Обзор и тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 970

Оглавление

• Вступление
• Технические характеристики
• Аппаратные и программные улучшения
• Обзор NVIDIA GeForce GTX 970
• Внешний вид и размеры
• Печатная плата
• Система охлаждения
• Тестовый стенд
• Методика тестирования
• Инструментарий и методика тестирования 3D
• Результаты тестирования системы охлаждения
• Сравнение систем охлаждения
• Результаты разгона
• Уровень потребляемого электричества
• Результаты тестов
• Sleeping Dogs
• Sniper Elite V2
• Far Cry III
• Crysis 3
• Tomb Raider (2013)
• Metro Last Light
• Company Of Heroes II
• Total War: Rome II
• Battlefield 4
• Итоговые результаты
• Производительность в тяжелом режиме
• Заключение

Вступление

Одновременно с анонсом старшей видеокарты поколения Maxwell в виде GeForce GTX 980 нам представили и младшую модель GTX 970. Их выход ознаменовал конец жизненному циклу не двум, а целым трем графическим решениям – GTX 770, GTX 780 и GTX 780 Ti.

Вместо последней NVIDIA предлагает пользователям GTX 980, а GTX 970 призвана заменить GTX 770 и GTX 780. Видимо, полные версии графических процессоров GK110 пока будут существовать лишь в полупрофессиональном (GTX Titan Black) и в профессиональном (Tesla/Quadro) исполнении.

Технические характеристики

Аппаратные и программные улучшения

Оба новых графических решения основаны на единственном ядре Maxwell GM204, но с небольшими отличиями. В случае с младшей видеокартой число исполнительных устройств CUDA Cores сократилось с 2048 до 1664 штук или с 16 блоков до 13, а поскольку «текстурники» располагаются в них же, то и их число уменьшилось с 128 до 104 штук. Для полной уверенности разработчики снизили пиковую частоту GPU Boost с 1216 до 1178 МГц.

Как следствие, даже по предварительным математическим расчетам разница в производительности между GTX 980 и GTX 970 не должна превышать 15-17%. Хватит ли этого, чтобы противостоять неплохим и достаточно шустрым видеокартам GTX 770/ GTX 780, мы скоро узнаем. А подробнее о технологиях, нашедших место в GM204, можно прочитать в обзоре GTX 980.

Обзор NVIDIA GeForce GTX 970

Внешний вид и размеры

А – длина печатной платы, без учета системы охлаждения и планки портов видеовыходов.
В – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E и системы охлаждения.
С – высота от горизонтальной плоскости печатной платы до уровня верхней поверхности системы охлаждения.
D – диаметр вентилятора/ов по внешнему радиусу.

А1 – длина печатной платы, с учетом системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы) до планки портов видеовыходов.
В1 – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E, но с замером системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы).
С1 – высота, с учетом задней пластины (если есть)/винтов крепления радиатора до уровня верхней поверхности системы охлаждения. Если она ниже высоты задней планки портов видеовыходов, то измеряется высота до верхней точки планки.

Референсная печатная плата как две капли воды похожа на плату GeForce GTX 980. Очевидно, в NVIDIA не стали разрабатывать специальный дизайн, позволив своим партнерам как копировать GTX 980, так и выпускать собственные версии.

Впервые в истории компании пользователи получили щедрый подарок – пять видеопортов, четыре из которых полностью независимые. Увы, DisplayPort пока не поддерживает новейшую ревизию формата, а вот HDMI с легкостью выведет изображение в 4К разрешении с частотой 60 Гц.

Печатная плата

Поскольку обе попавшие на тест видеокарты основаны на едином дизайне печатной платы, то ранее рассмотренные аспекты относятся в полной мере и к GeForce GTX 970. Это схожее число микросхем памяти и количества используемых фаз питания, тот же GPU (на самом деле его индекс меньше, вместо 400 стоит 200) и система питания. Разрыв между двумя значениями может говорить лишь об одном – либо NVIDIA выпустит-таки при появлении конкурента разогнанную версию GTX 970 под названием GTX 970 Ti, либо оставит 300 ревизию про запас.

Разгон, вернее теоретический максимум TDP остался неизменным с момента анонса GeForce GTX 980 и составляет 125%. Только проценты процентам рознь, а все подробности будут приведены в разделе «Разгон».

Система охлаждения

Инженеры NVIDIA не стали кардинально перерабатывать конструкцию СО. Существующие системы охлаждения, оставшиеся со времен проектирования GeForce GTX 770/ GTX 780 (Ti), отлично подошли не только новому однопроцессорному флагману, но и GTX 970.

Для улучшения отвода воздуха во всех доступных и не занятых местах задней панели проделаны треугольные отверстия.

Под кожухом установлена пластина-радиатор, охлаждающая память и силовые цепи. Как и в случае со старшей моделью, основный радиатор уже не использует испарительную камеру. Хотя бы потому, что GM204 достаточно «прохладный» процессор.

Внутри радиатора расположены три тепловые трубки. Сверху по периметру наклеены специальные вставки, предотвращающие передачу вибраций и воздуха мимо радиатора.

Тестовый стенд

Тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 970 проходило в составе следующей конфигурации:

• Материнская плата: ASUS Maximus VII Hero (Intel Z97, LGA 1150);
• Процессор: Intel Core i7-4790К 4200 МГц (100 МГц х 42, 1.25 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: Corsair Vengeance 2400 МГц, 2 модуля x 8 Гбайт, (10-12-12-31-1T, 1.65 В);
• Накопитель SSD: Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1200i Digital, 1200 Ватт;
• Аудиокарта: ASUS Xonar Essence STX;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1.

Перечень используемых контрольно-измерительных приборов и инструментов

• Шумомер: Center 320;
• Мультиметр: Fluke 289;
• Тарификатор электроэнергии: E305EMG.

Методика тестирования

Для корректного замера температуры и шума использовались приведенные ниже условия. Помещение, внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры был установлен на отметке 24°C +/-1°C. За точностью соблюдения заданных параметров наблюдало четыре датчика, один из которых находился в 5 см от вентилятора системы охлаждения видеокарты и был ведущим. По нему происходила основная коррекция температуры в помещении.

Шум измерялся на расстоянии 50 см до видеокарты. Фоновый уровень составлял <20 дБА. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.

Видеозапись системы охлаждения производилась на расстоянии ~10 см от вентилятора. Первые 5-10 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Unigine Heaven Benchmark v4.0. Наибольший уровень шума достигается в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум. В процессе просмотра видеороликов можно выделить тембр и характер звуков, издаваемых системой охлаждения. Предупреждаю вас, что звук на них сильно приукрашен, то есть ощущается сильнее, чем есть на самом деле.

Уровень потребления электричества в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые на графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой Unigine Heaven Benchmark v4.0. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума, после чего данные заносились в таблицу.

Температура силовых цепей измерялась путем установки термодатчика в пространство между радиатором и термопрокладкой в самое нагруженное место.

Нюансы, возникшие в процессе тестирования, я постараюсь подробно объяснить по мере их возникновения.

Инструментарий и методика тестирования 3D

В части игр, где это возможно, использовались встроенные отрезки теста, при необходимости тестирование дополнялось результатами утилиты FRAPS v3.5.99.

Список тестовых приложений:

• Battlefield 4;
• Company Of Heroes II;
• Crysis 3;
• Far Cry III;
• Metro Last Light;
• Sleeping Dogs;
• Sniper Elite V2;
• Tomb Raider (2013);
• Total War: Rome II.

VSync при проведении тестов был отключен.

Результаты тестирования системы охлаждения

Поскольку в обеих новинках на базе Maxwell используются одинаковые печатные платы и системы охлаждения, то одинаковые результаты удивления не вызывают. Для порядка напомню, как работает старший графический ускоритель.

Для корректного сравнения необходимо прослушивать все видеозаписи на одном уровне громкости. Сравнение относительное, а не абсолютное.

Температура графического ядра.

Как не парадоксально, но в результате уменьшения количества CUDA ядер зависимости и температуры младшей версии при тех же настройках не изменились. Это несколько необычно, и даже возникло предположение, что GeForce GTX 970 будет еще холоднее, но ожидания не оправдались.

Измерить нагрев силовой части по-прежнему невозможно из-за слишком плотного прилегания радиатора и кожуха. Места для прокладки проводов термодатчика попросту не нашлось.

Сравнение систем охлаждения

Результаты разгона

Одна картинка заменяет тысячу слов. Думаете, здесь причастен вольтмод? Вы ошибаетесь, все, что потребовалось графическому процессору – это стандартные +0.087 В, доступные каждому при использовании MSI Afterburner. Как же получилось разогнать видеокарту с 1200 до 1500 МГц?

Для начала разберемся, как NVIDIA поступает со своими BIOS. Все партнеры перед выпуском собственных видеокарт обязательно сертифицируют свою версию BIOS у компании – прямо как производители ПО у Apple. После чего модели поступают в продажу. В качестве классического примера можно привести MSI Lightning, по поводу которого MSI пришлось очень долго договариваться с NVIDIA, и в результате эти ускорители нельзя сдавать по гарантии (вернее GPU) в NVIDIA. А последняя закрывает (но лишь частично) глаза на такого рода продукты. И еще один важный момент: модели Lightning продаются с референсным и ограниченным BIOS. Задействовать все возможности «Молний» на полную катушку можно только после переключения.

Но для Maxwell сделано приятное исключение. TDP обеих видеокарт номинально разные: 145 и 165 Вт (номинальные тепловые TDP). А для GPU Boost предел и у GeForce GTX 980, и у GTX 970 единый – 225 Вт, при условии полного задействования всего лимита. Другими словами, после сдвига ползунка на 125% у GTX 980 появляется бонус в виде 60 Вт, а у GTX 970 аж 80 Вт! Поэтому и разгоняются младшие решения лучше.

Уровень потребляемого электричества

По моим наблюдениям самым оптимальным является измерение среднего и пикового игрового энергопотребления в бенчмарке Unigine Heaven Benchmark v4.0 на максимальных настройках. Конечно, есть специальные программы, но именно в указанном тесте можно наблюдать усредненные показатели, основываясь на результатах игровых прогонов.

Не забывайте, что видеокарты в разгоне подвергаются вольтмоду (программному) и их энергопотребление может отличаться от экземпляра к экземпляру. Один графический процессор легко покорит при 1.3 В 1250 МГц, а другой потребует большего напряжения или заработает на меньшей частоте. Следовательно, сравнивать в лоб эти результаты нельзя, они приведены для субъективной оценки.

Результаты тестов

Sleeping Dogs

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• Уровень сглаживания – экстрим;
• Текстуры высокого разрешения – включены;
• Разрешение теней – высоко;
• Фильтрация теней – высоко;
• Амбиентное затенение – высоко;
• Размытость движения – высоко;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Детализация мира – экстрим;
• Ограничение количества кадров в секунду – выкл.;
• Глубина и сходимость 3D – 10.

Sniper Elite V2

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• Motion Blur – вкл.;
• Ambient Occlusion – вкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество текстур – ультра;
• Качество теней – ультра;
• AntiAliasing – высоко;
• Дистанция прорисовки – ультра;
• Анизотропная фильтрация – 16;
• Stereo 3D – выкл.;
• Compute Shader – вкл.;
• Продвинутые тени – низко;
• Supersampling – 2.25x.

Far Cry III

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• GPU MAX Buffer frames – выкл.;
• MSAA Антиалиасинг – 2;
• Alpha to Coverage – Enhanced;
• SSAO метод – SSAO;
• Field of view – 90.2;
• Общее качество – ультра;
• Текстуры – высокие;
• Глобальное освещение – высокое;
• Тени – ультра;
• Post FX – ультра;
• Геометрия – ультра;
• Растительность – очень высоко;
• Поверхность – высоко;
• Вода – очень высоко;
• Окружение – высоко.

Crysis 3

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• Антиалиасинг – MSAA Low (2x);
• Texture Resolution – Very High;
• System spec – High;
• Game Effects – High;
• Object – High;
• Particles – High;
• Post processing – High;
• Shading – High;
• Shadows – High;
• Water – High;
• Anisotropic filtering – 16x;
• Motion blur amount – Disabled;
• Lens flares – Yes.

Tomb Raider (2013)

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• Приоритетный режим – да;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество – наилучшее;
• Анизотропная фильтрация – 16x;
• Качество текстур – превосходное;
• Сглаживание – FXAA;
• Тени – нормальные;
• Разрешение теней – высокое;
• Детализация – превосходная;
• Прорисовка волос – TressFX;
• Отражения – высокие;
• Глубина резкости – превосходная;
• SSAO – превосходное;
• Постобработка – вкл.;
• Тесселяция – вкл.;
• Точный расчет – вкл.

Metro Last Light

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество – High;
• Анизотропная фильтрация – 16x;
• Размытие – выкл.;
• SSAO – вкл.;
• Тесселяция – нормальная;
• Продвинутая физика – выкл.

Company Of Heroes II

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• Качество графики – высоко;
• Сглаживание – среднее;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Качество текстур – высоко;
• Качество снега – высоко;
• Физика – высоко.

Total War: Rome II

Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560x1440;
• Сглаживание – вкл.;
• Качество текстур – ультра;
• Фильтрация текстур – трилинейная;
• Тени – ультра;
• Вода – ультра;
• Небо – ультра;
• Модель шейдеров – 5;
• Эффекты частиц – ультра;
• Прозрачность травы – выкл.;
• Размер отрядов – большой;
• О здании – ультра;
• Об отряде – ультра;
• Деревья – ультра;
• Трава – ультра;
• Местность – ультра;
• Глубина изображения – выкл.;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Искажения – вкл.;
• SSAO – выкл.;
• Виньетирование – выкл.;
• DRA – выкл.

Battlefield 4

Версия – последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• DirectX 11;
• Разрешение – 1920х1080; 2560х1440;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Поле зрения – 90;
• Уровень размытия в движении – 0;
• Разрешение – 100%;
• Качество графики – ультра;
• Качество текстур – ультра.

Итоговые результаты

Легче всего сравнить средние результаты по итогам двух разрешений в процентном соотношении. Для этого по горизонтали отложите требуемую видеокарту, а по вертикали определите сравниваемую модель. На пересечении получите процентную разницу между ними.

Среднее количество кадров в секунду и их стоимость

Чтобы понять, какую производительность считать приемлемой, стоит выяснить, на что необходимо обращать внимание. Стендовый набор игр и настроек выбран с учетом корректности сравнения всех участников, от начальных моделей до самых дорогих.

Условно степень сложности отрисовки сцен в играх можно разделить на:

• Минимальное качество;
• Минимально среднее;
• Среднее;
• Среднее максимальное;
• Максимальное;
• Ультра.

Данный тест проводился со следующими настройками качества: «Среднее максимальное» и «Максимальное». Чем выше качество, тем в большей степени результат зависит от видеокарты, а не от системы в целом.

По этой причине даже 30 кадров в секунду условно можно считать минимальным порогом для вхождения в группу видеокарт, подходящих для большинства игр. В конце концов, для нормальных показателей достаточно сделать несколько движений и снизить качество.

Еще один важный момент с моей точки зрения – показатель соотношения цены к скорости, чем он ниже, тем дешевле обойдется производительность графической подсистемы в играх. Но при этом не стоит забывать и о среднем количестве кадров в секунду.

Производительность в тяжелом режиме

Наверняка многие пользователи ломали голову, насколько значительным будет падение производительности при переходе от обычного режима к тяжелому. Вопрос интересный, и ответ на него будет дан ниже.

Параллельно можно будет сравнить в процентном соотношении как ведут себя старые (GTX 770/ GTX 780/ GTX 780 Ti и R9 285/ R9 290/ R9 290X) видеокарты с разной шириной шины обмена данных, с новым методом сжатия данных и без него. Для этого возьмем игру Metro Last Light в двух режимах работы.

Настройки номинального режима (используются в данном обзоре выше):

• DirectX 11;
• Разрешение – 2560x1440;
• Продвинутый PhysX – выключен;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Улучшенная глубина резкости – выключено;
• Тесселяция – Normal;
• Качество – High;
• Motion Blur – Low;
• Полноэкранное сглаживание – SSAA;
• Анизотропная фильтрация (AF) – 16x.

В тяжелом режиме все настройки качества выставлены на одну ступень выше:

• DirectX 11;
• Разрешение – 2560х1440;
• Продвинутый PhysX – выключен;
• Вертикальная синхронизация – выкл.;
• Улучшенная глубина резкости – выключено;
• Тесселяция – Normal;
• Качество – Very High;
• Motion Blur – Normal;
• Полноэкранное сглаживание – SSAA;
• Анизотропная фильтрация (AF) – 16x.

Таким образом у нас выросли объемы текстур и степень постобработки, именно то, что нагружает шину обмена данными.

Здесь необходимо учитывать и частоту памяти, которая постоянно растет в новых видеокартах. Из-за этого падение немного нивелируется.

Наиболее сбалансированными можно считать AMD Radeon R9 290X и NVIDIA GeForce GTX 780 Ti/ GTX 770/ GTX 760. Последние две видеокарты отличились идеальным соотношением вычислительных блоков к частоте памяти и ее ширине. А наибольшее падение отмечено у Radeon R9 290. Отчасти это вызвано низкой частотой работы GPU в тяжелом режиме – всего 850 МГц.

Что касается новинок поколения Maxwell, то они явно оптимизированы под среднюю нагрузку и не очень любят тяжелые режимы. Возможно, позже драйвера оптимизируют сильнее и эффект сжатия проявится лучше. А на данный момент даже Radeon R9 285 теряет меньше. Тем не менее, выигрыш в производительности в парах GeForce GTX 980 – GTX 780 Ti и GTX 970 – GTX 780/ GTX 770 остается на стороне новых видеокарт.

Заключение

На фоне GeForce GTX 980 с ее потрясающей производительностью GTX 970 смотрится не менее интересно. Особенно впечатляет рекомендованная стоимость видеокарты – 14900 рублей, которая существенно ниже цены флагмана новой линейки. В пересчете на удельную стоимость герой обзора не на ступень, а как минимум на лестничный пролет впереди.

С учетом номинальной скорости (быстрее GTX 780/ GTX 770 и Radeon R9 290), низкого энергопотребления, грандиозного частотного потенциала и значимого запаса TDP для оверклокеров в заводском варианте – GeForce GTX 970 является на данный момент самой перспективной покупкой.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

• Компаниям AMD и NVIDIA за предоставленные на тестирование видеокарты.
• А также лично donnerjack.