Launch-Analyse: nVidia GeForce GTX 660

Donnerstag, 13. September 2012
 / von Leonidas
 

Mit dem heutigen Tag kommt endlich der lange vermisste GK106-Chip in den Markt, welcher nVidias mittlerer Kepler-Chip zwischen GK107 und GK104 darstellt. Der GK106-Chip sollte einst sicherlich genauso wie seine beiden Kepler-Brüder bereits im Frühling antreten, wurde aber ganz offensichtlich zwischenzeitlich umdesignt, um AMDs Radeon HD 7800 Serie besser begegenen zu können. Mit einigen Hardware-Einheiten mehr als ursprünglich einmal geplant ausgerüstet, tritt der GK106-Chip nunmehr in Form der GeForce GTX 660 an, AMD im Preisbereich von 200 Euro zu attackieren und damit endlich einen Wettbewerb der 28nm-Lösungen in diesem volumenträchtigen Preissegment auszulösen.

Dafür bietet nVidia bei der GeForce GTX 660 drei Raster-Engines, fünf Shader-Cluster (SMX) mit insgesamt 960 Shader-Einheiten und 80 Textureneinheiten (TMUs) an 24 Raster Operation Units (ROPs) und einem 192 Bit DDR breiten Speicherinterface auf. Ob der zugrundeliegende GK106-Chip eventuell noch mehr Hardware-Einheiten besitzt (es wurde im Vorfeld über einen sechsten Shader-Cluster spekuliert), ist weiterhin nicht ganz klar, die offiziell genannte Chipfläche von 221mm² spricht etwas dagegen – aber dieser Punkt ist für die Betrachtung der GeForce GTX 660 nicht weiter relevant und kann später erneut angegangen werden. Beachtenswert wäre vielleicht noch, daß AMDs Pitcairn-Chip der Radeon HD 7800 Serie bei sogar etwas geringerer Chipfläche etwas mehr Transistoren aufweist (2,8 zu 2,54 Mrd.) und auch deutlich mehr Shader-Einheiten in dieser geringeren Chipfläche unterbringt (1280 zu 960 Shader-Einheiten).

Radeon HD 7850 Radeon HD 7870 GeForce GTX 660 GeForce GTX 660 Ti
Chipbasis AMD Pitcairn, 2,8 Mrd. Transistoren in 28nm auf 212mm² Chip-Fläche nVidia GK106, 2,54 Mrd. Transistoren in 28mn auf 221mm² Chip-Fläche nVidia GK104, 3,54 Mrd. Transistoren in 28mn auf 294mm² Chip-Fläche
Technik DirectX 11.1, GCN-Architektur, 2 Raster-Engines, 1024 (1D) Shader-Einheiten, 64 TMUs, 32 ROPs, 256 Bit DDR Interface DirectX 11.1, GCN-Architektur, 2 Raster-Engines, 1280 (1D) Shader-Einheiten, 80 TMUs, 32 ROPs, 256 Bit DDR Interface DirectX 11.1, Kepler-Architektur, 3 Raster Engines, 960 (1D) Shader-Einheiten, 80 TMUs, 24 ROPs, 192 Bit DDR Interface DirectX 11.1, Kepler-Architektur, 4 Raster Engines, 1344 (1D) Shader-Einheiten, 112 TMUs, 24 ROPs, 192 Bit DDR Interface
Taktraten 860/2400 MHz 1000/2400 MHz 980/1033/3000 MHz 915/980/3000 MHz
Boost-Modus - - Ø 1033 MHz, max. ? MHz Ø 980 MHz, max. 1124 MHz
Speichermenge 1024 oder 2048 MB GDDR5 2048 MB GDDR5 2048 MB GDDR5 2048 MB GDDR5
PCI Express 1.x/2.0/3.0 1.x/2.0/3.0 1.x/2.0/3.0 1.x/2.0/3.0
Layout DualSlot DualSlot DualSlot DualSlot
Kartenlänge 24cm 24cm 24,2cm 24,5cm
Stromstecker 1x 6pol. 2x 6pol. 1x 6pol. 2x 6pol.
TDP 150W 190W 140W 150W
Idle-Verbrauch 11W 13W 9W 15W
Spiele-Verbrauch 96W 120W 113W 127W
Perform.Index
(19x10 4xAA)
220% 260% 250% 280%
Listenpreis 1GB: 189$
2GB: 209$
249$ 229$ 299$
Straßenpreis 1GB: 155-180€
2GB: 180-200€
210-230€ 210-240€ 260-290€

Im Vergleich zur schnelleren, allerdings GK104-basierten GeForce GTX 660 Ti verfügt die GeForce GTX 660 über das identische Speicherinterface samt der gleichen Anzahl an Raster Operation Units (ROPs). Dafür werden jedoch anstatt vier nur drei Raster-Engines und anstatt sieben nur fünf Shader-Cluster geboten, ist also insbesondere die Anzahl der Shader-Einheiten und Textureneinheiten sehr unterschiedlich zwischen GeForce GTX 660 (960/80) und GeForce GTX 660 Ti (1344/112). Im geringfügigen Ausmaß kann die GeForce GTX 660 dies dann mittels etwas höherer Taktraten (+7,1% nominal, +5,4% Boost) abfangen, es verbleibt bei der Rechenleistung und der Texturierpower jedoch der große Unterschied zwischen diesen beiden Grafikkarten (jeweils +32,8% zugunsten der GeForce GTX 660 Ti).

Begünstigt durch den kleineren GK106-Grafikchip konnte nVidia den Stromverbrauch der GeForce GTX 660 gegenüber der GeForce GTX 660 Ti weiter reduzieren – die vergleichsweise hohe TDP von 140 Watt stellt somit nur eine Reserve für Übertaktungen dar, wird aber in der Praxis nicht ausgeschöpft. Vielmehr scheint sich bei der GeForce GTX 660 dieselbe Situation wie schon bei der GeForce GTX 660 Ti zu ergeben, daß die Karte in der Praxis durch ein seitens nVidia sehr niedrig angesetztes PowerTarget-Limit von 113 Watt an eben diesem Limit begrenzt wird – sowohl bezüglich des Energieverbrauchs (positiv) als natürlich auch bezüglich der 3D-Performance unter Übertaktung (negativ).

Daß die Karte jederzeit an ihrem PowerTarget limitiert, zeigt sehr deutlich der Testbericht von HT4U, wo zwei GeForce GTX 660 Karten beim Spiele-Verbrauch jeweils exakt ihr PowerTarget-Limit erreichten. Ob die Karten damit viel an Performance verlieren, wurde zwar nicht ergründet (vermutlich nicht bzw. eher nur im Rahmen von 1-2 Prozentpunkten), aber dieser Punkt dürfte die Karten extrem behindern, wenn es in Richtung Overclocking geht. Sicherlich lassen sich die Taktraten der GeForce GTX 660 deutlich erhöhen – nur steigt dann die Performance nicht in gleichem Maße mit an, sondern skaliert mit höheren Taktraten immer schlechter. Selbst eine Erhöhung des PowerTune-Limits dürfte hieran wenig ändern, da bei den derzeit vorliegenden Karten nur eine PowerTune-Erhöhung um jeweils 10 Prozent vorgesehen ist – viel zu wenig für gutes Overclocking und damit ein klarer Nachteil der GeForce GTX 660.

Hardware.fr Heise HT4U PCGH TechPowerUp Ø
GeForce GTX 660 9W
115W
9W
110W
8,5W
113,0W
10W
118W
7W
111W
9W
113W
Der obere Wert einer Zelle ist immer der Idle-Stromverbrauch, der untere Wert einer Zelle immer der Spiele-Stromverbrauch.

Im Normalzustand bietet die GeForce GTX 660 mit 113 Watt einen Spiele-Stromverbrauch leicht unterhalb der Radeon HD 7870 (120W), welcher aber immer noch bemerkbar mehr ist als bei der Radeon HD 7850 (96W). Der Idle-Verbrauch ist mit 9 Watt dann etwas unterhalb der Werte von Radeon HD 7850 & 7870 (11W & 13W), während sich die neue nVidia-Karte beim MultiMonitoring-Verbrauch (10W) sowie beim BluRay-Verbrauch (15W) mehr als deutlich vor ihre AMD-Kontrahenten setzen kann (32W bzw. 36W bei der Radeon HD 7850). Der MultiMonitoring-Verbrauch ist aber nur bei zwei Monitoren so niedrig, beim Anschluß eines dritten Monitors geht es auf 33 Watt hinauf, was im Rahmen der Werte der AMD-Grafikkarten liegt.

Idle MultiMon. BluRay Spiele FurMark TDP
Radeon HD 6950 20W 44W 55W 138W 197W 200W
Radeon HD 6970 22W 66W 71W 186W 267W 250W
Radeon HD 7850 11W 32W 36W 96W 144W 150W
Radeon HD 7870 13W 31W 36W 120W 159W 190W
Radeon HD 7950 15W 52W 58W 147W 208W 200W
Radeon HD 7950 "Boost Edition" 14W ~52W ~58W 178W
(PT@Max: ~226W)
267W 200W
Radeon HD 7970 14W 49W 55W 189W 296W 250W
Radeon HD 7970 "GHz Edition" 14W 49W 53W 235W 351W 250W
GeForce GTX 560 Ti 16W 57W 26W 150W 193W 170W
GeForce GTX 560 Ti "448 Cores" ~24W 74W ~30W ~178W 243W 210W
GeForce GTX 570 26W 70W 30W 191W 247W 219W
GeForce GTX 580 32W 92W 38W 223W 318W 244W
GeForce GTX 660 9W 10W 15W 113W 124W 140W
GeForce GTX 660 Ti 15W 19W 23W 127W 148W 150W
GeForce GTX 670 15W 17W 24W 143W 184W 170W
GeForce GTX 680 15W 23W 22W 169W 191W 195W
Idle- und Spieleverbrauchs-Werte stammen aus unserer Zusammenfassung der entsprechenden Meßwerte von fünf Webseiten, MultiMonitoring- (zwei Monitore), BluRay- und FurMark-Verbrauch kommen generell von HT4U. Zu beachten wäre hierbei, daß HT4U die FurMark-Werte bei allen AMD- und nVidia-Grafikkarten mit entsprechend verfügbarer Option unter hochgesetztem PowerTune bzw. PowerTarget ermittelt.

Bezüglich der mit dieser eigentlich recht wenig Strom verbrauchenden Grafikkarte erzielten Geräuschkulisse gibt es erstaunlicherweise doch recht widersprüchliche Aussagen. Herauskristallisieren läßt sich, daß GeForce GTX 660 Karten nahe am Referenzdesign diesbezüglich eher schlecht wegkommen – zwar unter Last nicht regelrecht laut sind, aber für eine Grafikkarte dieses Performance- und Stromverbrauchs-Bereichs doch ein zu hohes Lüftergeräusch erzeugen. Die meisten der Hersteller-eigenen Designs zeigten sich an dieser Stelle jedoch von ihrer besten Seite, einige Karten konnten sogar (auch unter Last) in den ernsthaften Silent-Bereich vorrücken.