Weniger ist manchmal mehr

GeForce RTX 3080 im Undervolting-Test

Eine Erkenntnis der bisherigen Tests der neuen GeForce-RTX-30-Karten lautet: Sie werden am Limit und manchmal auch darüber hinaus betrieben. Das Effizienz-Fenster hat NVIDIA weitestgehend nach oben ausgereizt. Umso beeindruckender waren die bisherigen Ergebnisse das Power-Limit der Karten zu reduzieren. Allerdings ist diese Lösung nicht gerade besonders elegant. Daher haben wir uns das Undervolting über die Takt-/Spannungskurve angeschaut.

In wie weit das Taktpotenzial von NVIDIA und den weiteren Herstellern bereits ausgeschöpft ist, zeigt sich in den mäßigen Overclocking-Ergebnissen. Die meisten Karten bzw. GPUs lassen sich nur wenige dutzend Megahertz übertakten. Die Spannung bewegt sich dann schon im Bereich von fast 1,1 V und die Leistungsaufnahme schnellt auf 350 W und mehr hoch.

Mit den ersten Versionen des MSI Afterburner oder EVGA Precision war es noch nicht möglich, eine Anpassung der Spannung vorzunehmen. Entsprechend sind wir in den ersten Tests auf eine Reduzierung des Power-Limits ausgewichen. Damit sind wir aber in gewisser Weise vom Boost-Mechanismus und der dazugehörigen Telemetrie abhängig, was die Taktung und die Spannung betrifft. Etwas mehr Kontrolle zu haben ist hier aber wünschenswert und liefert auch wesentlich elegantere bzw. bessere Ergebnisse.

Wir haben also die GeForce RTX 3080 Founders Edition im Testsystem verbaut und haben an den Stellschrauben der Takt/Spannungskurve gedreht.

Unseren bisherigen Tests der GeForce-RTX-30-Serie:

• Neue Details: Ampere und RTX-30-Series Deep Dive
• NVIDIA dreht an der Ampere-Schraube: Die GeForce RTX 3080 Founders Edition im Test
• Erstes Custom-Modell: Gigabyte GeForce RTX 3080 Eagle OC 10G im Test
• Verdammt leise unter Last: MSI GeForce RTX 3080 Gaming X Trio 10G im Test
• Wenig GeForce für einen hohen Aufpreis: Gigabyte GeForce RTX 3090 Gaming im Test
• Ein fast perfekter Allrounder: ASUS TUF Gaming GeForce RTX 3080 OC im Test
• Kondensator-Fix: GeForce RTX 3080 mit neuem Treiber im Test

Die ersten Schritte

Alles was ihr für ein Undervolting benötigt, ist im Grunde ein Tool, mit dem ihr die API von NVIDIA ansprechen könnte. Wir haben den MSI Afterburner (Download) verwendet. Aber wie gesagt, auch mit EVGA Precision, ASUS GPU Tweak II und den Programmen der anderen Herstellern ist dies möglich.

In den Standardeinstellungen sieht dies mit einer GeForce RTX 3080 Founders Edition wie oben abgebildet aus. Die Takt/Spannungskurve wird durch die Tastenkombination "Strg+F" aufgerufen. Hier wird abgebildet, bei welchem Takt welche Spannung angelegt wird. Die Datenpunkte lassen sich auf der X- und Y-Achse verschieben. So ist es möglich die GPU bei gleicher Spannung mit einem höheren/niedrigeren Takt anzusteuern oder aber bei gleichem Takt mit einer höheren/niedrigeren Spannung.

Für ein Undervolting wollen wir natürlich versuchen anstatt der sonst üblichen 1,075 und 1,081 V (für unser Sample der GeForce RTX 3080 Founders Edition so ausgelesen) mit einer geringeren Spannung auszukommen.

Um die komplette Kurve in der Form bis zum von uns gewünschten Punkt beizubehalten, haben wir den GPU-Takt um 300 MHz reduziert und verschieben die Takt/Spannungskurve somit in einem Offset um diese 300 MHz. An der Spannung änderte dies zunächst nichts. Ganz im Gegenteil, das Endergebnis wäre ein niedrigerer Takt bei gleicher Spannung und somit ein schlechteres Resultat. Aber mit diesem Offset behelfen wir uns in der nun folgenden Festlegung der Kurve.

Im nächsten Schritt haben wir uns den Spannungspunkt geschnappt, auf dem wir die GPU betreiben will. In diesem Fall sind wir bei 0,9 V gestartet, sind aber später auf 0,8 und 0,85 V übergegangen. Das grundsätzliche Prinzip ist für jede gewünschte Spannung aber identisch. Für diese 0,9 V haben wir einen Takt von 1.800 MHz festgelegt, der unsere Baseline sein soll. Über die Bestätigung der Einstellung im Afterburner (Übernehmen/Apply) werden diese 0,9 V und 1.800 MHz global angewendet – der Boost-Mechanismus ist komplett deaktiviert.

In unserem Fall haben wir den Grafik-Test des 3DMark Time Spy im Hintergrund laufen lassen und haben uns nun weiter nach oben getastet. Für die voreingestellten 0,9 V haben wir den Takt also immer weiter erhöht. An dieser Stelle kommt dann auch das Power-Limit ins Spiel. Dieses beträgt bei der GeForce RTX 3080 Founders Edition 320 W und wird bei 0,9 V und 1.800 MHz natürlich nicht ausgeschöpft.

Je weiter wir den Takt allerdings erhöht haben, desto näher sind wir dem Power-Limit gekommen. Aber einer bestimmten Stelle limitiert dann das Power-Limit und sollte erhöht werden, auch wenn man unterhalb der 320 W bleiben will.

Das gleiche Prozedere kann nicht nur für 0,9 V, sondern für jede Spannung angewendet werden, die für ein Undervolting in Frage kommt. Wir haben das Undervolting mit 0,8 und 0,85 V vollzogen und dabei natürlich einen unterschiedlich hohen Takt erreicht.

Für 0,9 V erreichten wir nur geringfügig höhere Taktraten und alles darüber hinaus macht dann schon keinen Sinn mehr, da wir uns dann auf Niveau der Standardeinstellungen bewegen.