Stromsparfunktionen moderner GPUs - RV770 und GT200 in der Nachbetrachtung

Sowohl AMD als auch Nvidia haben trotz großzügig gewachsener Chipfläche und stark angestiegener TDP (Thermal Design Power) ihrer neuen GPUs RV770 und GT200 nach eigenen Angaben darauf geachtet, dass die Rechenchips nicht zu Stromverschwendern werden.

AMD hat die Power-Play-Funktionen verbessert und Nvidia gibt sogar eigene Leistungswerte an, die der GT200 (bezogen auf die GTX 280) im Idle-Modus und bei der Wiedergabe von HD-Videos erreichen soll. 25 respektive 35 Watt sind die magischen Zahlen.

Leistungsaufnahme im 2D-Modus:
Nicht nur in den PCGH-Tests zum Start der beiden Grafikkarten-Reihen fallen die neuen Modelle durch ihre Leistungsaufnahme auf. Auch andere, international renommierte Webseiten wie Hardware.fr, Techreport.com oder Xbitlabs.com bescheinigen GTX 2x0 (zum Teil) und HD 48x0 einen hohen Stromhunger - Grund genug für PCGH hier noch einmal nachzuhaken. Vorab eine kleine Übersicht der ermittelten Leistungsaufnahme . Zur Info: Bis auf Xbitlabs.com ermitteln alle genannten Publikationen die Leistungsaufnahme des gesamten PCs, die Testmethoden und -systeme sind unterschiedliche, sodass die absoluten Ergebniss abweichen.



Schaut man sich die ermittelten Zahlen an, sind die Ergebniss im großen und ganzen konsistent: Mit der genügsamen HD 3870 als Basis entnehmen sowohl GTX 280 als auch HD 4850 ohne Last circa 20 Watt mehr Leistung aus der Steckdose. Dies wird von den Ergebnissen der Xbitlabs gedeckt. Die GTX 260 ist nach den primärseitigen Messungen im Idle-Modus nur wenig sparsamer - die Takt- und Spannungsanpassungen der Geforce funktionieren wohl im Großen und Ganzen, trotzdem kommt keine der Messungen auf einen Idle-Verbrauch von 25 Watt, wie Nvidia ihn angegeben hat - selbst wenn man eine durchschnittliche Netzteileffizient von 75 Prozent zugrunde legt, landet man eher bei 35 als bei 25 Watt Idle-Leistungsaufnahme. Nvidia konnte unsere Anfrage nur zum Teil bestätigen - referenziert man andere Karten, läge man bsw. rund 20 Watt unterhalb einer Geforce 9800 GTX (PCGH-Messung: -16 Watt), welche circa 45 Watt im Idle aufnähme. Dass einige Messungen im Internet jedoch eher unseren Test bestätigten, sehe man jedoch auch und wolle der Ursache auf den Grund gehen.

Bei AMDs HD 4850 liegt momentan noch mehr im Argen. Zwar hat man beim RV770-Chip einen neuen Mikrokontroller in die GPU integriert, der schneller, genauer und zuverlässiger die einzelnen Laststufen regeln sollte. Sieht man sich jedoch die Leistungsaufnahme der - verglichen mit dem GT200 - rund ein Drittel kleineren und im modernen 55-Nanometer-Prozess gefertigten GPU an, stellen sich Zweifel ein, ob das verbesserte Powerplay-Feature überhaupt aktiv ist. Mehr als die doppelte Leistungsaufnahme liegt bei der HD4850 gegenüber der HD3870 an, was bei der Gesamtleistungsaufnahme einen Abstand von über 20 Watt ergibt und auf dem Niveau der GTX 280 liegt. Die HD4870 schluckt noch einmal runde 30 Watt (PCGH-Messung: 27,5 Watt zusätzlich) und setzt sich an die unrühmliche Spitze dieses Vergleichs.

AMD sagt PCGH gegenüber, dass gerade bei der HD4870 noch Raum für Verbesserungen bleibe. Man sei noch in einer frühen Phase der Arbeit mit dem neuen Mikrokontroller und könne noch viele Parameter optimieren. Dies sei im Gegensatz zu früher jedoch nur eine Treiberangelegenheit, sodass die Stromspar-Features per monatlichem Catalyst-Update einfach an den Mann zu bringen seien. Man sei zuversichtlich, ein deutlich niedrigeres Leistungsniveau erreichen zu können, wenn auch das Level der HD3870 schwer zu toppen sei. Die HD4870 soll dabei bis auf wenige Watt an die HD4850 herankommen. Auch eine neue BIOS-Version, die die Taktabsenkung auf 160 MHz für die GPU durchführte, war nicht mit einer Spannungssenkung, welche für die Leistungsaufnahme essentiell ist, verbunden.

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Leistungsaufnahme unter Last:
Wie PCGH-Stammleser wissen, legen wir seit geraumer Zeit Wert auf die Messung der Leistungsaufnahme. Da es dort allerdings keinen Königsweg gibt, ziehen wir neben dem Idle- auch noch zwei Lasttests heran: Den Furmark 1.3 von Ozone3d.net und den 3DMark 03, speziell den Mother Nature Test. Ersterer erzeugt die höchste uns bekannte Leistungsaufname, harmoniert aber nicht immer mit Multi-GPU-Systemen oder Dual-GPU-Karten. Dort wird oft nur eine GPU genutzt, was die Aussagekraft mindert. Daher ziehen wir zusätzlich den zweiten Test zu Rate, welcher insgesamt zwar weniger belastend ausfällt, obwohl wir in 1.920x1.200 mit 4x FSAA und 16:1 AF testen. Höher wollten wir nicht gehen, um nicht den verknappenden Videospeicher einen zu starken Einfluss auf die Messungen nehmen zu lassen.

Zur Verifzierung führen wir denselben Test auch noch einmal mit dem 3DMark 06, Canyon Flight durch. Diese Ergebnisse veröffentlichen wir in der Regel jedoch nicht, da sie niedriger ausfallen als mit dem 3DMark03 Mother Nature.

Andere Webseiten nutzen andere Methoden: Unsere Freunde von Hardware.fr geben leider keine nähere Auskunft, welchen Test sie verwenden. Die Kollegen Techreport.com nehmen den Spitzenwert aus einer HL2: EP2-Demo in 2.560x1.600 Pixeln, unsere Techpowerup.com-Freunde verwenden ebenfalls den Mother-Nature-Test des 3DMark03, jedoch in 1.280x1.024 mit 6xAA und 16:1 AF. Etwas aus dem Rahmen fällt der praktische Netzteiltest von Hardocp.com: Hier wird die höchste Last aus Furmark, der RTHDRIBL-Demo, Call of Juarez und Lost Planet angegeben. Xbitlabs schließlich messen die Grafikkarte direkt und nutzen zur Lasterzeugung den 3DMark06 - Canyon Flight in 1.600x1.200 mit 4x AA und 16:1 AF. Leider haben letztere zum jetzigen Zeitpunkt noch keine HD4870 oder GTX2x0 vermessen können.



Bei der Leistungsaufnahme unter Last können sich die Neuerscheinungen zumindest damit rechtfertigen, dass sie bei gleichem Fertigungsprozess nun deutlich höhere Transistorzahlen aufweisen und daher auch eine stark gestiegene Spieleleistung. Trotzdem sind Leistungsaufnahmen von größtenteils weit über 100 Watt kein Pappenstiel. Selbst wenn man sich keine Gedanken über die Klimabilanz macht, so muss zumindest die Wärmeenergie per Lüfter aus dem Gehäuse transportiert werden, was nicht geräuschlos vonstatten geht.

Die GTX 280 führt hier das Feld im Durchschnitt an - im normalen Spielealltag nehmen die Systeme zwischen 20 und 50 Watt mehr auf, als mit einer HD 4870. In speziellen Maximallasttests jedoch kommt die HD4870 sogar auf das Niveau der GTX280 - und es ist nicht auszuschließen, dass irgendwann Spiele erscheinen, die eine ähnlich hohe GPU-Auslastung erzeugen könnten.

Die HD 4850 ist weit genügsamer und liegt in allen Tests zum Teil unterhalb einer GTX 260 was die Leistungsaufnahme angeht. 50 Watt Differenz sind hier eher die Regel als die Ausnahme (oft liegt die GTX 260 wattmäßig auch über der HD 4870).

Fazit:
Von nichts kommt nichts - das gilt sowohl für die Last-Leistungsaufnahme, die von der gestiegenen Leistungsabgabe in Form von Fps herrührt, also auch von den Bemühungen, den Stromdurst im 2D-Modus zu stillen. Immerhin müssen bei GT200 und RV770 im Vergleich zum jeweiligen Vorgänger rund 1,5 bis 2 Mal so viele Transistoren schlafengelegt werden. Mit dem derzeitigen Hard- und Software-Stand bekommt Nvidia dies besser hin, kann aber nicht überzeugend die eigenen Vorgaben erreichen. AMD muss noch einiges an Treiberarbeit nachholen, um die Leistungsaufnahme speziell im 2D-Betrieb von HD 4850 und HD 4870 einzudämmen - im aktuellen Zustand sind die Karten in dieser Hinsicht ein Rückschritt. Wir sind jedoch aufgrund unserer Nachfragen guter Dinge, dass kommende Catalyst-Treiber hier Besserung bringen werden.