Обзор и тестирование видеокарты Nvidia GeForce GTX 780 Ti.

Выход на рынок графического адаптера AMD Radeon R9 290X пошатнул позиции лидера среди однопроцессорных видеокарт - Nvidia GTX TITAN. Производительность графического адаптера R9 290X в ряде тестов была немного выше, чем у GTX TITAN. Вскоре после выхода графического адаптера R9 290X была представлена его немного «урезанная» версия - R9 290. Основным конкурентом R9 290 выступает Nvidia GTX 780. Но основной проблемой для Nvidia стало не столько само появление графических адаптеров от конкурента, сколько их сравнимо меньшая стоимость. Это вынудило компанию Nvidia пойти на снижение стоимости своих видеокарт. Но стоимость была снижена только на графические адаптеры GTX 700 серии. Видеокарта GTX TITAN позиционируется как графический адаптер для профессиональных вычислений, а также мощное решение для игр. Видимо поэтому его стоимость осталась на прежнем уровне. Дабы составить конкуренцию Radeon R9 290X в игровых приложениях и не потерять лидерство, компания Nvidia приняла решение выпустить на рынок еще одну модель топ класса – GTX 780 Ti. Что представляет собой GTX 780 Ti, и насколько оправдан такой шаг, узнаем из данного обзора.

Графический процессор GK110

Графический адаптер построен на основе графического процессора GK110. В связи с этим некоторые из пользователей могут предположить, что рост производительности достигается только за счет повышения базовых частот. Это верно, но только отчасти. Если вспомнить внутреннее строение графического процессора GK110, то можно заметить что даже в видеокарте GTX TITAN он имеет ряд неактивных блоков (потоковых процессоров). Видеокарта GTX 780 Ti получила графический процессор со всеми активными потоковыми процессорами. Общее число последних теперь составляет 2880 штук.

Ранее такой процессор использовался исключительно в профессиональной видеокарте Quadro K6000. В связи с этим можно говорить о возросшей на 20 % производительности при выполнении шейдерных инструкций и текстурирования. Номинальная частота процессора по сравнению с GTX 780 Ti немного подросла и составляет 875 МГц (928 МГц в режиме GPU Boost). Увеличение пропускной способности видеопамяти было достигнуто за счет использования микросхем с номинальной частотой 7000 МГц. Ранее видеопамять с такой частотой применялась исключительно на видеокартах GTX 770. Пропускная способность видеопамяти составляет рекордные 336 Гбайт/с. Объем видеопамяти решили оставить равным 3 Гб. Основные характеристики видеокарты приведу в таблице.

Технологии

В связи с выходом новой видеокарты рассмотрим ряд технологий, которые применяются в видеокартах Nvidia в последнее время. Они не является новыми, тем не менее, интересно посмотреть, как они «развиваются».

G-SYNC

В последнее время компания Nvidia активно борется за плавность изображения в игровых приложениях. Именно Nvidia предложила новый метод FCAT, который выявил проблемы с равномерностью времени подготовки кадров у AMD CrossFire. Проблема была связана с «разрывом экрана».

Такое возникает, когда монитор считывает изображение из кадрового буфера, одновременно с чем GPU заканчивает рендеринг следующего кадра и буферы (которых на самом деле два) меняются местами. В результате та часть строк на экране, которую монитор начал «рисовать» после смены буферов, принадлежит уже другому кадру. Отсюда и разрыв, который, по логике, может быть и множественным, если разница между частотой смены кадров и частотой обновления экрана достаточно велика.

Для исключения такого эффекта компания Nvidia предложила технологию V-Sync. Суть данной технологии заключается в том, что она запрещает смену буферов, пока монитор не завершит цикл обновления картинки. Но данная технология имеет и обратную сторону медали. При колебании частоты кадров в игровых приложениях использование данной технологии приводит к тому, что один и тот же кадр может выводиться на экране два раза. В конечном итоге это воспринимается как торможении картинки, и большинство пользователей отключали технологию V-Sync. Следующий этап данной технологии получил название G-SYNC. Инженеры компании Nvidia хотят, чтобы монитор обновлял картинку с произвольной частотой. То есть частота обновления монитора будет подстраиваться под выдаваемую графическим адаптером частоту кадров в игровом приложении. Для этого необходимо чтобы монитор был оборудован специальным модулем. Модуль будет состоять из специальной микросхемы, отвечающей за логику, и микросхем видеопамяти общим объемом 768 Мб.

Пока предполагается, что модуль будет устанавливаться в специальный разъем на мониторе. Сами модули должны поступить в розничную продажу до конца текущего года. В дальнейшем планируется появление моделей с предустановленным модулем. На данный момент в продаже находится всего один монитор (ASUS VG248QE) со специальным разъемом под данный модуль.

ShadowPlay

Технология ShadowPlay позволяет владельцам видеокарт от Nvidia производить запись игрового процесса с помощью встроенного в видеокарту кодировщика H.264 (NVENC). Запись может осуществляться по требованию пользователя или в фоновом режиме. Во втором случае в памяти сохраняются последние 20 минут игрового процесса, которые впоследствии могут быть сохранены в виде файла формата МР4. Настройка параметров записи осуществляется через программу GeForce Experience, которая уже входит в состав драйверов. При настройке параметров видеозаписи пользователь может выбрать качество будущего видеоролика. Видеоролик записывается с разрешением 1920 х 1080 пикселей и частотой 60 кадров/с. Разрешение и частота кадров для записываемого видеоролика пока не изменяются.

Возможно эти функции появятся в следующих версиях программы. Главное отличие ShadowPlay от других программ позволяющих записывать видео игрового процесса это гораздо более низкое снижение производительности в игровых приложениях при записи видеоролика. При записи с максимальным качеством производительность снижается на 8% процентов.

Теперь перейдем непосредственно к рассмотрению новой видеокарты.

Конструкция видеокарты

Каких либо значительных отличий системы охлаждения видеокарты GTX780 Ti от видеокарт GTX 780 и GTX TITAN отмечено не было. На видеокарте применяется хорошо зарекомендовавшая себя система охлаждения турбинного типа. Под металлическим кожухом со светодиодной подсветкой расположен радиатор в основании, которого находится испарительная камера.

Единственное отличие от прошлых решений на базе графического процессора GK110 это то, что радиатор имеет черный цвет. В отличие от видеокарт AMD радиатор можно снять с металлической рамки, открутив четыре крепежных винта.

Металлическая рамка выступает в качестве радиатора для микросхем видеопамяти и силовых элементов цепи питания.

Из видеовыходов на видеокарте расположен стандартный набор разъемов: DVI-D, DVI-I, HDMI и DisplayPort.

Печатная плата

Разводка печатной платы видеокарты GeForce GTX 780 Ti тоже не подверглась значимым изменениям. Немного изменилась элементная база видеокарты (элементы в цепи питания). Возможно это связано с возросшим уровнем энергопотребления из-за активированных потоковых процессоров и возросших тактовых частот графического процессора и видеопамяти. Между тем общее количество фаз в цепи питания видеокарты осталось без изменения. Шесть фаз питают графический процессор, две – видеопамять и от одной фазы запитан PLL. Питанием графического процессора управляет контроллер ON Semiconductor NCP 4206, который вместе с рядом элементов располагается на отдельной печатной плате. Питание видеокарта получает через разъем PCI-Express и два разъема дополнительного питания 6-pin и 8-pin. По заявлению представителей компании теперь в системе питания будет контролироваться «загруженность» разъемов питания. Это позволит распределять потребление при разгоне видеокарты пропорционально между всеми разъемами, исключая перегрузку.

В качестве видеопамяти используются микросхемы SK Hynix с маркировкой H5GQ2H24AFR-R2C. Номинальная частота работы видеопамяти составляет 7000 МГц. Общий объем видеопамяти составляет 3 Гб.

Энергопотребление, температура, разгон

При тестировании в игровом приложении номинальная частота графического процессора благодаря технологии GPU Boost повышалась до 1020 МГц. При этом в редких случаях частота опускалась до 990 МГц. Если сравнивать GeForce GTX 780 Ti с основным конкурентом - R9 290X, то получается, что при длительном тестировании обе видеокарты работают на частоте около 1000 МГц. Конечно, для этого на R9 290X придется установить режим Uber Mode для системы охлаждения. При этом уровень шума создаваемый видеокартой GeForce GTX 780 Ti ощутимо ниже, чем у R9 290X. Температура видеокарт в таком режиме составляет 83 градуса для GTX 780 Ti и 93 градуса у R9 290X. Графический процессор Hawaii явно горячее, чем GK110 при этом его площадь меньше, следовательно, плотность теплового потока выше. Поэтому и вентилятор в системе охлаждения раскручивается сильнее, создавая выше уровень шума. Кроме того, спектр шума у NVIDIA более мягкий и приятный слуху.

Что касается энергопотребления видеокарты, то оно оказалось даже выше чем у R9 290X. Пиковое энергопотребление тестовой системы с видеокартой GeForce GTX 780 Ti составило 502 Вт против 487 Вт у той же системы, но с R9 290X.

При разгоне базовую частоту графического процессора удалось поднять до 990 МГц. При прохождении игрового теста благодаря технологии GPU Boost частота процессора составляла 1100 МГц.

Тестирование в игровых приложениях

Для тестирования видеокарты была собрана тестовая система

Процессор Intel Core i7-4960X 3600MHz L2-6x256Kb DMI LGA2011 Box;

Материнская плата ASRock Fatal1ty X79 CHAMPION s2011 SSI CEB;

Оперативная память GTeam DDR3 4x4096 Mb PC3-17066 2133 MHz;

Жесткий диск Kingston 480GB SSD 2.5";

Блок питания Zalman ZM1000-HP Plus 1000W;

Операционная система Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1;

Монитор iiyama ProLite XB2776QS-B1.

Для сравнения производительности использовались видеокарты:

AMD Radeon HD 7990 (частота процессора/памяти – 1000/6000 МГц, 6 Гбайт);

AMD Radeon R9 290 (частота процессора/памяти – 947/5000 МГц, 4 Гбайт);

Gigabyte Radeon R9 290X (частота процессора/памяти – 1000/5000 МГц, 4 Гбайт);

NVIDIA GeForce GTX 690 (частота процессора/памяти – 915/6008 МГц, 4 Гбайт);

Gigabyte GeForce GTX TITAN (частота процессора/памяти – 836/6008 МГц, 6 Гбайт);

NVIDIA GeForce GTX 780 (частота процессора/памяти – 863/6008 МГц, 3 Гбайт).

Для тестирования в игровых приложениях было выбрано разрешение 2560 х 1440 пикселей.

Выводы

Игровые тесты наглядно демонстрируют преимущество новой видеокарты от NVIDIA над Radeon R9 290X. Но давайте посмотрим, какой ценой удалось этого достичь. На данный момент в сегменте высокопроизводительных видеокарт у NVIDIA присутствует четыре видеокарты (GTX690, GTX780, GTX TITAN, GTX 780Ti), которые конкурируют не только с видеокартами от AMD, но и друг с другом. Стоимость видеокарты GTX TITAN больше стоимости GTX 780Ti при меньшем уровне производительности. При этом видеокарты от AMD имеют лучшее соотношение цена/производительность. Фактически из трех однопроцессорных видеокарт топ класса производства NVIDIA конкурировать с R9 290X/R9 290, исходя из их стоимости, может только GTX780. Видеокарты GTX TITAN и GTX 780Ti стоят дороже. Получается, что у видеокарты GTX 780Ti нет прямого конкурента со стороны AMD. Если поддержка нового API Mantle не принесет значительного увеличения производительности (более 10%) для видеокарт AMD то GTX 780Ti может стать самым быстрым графическим адаптером с одним процессором вплоть до появления нового поколения видеокарт.