MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z review: turn it up to 11

Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z
  3. 3. Testmethode
  4. 4. Benchmarks: 3DMark Fire Strike / Time Spy
  5. 5. Benchmarks: Battlefield 1
  6. 6. Benchmarks: Civilization VI
  7. 7. Benchmarks: Rise of the Tomb Raider
  8. 8. Benchmarks: Ghost Recon Wildlands
  9. 9. Benchmarks: The Division
  10. 10. Hardware.Info Prestatiescore
  11. 11. Geluidsproductie en temperatuur
  12. 12. Efficiëntie koeling
  13. 13. Stroomverbruik
  14. 14. Duurtest
  15. 15. Overklokken met LN2
  16. 16. Conclusie
  17. 17. Besproken producten
  18. 18. Reacties

Inleiding

Wie het maximale uit een 1080 Ti wil halen, moet aan de slag gaan met extreme koeling. Maar daarmee alleen ben je er nog niet, en bovendien zijn er meer features die helpen de maximale overklok te bereiken. Maakt de Lightning Z dit waar?

De GTX 1080 Ti werd in maart 2017 uitgebracht, en is daarmee inmiddels al ruim een half jaar op de markt. Sindsdien zijn er door fabrikanten verschillende versies en varianten van op de markt gebracht. Ondanks dat de GP102-GPU nooit in een échte budgetkaart terecht zal komen, bestaat er wel een verschil tussen luxere en 'goedkopere' varianten van de 1080 Ti. Over het algemeen is er bij de goedkopere versies bezuinigd op zaken zoals de stroomvoorziening, het koelblok en de ventilatoren. Zoals we bij de Inno3D Gaming OC hebben gezien hoeven deze besparingen niet direct te leiden tot mindere prestaties. Het overklokpotentieel is daarentegen wel kleiner bij kaarten met een eenvoudigere uitrusting.

Om alles uit de GP102 te halen is een kaart met uitgebreide stroomvoorziening en flinke koelingsmogelijkheden geen overbodige luxe. De MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z is zo'n kaart. Op papier lijkt deze in aanmerking te komen om de favoriete videokaart onder overklokkers te worden.

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

Met een gemiddelde prijs van zo'n 945 euro is dit een van de duurste GTX 1080 Ti videokaarten die je kunt kopen.

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z

De enorme koeler van de MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z neemt drie uitbreidingssloten in beslag, en weet met zijn 1,7 kilogram bovendien menig PCIe-slot op de proef te stellen. Het koelblok is opgebouwd uit maar liefst zeven heatpipes die door een massieve baseplate lopen, en de drie ventilatoren die daar boven hangen zijn voorzien van kogellagers. De fans draaien alleen als de videokaart wordt belast.

Het ontwerp van het PCB en de stroomvoorziening maken duidelijk dat we met een serieuze overklokkerskaart van doen hebben; de stroomvoorziening bestaat uit 14 fasen voor enkel de GPU. Het PCB van de kaart is een custom ontwerp met extra temperatuursensors bij het geheugen en de VRM's. De totale lengte is met 31,3 centimeter aan de forse kant.

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

De GPU heeft in Lightning Mode een standaardklok van 1607 MHz en een boostklok van 1721 MHz, duidelijk hoger dan de 1481 MHz en 1582 MHz voor de Founders Edition. Met GPU Boost 3.0 van Nvidia zal de GPU echter automatisch hoger geklokt worden zolang de temperatuur en stroomvoorziening het toelaten. Het geheugen van de Lightning Z draait met 1390 MHz eveneens iets hoger dan het geheugen van de Founders Edition. Op de achterkant van de kaart is er tweemaal DisplayPort 1.4, tweemaal HDMI 2.0b en een enkele DVI-connector geplaatst.

Uiteraard kan een high-end videokaart anno 2017 niet meer zonder kekke verlichting. Zowel aan de bovenzijde als op de backplate heeft MSI stroken rgb-verlichting aangebracht, die je via de Mystic Light-software kunt instellen en synchroniseren met andere hardware.

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

Aan overklokfeatures vinden we een aantal bijzondere zaken op deze videokaart. Naast de hogere klokfrequenties die de Lightning Z al heeft meegekregen kan er door middel van een 'LN2'-bios nog meer vermogen aan de kaart worden geleverd. Die zet je aan via een fysieke switch op de printplaat. Via MSI Afterburner is er met deze bios een power limit van 125% in te stellen. Ook heeft de kaart aansluitingen voor meerdere voltagemeetpunten, waaronder uiteraard de GPU, het geheugen en de VRM. Dankzij de aanwezige headers zijn die eenvoudig aan te sluiten op een multimeter.

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

Testmethode

We voeren onze tests op videokaarten uit met een selectie van de games die we voor 3D-chips gebruiken. Voor het vergelijken van GPU's gebruiken we veel meer spellen en als je de GTX 1080 Ti wilt vergelijken met de concurrentie van AMD, dan verwijzen we je graag door naar onze uitgebreide GTX 1080 Ti review.

Voor onze tests hebben we recent een nieuwe selectie tests uitgekozen. Op elke videokaart draaien we 3DMark Fire Strike (DX11) en 3DMark Time Spy (DX12), aangevuld met de volgende vijf games:

  • Battlefield 1 (DX12)
  • Civilization VI (DX12)
  • Rise of the Tomb Raider (DX12)
  • Ghost Recon Wildlands (DX11)
  • The Division (DX12)

De resoluties waar we een videokaart op testen, hangt samen met hoe zinnig bepaalde instellingen zijn. Zo voorkomen we bijvoorbeeld dat we low-end videokaarten keer op keer een diavoorstelling laten renderen op 4K-resolutie, en vermijden we ook CPU-bottlenecks door high-end kaarten op te lage settings te testen. In het geval van de GTX 1080 Ti hebben we alle kaarten op de volgende resoluties en settings getest:

  • 2560x1440 (WQHD) Medium / Normal
  • 2560x1440 (WQHD) Highest / Ultra + 4x MSAA
  • 3840x2160 (Ultra HD) Medium / Normal
  • 3840x2160 (Ultra HD) Highest / Ultra + 4x MSAA

Ons testsysteem draait op Windows 10 64-bit en bestaat uit de volgende componenten:

Naast de prestaties meten we ook het stroomverbruik en de geluidsproductie van videokaarten. Ten slotte hebben we bekeken hoe de kloksnelheden zich tijdens een lange gamesessie ontwikkelden, om vast te stellen of de koeling adequaat is om throttling te voorkomen.

In de grafieken is de Lightning Z te herkennen aan het rode balkje. De Nvidia Founders Edition is groen, terwijl de andere 1080 Ti's een voorzien zijn van een blauwe balk.

Benchmarks: 3DMark Fire Strike / Time Spy

3DMark is weliswaar geen game, maar geeft over het algemeen wel een goede indruk weer van de prestaties van een bepaalde videokaart. Ook kun je deze tests eenvoudig zelf thuis uitvoeren op je systeem. Zodat je zelf goed kunt vergelijken nemen we van 3DMark Fire Strike de graphics-score op, die voor een groot deel onafhankelijk is van bijvoorbeeld de gebruikte processor.

In 3DMark Firestrike blijft de Lightning Z iets achter op de rest, maar in Timespy scoort de MSI juist wel bovengemiddeld. Over het algemeen zijn de verschillen tussen alle kaarten in deze benchmarks klein.

Benchmarks: Battlefield 1

De first-person shooter Battlefield 1 testen we in DirectX 12-modus. Op beide resoluties zien we dat de Lightning Z bij Medium instellingen veel kaarten voor zich laat. Stappen we over op de Ultra instellingen, dan laat de kaart juist een stuk minder makkelijk over zich heen lopen.

Benchmarks: Civilization VI

In Civilization VI scoort de Lightning Z wisselend. De kaart blijft bij de meerderheid van de benchmarks in de middenmoot, maar de verschillen onderling zijn wel minimaal.

In 4K laat de Lightning Z de meeste kaarten achter zich, en blijft de score in de buurt van de hoogste scores.

Benchmarks: Rise of the Tomb Raider

In Rise of the Tomb Raider weet de high end MSI nét even wat beter te scoren dan het gros van de 1080 Ti's. Daarmee weet de kaart in deze benchmarks consistent als tweede te eindigen.

Benchmarks: Ghost Recon Wildlands

Waar de Lightning Z bij Rise of the Tomb Raider nog consistent hoog scoorde, blijft bij Ghost Recon Wildlands de kaart hangen in de middenmoot. Overigens zijn de verschillen opnieuw niet groot.

Benchmarks: The Division

Bij The Division belandt de Lightning Z opnieuw midden tussen de andere kaarten, maar als de kaarten het meest op de proef worden gesteld in 4K komt de MSI goed voor de dag.

Hardware.Info Prestatiescore

In de Hardware.Info Prestatiescore, het meetkundige gemiddelde van de resultaten die de videokaarten halen in de game-benchmarks, komen de voorgaande tests samen. We hebben de Prestatiescore gesplitst naar resolutie.

Op WQHD eindigt de MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z hoog, en hoeft alleen de Aorus Xtreme Edition en Zotac AMP! Extreme voor zich te laten. In 4K valt MSI twee plekken terug, maar scoort ook hier nog erg netjes.

Geluidsproductie en temperatuur

In idle gebruikt de Lightning Z net als veel andere kaarten een passieve modus waarbij de ventilatoren niet draaien. Daardoor produceert de kaart geen geluid meer en blijft er enkel nog omgevingsgeluid over, op zo'n 18,4 dB.

Onder load is de Lightning Z niet meer volledig stil, maar luidruchtig is hij allerminst. Onder belasting noteren we 39,7 dB; een uitstekende score.

Tenslotte kijken we naar de maximale temperatuur onder belasting. De koeler van de Lightning Z blijkt zeer goed in staat om de GPU koel te houden, een maximale temperatuur van 64 graden is op de Lightning Z na de beste score in deze vergelijking van 1080 Ti's.

Efficiëntie koeling

Als je zelf het fanprofiel wilt instellen is de efficiëntie van de koeler van integraal belang. Je wilt immers zoveel mogelijk koeling met zo min mogelijk geluidsproductie. Om dit te testen meten we bij welk fanprofiel de kaart zo dicht mogelijk bij de 40 dB(A) zit. Vervolgens draaien we 3DMark Fire Strike Extreme 10 minuten lang en kijken we hoe hoog de maximale temperatuur van de kaart wordt. Hiervoor testen we met de temperatuurlimiet uit, want dat zou de resultaten kunnen beïnvloeden.

Dit is slechts een indicatie om het vergelijken van videokaarten makkelijker te maken. We testen bijvoorbeeld op een testbench en niet in een kast, waardoor het kan zijn dat de kaart minder warm wordt dan in een behuizing. Je kunt dus op basis van deze testresultaten niet verwachten dat de kaarten in kwestie bij deze geluidsproductie zo koel zullen blijven.

De koeler van de MSI Lightning Z is één van de meest efficiënte koelers onder de 1080 Ti's. De drie ventilatoren op de Lightning Z blijken bij 40 dB(A) zeer goed in staat de GPU koeler te houden dan alle andere kaarten. Daarbij heeft de MSI ook nog een iets hogere kloksnelheid dan veel andere 1080 Ti's, waardoor de koeler van de Lightning Z nog meer warmte af moet voeren.

Stroomverbruik

In zowel idle als onder load blijkt de Lightning Z niet de meest zuinige 1080 Ti. Deze overklokkerskaart van MSI is daar ook niet voor bedoeld, en daarom heeft het geen zin al te grote conclusies te trekken uit deze scores.

Duurtest

Nu de verschillende turbotechnologieën steeds geavanceerder worden, maakt het voor de uiteindelijke prestaties tijdens het gamen steeds meer uit of de koeling voldoende is om de kloksnelheid op een hoog niveau te houden. Immers, als de kaart na enkele minuten gamen te warm wordt en de klokfrequentie daalt, zullen ook de prestaties achteruit gaan. Daarom doen we sinds enige tijd ook een duurtest, die uitwijst of de behaalde prestaties ook na langere tijd gamen haalbaar blijven.

De duurtest houdt in dat we onze benchmark in F1 2015 zeventien keer laten loopen, wat ongeveer een half uur duurt. In de tussentijd houden we de kloksnelheden en temperaturen in de gaten door ze elke seconde weg te laten schrijven naar een logbestand. Achteraf analyseren we die gegevens om tot de onderstaande grafiek te komen.

Na enkele minuten bereikt de MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z een stabiele temperatuur van een graad of 67. De kloksnelheid boost eerst tot 1974 MHz, blijft dan korte tijd op 1961 MHz om vervolgens op een constante 1949 MHz te uit te komen.

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

Waar de Founders Edition uitkomt op gemiddeld 1734 MHz weet Lightning Z na 20 minuten de kloksnelheid van de GPU op 1949 MHz te houden.

Gemiddelde Founders Edition Lightning Z
0-2 min 1777 MHz 1954 MHz
2-5 min 1741 MHz 1949 MHz
5-10 min 1732 MHz 1949 MHz
10-20 min 1734 MHz 1949 MHz

Overklokken met LN2

De GTX 1080 Ti Lightning Z is op zichzelf al een snelle kaart, maar het ware potentieel komt natuurlijk pas naar boven wanneer extreme koelmethoden worden toegepast. Daarvoor ging overklokker Leonard '5erveD', voor de vaste forumbezoeker ongetwijfeld een bekende naam, aan de slag met de videokaart. Hij vergoot bijna 50 liter vloeibare stikstof om het uiterste uit de Lightning Z te halen.

Met een combinatie van de LN2-bios op de Lightning Z en een aangepaste versie van MSI Afterburner had 5erveD naar eigen zeggen 'redelijk vrij spel', al vormt de beperkte powerlimit soms nog altijd een beperking. De overklokker is kritisch over bepaalde nieuwe functies van Nvidia die de extreme overklokbaarheid van de Pascal-GPU's in sommige opzichten tegenwerken.


Ter voorbereiding wordt het PCB bedekt met kneedgum tegen condensvorming.

Voor zijn overklokpoging gebruikte 5erveD een Intel Core i9 7900X-processor gekoeld tot -65 °C met een cascade. Daarmee waren kloksnelheden van 5,5 GHz voor de CPU en 3 GHz voor de cache mogelijk bij 1,325 volt. Een delid zou wat dat betreft voor meer potentieel moeten zorgen. Het gebruikte moederbord was een MSI X299 Gaming M7 ACK.

De overklokker probeerde zo hoog mogelijke scores te halen in 3DMark Fire Strike en Time Spy. Stabiele runs waren mogelijk tot kloksnelheden rond de 2300 MHz bij een spanning van 1,2 tot 1,25 volt. De beste combinatie verschilt enigszins per benchmark. Helaas had de kaart last van de zogenaamde 'tempbug', die ervoor zorgt dat de temperatuursensor van sommige Nvidia Pascal-kaarten ontregeld raakt voorbij de -90 °C. De videokaart 'denkt' dan dat hij een stuk warmer is en boost daardoor minder hoog. Benchmarken bij lagere temperaturen was daardoor niet mogelijk.

Op overklokkerscommunity HWBot kun je de uiteindelijke scores in Fire Strike en Timy Spy terugvinden. De scores waren tot 30% hoger dan standaard, ondanks dat de MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z out-of-the-box al één van de snelste 1080 Ti's is.

  Lightning Z stock Lightning Z LN2-overklok Verschil
Fire Strike 21.078 27.392 30,0 %
Time Spy 9.721 12.039 23,8 %

Conclusie

De Lightning Z van MSI is een grote en hoogwaardige 1080 Ti. De kaart bezit de eigenschappen om een favoriet onder overklokkers te worden: een stevige stroomvoorziening, een enorm koelblok en drie flinke ventilatoren om het geheel goed koel te houden. In de benchmarks komt de Lightning Z goed naar voren en hij weet in veel games hoog in het rijtje te eindigen. In de Prestatiescore is dan ook te zien dat de kaart prima scores neerzet in zowel WQHD als 4K. Verder zijn de geluidsproductie en het stroomverbruik in idle dik in orde.

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

Zelfs op standaard instellingen is de Lightning Z één van de beste 1080 Ti's, maar de forse meerprijs ten opzichte van goedkopere modellen valt dan moeilijk te verantwoorden. Voor zo'n 800 euro zijn er ook al kaarten die nauwelijks trager en luidruchtiger zijn. Als geld geen rol speelt en je per se de beste 1080 Ti wilt, kun je echter niet om deze videokaart heen.

De 1080 Ti Lightning Z schreeuwt echter om extreme koelmethodes en wie met LN2 aan de slag gaat, moet MSI's topmodel zeker overwegen. De LN2-bios, flinke stroomvoorziening en de voltagemeetpunten zijn bij extreem overklokken van grote toegevoegde waarde. Met deze kaart kun je, zij het met wat knutselen, daadwerkelijk tot het uiterste gaan van wat de GPU aankan. Voor het totaalpakket van deze mogelijkheden verdient de MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z dan ook een Ultimate Product-award.


MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z


Besproken product

Vergelijk  

Product

Prijs

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

MSI GeForce GTX 1080 Ti Lightning Z 11GB

  • Nvidia GeForce GTX 1080 Ti
  • 1582 MHz
  • 11264 MB
Niet verkrijgbaar
0