Pascal vs. Polaris: Unterschiede zwischen TDP/TBP und Powerlimit/-target
Sowohl AMD als auch Nvidia machen Angaben zu den Stromverbräuchen ihrer Grafikkarten. Dabei gehen die Hersteller allerdings grundlegend unterschiedlich vor. PC Games Hardware gibt einen kleinen Exkurs, was es mit den Begrifflichkeiten auf sich hat und was das für Auswirkungen in der Praxis hat.
In der aktuellen Grafikkartengeneration gibt es sowohl bei AMD als auch bei Nvidia unzufriedene Nutzer, was die Firmenpolitik bei der Leistungsaufnahme angeht. AMD überschreitet bei der Radeon RX 480 gerne die angegeben 150 Watt"Typical Board Power", wohingegen Nvidia seine Titan X durch das Powertarget auf 250 Watt geradezu ausbremst. Wir wollen die Gelegenheit dazu nutzen, die Begrifflichkeiten zu erklären.
AMDs Typical Board Power, kurz TBP, entspricht am ehesten dem, was man früher als TDP, Thermal Design Power, angab: Ein Mittelwert, der zur Orientierung dient, aber (teils deutlich) überschritten werden darf. Bei den 150 Watt TBP der Radeon RX 480 wird also nicht "hart" abgeriegelt. Anders als bei seinen bisherigen Radeons hat AMD nichtsdestotrotz eine Beschränkung eingebaut, die alleine die GPU ohne das Drumherum betrifft. Im BIOS wird ein sogenanntes Powerlimit für den Grafikchip definiert, das nicht überschritten werden darf. Um beim Beispiel der RX 480 zu bleiben: Die Polaris-10-GPU darf sich im Referenzdesign bis zu 110 Watt genehmigen. Der Wert lässt sich nur im BIOS und nicht per Tool auslesen; das Nachmessen der reinen GPU-Leistungsaufnahme ist sehr aufwendig. Von daher versuchen wir diesbezüglich direkte Angaben von den Herstellern zu bekommen, was sich oft genug als schwer bis unmöglich erweist. Hinzu kommen noch Stromverbrauch des Speichers und die Wandlerverluste - ohne irgendwelche per BIOS festgelegten Limitierungen.
Vor allem Hawaii hatte wegen fehlender Beschränkungen den Ruf eines Schluckspechts bekommen. Eine Ausnahme stellt übrigens die Radeon R9 Nano dar, die als einzige AMD-Grafikkarte eine Nvidia-ähnliche Abrieglung hat, welche die Gesamtleistungsaufnahme auf 175 Watt beschränkt.
Hatte Nvidia früher noch mehr oder weniger stark aus der Luft gegriffene TDPs angegeben, handelt es sich inzwischen um sogenannte Powertargets. Diese geben die Maximalverbräuche inklusive RAM und Wanderverluste an, bei denen die Grafikkarten abgeriegelt werden - also eigentlich nichts anderes als Powerlimits. Nvidias Referenzdesigns stehen oftmals in der Kritik, sehr konservativ ausgelegt zu sein. Die GPU-Boost-Taktraten hängen daher maßgeblich an den Powertargets. Unabhängig davon, was die Boardpartner bei ihren Custom-Designs für Taktraten angegeben, lassen sich über die Powertargets Rückschlüsse auf die zu erwartende Leistung schließen. Im Gegensatz zu AMDs GPU-Powerlimits lassen sich Nvidias Powertargets per Software auslesen.
Sowohl bei AMD als auch bei Nvidia lassen sich die Limitierungen über den Treiber selbst oder über Drittanbieter-Tools wie Afterburner anheben.

Das Thema ist etwas komplexer. TomsHardware hat auch hierzu einige Untersuchungen gemacht.
Lange Rede kurzer Sinn: Die Spannung ist bei AMD (traditionell) zu hoch. Hinzu kommt, das liegengelassene Potenzial unter DX11. Schaut man sich die DX12 Performance der Radeons und deren Untervoltungspotenzial an, sind die Karten praktisch genauso effizient, wie Maxwell bzw. sogar effizienter.
R9 390 @ -50mV (190 bis 200 Watt) ist unter DX12 10 bis 20% schneller als eine 970 OC (180 Watt). Macht am Ende praktisch die gleiche Effizienz.
R9 Fury X @ -50mV (190 bis 200 Watt) ist unter DX12 so schnell wie eine 980 Ti (230 bis 250 Watt). Damit ist die Fury X sogar effizienter. Das liegt auch am sparsamen HBM.
Und diese -50mV macht jede Radeon, die ich kenne, mit. Meine 390 macht sogar -75 und genehmigt sich damit schnuckelige 180 Watt - und versägt jede 970 in DX12. Sie hat dann aber praktisch kein OC Potenzial mehr (der Vollständigkeit halber).
Meine frühere HD 5770 von "Sapphire":
870 Mhz GPU -Takt und 1200 Mhz Speichertakt bei 1.125 Volt; 150 Mhz -GPU - Takt im Leerlauf bei 0.95 Volt
Meine derzeitige von "XFX":
1000 Mhz GPU -Takt bei 1200 Volt; 300 Mhz -GPU -Takt im Leerlauf bei 0.825 Volt
Nach einem "Biosflashing" kommt diese nun auch mit 1.000 Volt ganz gut zurecht.
Der "UVD" - Modus wird bei "AMD" und dessen Partnern auch nicht gerade sparsamer ausgelegt.
Das kann die Konkurrenz besser bewerkstelligen mit weniger anliegender Spannung.
Laut dem "Polaris - Bios -Editor" benötigt die RX 480 für 2000 Mhz Speichertakt mindestens 1.000 Volt. Genauso auch für die 150 Megaherz.
Ob eine niedrige Spannungsversorgung möglich ist bleibt offen.
Lange Rede kurzer Sinn: Die Spannung ist bei AMD (traditionell) zu hoch. Hinzu kommt, das liegengelassene Potenzial unter DX11. Schaut man sich die DX12 Performance der Radeons und deren Untervoltungspotenzial an, sind die Karten praktisch genauso effizient, wie Maxwell bzw. sogar effizienter.
R9 390 @ -50mV (190 bis 200 Watt) ist unter DX12 10 bis 20% schneller als eine 970 OC (180 Watt). Macht am Ende praktisch die gleiche Effizienz.
R9 Fury X @ -50mV (190 bis 200 Watt) ist unter DX12 so schnell wie eine 980 Ti (230 bis 250 Watt). Damit ist die Fury X sogar effizienter. Das liegt auch am sparsamen HBM.
Und diese -50mV macht jede Radeon, die ich kenne, mit. Meine 390 macht sogar -75 und genehmigt sich damit schnuckelige 180 Watt - und versägt jede 970 in DX12. Sie hat dann aber praktisch kein OC Potenzial mehr (der Vollständigkeit halber).
- sparsame GPU Modelle (Leistungseffizienz)
- Übertaktbarkeit mit dem Unterschied wieviel ist machbar bei welchem "Klassenziel" bzw. Marktpositionierung (Kannibalismus eigener Produkte)
Äh, ja logisch benötigt hohe/starke/extreme Übertaktung Maßnahmen wie höhere Spannung. Ist das nun ein Nachteil (mehr Stromverbrauch) oder Vorteil (Zuwachs an Leistung durch Übertaktung, der Kauf einer günstigeren Hardware + OC erfüllt den Zweck)?
Meine frühere AMD Grafikkarte (Tahiti) war ebenfalls sehr übertaktungsfreudig und dennoch sparsam, weil Undervolting möglich war. Mit Nvidia (Pascal) selbes Spiel, nur auf einem höheren Leistungsniveau sowie niedrigerem Verbrauchsniveau. Das nenne ich Fortschritt.
Völlig normal in einer Welt mit technischer Weiterentwicklung. Uns Verbraucher freut der Fortschritt. Das er Geld kostet weniger, aber so ist das.
Fazit:
Modellbezogen argumentieren, da bieten sowohl Nvidia wie auch AMD sehr interessante Chips.
P.S. Ich glaube Maxwell (GTX 970) versus Hawai (R390) war weniger Thema, sondern Pascal vs. Polaris. Vielleicht sollte man ältere GPU Generationen an geeigneterer Stelle diskutieren.