Die RTX 4090 hat endlich ihr Gegenstück gefunden

Die RTX 4090 ist eine Monster-Grafikkarte. Mit seiner Triple-Slot-Größe und seinem dicken Stromkabel, das bis zu 600 Watt liefern kann, stellt es weiterhin selbst PC-Gehäuse in Standardgröße vor Herausforderungen. Ich wollte mich wehren. Ich wollte die größte GPU, die man kaufen kann, im kleinstmöglichen Gehäuse unterbringen, um das ultimative Spielerlebnis mit kleinem Formfaktor zu erreichen, und genau das habe ich getan.

Nicht ohne viele Probleme, wohlgemerkt, aber ich habe die RTX 4090 in einem 10,4-Liter-PC-Gehäuse in Betrieb. Zum Vergleich: Selbst ein Midtower wie das Hyte Y40 fasst 50 Liter. Es erforderte viel Planung, viel Bastelarbeit und ein bisschen Fingerspitzengefühl, aber der PC mit kleinem Formfaktor, von dem ich immer geträumt habe, ist da. So habe ich es gemacht.

Lernen Sie den Build kennen

Ich habe diesen PC zum Spielen gebaut. Ich habe natürlich eine RTX 4090 drin, aber auch AMDs Ryzen 7 7800X3D . Das ist eine wichtige Komponente. Die GPU in ein Mini-ITX-Gehäuse einzubauen ist nicht schwer, bei einer leistungsstarken CPU hingegen schon. Bevor wir jedoch dazu kommen, hier der Build:

• GPU: Nvidia RTX 4090 Founder's Edition
• CPU: AMD Ryzen 7 7800X3D
• CPU-Kühler: ID-Cooling IS-55
• CPU-Halterung: Thermalright ASF-Black
• RAM: 32 GB PNY XLR-8 DDR5-6200
• Hauptplatine: Gigabyte B650i Aorus Ultra
• Netzteil: Cooler Master V850
• Speicher: Samsung 980 Pro 1 TB , Crucial MX500 2 TB
• Gehäuse: Fraktales Terra (Jade)

Wir müssen ganz unten beginnen, denn das ist der einzige Grund, warum dieser Build überhaupt möglich ist. Das Fractal Terra ist ein wunderschönes Gehäuse mit kleinem Formfaktor, aber auch sehr einzigartig. Ähnlich wie der Lian Li A4-H20 verfügt der Terra über eine Kammer für Ihre Grafikkarte und eine Kammer für den Rest Ihres Builds. Die Trennung der Komponenten auf diese Weise ist die einzige Möglichkeit, alles in einem so kleinen Gehäuse unterzubringen, wobei die Komponenten an beiden Seiten eines inneren Rückens befestigt werden.

Die Wirbelsäule des Terra ist jedoch verstellbar. Sie können sich mehr Platz für einen CPU-Kühler oder mehr Platz für GPU-Freiraum verschaffen. Ich musste fast den GPU-Freiraum ausschöpfen, um die RTX 4090 unterzubringen, und selbst dann habe ich kaum genug Platz. Ein Clip an der Ecke des Seitenteils des Terra rastet tatsächlich am Rand des RTX 4090 ein. Ich muss das Gehäuse verbiegen, damit das Seitenteil richtig schließt.

Das ist die GPU-Lösung, aber wie bereits erwähnt, spielt hier die CPU eine wesentliche Rolle. Es gibt viele kleine CPU-Kühler , aber die meisten kommen mit dem Ryzen 7 7800X3D nicht zurecht – mit Ausnahme des ID-Cooling IS-55. Mit einer Founder's Edition RTX 4090 und diesem CPU-Kühler haben Sie nur wenige Millimeter Spielraum, um die Seitenteile zu schließen. Es sitzt extrem eng und lässt praktisch keinen Platz für Kabelmanagement. Ich habe keinen Platz im PC verschwendet. Ich musste mich auch für einen Low-Profile-PNY-XLR-8-Speicher entscheiden, damit der CPU-Kühler richtig passte.

Obwohl der Build zusammengebaut ist und funktioniert, würde ich die Dinge anders machen, wenn ich zurückkehren könnte. Das Gigabyte B650i Aorus Ultra war eine schlechte Wahl. Es behindert den Kühler und bietet keinen sicheren Sitz auf der CPU. Ich konnte den Kühler umdrehen und ihn kaum in den Terra quetschen, aber so soll der Aufbau offensichtlich nicht ablaufen. Es sieht so aus, als ob Asus ROG Strix B650E-i und MSI MPG B650I Edge beide ohne Probleme mit der Freigabe funktionieren.

Der letzte Hinweis ist die Thermalright ASF-Black-Halterung. Möglicherweise haben Sie diese Art von Anti-Biege-Halterungen für die neuesten CPUs von Intel gesehen. Beim Ryzen 7 7800X3D mache ich mir keine Sorgen wegen des Biegens, aber diese Art von Halterungen können die Temperaturen offenbar um ein paar Grad senken. Angesichts des begrenzten Platzes für einen CPU-Kühler – und der Tatsache, dass die Halterung etwa 8 US-Dollar kostete – dachte ich, dass es nicht schaden könnte.

Das ist der zusammengestellte Build, und er funktioniert einwandfrei (ich schreibe gerade diesen Artikel darüber). Aber die Frage ist nicht, ob alles passen würde. Ich wusste, dass es passen würde. Das ist die tatsächliche Leistung dieses Builds, insbesondere wenn es um Hitze und Thermik geht.

Optimierung der Kurve

Ich hasse einen lauten Gaming-PC, was im Widerspruch zu der Idee steht, einen kleinen Formfaktor zu bauen. Im weiteren Sinne hasse ich einen heißen Gaming-PC, der nicht nur mein Büro (eine umgebaute Garage) aufheizt, sondern auch mehr Lüftergeräusche erzeugt. Und von Anfang an hatte ich mit diesem Build ein Problem.

Die RTX 4090 war in Ordnung, aber der CPU-Lüfter war laut und heiß. Im Leerlauf erreichte ich manchmal Temperaturen über 70 Grad Celsius und in Spielen erreichte ich gelegentlich die thermische Grenze von 89 Grad. Das Rauschen war schlimmer und stieg im Leerlauf auf bis zu 50 dB, bei lautem Betrieb erreichte es manchmal sogar bis zu 60 dB. Unten können Sie sehen, wie sich die Leistung im Leerlauf und beim Spielen von Diablo IV in weniger als 15 Minuten hielt.

Dies lag an der CPU, auf die ich meine Optimierungen konzentrierte. Die RTX 4090 war völlig in Ordnung. Im Leerlauf sinkt die Temperatur auf etwa 35 Grad, und ich habe noch nie erlebt, dass sie unter Volllast über 65 Grad steigt. Ich hatte wirklich keine Arbeit, um Nvidias Monster-GPU kühl zu halten.

Die Lösung für die CPU? Undervolting . Beim Undervolting geht es nicht darum, einen Prozessor mit einer niedrigeren Geschwindigkeit laufen zu lassen. Das Gegenteil ist der Fall. Die Idee besteht darin , Ihre CPU zu übertakten , aber die Frequenz zu begrenzen. Indem Sie Ihrer CPU sagen, dass sie mit einer höheren Taktrate laufen soll, diese aber nicht erreichen, verschieben Sie die gesamte Spannungskurve nach oben. Das bedeutet, dass Ihre CPU bei einer niedrigeren Spannung ihre normale Boost-Taktrate erreicht. Wenn ein Prozessor beispielsweise 5,2 GHz bei 1,2 V erreichen kann, können Sie ihn übertakten, um bei derselben Spannung 5,4 GHz zu erreichen. Wenn dies angewendet wird, erreichen Sie die ursprünglichen 5,2 GHz bei einer niedrigeren Spannung.

Das ist eine technische Erklärung für etwas, das eigentlich ziemlich einfach zu bewerkstelligen ist, insbesondere mit einer AMD-CPU. Sie können den Curve Optimizer entweder im BIOS Ihres Motherboards oder mit dem Ryzen Master-Dienstprogramm verwenden, um einen negativen Offset zu erstellen. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass Sie bei jeder gegebenen Taktrate und Spannung die Spannung um einen bestimmten Betrag reduzieren. Bei AMD können Sie einen Offset von bis zu -30 einstellen, aber nicht alle Chips können diesen Wert erreichen. Bei meinem Ryzen 7 7800X3D habe ich festgestellt, dass ein Offset von -20 stabil war.

Nachdem Sie den Offset eingestellt haben, besteht der nächste Schritt darin, eine Art Obergrenze festzulegen, sei es für Taktrate, Temperatur oder Leistung. Der Ryzen 7 7800X3D ist für eine Leistung von 120 W ausgelegt, erreicht diesen Wert jedoch selten. Selbst unter voller Cinebench-Last erreichte der Prozessor nie mehr als 90 W und in Spielen überschritt er selten die 50 W. Hier muss noch eine ganz andere Diskussion geführt werden, aber ich habe mich für eine Leistungsbegrenzung von 70 W entschieden. Es hört sich so an, als würde ich 50 W vom Chip einsparen, aber das ist wirklich nicht der Fall.

Dies erforderte einige Versuche und Irrtümer, und wenn Sie vorhaben, Undervolting durchzuführen, müssen Sie auch ein wenig hin und her gehen. Unter voller Cinebench-Auslastung sieht man jedoch den gewaltigen Unterschied. Da der Prozessor nicht thermisch gedrosselt wird, konnte ich tatsächlich etwas an Taktgeschwindigkeit gewinnen und gleichzeitig meine Maximaltemperatur um 10 Grad senken. Trotz alledem habe ich 1 % der Leistung verloren, was nicht genug ist, um es hervorzuheben.

Einen Schritt weiter gehen

Die CPU war die größte Hürde, die es zu überwinden galt, aber ich wollte weiter optimieren. Das begann damit , dass ich die RTX 4090 unterboten habe , was weniger nützlich war, als ich gedacht hatte. Letztendlich habe ich 95 Millivolt eingespart und die Spannung von 1,05 V auf 0,945 V erhöht, um 2.775 MHz als Boost-Taktfrequenz anzustreben. Der RTX 4090 hat technisch gesehen eine Boost-Taktrate von etwa 2.500 MHz, obwohl die Bandbreite recht groß ist. Ich habe festgestellt, dass die von mir eingestellte Karte unter Volllast bei 2.775 MHz liegt.

Wie sich die Unterspannung entwickelt hat, können Sie im GPU-Benchmark des Cinebench R24 sehen. Ich habe die Leistungs- und Temperaturwerte um ein Haar reduziert und dabei einen fast identischen Wert beibehalten, aber ich würde nicht sagen, dass dies eine wesentliche Änderung ist. Bei einem 10-minütigen Cinebench-Durchlauf sieht man einen Unterschied, bei längeren Spielsitzungen habe ich jedoch keinen nennenswerten Unterschied festgestellt. Trotzdem ist das technisch besser und ich verliere keine Leistung, also habe ich den Undervolt laufen lassen.

Von da an konzentrierte ich meine Bemühungen auf eine richtige Lüfterkurve und versuchte, den Lärm zu bekämpfen, den ich aus dem PC bekam. Ich bin froh, wenn die Lüfter unter Volllast hochlaufen, aber ich bevorzuge es, den Betrieb ruhig zu halten, wenn der PC nicht stark beansprucht wird – auch wenn das bedeutet, dass er bei höheren Temperaturen läuft.

Für die Aufgabe habe ich Fan Control verwendet. Ich habe bereits über die Einstellung einer richtigen Lüfterkurve geschrieben, aber genau wie beim Undervolting ist es ein Prozess des Ausprobierens. Als ich meine Leerlauftemperaturen nach der Unterspannung überprüfte, versuchte ich, die Kurve so einzustellen, dass die Lüftergeschwindigkeiten in diesem Bereich niedrig blieben, sodass sie nicht anstiegen, bis ich zu etwas Anspruchsvollerem überging. Ich arbeite immer noch an der CPU-Kurve, bin aber mit dem jetzigen Stand recht zufrieden.

Nachdem ich CPU und GPU unterlastet und eine richtige Lüfterkurve eingestellt hatte, landete ich nach 15 Minuten im Leerlauf und in Diablo IV hier:

Es ist eine enorme Verbesserung. Die Temperaturen sind im Vergleich zu früher deutlich gesunken und auch die Geräuschentwicklung wurde erheblich reduziert (insbesondere beim Spielen). Ich bin mit den Leerlauftemperaturen nicht ganz zufrieden, daher werde ich in Zukunft daran arbeiten, die Lautstärke und die Temperaturen mit der Lüfterkurve in Einklang zu bringen. Im Vergleich zum Stand des PCs ist dies jedoch eine enorme Verbesserung.

Seit ich diesen PC gebaut habe, staune ich immer wieder darüber, wie viel Hardware man in so einem kleinen Karton unterbringen kann. Es war ein Übergang von einem Standard-Midtower zu einem Gehäuse mit kleinem Formfaktor, insbesondere im Hinblick auf Lärm und Hitze. Aber nachdem ich mir mit Undervolting die Hände schmutzig gemacht habe, bin ich zufrieden damit, wo der PC gelandet ist.

Ich spare jede Menge Platz auf dem Schreibtisch, ohne dabei auf die Leistung zu verzichten. Dies ist so ziemlich der hochwertigste Gaming-PC, den Sie derzeit bauen können, aber er nimmt weniger Platz ein als eine Spielekonsole. Ich habe mich bei PCs mit kleinem Formfaktor nie wirklich für etwas Großes gehalten, aber nachdem ich die RTX 4090 in das Fractal Terra umgezogen habe, könnte es sein, dass ich mich bekehrt habe.