Обзор и тестирование видеокарты Nvidia GeForce GTX 780

В 2012 году на конференции GTC компания Nvidia заявила о разделении графических процессоров архитектуры Kepler. Графические процессоры для игровых решений получили маркировку GK10x, а профессиональные видеокарты - GK11x. С выходом видеокарты GTX TITAN это разделение закончилось. Графический процессор GK110 стал применяться и в игровых решениях. Вскоре после выхода GTX TITAN появились сведения о выходе еще одной видеокарты для игровых систем на базе «урезанного» процессора GK 110 под названием GTX TITAN LE. Но компания Nvidia поступила несколько по-другому. Она выпустила новую 700 серию видеокарт. Флагманом серии стала однопроцессорная видеокарта GTX 780, в которой как раз используется «урезанная» версия графического процессора GK 110.

Технические характеристики

Основные технические характеристики видеокарты приведу в таблице

Графический процессор видеокарты содержит 12 потоковых мультипроцессоров (SMX), в которых содержится 2304 CUDA ядра и 192 текстурных блока. Число блоков ROP составляет 48 штук. Видеокарта использует графический процессор GK110, в котором отключены два мультипроцессора SMX. Количество кластеров GPC может быть четыре или пять в зависимости от расположения отключенных вычислительных блоков. Таким образом, видим, что графический процессор в видеокарте GTX 780 несильно урезан по сравнению с GTX TITAN, а значит и производительность должна быть на достаточно высоком уровне.

По сравнению с GTX TITAN объем видеопамяти уменьшился ровно в два раза и составляет 3 Гб. Ширина шины памяти осталась неизменной и составляет 384 бита. Номинальная частота работы графического процессора составляет 863 МГц. В режиме Boost Clock она автоматически повышается до 900 МГц. Видеокарта GTX 780 получила обновленную технологию автоматического разгона – GPU Boost. Данная технология откладывает от базовой частоты графического процессора ряд значений с шагом в 13 МГц и присваивает им определенные значения напряжения питания. В режиме работы автоматически происходит повышение частоты и соответственно напряжения питания в зависимости от потребляемой мощности и температуры. Также GPU Boost 2.0 может увеличивать частоту вертикальной развертки монитора.

В отличие от GTX TITAN видеокарта GTX 780 не совсем подходит для вычислений с двойной точностью. У нее в драйверах отсутствует опция, которая активирует FP-64 ядра.

На момент релиза видеокарты в состав ее драйверов вошла программа GeForce Experience. Основное ее назначение – оптимизация настроек игрового приложения под имеющуюся у пользователя систему для получения наилучшего качества изображения при комфортной частоте смены кадров. Также программа отслеживает выход новых драйверов для видеокарты. Летом в состав программы войдет функция Shadow Play, которая позволит производить запись игрового процесса. Запись будет производиться с помощью аппаратного кодека Н 264, что позволит уменьшить падение производительности по сравнению с использованием чисто программных решений. Данная функция будет доступна для всех графических процессоров семейства Kepler.

Конструкция

Внешне видеокарта очень похожа на GTX TITAN. Систему охлаждения накрывает такой же металлический кожух с прозрачным окошком, через которое виден радиатор. В системе охлаждения тоже применяется вентилятор турбинного типа. На боковом торце расположена надпись GeForce со светодиодной подсветкой.

Для охлаждения графического процессора используется радиатор с испарительной камерой. Испарительная камера контактирует непосредственно с самим графическим процессором.

Силовые элементы цепей питания и микросхемы видеопамяти охлаждаются с помощью металлической рамки.

Благодаря вентилятору турбинного типа большая часть нагретого воздуха выбрасывается за пределы системного блока.

Инженеры компании заменили контроллер, который управляет работой вентилятора. Новый контроллер опирается на показания температурного сенсора, благодаря чему скорость вращения регулируется плавно и исключаются резкие скачки. Система охлаждения получилась тихой и эффективной. Под нагрузкой скорость вращения вентилятора ни разу не достигла максимальных оборотов. По высоте система охлаждения занимает два слота расширения. Для вывода изображения видеокарта оснащена двумя разъемами DVI, одним разъемом HDMI и одним разъемом Display Port.

Печатная плата

Печатная плата видеокарты тоже практически полностью идентична печатной плате видеокарты GTX TITAN. Заметное единственное отличие – меньшее количество микросхем видеопамяти. Схема питания видеокарты содержит восемь фаз. Шесть фаз выделено для питания графического процессора и еще две питают видеопамять. Управление фазами питания осуществляется микроконтроллером NCP 4206 производства On Semiconductor. Примечательно, что микроконтроллер с элементами обвязки распаян на отдельной плате, которая припаивается к печатной плате видеокарты. Аналогичный контроллер применяется в видеокартах GTX TITAN и GTX 690. Заявленный уровень энергопотребления видеокарты составляет 250 Вт. Напряжение питания графического процессора видеокарты составляет 1,162 В. Для подключения дополнительного питания на плате распаяны разъемы 8-pin и 6-pin. На плате присутствуют два разъема для организации массива из четырех видеокарт.

Объем видеопамяти в 3 Гб набран микросхемами производства Samsung с маркировкой K4G20325FD-FC03. Номинальная частота микросхем видеопамяти составляет 6000 МГц.

Разгонный потенциал, температура, энергопотребление

Разгон видеокарты осуществляется по принципу GTX TITAN. Сначала выставляется желаемое значение базовой частоты. Потом выставляются значения потребляемой мощности и температуры. С помощью функции Over Voltage можно еще немного увеличить частоту и напряжение питания. Установленная частота будет достигнута при условии, что не будут превышены установленные лимиты. Для облегчения процесса разгона в BIOS видеокарты были добавлены датчики, которые в режиме реального времени сигнализируют о достижении установленных лимитов.

Частоту работы графического процессора удалось увеличить до 1053 МГц. Видеопамять разогналась до 7608 МГц.

Энергопотребление системы с видеокартой GTX 780 находится между GTX 680 и GTX TITAN. В случае разгона до указанных выше частот энергопотребление системы с GTX TITAN и GTX 780 становится почти одинаковым.

Тестирование

Тестовый стенд

Процессор Intel Core i7-3930K

Материнская плата Gigabyte GA-X79-UD3 s2011 ATX

Оперативная память [G.SKILL DDR3 4x4096Mb PC3-17000 2133 MHz

](/g-skill-modul-pam-yat-ddr3-16gb-g-skill-(f3-17000cl9q-16gbzh)-2133mhz-pc3-17000-cl9-(9-11-9-28)-1-6v-(kit-4x4096mb)-ripjaws-z-series-info.html "")

Жесткий диск Samsung 500 GB SSD 2.5" SATAIII

Блок питания Enermax EPM1200EWT 1200W

Операционная система Windows 7

Для сравнения производительности видеокарты Nvidia GeForce GTX 780 в игровых тестах были взяты видеокарты:

Nvidia GeForce GTX 690 (частота процессора - 915 МГц, памяти – 6008 МГц);

Palit GeForce GTX TITAN (частота процессора – 837 МГц, памяти – 6008 МГц);

AMD Radeon HD 7990 (частота процессора - 1000 МГц, памяти – 6000 МГц);

Тестирование проводилось в разрешении 2560 х 1440 с максимальным качеством графики и сглаживанием АА4.

Выводы

Производительность видеокарты находится на очень высоком уровне. Ее преимущество перед GTX 680, по утверждению Nvidia, может достигать 32%. От видеокарты GTX TITAN ее отделяют 10%, которые можно компенсировать разгоном. По показателю производительность/цена она выглядит предпочтительнее GTX TITAN. Также она заметно быстрее Radeon HD 7970 GHz Edition при сопоставимом энергопотреблении. Но утверждать, что она может заменить видеокарту GTX 680 нельзя из-за большей стоимости. Скорее всего, она поможет Nvidia реализовать забракованные для применения в GTX TITAN графические процессоры и заполнить пустующую нишу между GTX 680 и GTX TITAN. Видеокарта использует все инженерные наработки и технологии, которые используются в GTX TITAN (печатная плата, система охлаждения, процессор) поэтому о ней нельзя говорить как о принципиально новом решении. Другие модели 700 серии будут использовать процессор GK 104, который, возможно, получит немного увеличенные частоты. Таким образом, часть видеокарт 600 серии (GTX 680, GTX 670, GTX 660 Ti) просто переименуют в 700 серию. С выходом GTX 780 компания Nvidia повышает не только уровень производительности для однопроцессорных видеокарт, но и их стоимость.