GeForce GTX 1080 Ti im Test: Nvidia zieht auf und davon

Wolfgang Andermahr 547 Kommentare
GeForce GTX 1080 Ti im Test: Nvidia zieht auf und davon

Mit der GeForce GTX 1080 Ti setzt Nvidia die Messlatte bei Grafikkarten für Spieler abermals höher. Im Test der Founders Edition fällt die Leistung in Benchmarks sogar höher als mit der Titan X aus. Der Preis: 819 Euro und damit 320 Euro mehr als für eine GeForce GTX 1080. Viel, aber nicht zu viel.

GeForce GTX 1080 Ti im Test: neues Topmodell von Nvidia

Die Nvidia GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition (vormals „das Referenzdesign“) kommt in der seit der ersten GeForce GTX Titan bekannten Optik daher. Das gegenüber der Titan X mit Pascal überarbeitete PCB bietet allerdings eine mächtigere Spannungsversorgung und das Kühlsystem wurde leicht verbessert. Bei der Vorstellung Anfang März klang das nach einem runden Gesamtpaket. Der Test klärt Fragen zu Performance, Lautstärke, Leistungsaufnahme und Übertaktbarkeit.

GeForce GTX 1080, GTX 1080 Ti und Titan X im Vergleich
GeForce GTX 1080, GTX 1080 Ti und Titan X im Vergleich

GeForce GTX 1080 Ti erstmals im Test

Seit heute dürfen Tests über die Grafikkarte veröffentlicht werden und ComputerBase hat die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition in zahlreichen Benchmarks nicht nur gegen die GeForce GTX 1080 in der Founders Edition und deren Partnerkarten, sondern ebenso gegen die Titan X antreten lassen.

Außerhalb des bekannten Testparcours, der in Kürze eine Überarbeitung erfahren wird, hat die Redaktion dabei auch das brandaktuelle Ghost Recon Wildlands herangezogen. Die nachfolgenden Benchmark-Ergebnisse geben dabei schon einen Vorgeschmack auf das Abschneiden im gesamten Parcours und zeigen: Je höher die Auflösung, desto deutlicher kann sich die GeForce GTX 1080 Ti von der GeForce GTX 1080 absetzen. In Ultra HD liegt der Vorsprung mit Standardtaktraten bei 27 Prozent. Und mit maximiertem Temperature und Power Target („Max“) sowie manuell übertaktet („OC“) ist noch deutlich mehr Leistung drin.

Ghost Recon Wildlands
  • 1.920 × 1.080, Maximale Details:
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti OC
      68,4
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti Max
      63,5
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti
      63,3
    • Nvidia Titan X
      63,1
    • Nvidia GeForce GTX 1080
      53,1
  • 2.560 × 1.440, Maximale Details:
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti OC
      57,7
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti Max
      52,8
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti
      52,4
    • Nvidia Titan X
      49,7
    • Nvidia GeForce GTX 1080
      41,8
  • 3.840 × 2.160, Sehr-Hoch-Preset:
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti OC
      47,9
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti Max
      44,2
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti
      42,0
    • Nvidia Titan X
      41,0
    • Nvidia GeForce GTX 1080
      33,0

Das neue Ubisoft-Spiel nimmt an Nvidias GameWorks-Programm teil und hat verschiedene Effekte wie zum Beispiel die Umgebungsverdeckung HBAO+ sowie den Beleuchtungseffekt „Godrays“ zu bieten. Als aller erstes Spiel unterstützt Wildlands darüber hinaus „Turf Effects“, das sich um die Darstellung von Gras kümmert. Diese interagiert nicht nur mit dem Wind, sondern auch mit dem Spieler. Im Benchmark waren alle GameWorks-Effekte aktiv, auch die restlichen Details waren auf Anschlag geschraubt – einzig in Ultra HD wurden die Details auf das zweit höchste Preset zurück geschraubt, wobei die Texturen auf der höchsten Stufe und die GameWorks-Effekte aktiviert blieben.

Auf welcher technischen Grundlage die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition erzielen kann, klären die folgenden Abschnitte.

GP102 mit anderer Konfiguration als auf Titan X

Wie auf der Titan X setzt Nvidia auf der GeForce GTX 1080 Ti auf die zwölf Milliarden Transistoren schwere und 471 mm² große GP102-GPU ein. Und genau wie auf der Titan X verzichtet Nvidia – vermutlich aus Gründen der Ausbeute – auf den Vollausbau der GPU. Denn der GP102 bietet eigentlich 30 Streaming Multiprocessors (SMX) mit insgesamt 3.840 Shadereinheiten, auf Titan X und GeForce GTX 1080 Ti sind aber nur deren 28 SMX und damit 3.584 ALUs aktiviert.

Unterschiede zur Titan X beim Speicherinterface

Den Unterschied zwischen den zwei Grafikkarten schafft Nvidia unter anderem beim Speicherinterface. Der GP102 verfügt über zwölf 32 Bit breite Speichercontroller, aber nur auf der Titan X (GP102-400) wird es mit insgesamt 384 Bit vollständig genutzt. Auf der GeForce GTX 1080 Ti hat Nvidia einen 32-Bit-Controller hingegen deaktiviert (GP102-350), das Interface ist also nur noch 352 Bit breit.

Den Verlust an Bandbreite bei gleichen Taktraten gleicht Nvidia allerdings dadurch aus, dass der von Micron hergestellte GDDR5X-Speicher nicht mit 5.000 MHz sondern erstmals mit 5.500 MHz angesteuert wird. Im Ergebnis ist das Speicherinterface der Ti so sogar ein Prozent schneller. Bei den Speicher-Chips handelt es sich nicht um übertaktete 10-Gbps-Module, sondern um neue native 11-Gbps-Module, die bei derselben Frequenz mit deutlich weniger Signalrauschen als die älteren 10-Gbps-Chips aufwarten können.

GP102-GPU
GP102-GPU (Bild: Nvidia)

Acht Prozent ROPs und L2-Cache fehlen

Der abgeschaltete Speichercontroller hat wie bei Maxwell auch bei Pascal zur Folge, dass auch eine ROP-Partition abgeschaltet wird. Eine ROP-Partition besteht aus acht ROPs, sodass auf der GeForce GTX 1080 Ti 88 ROPs aktiv sind, der GP102 jedoch 96 ROPs bietet. Und auch der L2-Cache fällt auf der neuen Grafikkarte mit 2.816 Kilobyte etwas kleiner als physikalisch vorhanden (3.072 Kilobyte) aus. Es sind die beiden einzigen echten Defizite der GeForce GTX 1080 Ti gegenüber der Titan X.

Die Basis-Taktrate der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition beträgt 1.480 MHz, sodass die theoretische Rechenleistung der der Titan X überlegen ist. Der durchschnittliche Turbo-Takt ist mit 1.582 MHz angegeben. Die TDP der Grafikkarte beträgt 250 Watt. Entsprechend ist ein Sechs-Pin- und ein Acht-Pin-Stromstecker für die Founders Edition notwendig.

Trotz Einschnitten keine GeForce GTX 970 2.0

Wer aufgrund der GPU-Konfiguration befürchtet, dass die GeForce GTX 1080 Ti eine Speicher-Limitierung wie die GeForce GTX 970 aufweist, dem sei gesagt: Dem ist nicht so. Denn während Nvidia trotz des abgeschalteten Speichercontrollers auf der GeForce GTX 970 den vollen Speicher angesteuert hat, das Interface also zu schwach für das Speichervolumen war, stimmt das Verhältnis durch den Wegfall des 12. GB bei der GeForce GTX 1080 Ti auch weiterhin: Alle Controller können mit der vollen Geschwindigkeit auf den Speicher zugreifen.

Nvidia GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition Nvidia Titan X Nvidia GeForce GTX 1080 Founders Edition Nvidia GeForce GTX 980 Ti
Chip: GP102 GP104 GM200
Transistoren: ca. 12,0 Mrd. ca. 7,2 Mrd. ca. 8,0 Mrd.
Fertigung: TSMC 16 nm FF+ TSMC 28 nm HP
Shader-Einheiten: 3.584 2.560 2.816
Basis-Chiptakt: 1.480 MHz 1.417 MHz 1.607 MHz 1.000 MHz
Maximaler Chiptakt: 1.797 MHz 1.759 MHz 1.785 MHz 1.202 MHz
SP-GFLOPs: 12.881 GFLOPs 12.609 GFLOPs 9.100 GFLOPs 6.770 GFLOPs
ROPs: 88 96 64 96
Pixelfüllrate: 158.136 MPix/s 168.864 MPix/s 114.214 MPix/s 105.776 MPix/s
TMUs: 224 160 176
Texelfüllrate: 402.528 MTex/s 394.016 MTex/s 285.600 MTex/s 211.552 MTex/s
DirectX (Feature-Level): 12_1
GPU ohne Monitor abschaltbar: Nein
Speichermenge: 11.264 MB GDDR5X 12.288 MB GDDR5X 8.192 MB GDDR5X 6.144 MB GDDR5
Speichertakt: 5.500 MHz 5.000 MHz 3.506 MHz
Speicherinterface: 352 Bit 384 Bit 256 Bit 384 Bit
Speicherbandbreite: 484.000 MB/s 480.000 MB/s 320.000 MB/s 336.576 MB/s
Leistungsaufnahme Typisch/Maximal: ?/250 Watt ?/180 Watt ?/250 Watt

GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition im Detail

Die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition hat eine unverbindliche Preisempfehlung von 819 Euro. Die Grafikkarte kann entweder direkt bei Nvidia im Online-Store, oder von einem Boardpartner im Handel erworben werden – Unterschiede in der Hardware gibt es nicht. Der Verkauf der Grafikkarten startet offiziell am Freitag, den 10. März 19:00 Uhr.

Bezogen auf den Vergleich der UVP zum jeweiligen Verkaufsstart verlangt Nvidia für die GeForce GTX 1080 Ti einen vergleichsweise geringen Preisaufschlag von gerade einmal vier Prozent. Gemessen an den aktuellen Straßenpreisen beträgt der Preisaufschlag allerdings 65 Prozent.

Preis Ti bei Markstart Preis Non-Ti bei Markstart Aufschlag
GeForce GTX 1080 Ti 819 Euro (03/2017) 789 Euro* (05/2016) 4 Prozent
GeForce GTX 980 Ti 739 Euro (06/2015) 540 Euro (09/2014) 36 Prozent
GeForce GTX 780 Ti 650 Euro (11/2013)  641 Euro (05/2013) 1 Prozent
* Effektiver Preis nach Preissenkung im Handel aktuell 499 Euro

Mit 8- und 6-Pin aber ohne DVI

Optisch gibt sich die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition auf der Vorderseite identisch zur GeForce GTX 1080 Founders Edition. Beide Grafikkarten sind mit 27 Zentimetern auch gleich lang, die Backplate ist identisch. Unterschiede gibt es bei der sichtbaren Stromversorgung, die auf dem neuen Flaggschiff mit einem Acht-Pin- und einem Sechs-Pin-Stecker wie auf der in Schwarz gehaltenen Titan X ausfällt. Und auf dem Slotblech gibt es für Nvidia eine Premiere: Es gibt keinen DVI-Ausgang mehr. Monitore können stattdessen an drei DisplayPort-1.4- oder an einen HDMI-Ausgang angeschlossen werden. Das hat positive Auswirkungen auf das Kühlsystem.

Zum einen nutzt Nvidia den freigewordenen Platz für einen größeren Alu-Radiator, zum Anderen lässt sich die Abluft jetzt mit weniger Widerstand über die Slotblende abführen. Beides soll zusammen dafür sorgen, dass die Kühlleistung trotz niedrigerer Drehzahl des Radiallüfters mit weiterhin 65 Millimeter Durchmesser höher ausfällt.

PCB mit Dual-FET-Phasen für mehr Effizienz

Eine Überarbeitung hat gegenüber der Titan X auch das PCB erfahren. Nvidia hat auf diesem insbesondere die Stromversorgung der GPU überarbeitet: Je Phase bestehend aus Kondensator, Spule und Mosfet kommen auf der Ti jetzt zwei statt einem Mosfet zum Einsatz. Dadurch soll die Energieeffizienz der Platine vor allem bei hoher Last steigen. Roman „der8auer“ Hartung geht darüber hinaus auch davon aus, dass die GeForce GTX 1080 Ti auf dieser Basis noch deutlich höhere Taktraten erreichen wird als die Titan X.

Interessant ist, dass die Lötpunkte für den 12. Speicher-Chip noch vorhanden sind – mit nicht beschnittenem GP102 und zwölf Speicherbausteinen könnte dieselbe Platine also wahrscheinlich auch für eine Neuauflage der Titan X herhalten. Gerüchten zufolge handelt es sich um die Platine der Quadro P6000, wobei nicht immer derselbe Speicher-Chip bei der Ti ausgelassen wird – das soll davon abhängig sein, welcher Controller im Chip deaktiviert worden ist.

Nvidia GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition
Merkmal Ausprägung
Karte PCB-Design Eigenentwicklung
Länge 27,0 cm
Stromversorgung 1 × 8 Pin
1 x 6 Pin
Kühler Design Eigener Kühler, 2 Slot
Kühlkörper Alu-Kern, Alu-Radiator, Vapor-Chamber
Lüfter 1 x 65 mm (radial)
Lüfter abgeschaltet (2D) Nein
Takt
(Stromsparmodus)
GPU-Basis 1.480 (139 MHz)
GPU-Maximum 1.797 MHz
Speicher 5.500 MHz (405 MHz)
Speichergröße 11.264 MB GDDR5X, Micron
Anschlüsse 3 x DisplayPort 1.4
1 x HDMI 2.0b

Testergebnisse

Wie ComputerBase Grafikkarten testet sowie die verwendete Hardware und Treiber kann in diesem separaten Artikel nachgelesen werden. Ab Mai 2016 hat ComputerBase das Testverfahren deutlich abgeändert, um moderne Grafikkarten besser bewerten zu können. Ein Blick in den Artikel klärt die wesentlichen Fragen. ComputerBase wird den Parcours in Kürze erneut überarbeiten. Vorschläge und Hinweise sind in den Kommentaren zu diesem Artikel gerne gesehen.

Taktraten nach 20 Minuten Last

Die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition verfügt in den Standard-Einstellungen über eine TDP von 250 Watt und ein Temperature Target von 84 Grad Celsius. Es liegt ein Grad höher als bei den bisherigen Founders-Edition-Modellen. Wird eines der voreingestellten Ziele überschritten, taktet sich die GP102-GPU automatisch von den in Spielen nach wenigen Sekunden maximal anliegenden 1.797 MHz herunter. Wer das nicht möchte, kann in externen Tools das Power Target auf bis zu 120 Prozent und das Temperature Target auf maximal 90 Grad Celsius anheben.

Der theoretisch maximale Takt der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition beträgt 1.886 MHz. Diese Frequenz liegt aber nur bei niedrigen Temperaturen und geringer Last an. In Spielen beträgt der realistische Maximaltakt dagegen 1.797 MHz. Aber auch er wird durch Verbrauchs- und Temperaturziele schnell unterschritten.

Die tatsächlichen Taktraten im Fractal Design Define R5
Spiel (3.840 × 2.160) Maximaler Takt Takt nach 20 Minuten Takt nach 20 Minuten
(maximales PT/TT)
Anno 2205 1.797 MHz 1.544-1.607 MHz [TT] 1.721-1.734 MHz[PT]
Ashes of the Singularity 1.797 MHz 1.582-1.696 MHz [TT] 1.797 MHz
Assassin's Creed Syndicate 1.797 MHz 1.645-1.701 MHz [TT] 1.797 MHz
Call of Duty: Black Ops III 1.797 MHz 1.582-1.696 MHz [TT] 1.797 MHz
Dirt Rally 1.797 MHz 1.633-1.696 MHz [TT] 1.797 MHz
Doom 1.797 MHz 1.531-1.595 MHz [TT] 1.759-1.797 MHz [PT]
F1 2015 1.797 MHz 1.658-1.701 MHz [TT] 1.797 MHz
Fallout 4 1.797 MHz 1.633-1.721 MHz [TT] 1.797 MHz
Far Cry Primal 1.797 MHz 1.569-1.645 MHz [TT] 1.797 MHz
GTA V 1.797 MHz 1.633-1.683 MHz [TT] 1.797 MHz
Hitman 1.797 MHz 1.582-1.633 MHz [TT] 1.797 MHz
Just Cause 3 1.797 MHz 1.620-1.683 MHz [TT] 1.797 MHz
Metal Gear Solid V 1.797 MHz 1.645-1.734 MHz [TT] 1.797 MHz
Might & Magic: Heroes VII 1.797 MHz 1.595-1.633 MHz [TT] 1.797 MHz
Rainbow Six: Siege 1.797 MHz 1.582-1.633 MHz [TT] 1.797 MHz
Rise of the Tomb Raider 1.797 MHz 1.582-1.633 MHz [TT] 1.797 MHz
Star Wars: Battlefront 1.797 MHz 1.506-1.557 MHz [TT] 1.772-1.785 MHz [PT]
The Division 1.797 MHz 1.544-1.620 MHz [TT] 1.785-1.797 MHz [PT]
The Talos Principle 1.797 MHz 1.519-1.582 MHz [TT] 1.772-1.785 MHz [PT]
The Vanishing of E.C. Redux 1.797 MHz 1.582-1.633 MHz [TT] 1.797 MHz
The Witcher 3 1.797 MHz 1.544-1.620 MHz [TT] 1.772-1.785 MHz [PT]
Total War Warhammer 1.797 MHz 1.582-1.645 MHz [TT] 1.797 MHz
XCOM 2 1.797 MHz 1.620-1.658 MHz [TT] 1.797 MHz
[P] = Power Target limitiert, [T] = Temperature Target limitiert

Mit den Standard-Einstellungen rennt die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition in jedem halbwegs anspruchsvollen Spiel ins Temperature Target und taktet herunter. Im Parcours arbeitet die Grafikkarte letztendlich in keinem Spiel mit den zum Start erzielten 1.797 MHz. Deutlich realistischer sind Frequenzen um 150 bis 200 MHz weniger. Zum Vergleich: GP104 auf der GeForce GTX 1080 Founders Edition taktet im Schnitt mit 1.667 MHz rund 100 MHz höher.

In Star Wars Battlefront taktet die Founders Edition mit 1.506 MHz am niedrigsten. Der maximale Takt liegt hier bei 1.557 MHz. Ähnlich verhält sich zum Beispiel The Talos Principle mit 1.519 MHz bis 1.582 MHz. In den meisten anderen Spielen sind die Taktraten höher. Gut im Durchschnitt liegt zum Beispiel Rise of the Tomb Raider mit 1.582 MHz bis 1.633 MHz. Der höchste Takt liegt dagegen in Metal Gear Solid V an, das mit 1.645 bis 1.734 MHz arbeitet.

Auch mit maximierten Einstellungen gibt es nicht immer den vollen Takt

Werden das Power und das Temperature Target maximiert, steigen die Taktraten deutlich an. Durchweg kann die GeForce GTX 1080 Ti die 1.797 MHz aber immer noch nicht halten. In sechs Spielen greift weiterhin das Power Target ein.

Ultra-HD-Benchmarks in 3.840 × 2.160 (4K)

Mit den anliegenden Taktraten ist der Vorsprung auf die GeForce GTX 1080 insbesondere in den hohen Auflösungen enorm: In der Ultra-HD-Auflösung ist die GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition im Durchschnitt 35 Prozent schneller als dasselbe Modell der GeForce GTX 1080. Der Sprung ist damit größer, als er mit 26 Prozent von GeForce GTX 980 zur GeForce GTX 980 Ti gewesen ist. Auch eine von Haus aus übertaktete Partnerkarte der GeForce GTX 1080 muss sich noch um 23 Prozent geschlagen geben. Selbst die Titan X wird geschlagen, wobei der Abstand mit zwei Prozent gering ausfällt.

Aber mit einfachen Mitteln ist noch mehr Leistung drin: Wer auf der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition das Power und das Temperature Target maximiert, erhält noch einmal zusätzliche sieben Prozent an Leistung. Dann beträgt der Abstand zur GeForce GTX 1080 fast schon rund 45 Prozent. AMD hat derzeit keinen Gegenspieler für diese: Die GeForce GTX 1080 Ti ist selbst in Ultra HD satte 67 Prozent schneller als die Radeon R9 Fury X.

10 Einträge Bearbeiten
Performancerating – 3.840 × 2.160
Angaben in Prozent
    • Nvidia GTX 1080 Ti Max (11GB)
      100,0
    • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti (11GB)
      93,3
    • Nvidia Titan X (12GB)
      91,2
    • Gigabyte GTX 1080 Gaming (8GB)
      76,0
    • Nvidia GeForce GTX 1080 (8GB)
      69,3
    • Gigabyte GTX 980 Ti Gaming (6GB)
      63,4
    • Gigabyte GTX 1070 Gaming (8GB)
      61,1
    • Nvidia GeForce GTX 1070 (8GB)
      56,7
    • AMD Radeon R9 Fury X (4GB)
      55,8
    • Nvidia GeForce GTX 980 Ti (6GB)
      53,2
    • Sapphire R9 Fury Nitro (4GB)
      52,5
    • AMD Radeon R9 Fury (4GB)
      50,5
    • AMD Radeon R9 Nano (4GB)
      48,9
    • MSI Radeon R9 390X Gaming (8GB)
      46,3
    • AMD Radeon R9 390X (8GB)
      46,0
    • Asus GeForce GTX 980 Strix (4GB)
      45,5
    • Nvidia GeForce GTX 980 (4GB)
      42,3

Auffällig ist, dass der Abstand zwischen der GeForce GTX 1080 und der GeForce GTX 1080 Ti in einigen Spielen ein Stück größer als im Durchschnitt ausfällt. Die Vermutung liegt nahe, dass GP102 hier vom deutlich breiten Speicherinterface profitiert. So läuft Ashes of the Singularity auf der neuen Grafikkarte zum Beispiel 50 Prozent schneller als auf der GeForce GTX 1080 und in Doom sind es 40 Prozent Zuwachs: Mehr als die Rohdaten der GPU zulassen.

Wer eine ältere Grafikkarte sein Eigen nennt, dem helfen die von ComputerBase Anfang 2017 veröffentlichten Artikel Nvidia GeForce GTX 480, 580, 680, 780 Ti, 980 Ti und 1080 im Vergleich sowie AMD Radeon HD 5870, 6970, 7970, 290X und Fury X im Vergleich bei der Einordnung weiterer Modelle in die Rangliste.

Auf der nächsten Seite: Benchmarks in 1.920 × 1.080 und 2.560 × 1.440