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Overclock GTX 1080 Ti: 2,1 GHz con raffreddamento a liquido

Abbiamo applicato alla GTX 1080 Ti Founders Edition un sistema a liquido custom. Ecco i risultati che abbiamo ottenuto.

Overclock GTX 1080 Ti: 2,1 GHz con raffreddamento a liquido

GTX 1080 Ti raffreddata a liquido

Testando la nuova GTX 1080 Ti Founders Edition, abbiamo dato un'occhiata al sistema di raffreddamento - migliorato, a detta di Nvidia - senza identificare grandi passi avanti. Anche se il dissipatore fa il suo lavoro, la GTX 1080 Ti è limitata dalla temperatura e diventa rumorosa quando è sottoposta a carichi prolungati. È un peccato dover dilapidare parte del potenziale della GPU GP102, così come sorbirsi il rumore. Così abbiamo deciso di prendere provvedimenti.

Nelle conclusioni della nostra recensione abbiamo pubblicato qualche dato sull'overclock, valori che non rispecchiavano le aspettative. Così abbiamo rimosso il dissipatore standard e siamo passati a una soluzione di raffreddamento a liquido custom.

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Abbiamo acquistato un dissipatore in rame compatibile con la Titan X (Pascal) e l'abbiamo installato sulla GTX 1080 Ti. L'idea era di superare i 2 GHz sulla GPU come aveva fatto Nvidia alla GDC, che non siamo riusciti a raggiungere con il dissipatore standard.

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Per il nostro esperimento abbiamo usato il waterblock kryographics Pascal per la Nvidia Titan X di Aquacomputer. Anche se questa soluzione è stata ideata per la Titan X, è perfettamente compatibile con la GTX 1080 Ti Founders Edition (eccetto per un dettaglio di cui ci occuperemo tra poco). Dopotutto la GTX 1080 Ti e la Titan X (Pascal) usano lo stesso PCB. Le uniche differenze riguardano i componenti, che non interferiscono con il dissipatore.

I moduli di memoria sono stati coperti con pasta termica che vi dovrete procurare. La GTX 1080 Ti ha 11 chip GDDR5X contro i 12 della Titan X. Per la sua alta viscosità abbiamo usato la pasta Kryonaut di Thermal Grizzly. È facile da stendere e si distribuisce ancora meglio applicando una pressione. Lo stesso vale per la pasta sulla GPU.

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Aquacomputer ha incluso un sottile pad termico pensato per coprire più area possibile sopra i VRM. Dato che era un pochino lungo l'abbiamo accorciato, usando la parte rimanente per coprire il punto dove vi sarebbe stato il dodicesimo chip di memoria della Titan X.

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L'intero processo d'installazione, inclusa la rimozione del dissipatore di riferimento, può essere completata in meno di 30 minuti - ma non è una gara, prendetevi il vostro tempo. Prima di passare ai test, ecco la configurazione di prova:

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Sistema di prova
Componenti Nvidia GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition
Intel Core i7-5930K @ 4.2GHz
MSI X99S XPower Gaming Titanium
Corsair Vengeance DDR4-3200 @ 2400 MT/s
be quiet Dark Power Pro 11, 850W PSU
Windows 10 Pro (aggiornato)
Archiviazione 1x 1TB Toshiba OCZ RD400 (SSD M.2, sistema operativo)
2x 960GB Toshiba OCZ TR150 (Archiviazione, immagini)
Raffreddamento a liquido Aquacomputer Kryographics Pascal Nvidia Titan X
Alphacool Eispumpe VPP755
Alphacool NexXxoS UT60 Full Copper 360mm
Alphacool Cape Corp Coolplex Pro 10 LT
5x be quiet Silent Wings 3 120mm PWM
Rilevazione temperature Videocamera infrarossi Optris PI640 80Hz + PI Connect
Monitoraggio e registrazione in tempo reale all'infrarosso
Sensori digitali per temperature ad aria e liquido su banchetto di prova
Rilevazione consumi Misura DC senza contatto allo slot PCIe (Riser Card)
Misura DC senza contatto al cavo di alimentazione esterno
Misura di tensione diretta all'alimentatore

2 oscilloscopi digitali multicanale Rohde & Schwarz HMO 3054, 500MHz con funzione di archiviazione dati
4 pinze amperometriche Rohde & Schwarz HZO50 (1mA - 30A, 100kHz, DC)
4 x Rohde & Schwarz HZ355 (10:1 sonda, 500MHz)
1 multimetro digitale Rohde & Schwarz HMC 8012 con archiviazione
PC Case Lian Li PC-T70 con kit di espansione e mod

Overclock, efficienza, temperature e conclusioni

Overclock GTX 1080 Ti e stabilità

Sorprendentemente la nostra Founders Edition raffreddata a liquido è riuscita a lavorare stabilmente a 2,1 GHz. È possibile che Nvidia ci abbia inviato per le prove un "golden sample", ossia una scheda selezionata, quindi non c'è modo di sapere se il nostro risultato sia rappresentativo delle schede in commercio. Il GPU Boost abbassa la frequenza di una tacca non appena il sensore raggiunge i 40 °C. Di conseguenza abbiamo configurato le ventole e la pompa per mantenere la scheda sotto 45 °C per tutto il tempo.

Per iniziare abbiamo cercato di capire quanto in alto sarebbe salita la GTX 1080 Ti Founders Edition alle impostazioni stock. Poi abbiamo lentamente aumentato la sua frequenza base, arrivando a una frequenza di GPU Boost di 2,1 GHz a 30 °C. Idealmente dovremmo raggiungere la stessa frequenza a 40-44 °C usando impostazioni più conservative, se non subentra nient'altro mandando in throttle la GPU.

afterburner

Fortunatamente abbiamo una versione di MSI Afterburner speciale, che è sbloccata. Se volete accedere a simili impostazioni prima che una nuova versione del software venga pubblicata, potete manualmente aggiungere la vostra GTX 1080 Ti al database di terze parti usando la voce VDDC_Generic_Detection sotto la chiave VEN_10DE&DEV_1B06&SUBSYS_120F10DE&REV_??. Un veloce sguardo online dovrebbe fornirvi moltissime istruzioni dettagliate su come farlo.

Anche impostando il power limit al 120%, non è passato molto tempo prima di imbatterci nel limitatore integrato di Nvidia. L'overclock è inutile se non porta a un'esperienza stabile e costante. Questo è il motivo per cui usiamo una combinazione di test di un'ora che comprende Metro: Last Light in 4K, The Witcher 3 in QHD e Ghost Recon Wildlands in Ultra HD. Abbiamo ulteriormente messo alla prova la stabilità svolgendo operazioni di rendering usando 3ds Max, Nvidia Iray, LuxRender e FurMark.

metro 112

Uno sguardo veloce al power target indica 112%. È un valore che solleva alcune domande a cui bisogna rispondere, dato che né la frequenza della GPU né il consumo si sono dimostrati stabili. Di solito gli overlay (sovraimpressioni) applicati dai software diagnostici - come quello nell'immagine sopra - sono aggiornati una volta al secondo. È un intervallo troppo ampio; come sappiamo, tante cose possono succedere in un secondo.

Frequenza e consumi

Come esempio usiamo Metro: Last Light in Ultra HD perché rappresenta un profilo di carico piuttosto costante. The Witcher 3 ci ha restituito alcuni picchi che superavano quelli visti in Metro: Last Light, ma il suo carico medio durante le sessioni gaming prolungate si è dimostrato inferiore. Inoltre, il benchmark scriptato di Metro surriscalda di più le schede video rispetto ad altre sequenze.

La GTX 1080 Ti in nostro possesso ha toccato 2101 MHz durante i test con Metro: Last Light e The Witcher 3. La frequenza in GPU Boost, tuttavia, variava a seconda del carico, scendendo piuttosto spesso a 2088 MHz. La frequenza a volte arrivava persino a 2 GHz, per poi risalire rapidamente.

test 01

Le curve del power limit che abbiamo registrato ci dicono che la nostra impostazione di 120% rappresenta un massimo che non viene mai raggiunto. Ci sono brevi escursioni fino al 119% che durano frazioni di secondo, ma il limite ritorna immediatamente al 110-112%. La media si attesta tra il 114% e il 115%.

Questo risultato corrisponde al nostro consumo medio, che si attesta a 278W lungo otto sessioni di test. Abbiamo usato un filtro passa-basso intelligente e una forma speciale di ricampionamento per rendere gestibile la quantità di dati generata dalle nostre misure (6000 valori al secondo sarebbero stati troppi, anche per Excel).

Il grafico ad alta risoluzione di uno dei nostri loop di test mostra la frenesia del GPU Boost che prova a intervenire per limitare il consumo. Il grafico ci restituisce una media di 278,1W mentre il grafico dettagliato (più sotto), senza ricampionamento, indica 286,9W. I due risultati sono praticamente identici; la differenza è dentro il margine d'errore della rilevazione, a dimostrazione dell'accuratezza del nostro dato filtrato.

test 02

Alcuni picchi plausibili superano la barriera dei 300W, ma il consumo medio in gaming si ferma a 290W. Rilevazioni sopra i 300W su una scheda non è stata modificata sono semplicemente false. Le protezioni inserite da Nvidia impediscono di arrivare a quel livello.

Efficienza a frequenze differenti

Diamo uno sguardo a The Witcher 3. Diversi lettori ci hanno chiesto di usare un gioco diverso da Metro, e così abbiamo fatto. Dopo un po' di esperimenti abbiamo riscontrato che in questo titolo il frame rate più alto a 2560x1440 produce un carico più costante rispetto a quello a 3840x2160, quindi abbiamo optato per testare a 1440p.

Per valutare l'efficienza abbiamo aumentato la frequenza a passi di 100 MHz lungo la curva di frequenza GPU Boost raggiungibile. Dato che le GPU finiscono in differenti categorie di qualità, non abbiamo impostato un undervolt manuale ma piuttosto selezionato una frequenza base plausibile e poi ridotto il power target fino a raggiungere l'impostazione ideale per un funzionamento costante.

Abbiamo completato cinque sessioni per ogni step di frequenza e scartato i risultati migliori e peggiori. I dati medi delle tre sessioni rimanenti ci hanno dato il risultato finale per quella frequenza.

Naturalmente la curva di consumo si fa più ripida aumentando la frequenza, laddove le curve di FPS minimi e medi mostrano l'opposto. Questo trend è più pronunciato per il frame rate minimo rispetto a quello medio.

test 03

È possibile ottenere aumenti di velocità impressionanti fino a quasi la frequenza massima del GP102, anche se le prestazioni non scalano perfettamente. In altre parole, frequenze di GPU Boost più costanti dovrebbero tradursi in FPS reali persino più alti. Per ottenerli sarebbe stata necessaria una shunt mod, ma ricercare ancora più prestazioni non è cosa da poco. Non abbiamo voluto rischiare di perdere la nostra unica GTX 1080 Ti.

Temperature e rilevazioni all'infrarosso

Frequenze di GPU Boost alte come quelle che vediamo richiedono temperature della GPU vicine ai 40 °C. L'unico modo per raggiungerle è usare un sistema di raffreddamento a liquido personalizzato. La nostra soluzione ha prodotto una differenza di appena 7 °C tra la temperatura della GPU e l'acqua in uscita dal waterblock. Di conseguenza non abbiamo usato il backplate attivo di Aquacomputer.

Le misure sono state prese dopo una fase di riscaldamento di 30 minuti nel nostro banchetto di prova chiuso.

banchetto

I risultati sono ottimi: persino con la GTX 1080 Ti Founders Edition alla frequenza di picco in overclock, la temperatura della GPU non ha mai superato i 44 °C.

Temperature di picco
Diodo GPU 44°C (GPU-Z)
Package GPU 43.7°C (Videocamera a infrarossi)
Acqua (Ingresso) 28.2°C (Sensori in dotazione)
Acqua (Uscita) 36.7°C (Sensori in dotazione)
Punto caldo VRM 55.6°C (Videocamera a infrarossi)
Blocco memoria 52.3°C (Videocamera a infarossi, area con la temperatura più alta)
Temperatura ambiente 22.1°C (Videocamera a infrarossi, Area di misura di riferimento)

Le nostre letture termiche, ottenute con una videocamera a infrarossi Optris PI640, documentano le prestazioni dell'enorme blocco in rame.

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Il confronto con il raffreddamento ad aria (di seguito) è deprimente.

infrarossi 02

Conclusioni

La GTX 1080 Ti Founders Edition, così come la Titan X (Pascal), diventa una scheda video mostruosa migliorando il sistema di raffreddamento. Ad aria la scheda non riesce a superare con costanza la frequenza di 1,9 GHz. Inoltre c'è un prezzo da pagare, un'elevata rumorosità. Chi è disposto a spendere 835 euro per una scheda di fascia alta potrebbe voler considerare d'investire nel raffreddamento a liquido per realizzare il suo pieno potenziale.

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Un waterblock costa tra 100 e 150 euro, ma il resto del sistema di raffreddamento a liquido può durare per molti anni se fate una buona manutenzione. Kit completi sono disponibili a circa 300 euro - senza waterblock. È una spesa affrontabile una tantum. Se avete soldi da parte in volontà, i risultati che avrete non vi deluderanno. Altrimenti potrete sempre investire in un buon paio di cuffie insonorizzanti!

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