Nvidia Geforce GTX 1080 (Laptop) Max-Q-Design im Test

Pixelfabrik hoch zwei. Die Nvidia Geforce GTX 1080 ist eine performante Highend-Grafik die Spiele und viele andere 3D-Aufgaben sehr schnell umsetzen kann.

Nvidias Geforce GTX 1080 gehört zur aktuellen Nvidia-Pascal-Grafikchip-Generation und repräsentiert die leistungsstarke Highend-Klasse aktueller Notebookgrafikkarten. Neben dem prädestinierten Einsatz in Spiele-Laptops, zeigt sich im Test, dass auch andere Aufgaben sehr gut bewältigt werden können. Konfigurationen mit dieser Grafiklösung sind je nach Hersteller und sonstiger Ausstattung derzeit ab etwa 1.900 Euro erhältlich.

Der in Nvidias Geforce GTX 1080 eingesetzte GP104-Chip gehört zur effizienten Pascal-Familie, wird im 16-Nanometer-Prozess gefertigt und ist grundsätzlich mit 8 GB GDDR5X-Grafikspeicher bestückt. Dieser ist über einen 256 bit breiten Speicherbus angebunden und liefert eine theoretische Speicherbandbreite von 320 GB/s. Der GP 104-Chip verfügt über 2.560 Shadereinheiten, der Kerntakt erreicht bis zu 1.708 MHz und die theoretische Speicherbandbreite beträgt 320 GB/s.

Der getestete Grafikchip gehört zu der überarbeiteten Modellreihe im Max-Q-Design. Durch eine gesteigerte Effizienz ermöglicht Nvidia so den Einsatz dieser Grafiklösung in schlanken Gaming-Notebooks, die zudem vergleichsweise genügsam und leise arbeiten sollen. Als Vorgabe für das maximale Betriebsgeräusch nennt Nvidia auf der Produktseite einen Schalldruckpegel von 40 dB(A).

 

Daran halten müssen sich die Notebookhersteller scheinbar nicht, da sowohl das Alienware 15 R3 als auch das bereits getestete Omen 15 by HP unter Last nicht besonders leise arbeiten. Im Spielbetrieb erreicht das Alienware 15 R3 einen maximalen Schalldruckpegel von 47,9 dB(A) und das Omen 15 by HP von 46,4 dB(A) (16 cm Abstand zur Vorderkante des Notebookgehäuses).

Auszug der technischen Daten:

• GP104-Grafikchip (Pascal-Generation)
• Max-Q-Design
• 16-nm-Fertigungsprozess
• 2.560 Shadereinheiten
• 1.708 MHz Max. Kerntakt (Alienware 15 R3)
• 8 GB GDDR5X Grafikspeicher
• 1.251 MHz Speichertakt
• 256 bit Speicherbus
• 300 GB/s Speicherbandbreite
• DX 12
• OpenGL
• Vulkan API
• Nvidia Optimus (nicht mit Nvidia G-Sync)
• DisplayPort 1.2
• VR-Ready
• Nvidia Produktseite

Technische Daten des Testsystems:

• Alienware 15 R3
• Intel Core i7-7820HK@4,2 GHz
• Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q-Design
• 256 GB SSD & 1 TB HDD
• FullHD-IPS-Display

Der ausführliche Testbericht zum Alienware 15 R3 erscheint in wenigen Tagen.

Nvidia Geforce GTX 1080: Benchmarks

Die erzielten Bestwerte zeigen, dass es sich bei der Nvidia Geforce GTX 1080 um die derzeit leistungsfähigste Spielegrafik-Lösung für Notebooks handelt. Im Alienware 15 R3 ist sie damit genau richtig platziert, wenngleich das knapp bemessene 15-Zoll-Gehäuse in Kombination mit der leistungsstarken Intel-Core-i7-7820HK-CPU die thermischen Grenzen kräftig auslotet. Unter dem Strich findet man nur wenige Bereiche, etwa bei professionellen CAD-Programmen, wo sich die Nvidia Geforce 1080 einem Konkurrenten unterwerfen müsste.

DirectX

Besonders wohl fühlen sich leistungsstarke Spielegrafikchips, wenn Software zum Einsatz kommt, die auf Microsofts DirectX-Schnittstelle aufbaut. Dazu gehören natürlich vornehmlich Spiele, aber auch manche professionelle Anwendungen aus dem Konstruktionsbereich wie zum Beispiel 3dsMax oder Showcase.

Durch die verschiedenen 3DMark-Tests werden die unterschiedlichen DirectX-Generationen abgedeckt. Beim 3DMark Cloud Gate (DX9) erreicht die Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q 26.868 Punkte beim 3DMark Firestrike (DX11) 14.323 Punkte und beim 3DMark Time Spy 5.730 Punkte. Mit einer Mehrleistung von etwa 10 bis 25 Prozent kann sich die Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q somit klar von der Nvidia Geforce GTX 1070 absetzen.

OpenGL

Beim Cinebench R15 64 bit OpenGL Shading erreicht die Nvidia Geforce GTX 1080 139 fps. Nvidias Quadro M2200 ist für 111 fps gut und AMDs Radeon RX560 schafft ebenfalls noch gute 103 fps.

OpenGL (optimiert, Workstation-CAD)

Hat man hingegen vor die für Consumer-Aufgaben konzipierte Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q für professionelle CAD-Aufgaben einzusetzen, muss man schon sehr genau hinschauen, um welche Art von Software es sich handelt. Sobald hier Programme mit OpenGL-Optimierungen zum Zuge kommen, kann die hardwareseitig äußerst potent bestückte Geforce mit professionellen Grafikkarten à la Nvidia Quadro oder AMD FirePro/ Radeon Pro nicht mithalten. Neben der deutlich geringeren Leistungsfähigkeit muss man zudem mit Treiber- und Stabilitätsproblemen rechnen, da die auf ein reibungsloses Zusammenspiel hin optimierten Profitreiber von der Geforce- und Radeon-Hardware nicht verwendet werden können.

Beim SPECviewperf.12-Benchmark zeigt die Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q insbesondere bei Catia, Creo, Siemens NX und Solidworks deutliche Schwächen. Bei Siemens NX kann sogar die überaus betagte AMD FirePro W4190M mit etwa 2,5-facher Framerate davonziehen. Bei Programmen wie 3dsMax und Showcase die hingegen auf DirectX als Grafikschnittstelle setzen, gelingt es der Nvidia Geforce GTX 1080 ihre Hardwareleistung voll auszuspielen. Spezielle OpenGL-Treiberoptimierungen zugunsten der Profichips gibt es hier nicht. Ebenfalls sehr gut zurecht kommt die Nvidia Geforce GTX 1080 mit Maya. Hier rechnet sie doppelt so schnell wie Nvidias Quadro P4000.

OpenCL & Nvidia CUDA

Neben den typischen Grafikaufgaben, können Grafikchips per OpenCL- oder Nvidia-CUDA-Schnittstelle auch für viele andere rechenintensive Aufgaben verwendet werden. Dazu gehören zum Beispiel Konvertierungen, Bildbearbeitungsfilter, Videofilter, das Ver- und Entschlüsseln von Daten, die Finanzanalyse oder wissenschaftliche Berechnungen.

Das Nutzen des Grafikchips für solche Aufgaben entlastet einerseits den Prozessor und sorgt andererseits für einen nicht unerheblichen Geschwindigkeitsschub. Getestet habe ich die Bereiche Finanzanalyse, Kryptographie, Bildbearbeitung und Wissenschaftliche Berechnungen. Die Nvidia Geforce GTX 1080 setzt sich auch in diesem Anwendungsgebiet wie erwartet an die Spitze des Testfelds.

 

Spiele

Für die Einordnung der Spieleleistung habe ich verschieden anspruchsvolle Titel herangezogen. Hier kann die Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q die Messlatte im Vergleich zur Nvidia Geforce GTX 1060 Max-Q nochmals deutlich höher legen. Alle getesteten Spiele lassen sich ohne Einschränkungen mit der nativen Displayauflösung des Alienware 15 R3 von 1.920 x 1.080 Bildpunkten wiedergeben. Hier kann man bedenkenlos zu den maximalen Qualitätseinstellungen greifen, ohne befürchten zu müssen, dass Leistungseinschränkungen den Spielspaß verderben.

Besonders hardwarehungrige Spiele, wie Deus Ex: Mankind Divided, The Witcher 3 oder Total War: Warhammer 2 zeigen der Hardware erst dann ihre Grenzen auf, wenn ein hochauflösender 4k-Bildschirm angeschlossen wird. Mit 3.820 x 2.160 Bildpunkten muss man hier und da schon mal die Details herunter regeln.

Die nächst niedrigere Performance-Stufe liefern Laptops mit Nvidia Geforce GTX 1070. Hiermit ausgestattete Notebooks stellen Spiele bei FullHD-Auflösung ebenfalls sehr gut dar. Diese Gamer starten derzeit bei 1.500 Euro und sind damit etwa 400 Euro günstiger zu haben. Dazu gehören zum Beispiel das Asus ROG Strix GL502VS oder das MSI GE72MVR.

Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q: Virtual Reality

Für mögliche VR-Aufgaben ist die leistungsstarke GPU gut geeignet. Die Leistungsvorgabe von Futuremark nennt 5.000 Punkte für einen VR-Ready-PC. Mit 9022 Punkten im VRMark Orange wird diese Grenze deutlich überschritten und reicht sogar aus, um sich etwa 3.600 Punkte vor die Nvidia Quadro P4000 im Lenovo ThinkPad P71 setzen zu können. Gegenüber der Nvidia Geforce GTX 1060 Max-Q beträgt der Vorsprung 3.300 Punkte.

Taktreduzierungen

Die Stabilität der Grafikleistung ist im Notebookbereich immer von dem im jeweiligen Notebook verbauten Kühlsystem abhängig. Auch limitieren Hersteller hin und wieder die Grafik- und oder CPU-Leistung bei Volllastszenarien, um vorgegebene thermische Grenzen einhalten zu können. Beim hier getesteten Alienware 15 R3 zeigt das Tool HWinfo im GPU-Stresstest mit Unigine Heaven 4 eine relativ konstante Taktfrequenz an, die auch nach einer Stunde Laufzeit zwischen 1.468 MHz und 1.670 MHz schwankt. Zwischendurch klettert die Geschwindigkeit aber auch schon mal auf über 1.700 MHz. Das Kühlsystem des Test-Notebooks erzeugt dann einen dauerhaften Schalldruckpegel von 48,4 dB(A).

Im Akkubetrieb reduziert sich ähnlich wie schon bei der Nvidia Geforce GTX 1060 im Omen 15 by HP die Leistungsfähigkeit um über 80 Prozent. Die GPU taktet dann meist im Bereich zwischen 1.290 MHz bis 1.366 MHz. Hin und wieder fällt der Takt auch auf 1.136 MHz, um im Gegenzug dann wiederum die 1.400-MHz-Marke zu überschreiten. Beim Cinebench R15 OpenGL Shading werden im Ergebnis nur noch 29 fps anstatt 139 fps und beim Unigine Heaven Extreme 30 fps anstatt 126 fps erreicht.

Notwendig ist dieses Verhalten, um ein zu schnelles Entladen des Akkus und damit einer Überhitzung vorzubeugen. Zudem würde sich die Laufzeit bei voller Leistungsaufnahme sowieso auf praxisferne Werte reduzieren. Bei alternativen Notebookkonzepten, Akkugrößen und herstellerseitiger Abstimmung kann dieses Verhalten durchaus unterschiedlich ausfallen und stellt nicht unbedingt eine Eigenart der Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q dar.

Nvidia Geforce GTX 1080: Fazit

Die Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q ist ein leistungsstarker Notebook-Grafikchip, der bei einer Auflösung von 1.920 x 1.080 Bildpunkten alle getesteten Spieletitel mit maximalen Qualitätseinstellungen flüssig wiedergeben kann. Selbst in manchen professionellen Anwendungsgebieten macht die Consumer-GPU eine gute Figur und übertrifft dann leistungsmäßig sogar ausgewiesene Profichips.

Die Leistungsgrenze der Nvidia Geforce GTX 1080 Max-Q zeigt sich dort, wo besonders fordernde 3D-Spiele oder ähnlich anspruchsvolle Aufgaben mit maximalen Qualitätseinstellungen in Kombination mit hochaufgelösten Displays zum Zuge kommen sollen. Hier muss man dann doch noch den einen oder anderen Regler verschieben, um eine ausreichend flüssige Darstellung geboten zu bekommen.