Launch-Analyse nVidia GeForce GTX 1070

Dienstag, 31. Mai 2016
 / von Leonidas
 

Mit der GeForce GTX 1070 stellt nVidia in der Nacht vom 29. auf 30. Mai (Launchdatum in den USA ist damit der 29. Mai, in Mitteleuropa dagegen schon der 30. Mai) seine zweite Grafikkarte auf Basis des GP104-Chips aus der Pascal-Architektur vor. Mit der GeForce GTX 1070 will man nach der Hochpreis-Karte GeForce GTX 1080 ein klar niedrigeres Preissegment besetzen, auch wenn es mit 379 Dollar Listenpreis für die (nachfolgenden) Herstellerdesigns und damit zu erwartende Straßenpreise im Bereich von 430 bis 500 Euro erneut nicht wirklich kostengünstig wird. Unsere Launch-Analyse wird nachfolgend beleuchten, was die einzelnen Launchtests bezüglich Hardware-Daten, realen Taktraten, Overclocking-Eignung, Stromaufnahme, Lautstärke und natürlich zur Performance dieser neuen nVidia-Karte zu sagen haben, sowie nachfolgend (auf Basis möglichst vieler Testresultate) eine generelle Performance-Einordnung der GeForce GTX 1070 vornehmen.

Feature-technisch ist die GeForce GTX 1070 gleich zur GeForce GTX 1080, insofern sei für Fragen zum GP104-Chip auf die Launch-Analyse zur GeForce GTX 1080 verwiesen. Einzig allein wird von der GeForce GTX 1070 kein GDDR5X-Speicher verwendet, nVidia begnügt sich hierbei mit gewöhnlichem GDDR5-Speicher, welcher allerdings auf 4000 MHz ungewöhnlich hoch taktet. Alle weiteren Unterschiede liegen allein in Abspeckungen bezüglich deaktivierter Hardware-Einheiten des GP104-Chips: Von 4 Raster-Engines, 2560 Shader-Einheiten und 160 Textureneinheiten (TMUs) wurde exakt ein Viertel deaktiviert – es bleiben also bei der GeForce GTX 1070 noch 3 Raster-Engines, 1920 Shader-Einheiten und 120 Textureneinheiten übrig, sprich aktiv.

Bis auf die andere Speichersorte gibt es keine Abspeckungen am Speicher-Subsystem – sowohl die Interface-Breite, die Anzahl der Raster Operation Units (ROPs) als auch die Größe des Level2-Caches bleiben gegenüber der GeForce GTX 1080 identisch. nVidia vermeidet hiermit die schlechte Presse, welche man seinerzeit bei der GeForce GTX 970 kassiert hatte – und über den Wechsel von GDDR5X auf GDDR5 kommt auch so eine deutlich niedrigere Speicherbandbreite heraus (20% weniger gegenüber der GeForce GTX 1080).

Radeon R9 Fury X GeForce GTX 980 Ti GeForce GTX 1070 GeForce GTX 1080
Chipbasis AMD Fiji, 8,9 Mrd. Transist. in 28nm auf 596mm² Chipfläche nVidia GM200, 8 Mrd. Transist. in 28nm auf 601mm² Chipfläche nVidia GP104, 7,2 Mrd. Transist. in 16nm auf 314mm² Chipfläche
Architektur GCN 1.2, DirectX 12 Feature-Level 12_0 Maxwell 2, DirectX 12 Feature-Level 12_1 Pascal, DirectX 12 Feature-Level 12_1
Features Mantle, Vulkan, Asynchonous Compute, VSR, CrossFire, FreeSync, TrueAudio Vulkan, DSR, SLI, G-Sync, PhysX Vulkan, Asynchonous Compute, DSR, SLI, G-Sync, PhysX
Technik 4 Raster-Engines, 4096 Shader-Einheiten, 256 TMUs, 64 ROPs, 4096 Bit DDR HBM1-Interface, 2 MB Level2-Cache 6 Raster-Engines, 2816 Shader-Einheiten, 176 TMUs, 96 ROPs, 384 Bit GDDR5-Interface, 3 MB Level2-Cache 3 Raster-Engines, 1920 Shader-Einheiten, 120 TMUs, 64 ROPs, 256 Bit GDDR5-Interface, 2 MB Level2-Cache 4 Raster-Engines, 2560 Shader-Einheiten, 160 TMUs, 64 ROPs, 256 Bit GDDR5X-Interface, 2 MB Level2-Cache
Taktraten ≤1050/500 MHz
(Ø-Chiptakt: 1050 MHz)
1000/1075/3500 MHz
(Ø-Chiptakt: 1114 MHz)
1506/1683/4000 MHz
(Ø-Chiptakt: ? MHz)
1607/1733/2500 MHz
(Ø-Chiptakt: 1694 MHz)
Speicherausbau 4 GB HBM1 6 GB GDDR5 8 GB GDDR5 8 GB GDDR5X
Layout DualSlot, AiO-Wakü DualSlot DualSlot DualSlot
Kartenlänge 19,7cm 27,0cm 27,0cm 27,0cm
Ref./Herst./OC // // // //
Stromstecker 2x 8pol. 1x 6pol. + 1x 8pol. 1x 8pol. 1x 8pol.
TDP 275W (TBP) 250W (GCP) 150W (GCP) 180W (GCP)
Idle-Verbrauch 21W 13W ~7W 7W
Spiele-Verbrauch 289W 236W ~145W 171W
Ausgänge HDMI 1.4a (kein HDCP 2.2), 3x DisplayPort 1.2 DualLink DVI-I, HDMI 2.0 (kein HDCP 2.2), 3x DisplayPort 1.2 DualLink DVI-D, HDMI 2.0b, 3x DisplayPort 1.2 (DP1.4-ready) DualLink DVI-D, HDMI 2.0b, 3x DisplayPort 1.2 (DP1.4-ready)
FullHD Perf.Index 670% 750% 800% 960%
4K Perf.Index 100% 100% 107% 132%
Listenpreis 649$ 649$ 379$/449$ 599$/699$
Straßenpreis 610-680€ 580-630€ zu erwarten für 430-500€
(Verkaufsstart 10. Juni)
670-790€
Release 24. Juni 2015 31. Mai 2015 30. Mai 2016 17. Mai 2016

Dies passt auch grob zur Abspeckung bei der Rechenleistung, welche ungefähr bei 25% weniger gegenüber der GeForce GTX 1080 liegt. Genauer läßt sich dies noch nicht sagen, da sich derzeit kein Test ernsthaft mit der real anliegenden Chiptaktrate beschäftigt hat. Sicherlich gibt es hier und da Taktraten-Angaben, jene beziehen sich allerdings auf einzelne Benchmark-Titel und sind daher klar nichtssagend, weisen potentiell gesehen sogar in eine falsche Richtung. Leider scheinen die Launchtests unter hartem Zeitdruck entstanden zu sein, da wichtige Nebenpunkte oftmals nur kurz oder gar nicht abgehandelt wurden. Zudem fällt auf, das Launchtests von einigen wichtigen Hardware-Magazinen gänzlich fehlen – und damit auch wichtige Nebeninformationen.

Ohne ernsthafte Aussagen zum real anliegenden Chiptakt ist natürlich auch kein echter Rohleistungs-Vergleich möglich – aber man sicherlich grob angeben, das die GeForce GTX 1070 bei der Rechenleistung auf Höhe der GeForce GTX 980 Ti und Titan X rangiert, bei der Speicherbandbreite jedoch klar (-24%) hinter diesen zurückliegt. An dieser Stelle muß dann nVidias verbesserte Farbkompression beim GP104-Chip zum Einsatz kommen – was aber auch schon bei der GeForce GTX 1080 bestens funktioniert hat, welche bei der Speicherbandbreite minimal gegenüber GeForce GTX 980 Ti und Titan X zurückliegt, dennoch aber 25-30% Mehrperformance oben drauf legen konnte.

GeForce GTX 980 Ti GeForce GTX Titan X GeForce GTX 1070 GeForce GTX 1080
nominelle Taktraten 1000/1075/3500 MHz 1000/1075/3500 MHz 1506/1683/4000 MHz 1607/1733/2500 MHz
Power-Limit 250W  (+10% möglich) 250W  (+10% möglich) 150W  (+12% möglich) 180W  (+20% möglich)
Temperatur-Limit 83°C  (+10% möglich) 83°C  (+10% möglich) 83°C  (+10% möglich) 83°C  (+10% möglich)
maximaler Boost-Takt 1240 MHz
1215 MHz
1202 MHz
1190 MHz
1911 MHz 1886 MHz
durchschn. realer Takt 1114 MHz 1067 MHz ? 1667 MHz
1722 MHz
reale Rechenleistung
(SE * realer Takt)
6,27 TFlops 6,55 TFlops ?
(ca. 6½ TFlops)
8,67 TFlops

Besonders auffällig ist das Fehlen wichtiger Nebentests bei den Messungen zur Stromaufnahme der reinen Grafikkarte – wo wir lange Zeit keinen Launch mehr hatten, wo sich nur ein einziges Meßergebnis in dieser Frage ergab. Wie grundsätzlich falsch dabei Messungen des Gesamtsystems sein können, zeigt sich bestmöglich beim Guru3D, wo man ausgehend von Messungen des Gesamtsystems eine Kalkulation bezüglich der Stromaufnahme der reinen Grafikkarte aufgetan hat. Jene "Kalkulation" liegt mit 161 Watt für die GeForce GTX 1070 nicht besonders weit vom realen Ergebnis entfernt – und ist dennoch grundsätzlich falsch, da die Karte mit ihrem festen Power-Limit von 150 Watt nirgendwo mehr als diese 150 Watt aufnehmen kann. Auf Basis des einzelnen realen Meßwerts seitens der PC Games Hardware sowie den Erfahrungen bei der GeForce GTX 1080 schätzen wir daher den Stromverbrauch der GeForce GTX 1070 auf ~145 Watt ein.

HW.fr Heise HT4U PCGH TPU Tom's TweakPC Ø Perf./TDP
GeForce GTX 1080 8W
154W
6W
178W
9,5W
173,7W
7W
166W
7W
173W
7W
171W
960%
180W
GeForce GTX 1070 8,5W
147,7W
~7W
~145W
800%
150W
GeForce GTX Titan X 15W
228W
11,8W
250,0W
18W
242W
11W
223W
9W
224W
13W
240W
780%
250W
GeForce GTX 980 Ti 15W
226W
13W
244W
12,8W
250,0W
15W
236W
11W
211W
10,4W
233,5W
10,9W
213W
13W
236W
750%
250W
GeForce GTX 980 12W
155W
?
173W
11,2W
180,0W
11,5W
160W
8W
156W
15W
185W
12W
174W
600%
165W
GeForce GTX 970 18W
151W
11,2W
160,0W
15W
164W
9W
161W
20W
168W
12W
161W
520%
145W
Radeon R9 390X 18W
329W
14,4W
301,5W
13W
344W
14,4W
293,6W
14,9W
233W
15W
303W
570%
275W
Radeon R9 Nano 14W
185W
11W
186W
14,6W
168,8W
13W
183W
600%
175W
Radeon R9 Fury 15W
266W
14,9W
247,2W
15W
320W
10W
200W
16W
254W
15W
256W
620%
275W
Radeon R9 Fury X 22,5W
293,5W
20W
273W
20,0W
311,0W
21W
329W
20W
246W
22,0W
220,7W
21W
289W
670%
275W

Leider ebenfalls nicht viele Stimmmeldungen in deutscher Sprache gab es zur Geräuschentwicklung der GeForce GTX 1070. Allerdings ist diesbezüglich wohl sowieso alles im grünen Bereich, nachdem nVidia im Referenzdesign dieselbe Kühlkonstruktion wie bei der GeForce GTX 1080 verwendet – und jene bei der GeForce GTX 1070 einen Grafikchip mit geringerer Stromaufnahme gegenüber der GeForce GTX 1080 kühlen muß. Ebenso ist klar, das diese Referenz-Kühllösung sich keine Spitzennoten bei der Geräuschvermeidung verdienen kann – dafür ist jene auch nicht gedacht, in dieser Frage sind die (nachfolgenden) Herstellerdesigns üblicherweise nochmals besser aufgestellt.

Idle-Betrieb Spiele-Betrieb Spulenfiepen
Test von GameStar
Im Leerlauf kühlt das System die GPU auf 32 Grad und ist mit 38,6 Dezibel bei geschlossenem Gehäuse nicht zu hören. Unter Last steigt die Temperatur auf heiße 82 Grad und die GTX 1070 rauscht mit 42,3 dBA zwar nicht störend laut, aber dennoch hörbar. Das bei der GTX 970 oft bemängelte Spulenfiepen ist in unserem Test nicht aufgetreten.
Test von PC Games Hardware
- Die maximale Lautheit der GTX 1070 Founders Edition in unserem Spieleparcours beträgt vergleichsweise geringe 2,9 Sone. Die automatische Lüftersteuerung setzt in diesem Fall 53 Prozent PWM-Impuls, was circa 2.120 U/min entspricht. In vielen anderen Fällen beträgt die Drehzahl rund 2.000 bis 2.040 (50-51 % PWM), resultierend in einer Lautheit von 2,5 -2,6 Sone. Das ist zwar hörbar, das gleichmäßige Rauschen des Nvidia-Lüfters kommt ohne pfeifende Nebengeräusche aus und ist daher subjektiv erträglich. Gegen das (unter Last) leise Betriebsgeräusch der flüssiggekühlten Radeon R9 Fury X kommt das GTX-1070-Kühldesign jedoch nicht an. Interessant ist, dass die GTX 1080 wesentlich lauter wird (max. 4,2 anstelle von 2,9 Sone), hier wirkt sich die um 20 Prozent höhere Leistungsaufnahme – 180 anstelle von 150 Watt – direkt aus. Spulenfiepen weist unser Testmuster der GTX 1070 wie auch dasjenige der GTX 1080 der erst ab hohen drei- oder gar vierstelligen Bildraten auf, sofern eine passende 3D-Last anliegt, in ersten Tests im Compute-Bereich (z. B. unter Open CL) haben wir kein Spulenfiepen vernommen. Das Störgeräusch lässt sich auf fast allen leistungsfähigen Grafikkarten provozieren und im Falle der GTX 1070/1080 liegt dessen Niveau auf dem anderer Referenzkarten von AMD und Nvidia.