenzplatine, aber aufgrund des Fullcover-Wasserkühlers keine vollständige Referenzkarte erhalten, sodass die sonst obligatorischen Messungen der Leistungsaufnahme und Lautheit ausfallen. Dazu gleich mehr.

Das Datenblatt der Titan Xp liest sich durchaus beeindruckend: 3.840 Shader-ALUs kommunizieren mit 12.288 MiByte GDDR5X-Speicher, welcher mit effektiven 5.700 MHz arbeitet und somit einen rekordverdächtigen Datendurchsatz von 548 GByte pro Sekunde stemmt. Damit ist die Nvidia-Welt wieder in Ordnung, welche kurzzeitig durch die Veröffentlichung der Geforce GTX 1080 Ti (Test) erschüttert wurde. Diese Grafikkarte entthronte kurzerhand die wesentlich teurere Titan X (Pascal) - Kenner erinnern sich an das Jahr 2013, als das Gleiche mit der Geforce GTX 780 Ti und Geforce GTX Titan passierte. Wie damals folgte auch 2017 ein neuer Titan: Die Xp schickt die X in den EOL-Status, stellt die Hackordnung wieder her und kostet sogar zehn Euro weniger als ihr Vorgängerin. Was die Titan Xp (1.349 Euro) von der Geforce GTX 1080 Ti (ab circa 680 Euro) unterscheidet und ob sich der Aufpreis lohnt, klärt der PCGH-Test.

Nvidia Titan Xp im Test: GP102 im Vollausbau

Die Titan Xp setzt erneut auf den GP102-Prozessor, welcher auf dieser Grafikkarte erstmals ohne Einheitenbeschnitt auskommt. Der GP102 beherbergt rund 12 Milliarden Transistoren, welche beim taiwanischen Auftragsfertiger TSMC im mittlerweile gereiften 16-nm-FinFET-Prozess hergestellt werden. Das Wissenswerteste über die Pascal-Architektur haben wir bereits im Test der Geforce GTX 1080 ausführlich zur Sprache gebracht.

Die Titan Xp organisiert ihre Rechenwerke in 6 GPCs (Graphics Processing Cluster), wiederum unterteit in 30 Shader-Multiprozessoren (SMs). Wie gehabt hängen an jeder ALU-Gruppe zwei Quad-TMUs, sodass sich die Gesamtzahl der Textureinheiten auf 240 beläuft (Titan X und GTX 1080 Ti: 224). Nvidia spezifiziert die Titan Xp wie schon die GTX 1080 Ti mit einem typischen, mittleren Boost von 1.582 MHz, womit die Karte eine Rechenleistung von rund 12 Tera-FLOPS bereitstellt; das sind sieben Prozent mehr als bei der GTX 1080 Ti. Auch beim Grafikspeicher ist ein Plus zu verzeichnen - ein größeres als bei den Rechenwerken: Die Titan Xp kann, wie die "alte" Titan X (Pascal), auf eine vollständig aktive Speicherschnittstelle mit 384 Datenpfaden zurückgreifen, an der GDDR5X-Speicher mit einer Datenrate von 11,4 Gigatransfers hängt. Der Speicher stammt aus dem Hause Micron, arbeitet auf der Titan Xp mit rund 1.426 MHz und überträgt vier Datenpakete pro Zyklus. Effektive 5.702 MHz und 548 GByte Datendurchsatz pro Sekunde sind das Ergebnis - ein Plus von 14 Prozent gegenüber der Geforce GTX 1080 Ti.
Quelle: PC Games Hardware Die Titan Xp in der Nvidia-Inspector-Übersicht Erneut wird all das in ein 250-Watt-Korsett gepresst, zusammen mit der Option, mithilfe von Tools auf bis zu 300 Watt Maximalverbrauch zu gehen (+20 %). Mit dieser Konfektion bleibt die GP102-Grafikkarte weit hinter ihren Möglichkeiten. Bereits die Titan X und GTX 1080 Ti Founder's Edition, welche weniger Rechenwerke zu unterhalten haben, reizen bei guter Kühlung ihr Energie-Budget vollständig aus und müssen ihren Boost zügeln, um innerhalb der Grenzen zu bleiben. Kommt der Standardkühler zum Einsatz, ist hingegen das Temperaturlimit maßgeblich, was wiederum zu einer deutlichen Taktdrosselung und zu einer realen Leistungsaufnahme von rund 230 Watt führt. Wir gehen davon aus, dass die Titan Xp unter Volllast die gleichen Temperatur- und Verbrauchswerte wie die GTX 1080 Ti FE erreicht, dabei jedoch dank der zusätzlichen Einheiten einige Prozent schneller rechnet - Letzteres klären wir sogleich. Die technischen Daten finden Sie im Überblick in der folgenden Tabelle:

Nvidia Titan Xp im Test: Platine und Kühldesign

Die Titan Xp ist nur über Nvidias Webshop für 1.349 Euro oder innerhalb ausgewählter Komplett-PCs erhältlich. Ihr Kühldesign ist eine Verbindung aus dem der Titan X (schwarze Farbe) und dem der Geforce GTX 1080 Ti Founder's Edition. Wie bei Nvidia-Referenzdesigns üblich, folgt es dem Prinzip des Direct Heat Exhaust (DHE) und bläst die erwärmte Luft direkt aus dem Gehäuse. Die Konstruktion wurde von Nvidia für die GTX 1080 Ti FE leicht überarbeitet und für die Titan Xp übernommen. Während das Herzstück des Kühlers, die Vapor Chamber, laut unserem Kenntnisstand gleich zu der auf der Titan X (Pascal) ist, sorgen andere Unterschiede für eine veränderte Kühlungsperformance. Dazu zählt der Verzicht auf einen DVI-Ausgang, er macht Platz für weitere Lüftungsschlitze, sodass der Radiallüfter bei gleicher Drehzahl mehr Luft aus dem Kühler pressen kann und es weniger Verwirbelungen gibt.

Bei der Platine sind die Änderungen gravierender: Trägt die Titan X (Pascal) noch sechs Wandlerphasen für die GPU, können sowohl die Titan Xp als auch die GTX 1080 Ti auf sieben Phasen und somit eine Vollbestückung der Platine zurückgreifen. Auch am Layout der Wandlerzüge wurde gefeilt, um Last und somit Hitzeentwicklung besser zu verteilen: Jede Phase verfügt über die doppelte Menge an MOSFETs, pro Phase sind deren zwei vorhanden (Titan X und GTX 1080 FE: je eine). Durch diese Arbeitsteilung arbeiten die hitzköpfigen Bauteile unter Last wesentlich kühler; außerdem ist die Platine bestens für Overclocking gerüstet.

GTX 1080 Ti im Test: (Keine) Lautheit und Leistungsaufnahme

Da wir keine Referenzkarte erhalten haben, bleiben wir Ihnen die Messungen der genauen Leistungsaufnahme und Lautheit der Titan Xp schuldig. Erfahrungsgemäß arbeitet Nvidias Leistungsüberwachung zuverlässig, sodass bei unveränderter Kühlung und Platine die gleichen Ergebnisse wie bei der Geforce GTX 1080 Ti herauskommen sollten - selbstverständlich mit wenigen Prozent Abweichung, auch wegen der Serienstreuung. Das bedeutet: Die Titan Xp kracht mit dem Referenzkühler nach wenigen Minuten unter Last an ihr Temperaturziel von 84 °C und beginnt fortan, ihren Takt zu drosseln. Dieser Kampf ums Überleben hat eine höhere Priorität als das Ausreizen des 250-Watt-Powerlimits. Das führt in der Praxis zu real gemessenen Leistungsaufnahmewerten zwischen 225 und 240 Watt - auf Titan X und GTX 1080 Ti. Wird die Lüfterdrehzahl auf einen Wert erhöht, welcher das Temperaturziel aus der Gleichung nimmt, kann sich der GP102 punktgenau ausreizen - 250 Watt Leistungsaufnahme und höhere Boosts sind die Folge. Eine wassergekühlte Karte, wie unser Muster der Titan Xp, arbeitet ergo genau mit 250 Watt und bestmöglichem Boost im Rahmen des 250-Watt-Budgets.

Nvidia Titan Xp im Test: Spiele-Benchmarks

Wie immer nutzen wir in unseren praxisnahen Spiele-Leistungstests keine integrierten Benchmarks, sondern echte Ingame-Action auf Basis selbstersteller Spielstände. Dies gibt die Anforderungen der Spiele besser wieder als es die oft stark hiervon abweichenden Benchmarks vermögen. Wie immer verwenden wir die zum Testzeitpunkt frischen Treiber und setzen, dem High-End-Gedanken folgend, die Qualitätsstufe der Texturfilterung im Geforce- wie im Radeon-Treiber auf "Hohe Qualität".

Grundsätzliches zu den Grafikkarten-Benchmarks der PC Games Hardware: Beachten Sie bitte, dass wir Referenzdesigns mit den von AMD und Nvidia angegebenen, typischen GPU-Boosts testen. Dabei handelt es sich um einen Takt-Mittelwert über zahlreiche Applikationen, Nutzungsszenarien und Grafikkartenmuster hinweg. Abhängig von der Umgebungstemperatur, GPU-Qualität, Wärmeleitpaste, Belüftung des Gehäuses und nicht zuletzt den Anforderungen der Spiele fällt dieser Wert in der Praxis mal höher und mal niedriger aus. Da niemand eine ausreichende Probenmenge nehmen kann - wissenschaftlich gerade so vertretbar wären beispielsweise 10 Samples der GTX 1080 Ti in 10 Spielen, 10 verschiedenen Gehäusen und unterschiedlichen Umgebungstemperaturen zwischen 20 und 30 °C - ist dieser Boost-Mittelwert eine gute Ausgangsbasis.

Für diesen Test haben wir uns auf die Auflösungen WQHD und Ultra HD beschränkt - weniger wäre eine Beleidigung für Karten der Leistungsklasse einer Titan Xp. Auf die Abbildung der Full-HD-Leistungswerte verzichten wir an dieser Stelle, da hier trotz unseres Sechskern-Prozessors mit immerhin 4,4 GHz Arbeitsfrequenz hin und wieder ein CPU-Limit die Grafikkartenleistung hemmt.

Im PCGH-Leistungsindex stellt die Titan Xp erwartungsgemäß die neue 100-Prozent-Messlatte, an der sich alle anderen Modelle orientieren. Im gewichteten Mittel kann sich die Titan Xp um 4,9 Prozent von der zweitschnellsten Grafikkarte - die halb so teure Geforce GTX 1080 Ti - absetzen. Doch erst in 3.840 × 2.160 schlägt die Rohleistung des Nvidia-Flaggschiffs vollständig durch, womit es sich um acht Prozent von der GTX 1080 Ti distanzieren kann. Dieses Ergebnis passt wunderbar zu den Rohdaten, welche wir uns an dieser Stelle zurück ins Gedächtnis rufen: +7 Prozent Rechenleistung sowie +14 Prozent Speichertransferrate.

Nvidia Titan Xp im Test: Spezialbenchmarks

PC Games Hardware wäre nicht PC Games Hardware, wenn wir nicht noch ein paar Spezialtests für Sie hätten. Neben der Ultra-HD-Auflösung, welche grundsätzlich eine sehr hohe GPU-Last erzeugt, testen wir nachfolgend einige GPU-Parcours-Spiele mit maximalen anstelle von "vernünftigen" Grafikdetails. Dazu zählen die Nightmare-Optionen innerhalb von Doom, welche sich via Commandline auch auf Grafikkarten mit weniger als 6 GiByte Speicher forcieren lassen, maximale Gameworks-Effekte in The Witcher 3 sowie die Gras-Detailstufe "Ultra" in GTA 5. Daneben servieren wir die neuen Spiele Mass Effect Andromeda und Ghost Recon Wildlands, ebenfalls mit maximierten Einstellungen.

Um das Geschehen weiter zu würzen, mischen in diesen Tests auch manuell übertaktete Grafikkarten mit. Neben der Radeon RX 580/8G @ 1.500/4.500 MHz ist auch eine Geforce GTX 980 Ti @ 1.500/4.000 MHz vertreten, die Aufrüstwilligen verrät, ob sich der Sprung von einem hochgezüchtetren Maxwell auf einen ausgereizten Pascal lohnt.

Erwartungsgemäß platziert sich die Titan Xp knapp vor der GTX 1080 Ti und Titan X (Pascal). Werden die Modelle auf 2.000/6.000 MHz übertaktet, ändert sich am Machtverhältnis nichts; beide Karten sind dann stark powerlimitiert, obwohl sie 300 Watt an elektrischer Energie benötigen. Wissenswert ist weiterhin, dass viele dieser Spiele in den getesteten Einstellungen nach mehr als 4 GiByte Speicher verlangen, was der Radeon R9 Fury X zum Verhängnis wird - besonders deutlich wird das in Ghost Recon: Wildlands

Nvidia Titan Xp im Test: 12 GiByte als Vorteil?

Die Speicherkapazität einer Spieler-Grafikkarte, die heutzutage von der PC Games Hardware das Prädikat "allem gewachsen" erhält, sollte mindestens 8 GiByte betragen. In der PCGH 12/2016 führen wir breit aus, wie wir zu dieser Aussage kommen. Mit dem Erscheinen unseres aktuellen Probanden existieren zwei GP102-Grafikkarten, welche über 12 GiByte Speicher verfügen: die Titan Xp und ihre Vorgängerin Titan X (Pascal).

12.288 MiByte, das ist ein GiByte respektive neun Prozent mehr als bei der Geforce GTX 1080 Ti - ein Vorteil, der mit steigender Nutzungsdauer einen etwas längeren Atem nahelegt. Wir haben bereits zum Erscheinen der Geforce GTX 1080 Ti mithilfe von Extremtests versucht, 11- und 12-GiByte-Grafikkarten auseinander zu bringen und können eine Entwarnung aussprechen. Mithilfe extremer, maßgeschneiderter Grafikeinstellungen - unter anderem 6K-Auflösung und TXAA - haben wir solange an den Optionen von Watch Dogs 2 getüftelt, bis uns sowohl die Titan X als auch die GTX 1080 Ti eine Speicherbelegung von 11 GiByte attestierten. Große Teile der Daten lassen sich dabei nicht streamen, die Bildpuffer der hohen Auflösung und wegen des Multisamplings müssen - im Gegensatz zu den entbehrlichen Texturen - stets im Grafikspeicher vorgehalten werden. Das Ergebnis ist eindeutig: Beide Grafikkarten sind mit Bildraten im 10-Fps-Bereich völlig ungeeignet für Späße wie diesen, Vorteile für die 12-GiByte-Modelle stellen sich in unserer Messreihe keine ein.

Spätestens nach dem Erscheinen der Xbox Scorpio (Ende 2017), welche Spielen - und somit Cross-Platform-Entwicklungen - deutlich größere Speicher-Pools anbietet, könnte sich eine Grafikkarte mit mehr als 8 GiByte lohnen. Derzeit trifft das nur auf extreme Einstellungen jenseits von Ultra HD zu. Gesetzt diesen Fall, könnte es auch Grenzfälle geben, bei denen sich 12 anstelle von 11 GiByte auszahlen. Die Relevanz dieser Fälle, welche im Laufe des Jahres 2018 langsam zunehmen dürften, ist jedoch fraglich. Im Zweifel werden sowohl die GTX 1080 Ti als auch die Titan X(p) mit Leistungsproblemen zu kämpfen haben. Und geht der Ti tatsächlich einmal der Speicher aus und den Titanen nicht, erledigt sich das Problem durch die Wahl der nächstschwächeren Textur-, Schatten- oder Anti-Aliasing-Stufe.

Nvidia Titan Xp im Test: Fazit

Ist die Titan Xp die schnellste Grafikkarte für Spieler? Ja und nein. Vergleicht man Referenzkarten untereinander, kann sich die Titan Xp erwartungsgemäß an die Spitze des PCGH-Leistungsindex setzen und somit die Geforce GTX 1080 Ti und Titan X (Pascal) leicht distanzieren. Wie ihre Vorgängerin muss jedoch auch die Titan Xp auf den Namenszusatz "Geforce GTX" verzichten, um, so Nvidia, die Ausrichtung an (semi-) professionelle Anwender zu unterstreichen. Schon zu Zeiten der ersten Titanen von 2013 und 2014, welche im Gegensatz zu den modernen noch mit einer deutlich schnelleren Double-Precision-Leistung aufwarten konnte, will Nvidia nicht nur betuchte Gamer, sondern auch semi-professionelle Anwender mit der Karte erreichen. Die aktuelle Titan Xp soll dies mit der Unterstützung für INT8-Berechnungen erreichen, die durch das Zusammenpacken in Dot-Product-2 und -4-Bündel (dp2a, dp4a) einen zwei- respektive viermal so hohen Durchsatz erreichen wie die normalen FP32-Berechnungen. Speziell die Deep-Learning-Anwendungen, einer der Wachstums-Hoffnungsträger der Branche, kommt für das Anlernen (Training) und die Rückschlüsse (die sogenannte Inference) mit 16, teils sogar 8 Bit Rechengenauigkeit pro Komponente aus, ohne dass die Genauigkeit der Ergebnisse darunter leidet.

Unter dem Strich ist die Titan Xp ergo die schnellste "Prosumer"-Grafikkarte, welche sich bestens zum Spielen am PC eignet. Wer das Pascal-Flaggschiff nur zum Spielen verwenden möchte, sollte sich den Kauf jedoch zweimal überlegen: Die Geforce GTX 1080 Ti ist mittlerweile bei 50 Prozent des Titan-Xp-Preises angekommen und liefert rund 95 Prozent ihrer Leistung. Wer zu einem hochgezüchteten Partnermodell der Geforce greift, erhält ab Werk sogar eine höhere Leistung bei im Mittel geringerer Lautheit. Eine erste Auswahl an Custom-Design der GTX 1080 Ti testen wir in der PCGH 06/2017, weitere werden folgen.

Andererseits übt die Titan Xp eine besondere Anziehungskraft auf echte Geeks aus, welche den Vollausbau einer Architektur in ihrem PC rechnen lassen möchten. Dieses Ziel erfüllt die Titan Xp ohne Frage, auch wenn sie einen weiteren Mehrwert wie beispielsweise die doppelte Speicherkapazität früherer Titanen vermissen lässt. Wer weiteres Geld in die Hand nimmt und der Titan Xp einen Nachrüst- oder gar Wasserkühler spendiert, erhält zweifellos die schnellste Grafikkarte für private Zwecke. Nun sind die Augen erneut auf AMD gerichtet, deren Radeon RX Vega in Kürze im professionellen Handel und kurz darauf auch in Gaming-PCs landen soll. Es bleibt spannend.

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Test der Titan Xp: Schneller als die Geforce GTX 1080 Ti Die 1.350-Euro-Grafikkarte Titan Xp im PCGH-Check: Lange mussten Enthusiasten auf den Vollausbau des GP102-Chips warten, nun ist er in Form der Titan Xp erhältlich. PC Games Hardware prüft im Test, was Nvidias finales Pascal-Aufgebot leistet.

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