Огляд і тестування відеокарт на архітектурі Maxwell

18 лютого 2014 року компанія Nvidia офіційно представила відеоадаптери, засновані на новій архітектурі Maxwell. Першими відеокартами, заснованими на нових графічних процесорах стали GTX 750 і GTX 750 Ti. Наймолодша модель - GTX 740 повинна з'явитися пізніше. Давайте ближче познайомимося з новою архітектурою на прикладі стандартної моделі GTX 750 Ti після чого розглянемо і протестуємо кілька відеокарт GTX 750 і GTX 750 Ti випущених компаніями партнерами.

Зміни в архітектурі

Знайомитися з архітектурою Maxwell будемо на основі графічного процесора GM107, який лежить в основі відеоадаптерів серії GTX 750 Ti і GTX 750. Основна увага при розробці чіпа інженери приділили енергоспоживанню. Першочерговим завданням ставилося підвищення показника продуктивності на ват. Графічний процесор GM107 має наступну будову.

Основною одиницею в архітектурі Maxwell як і в архітектурі Kepler є Graphics Processing Cluster (GPC). У процесорі GM107 такий кластер всього один. Загальна кількість CUDA ядер досягає 640. Кількість текстурних блоків і блоків ROP становить 40 і 16 відповідно. Заявлений рівень TDP становить всього 60 Вт. Такий графічний процесор буде встановлюватися на старшу модель - GTX 750 Ti. Молодшої моделі (GTX 750) дісталася трохи урізана версія GM107, в якій загальне число CUDA ядер і кількість текстурних блоків зменшено до 512 і 32 відповідно. Трохи знизився і рівень TDP, який становить 55 Вт. Основні відмінності нової архітектури складаються в іншому будові потокових мультипроцессоров (SMM) в яких співвідношення керуючої і обчислювальної логіки змінено на користь першої, а також у збільшенні з 256 Мб до 2048 Мб кеш пам'яті рівня L2. Все це дозволило значно знизити енергоспоживання без істотного зниження продуктивності. За даними компанії NVIDIA продуктивність одного блоку SMM, заснованого на новій архітектурі, на 35% більше ніж на старій архітектурі. Різниця між двома архітектурою в показнику продуктивність на ват досягає 200%.

Нові моделі приходять на зміну відеокарт серії GTX650 Ti.

Модель GTX 750 Ti по продуктивності буде конкурувати з GTX650 Ti Boost в той час як продуктивність GTX 750 буде між GTX 650 і GTX650 Ti. Якщо згадати що рівень TDP у моделей серії GTX 650 становить від 64 Вт (GTX 650) до 134 Вт (GTX650 Ti Boost) то прогрес нової архітектури більш ніж очевидний. Крім змін в архітектурі нові моделі адаптерів отримали більш швидкий апаратний кодек H.264 NVENC. Кодування відео виконується тепер у два рази швидше, ніж на відеоадаптерах з архітектурою Kepler.

NVIDIA GeForce GTX 750 Ti

Тепер перейдемо безпосередньо до розгляду самих відеокарт і почнемо зі стандартною моделі NVIDIA GTX 750 Ti. Стандартна модель виглядає наступним чином.

Друкована плата має досить компактні габаритні розміри. Для роботи відеокарти не потрібно підключення додаткових роз'ємів живлення, хоча в правому верхньому куті на друкованій платі є контактні площадки під розпаювання роз'єму 6-pin. Елементи підсистеми живлення розташовані ближче до відеороз'ємів.

Ланцюг живлення графічного процесора має дві фази харчування, а відеопам'ять задовольняється однією фазою харчування. Для охолодження процесора використовується найпростіший кулер складається з алюмінієвого радіатора круглої форми з встановленим на нього вентилятором діаметром 60 мм.

Загальний обсяг відеопам'яті становить 1 Гб. Мікросхеми розпаяні тільки з боку графічного процесора, хоча на звороті друкованої плати є контактні площадки під установку ще чотирьох мікросхем.

Таким чином, можна зробити висновок, що на ринку будуть присутні моделі як з 1 Гб відеопам'яті, так і з 2 Гб. Хочу зазначити, що адаптер позбавлений роз'єму SLI для створення масиву. Для підключення монітора передбачено три відеовиходи - два DVI і mini-HDMI.

ASUS GeForce GTX 750

На жаль, на тестуванні була відсутня стандартна модель GeForce GTX 750. Молодша модель була представлена ??всього однією відеокартою виробництва ASUS.

Відеокарта поставляється в пакувальній коробці, оформленої в традиційному для компанії стилі.

На передній панелі упаковки розміщені ярлики, які вказують на особливості відеокарти. Основне місце займає ярлик фірмової концепції Super Alloy Power знайомий по інших адаптерів компанії. Решта ярлики вказують на заводський розгін адаптера, наявність технології Dust Proof і наявність в комплекті поставки утиліти GPU Tweak. На задній панелі упаковки розміщені опису відеовиходів, фірмових технологій і утиліти GPU Tweak.

Комплект поставки складається з відеоадаптера, керівництва користувача і диска з програмним забезпеченням.

Сам адаптер виглядає наступним чином.

На адаптері встановлена ??проста система охолодження, що складається з алюмінієвого радіатора, пофарбованого в жовтий колір, вентилятора діаметром 80 мм з технологією Dust Proof і простого декоративного кожуха чорного кольору.

Елементи підсистеми живлення розташовані в передній частині друкованої плати.

Підсистема живлення складається з трьох фаз. Дві фази для живлення процесора і одна фаза для відеопам'яті. У підсистемі живлення використовується контролер uP1608TK.

Вище елементів підсистеми живлення розташовані контактні площадки для розпаювання роз'єму додаткового живлення, але сам роз'єм відсутній. Як відеопам'яті адаптера використовуються мікросхеми SK hynix H5GC2H24BFR T2C.

Загальний обсяг відеопам'яті становить 1 Гб. Інженери збільшили номінальну частоту графічного процесора до 1059 МГц (GPU Boost - 1137МГц). У стандартній моделі процесор працює на частоті 1020 МГц (GPU Boost - 1085МГц). Частота роботи мікросхем відеопам'яті відповідає стандартній моделі і становить 5400 МГц. З відеовиходів на адаптері присутні роз'єми: DVI, D-SUB і HDMI.

ASUS GeForce GTX 750 Ti

Оформлення упаковки відеоадаптера виконано у фірмовому стилі компанії ASUS і практично не відрізняється від молодшої моделі.

На одній з бічних панелей упаковки розташовані системні вимоги. У них зазначено, що мінімальна потужність блоку живлення для системи з відеокартою ASUS GeForce GTX 750 Ti повинна становити 400 Вт з вихідним струмом в 20 А по лінії 12 В. Також користувачеві необхідно звернути увагу на те, що на відміну від стандартної моделі ASUS GeForce GTX 750 Ti вимагає підключення додаткового живлення через роз'єм 6-pin. Комплект поставки відеоадаптера такий же, як і в молодшої моделі.

Зовні відеокарта вже виглядає більш «серйозно».

Систему охолодження Dual Fan Cooling закриває кожух, виконаний у фірмовому стилі компанії ASUS. Два вентилятора з діаметром крильчатки 74 мм кріпляться безпосередньо до декоративного кожуха.

В системі охолодження використовується алюмінієвий радіатор прямокутної форми з невеликими ребрами для збільшення загальної площі тепловіддачі. Позитивною відмінністю від стандартної моделі є те, що радіатор охолоджує не тільки графічний чіп, але і мікросхеми відеопам'яті і силові елементи в ланцюзі харчування.

Система охолодження Dual Fan Cooling забезпечує в два рази більше потужний повітряний потік у порівнянні зі стандартною моделлю при цьому вона залишається значно тихіше стандартної моделі. Розводка друкованої плати, а також елементна база відрізняється від стандартної моделі і повністю ідентична молодшої моделі GTX 750.

Правда, якщо у молодшої моделі частина радіоелементів на друкованій платі відсутні, то тут практично немає «порожніх» місць. Підсистема живлення складається з чотирьох фаз, три з яких задіяні для живлення графічного процесора. Управляє фазами живлення контролер uP1608TK. На відеоадаптер встановлені мікросхеми відеопам'яті виробництва компанії SAMSUNG з маркуванням K4G41325FC-HC03.

Інженери ASUS піддали адаптер заводському оверклокингу. Зокрема номінальна частота процесора була збільшена з нагоди 1020 МГц до 1072 МГц. У режимі GPU Boost частота тепер може становить 1150 МГц. Номінальна частота відеопам'яті залишилося без зміни хоча з урахуванням того що мікросхеми контактують з радіатором можна було збільшити і їх частоту. Відеоадаптер оснащений чотирма відеовиходами з них два DVI-D і по одному HDMI і D-Sub.

MSI GeForce GTX 750 Ti TWIN FROZR GAMING

Ще однією відеокартою з серії GTX 750 Ti потрапила на тестування є MSI GeForce GTX 750 Ti TWIN FROZR GAMING. Відеоадаптер відноситься до серії GAMING, про що можна легко здогадатися з оформлення упаковки. Упаковка виконана в звичному стилі із зображенням дракона на лицьовій панелі і описом технологічних особливостей на задній панелі.

Мінімальна потужність блоку живлення, рекомендована виробником, становить 400 Вт з вихідним струмом в 20 А по лінії 12 В. Саме такі ж вимоги і у ASUS GeForce GTX 750 Ti тільки на відміну від неї адаптер від MSI не потребує додаткового живлення. Комплект поставки складається з відеоадаптера, інструкції користувача, диска з програмним забезпеченням і буклету «HYBRID BIOS INTRODUCTION».

Згідно з цим буклету, відеокарта оснащена подвійним BIOS з різним інтерфейсом. Подібне рішення вже зустрічалося на адаптерах від AMD, а ось на адаптерах від NVIDIA особисто мені зустрічається вперше.

Відеокарта оснащена потужною системою охолодження Twin Frozr IV Advanced.

У ній використовуються дві теплові трубки діаметром 8 мм і 6 мм, які контактують безпосередньо з поверхнею графічного процесора.

Від теплових трубок тепло передається на алюмінієві ребра радіатора, які в свою чергу обдуваються повітряним потоком від двох вентиляторів діаметром 95 мм.

Лопаті вентиляторів виконані за технологією Propeller Blade. Закриває систему охолодження декоративний кожух з червоною смугою і логотипом серії посередині.

Друкована плата відеокарти має великі в порівнянні зі стандартною моделлю габаритні розміри. Але, на цьому відмінності не закінчуються. Розводка друкованої плати змінена, а елементна база замінена на більш якісну.

Підсистема живлення посилена додатковими фазами в ланцюзі живлення графічного процесора, який тепер харчується від чотирьох фаз.

Управляє фазами в підсистемі харчування контролер uP1608TK. Відмінною особливістю даної моделі є наявність мікроперемикача для вибору версії BIOS.

Він розташований в задній частині друкованої плати. Роз'єм додаткового живлення у адаптера відсутній. Разом з адаптером поставляється програма MSI Gaming App. За допомогою даної програми користувач може вибрати один з трьох режимів роботи адаптера. Залежно від режиму роботи номінальна частота графічного процесора змінюється в межах від 1020 МГц - режим Silent, до 1085 МГц - режим ОС. Відеопам'ять працює на частоті 5400 МГц. Як відеопам'яті використовуються мікросхеми SAMSUNG K4G41325FC-HC03.

Для підключення монітора відеокарта оснащена трьома відеовиходами: DVI, HDMI і D-Sub.

Температура і розгінний потенціал

Відеокарта ASUS GeForce GTX 750 під час тестування нагрівалася до 67 градусів при автоматичної швидкості обертання вентилятора. Якщо встановити максимальну швидкість обертання вентилятора, то температура знизиться до 56 градусів. Номінальні частоти адаптера вдалося збільшити до 1150 МГц для процесора і до 5800 МГц для відеопам'яті. Розгін проводився при максимальній швидкості обертання вентилятора. Після розгону до отриманих вище частот адаптер нагрівся до 64 градусів.

Стандартна модель GTX 750 Ti при тестуванні нагрілася до 66 градусів. Після установки максимальної швидкості обертання вентилятора температура адаптера знизилася до 58 градусів. В процесі розгону відеоадаптера номінальні частоти вдалося збільшити до 1155 МГц і 6520 МГц для процесора і відеопам'яті відповідно. Після розгону температура збільшилася до 70 градусів. Температура відеоадаптера ASUS GeForce GTX 750 Ti в номінальному режимі становила 65 градусів. При установці максимальної швидкості обертання вентиляторів температура знизилася до 55 градусів. Розгінний потенціал графічного процесора виявився краще, ніж у стандартної моделі. Графічний процесор вдалося розігнати до частоти 1200 МГц. А ось розгінний потенціал відеопам'яті виявився трохи гірше стандартної моделі. Її частоту вдалося збільшити лише до 5930 МГц. Температура адаптера після розгону склала 65 градусів.

Відеоадаптер від MSI оснащений самої «потужної» системою охолодження серед протестованих моделей, тому не дивно, що його температура не перевищувала 60 градусів. Швидкість обертання вентиляторів становила при цьому трохи більше 1000 об / хв, тому система охолодження залишалася практично безшумною. Установка максимальна швидкість обертання вентиляторів знижує температуру до 47 градусів. Розгінний потенціал виявився найвищим в тесті. Номінальні частоти вдалося збільшити до 1220 МГц і до 6540 МГц. При цьому для належного охолодження адаптера зовсім не обов'язково було встановлювати максимальну швидкість обертання вентиляторів. Навіть на середніх оборотах обертання вентиляторів температура адаптера становила 60 градусів.

Тестування в ігрових додатках

Всі відеокарти проходили тестування в ігрових додатках в складі такої системи:

Процесор AMD FX-9590 4700MHz / L2-4x2048Kb / HT AM3 + BOX;

Материнська плата Asus Crosshair V Formula-Z sAM3 + ATX;

Оперативна пам'ять Corsair DDR3 2x4096 Mb PC3-15000 1866 MHz;

Жорсткий диск Western Digital 2000 GB 64 MB 7200 rpm 3.5 "SATAIII;

Блок живлення Zalman ZM1250 Platinum 1250W.

Всі ігрові програми запускалися в дозволі 1920 х 1080 пікселів.

Нижче наведена таблиця з результатами тестування.

Висновки

З точки зору продуктивності в ігрових додатках нові моделі не принесли істотного підвищення продуктивності. Стандартна модель GTX 750 Ti практично на рівних змагається з GTX 650 Ti Boost, а GTX 750 відсотків на 10 випереджає GTX 650 Ti. При цьому між моделями GTX 760 і GTX 750 Ti існує велика різниця в продуктивності, тому в подальшому, можливо, з'явиться ще одна модель, яка закриє цю нішу. Основне досягнення нових моделей це їх енергоефективність. Різниця рівня TDP близьких по продуктивності моделей 7 і 6 серії досягає майже 200%. Але для користувачів стаціонарних комп'ютерів це грає зовсім незначну роль. Значно більшу роль енергоефективність грає для мобільного ринку. Тому, на мій погляд, архітектура Maxwell принесе значні зміни в мобільний сектор звичайно за умови збереження співвідношення продуктивність / енергоспоживання, яке зараз спостерігається у відеоадаптерів для стаціонарних ПК. На нові моделі варто звернути увагу при складанні нових ігрових систем початкового рівня, а в разі появи низькопрофільних моделей вони відмінно підійдуть для мультимедійних центрів. З протестованих моделей мені найбільше сподобалася MSI GeForce GTX 750 Ti TWIN FROZR GAMING завдяки тихій і ефективній системі охолодження. Її можна порекомендувати як оверклокерам, так і користувачам, яким необхідна модель з мінімальним рівнем шуму.