Grafikkarten halten selten ihren Turbo-Takt

Ganz anders verhalten sich die modernen Desktop-GPUs, bei denen die Turbos erst seit zwei Jahren in mit CPUs vergleichbarer Form verwendet werden. Schon bei der GTX Titan von Nvidia fiel auf, dass die Grafikkarte in einem PC beim stundenlangen Spielen nur mit zusätzlicher Kühlung dauerhaft so schnell war, wie sie es bei kurzen Benchmarks zeigte. Seitdem heizen viele Tester, darunter auch Golem.de, die Karten vor den Messungen vor. Das geschieht durch GPU-Quälgeister wie das Programm Furmark, danach werden alle Tests schnell hintereinander mehrfach durchgeführt.

  • Ohne Last sinkt der Takt bei Core-CPUs bis 800 MHz, ... (Screenshot: Golem.de)
  • ... die Leistungsaufnahme der CPU liegt unter 3 Watt ohne Last. (Screenshot: Golem.de)
  • Diese 290X ist mit 1.040 MHz angegeben, ... (Screenshot: Golem.de)
  • ... erreicht aber unter hoher Last im Mittel nur 925 MHz. (Screenshot: Golem.de)
  • Die Power Control Unit des ersten Core i7 Nehalem steuert Takte und Spannungen. (Bild: Intel)
Diese 290X ist mit 1.040 MHz angegeben, ... (Screenshot: Golem.de)
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Am deutlichsten zeigte sich der bei GPUs weniger nützliche Turbo bei der Radeon R9 290 von AMD. Dafür gibt AMD offiziell nur den maximalen Boost-Takt von 947 MHz an, in der Praxis erreicht die GPU aber dauerhaft nur gut 700 MHz. Das liegt an einem zu weit ausgereizten Spiel mit Leistungsaufnahme, Temperatur und Stromversorgung, was die Kollegen von PC Games Hardware im Ablauf einer Belastung treffend so zusammengefasst haben:

1. Versorge die GPU maximal mit 208 Watt (inklusive Wandlerverlusten, Speicher und Platine läuft das auf 300 Watt Gesamtverbrauch hinaus).

2. Versuche, 1.000 (R9 290X) bzw. 947 MHz (R9 290) GPU-Takt zu erreichen.

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3. Erlaube nicht mehr als 95 °C Chiptemperatur.

4. Halte die PWM-Impulsstärke von 40/55 (290X) bzw. 47 % (290) ein.

5. Sind diese Temperatur- und Lüfterdrehzahl-Limits ausgereizt, senke die Taktrate auf minimal 727 bzw. 662 MHz.

6. Wenn das nichts bringt, also die Temperatur immer noch am Limit ist, ignoriere die PWM-Grenze.

7. Wenn die Temperatur immer noch nicht sinkt, reduziere Takt/Spannung bis hinab auf 300 MHz.

8. Wenn alles versagt, schalte nach mehr als einer Sekunde bei 100 Grad Celsius ab.

Im schlimmsten Fall - und nur dieser ist in diesem Beispiel für eine GPU beschrieben - läuft die Grafikkarte also nur mit zwei Drittel ihrer beworbenen Leistung. Wir haben beim Spielen mit der 290 in einem PC eine mittlere Frequenz von 720 MHz ermittelt, was aber immer noch deutlich unter den angegebenen 947 MHz liegt. Dazu haben wir die Takte mit dem Programm GPU-Z in eine Logdatei geschrieben, das Programm zeigt aber nach einem Klick auf den entsprechenden Wert auch selbst Durchschnittswerte an.

Um solche Experimente kommt man auch am eigenen PC nicht herum, wenn man die Grafikkarte im Verdacht hat, nicht so schnell zu laufen, wie sie eigentlich könnte. Dauerhaft den maximalen Turbo-Takt zu erreichen, ist aber mit einem PC, der noch halbwegs leise sein soll, kaum machbar. Aber die mittleren Stufen, wie in unserem Beispiel der 290, sind nach unseren Erfahrungen meist zu erklimmen. Schon eine geringfügig verbesserte Belüftung wie durch einen zusätzlichen Ventilator im Seitenteil eines Towergehäuses kann dabei helfen.

Fazit

Während die Turbos bei Desktop-CPUs heute recht unproblematisch sind, lohnt sich bei Notebooks ein genauerer Blick auf mögliche Unterschiede in Netzteil- und Akkubetrieb. Generell sind die Boost-Funktionen bei den CPUs recht verlässlich, man bekommt die Leistung, für die man bezahlt.

Bei den GPUs von Desktop-Grafikkarten ist dieser Zustand noch nicht erreicht. Hier sind die Turbos viel mehr Marketingargument als echter Vorteil, zumindest für den Praxiseinsatz in einem geschlossenen Gehäuse. Für Technikfans ist das aber auch ein schöner Ansatzpunkt für eigene Experimente - nur blind verlassen sollte man sich auf den Nutzen eines Turbos bei GPUs nicht.

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 CPU-Turbos helfen auch beim Stromsparen
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hellfire79 01. Sep 2014

..hatten den 1. Turboboost, zwar nicht automatisch, aber es gab ihn!

Gromran 20. Jul 2014

Sorry aber das ist doch Quark.

tibrob 12. Jul 2014

15 FPS sind aber echt grenzwertig ... ich finde, mind. 30 FPS sollten es schon sein...

Flexy 12. Jul 2014

klar kann man auch eine 780er noch übertakten. Und auch eine 780Ti oder eine Titan noch...

ako 11. Jul 2014

Die Sapphire R290 Tri-X OC konnte ich auf 1040Mhz GPU und 1500MHz RAM Takt 24 Stunden am...



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