Der GP104, wird bis zur Verfügbarkeit der neuen Titan X das Hochleistungs-Modell der aktuellen Generation sein und soll die GM200 ablösen. Die beiden Vertreter GeForce GTX 1080 und GTX 1070 werden mit diesem Chip bestückt. Während die ersten Maxwell-Generation noch mit einem Graphics Processing Cluster (GPC) an den Start ging, kommen bei der GTX 1080 mit GP104 vier dieser GPCs zum Einsatz. Diese beinhalten jeweils wieder fünf Streaming Multiprocessors (SMs) anstatt der vier bei Maxwell (GM200 und GM204). Der Aufbau der einzelnen SM wurde wieder beibehalten und besteht weiterhin aus 128 Shadereinheiten und acht Texture Mapping Units. Insgesamt kommt man so auf 2.560 Shader- und 160 Textureinheiten. Jedem GPC stellt man zudem 16 ROPs zur Seite, was in Summe somit 64 ROPs ergibt. Acht Speicherkanäle sorgen für einen insgesamt 265 Bit breiten Speicherbus. Bei der sogenannten Pascal-Architektur hat sich zu den bisherigen Maxwell-Generationen vor allem der Fertigungsprozess zu einem 16-nm-FinFET-Prozess von Partner TSMC gewandelt, wodurch die Taktraten stark erhöht werden konnten. Insgesamt sind etwa 7,2 Milliarden Transistoren vorhanden. Mehr zu den technischen Details in der Tabelle am Seitenende.

Ein echter Bolide: Die GeForce GTX 1080 AMP! Extreme von ZOTAC.

Bei der GeForce GTX 1080 ist mit 2.560 die volle Anzahl der Shader-Einheiten für den GP104 verfügbar. Kombiniert mit einem Basistakt von 1.607 MHz kommt die GTX 1080 somit auf eine (SP-)Rechenleistung von satten 8.228 GFLOPS. Bei maximaler Taktfrequenz von 1.785 MHz erreicht die GP104-GPU sogar 9.139 GFLOPS. Bei der GTX 980 beträgt der Basistakt noch 1.126 MHz, im Boost 1.216 MHz. Das Resultat sind 4.612 bzw. 4.981 GFLOPS. Über das 256 Bit breite Interface der GTX 1080 werden standardmäßig 8 GB GDDR5X-Speicher von Micron betrieben. Die Frequenz beträgt dabei 5.000 MHz, was zu einem Speicherdurchsatz von 320.000 MB/s führt. Bei der GTX 980 sind es 4 GB GDDR5 bei 256 Bit und 3.506 MHz. Der Speicherbandbreite ist somit 224.384 MB/s. ZOTAC hat bei der GTX 1080 AMP! Extreme noch einmal mächtig an den Stellschrauben gedreht und den Basistakt auf satte 1.771 MHz (+10,2%) angehoben. Der Speichertakt liegt bei effektiv 5.400 MHz, was einem Plus von acht Prozent entspricht.

Die ZOTAC GeForce GTX 1080 AMP! Extreme von der Seite.

Gerade (ab Werk) übertaktete Grafikkarten sollten natürlich gut gekühlt werden. Daher verbaut ZOTAC auf dieser Karte nicht den Referenzkühler Nvidias, sondern eine leistungsfähigere und zugleich angenehm leise Drei-Lüfter-Kühlung. Der Hersteller setzt auf das so genannte Icestorm-Design, das auf drei axiale 90-mm-Lüfter setzt. Kombiniert mit sechs Heatpipes und einer massiven Backplate soll für bestmögliche Kühlung aller Komponenten gesorgt werden. Mehr dazu ab Seite 15. Bleibt noch anzumerken: Mit einer Bauhöhe von drei Slots ist die Karte durchaus höher als viele andere Karten und ein entsprechendes Gehäuse samt Mainboard wird verausgesetzt. Für die Stromversorgung sind zwei PCIe-8-Pin-Anschlüsse vorgesehen.

Zahlreiche Anschlussmöglichkeiten sind am Slot-Bracket verfügbar.

Auch seitens der Features ist Pascal wieder gut ausgestattet. Wichtigstes für Spieler ist wohl dabei die vorhandene Unterstützung von DirectX 12 im Feature Level 12.1. D.h. das Feature-Level wird vollumfänglich unterstützt. Pascal soll nun Asynchronous Compute besser beherrschen als der vorgänger. Mit Hilfe von Simultaneous Multi-Projection werden Inhalte für VR, 3D und Curved schneller bzw. verbessert dargestellt. Durch Fast Sync soll bei besonders hohen Bildwiederholraten auch bei geringer Latenz das Tearing vermieden werden. Über die neue Turbo-Funktion GPU Boost 3 freuen sich sicherlich einige Übertakter, da sich nun Spannungen und Taktraten noch besser aufeinander abstimmen lassen. Durch DisplayPort 1.4 ist Pascal theoretisch auch für HDR und Auflösungen jenseits von UHD gewappnet.

Für die Ausgabe auf Multi-Monitor-Systemen stehen gleich mehrere Schnittstellen bereit. Dazu gehören ein Dual-Link-DVI-I sowie HDMI (2.0b) und drei DisplayPort (1.4), welche für 4K-Auflösungen und höher geeignet sind. Gleichzeitig sind vier Bildschirme bedienbar. Folgend die technischen Eckdaten im Überblick und im Vergleich mit der Vorgängergeneration.

Hersteller	Nvidia	Nvidia	Nvidia
Produktbezeichnung	GeForce GTX 1080	GeForce GTX 980	GeForce GTX 980 Ti
Logo
Grafikchip	GP104	GM204	GM200
Fertigung	16 nm FinFET	28 nm HP	28 nm HP
Transistoren	ca. 7,2 Mrd.	ca. 5,2 Mrd.	ca. 8 Mrd.
Shader-Einheiten	2.560 (1D)	2.048 (1D)	2.816 (1D)
Basistakt	1.607 MHz	1.126 MHz	1.002 MHz
Maximaltakt	1.785 MHz	1.216 MHz	1.075 MHz
SP-Rechenleistung	8.228 GFLOPS (Basis) 9.139 GFLOPS (Boost)	4.612 GFLOPS (Basis) 4.981 GFLOPS (Boost)	5.643 GFLOPS (Basis) 6.054 GFLOPS (Boost)
ROPs	64	64	96
TMUs	160	128	192
Pixelfüllrate	102.848 MPixel/s (Basis) 114.240 MPixel/s (Boost)	72.064 MPixel/s (Basis) 77.824 MPixel/s (Boost)	96.192 MPixel/s (Basis) 103.200 MPixel/s (Boost)
Texelfüllrate	257.120 MTexel/s (Basis) 285.600 MTexel/s (Boost)	114.128 MTexel/s (Basis) 155.648 MTexel/s (Boost)	192.384 MTexel/s (Basis) 206.400 MTexel/s (Boost)
Speichertakt	5.000 MHz	3.506 MHz	3.506 MHz
Speicherinterface	256 Bit	256 Bit	384 Bit
Speicherbandbreite	320.000 MB/s	224.384 MB/s	336.576 MB/s
Speichermenge	8 GB GDDR5X	4 GB GDDR5	6 GB GDDR5
DirectX (Feature-Level)	12.1	12.1	12.1
Multi-GPU	2-Way SLI	4-Way SLI	4-Way SLI
Stromsparmechanismus	√	√	√
Leistungsaufnahme typ.	-	-	-
Leistungsaufnahme max.	180 Watt	165 Watt	250 Watt

Die massive Backplate auf der Rückseite macht auch optisch einiges her.

Autor: Patrick von Brunn, Stefan Boller, Rafael Schmid