Обзор и тестирование видеокарты Nvidia GeForce GTX 980 Ti

Оглавление

• Вступление
• Технические характеристики
• Новые технологии 3D
• Обзор Nvidia GeForce GTX 980 Ti
• Внешний вид и размеры
• Печатная плата
• Система охлаждения
• Тестовый стенд и ПО
• Инструментарий и методика тестирования
• Игровые тесты
• Результаты тестирования системы охлаждения
• Уровень потребляемого электричества
• Детальные данные и разгон
• Результаты тестов
• Company of Heroes II
• Metro Last Light
• Sleeping Dogs
• Sniper Elite III
• Thief (2014)
• Tomb Raider (2013)
• Total War: Rome II
• Far Cry III
• Crysis 3
• Battlefield 4
• Среднее количество кадров
• Заключение

Вступление

Не нужно было быть провидцем, чтобы предсказать появление GeForce GTX 980 Ti, поскольку топовая видеокарта компании Nvidia всегда основывается на версии Titan. И тут возникает вопрос – что сделали с ускорителем GeForce GTX Titan X и его GM200, дабы выпустить новую модель? Некоторые пользователи предполагали изменения в количестве CUDA ядер и меньший объем памяти. В принципе, так оно и получилось.

С другой стороны, на этот раз ход истории изменился. В предыдущем поколении – GeForce GTX 780 и GTX 780 Ti – использовался полноценный GPU, да и сами ускорители относились к ветке развития Compute с FP64 вычислениями.

В отличие от них, графический процессор GM200 проектировался исключительно как игровое решение, хотя он отлично подходит и для математических задач без изысков в виде двойной точности. Очевидно, что GeForce GTX 980 Ti с модифицированной версией GM200 не сможет стать полным клоном GeForce GTX Titan X, хотя и старается на него походить.

И факт номер два: душераздирающая история с допущенной в описании GeForce GTX 970 оплошностью больше не повторится. Новая модель поколения Maxwell действительно лишилась пары сотен CUDA ядер, но под нож не попали ни кэш (3 Мбайта), ни контроллеры памяти.

Технические характеристики

Раскроем все карты сразу. Предполагаемая изначально стоимость новинки в $799 оказалась неверной, ведь рекомендованная цена составила всего $649. Отсюда следует, что можно ожидать снижения стоимости соседних видеокарт семейства Maxwell. Ну а для России рекомендованный производителем ценник начинается с 39 990 рублей.

Что касается отсутствия в таблице конкурирующих решений AMD, то это объясняется просто. На данный момент компании нечего что-либо противопоставить GeForce GTX 980 Ti, поскольку аналогов GM200 в ее модельном ряду нет.

Новые технологии 3D

Выход GeForce GTX Titan X для компании Nvidia обозначил несколько векторов развития. Первым направлением стал API DX12. Все видеокарты, основанные на Maxwell 2.x, поддерживают все функции API (Feature Level 12_1). Это важно, поскольку теперь эффекты в играх стоят меньше в плане производительности, а выглядят качественнее.

Так же, как и AMD, Nvidia старается привносить свой вклад для облегчения жизни разработчиков. Стандартный набор функций DX 12 Feature Level 12_0 включает в себя tiled resources, bindless textures и typed UAV access (подробности пока оставим за кадром, иначе наш обзор превратится в набор теоретических знаний). А в DX 12 Feature Level 12_1 появятся Conservative Raster и raster ordered views.

Архитектура Maxwell 2.x поддерживает еще несколько основных и эксклюзивных вещей, дабы сократить объем передаваемых данных и используемой памяти – volume tiled resources. В совсем упрощенном виде volume tiled resources – очередная эволюция, направленная на оптимизацию расхода памяти и ее загрузки. А чем меньше занято памяти и пропускной способности, тем больше можно сэкономить на шине обмена данных, не теряя при этом в производительности.

Технология Conservative Raster и естественные тени.

Окончательно избавиться от ступенчатых лесенок и пробелов света в отображении теней позволяет Conservative Raster. Благодаря ей (с большой долей вероятности и при сохранении высокой производительности) теперь можно по-настоящему увидеть реалистичную тень от забора с сеткой и получать удовольствие, засматриваясь на изгибы границы. Кроме шуток, если мы и правда увидим нечто похожее хотя бы через год, то я буду этому очень рад. И двойную радость испытаю, если затраты на обработку теневой границы будут небольшие. Иначе весь смысл данного действия теряется.

Виртуальная реальность.

Несмотря на то, что Oculus Rift все еще находится в разработке, инженеры и программисты вовсю решают проблемы еще не вышедшего продукта. Как вы уже знаете, в шлеме установлены линзы. И они изрядно портят идеальную плоскую геометрию. Причем игре совершенно безразлично, есть у вас очки виртуальной реальности или нет. Она выдает информацию, а там уже думайте, как ее адаптировать для человека.

Разработчики Nvidia занялись оптимизацией, в которую входят несколько ключевых стадий. Первая – это стремление оптимизировать графическую составляющую под линзы и параллельно попытаться сократить трудозатраты видеокарты. Поэтому в местах искажений работает специальный алгоритм, преобразующий картинку под линзы. Больше нет ощущения яйцеобразного мира, одевая Oculus и погружаясь в 3D.

Вторая стадия – просчитывать не всю плоскую картинку, а лишь часть ее в высоком разрешении. А пограничные зоны стараться максимально упростить, поскольку они не видны боковым зрением. Третья – сделать фильтр настраиваемым с разными степенями. И четвертая – передать разработки в издательства, где рождаются игры, готовым набором. В таком случае программистам не нужно тратить время на адаптацию своих произведений под 3D очки.

Не менее интересна и новость о работающей в оконном режиме технологии G-Sync.

Обзор Nvidia GeForce GTX 980 Ti

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.

Количество и расположение портов не меняется от одной модели к другой. Для GeForce GTX 970, GTX 980, GTX 980 Ti и GTX Titan X соблюдается единый стандарт: три разъема DisplayPort, по одному HDMI и DVI. Суммарное количество независимых источников – три.

Несмотря на то, что плата позволяет подключить и большее число мониторов, для объединения их в единое рабочее пространство будет доступно только три видеовыхода.

Печатная плата

Видеокарты GeForce GTX Titan X и GTX 980 Ti – братья-близнецы. Одинаковая печатная плата, аналогичное количество фаз питания, да что говорить, даже элементы совпадают. По разгону старшей модели можно судить о типовом энергопотреблении в 250 Вт. Остальное ограничивается в BIOS. Но и при таком раскладе есть небольшой запас в 10%.

Естественно, качество кристалла графического процессора GM200 ниже у GeForce GTX 980 Ti, иначе откуда берутся урезанные версии? Хотя бывает и так, что рыночная ситуация вынуждает производителей отбраковывать полностью рабочие микросхемы.

Наш тестовый образец GeForce GTX 980 Ti еще и питается чуть большим током. Налицо искусственное завышение напряжения для работы на высоких частотах. Впрочем, к ним мы еще вернемся в разделе разгона.

Под частичными нагрузками новинка издает катушечный писк. Что ж, болезнь не регрессировала и никуда не пропала. Но надо отдать должное, шума гораздо меньше, чем от GeForce GTX 970 и GTX 980.

Комбинация задействованных фаз питания – 6+2. ШИМ-контроллер остался тем же самым – NCP4206. Им легко управлять сторонними утилитами. Правда, воспользоваться всем диапазоном вольтмода затруднительно из-за ограничения энергопотребления видеокарты, которое задается Nvidia.

Даже по нынешним меркам GeForce GTX 980 Ti оснащена впечатляющим объемом видеопамяти в 6 Гбайт. Все микросхемы расположены с фронтальной стороны. Номинальные частоты видеокарты составляют 1000 МГц для GPU (GPU Boost до 1075 МГц) и 1750 МГц для памяти. На практике же графический процессор способен достигать частот 1177-1200 МГц.

Система охлаждения

Конструкция системы охлаждения позаимствована у GeForce GTX Titan X, а на него она в свою очередь перекочевала с GeForce GTX 780 Ti. Внутри вместо простых тепловых трубок стоит испарительная камера, поскольку лишь она в силах передать большое количество тепла на ребра радиатора.

Рядом с разъемами Sli оставлена небольшая щель для отвода нагретого воздуха. Причем до трети от всего объема тепла выходит именно через это отверстие, так что не стоит ее загораживать.

Основной радиатор не спаян с теплорассеивателями системы питания и микросхем памяти. Благодаря этому есть возможность установить отдельный водоблок.

Боковая надпись «GeForce GTX» подсвечивается зеленым светодиодом. Он управляется через отдельное приложение, на выбор представлено три режима: выключен, горит постоянно, плавно затухающая подсветка.

Тестовый стенд и ПО

Конфигурация:

• Материнская плата: ASUS X99-Deluxe (Intel X99, LGA 2011-3);
• Процессор: Intel Core i7-5960X 4000 МГц (100 МГц х 40, 1.23 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: DDR4 Corsair Vengeance 2750 МГц, 4 x 4 Гбайта, 15-17-17-36-1T, 1.65 В;
• Накопитель SSD: Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i Digital, 1500 Ватт.

Программное обеспечение:

• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
• Версия драйверов: Nvidia GeForce Driver 347.84, 352.90, AMD Catalyst 15.x.

Перечень контрольно-измерительных приборов и инструментов:

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

Инструментарий и 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 менее 20 дБА. В качестве жесткого диска использовался SSD, а блок питания, помпа, радиатор с вентиляторами во время замера находились за пределами комнаты. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.

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.

Игровые тесты

В части игр, где это возможно, использовались встроенные отрезки теста, при необходимости тестирование дополнялось результатами утилиты Fraps v3.5.99. Для данного теста мы полностью пересмотрели уровень качества в играх для видеокарт топ-класса. Теперь в игровых приложениях выставляются максимальные настройки, а к списку разрешений добавилось 4К (3840 х 2160).

• Battlefield 4;
• Company Of Heroes II;
• Crysis 3;
• Far Cry III;
• Metro Last Light;
• Sleeping Dogs;
• Sniper Elite III;
• Thief (2014);
• Tomb Raider (2013);
• Total War: Rome II.

VSync при проведении тестов был отключен.

Результаты тестирования системы охлаждения

Видеозапись работы кулера не проводилась по причине идентичных настроек системы охлаждения GeForce GTX Titan X.

Здесь надо сделать отступление и объяснить, почему же GeForce GTX 980 Ti оказалась немного горячее видеокарт Nvidia, использующих такую же систему охлаждения.

Для GeForce GTX Titan X отбираются очень удачные GPU с низким энергопотреблением. А младшая модель получает те графические процессоры, что есть в наличии, и не факт, что вам попадется удачный.

Так произошло и с тестовым образцом видеокарты. Он отлично разгоняется, но потребляет при этом энергию сверх того, что мы привыкли видеть. Поэтому система охлаждения подняла обороты вентилятора с привычных 2300-2350 об/мин до 2750 об/мин.

Уровень потребляемого электричества

Детальные данные и разгон

Для оценки поведения участников обзора в номинальном режиме и при разгоне обратимся к тесту Metro: Last Light, проведенному шесть раз, и параллельно соберем данные, которые затрагивают графическое ядро, память, энергопотребление и температуры. После объединения полученных результатов в единых графиках можно видеть, насколько точно соответствуют заводские характеристики реальным цифрам и что происходит с важными показателями при разгоне.

Частота ядра и стабильность GPU Boost.

Технология GPU Boost на видеокартах с GPU GM200 работает достаточно стабильно, резких скачков не видно. Частота меняется плавно и предсказуемо, благодаря чему система охлаждения функционирует сбалансированно. Большую часть времени графический процессор новинки работает на частоте до 1193 МГц. А добавление 10% к TDP позволило достичь в среднем 1420 МГц.

Раскрою небольшую тайну: после снятия ограничения по TDP графический процессор легко покоряет частоту в 1450 МГц и даже больше, но вой вентилятора на оборотах 3100-3300 в минуту не очень-то приятен. Вот когда появятся модели с оригинальным охлаждением, можно будет смело разблокировать TDP и наслаждаться частотой GPU в 1.5 ГГц.

Частота памяти.

Несмотря на наличие большого объема памяти, она легко разгоняется до привычных для поколения Maxwell частот – 1950-2000 МГц. Лично мне немного не повезло – удалось зафиксировать разгон лишь на частоте 1950 МГц.

Напряжение vGPU.

Хорошо видно, что GeForce GTX Titan X использует более качественный GPU и из-за этого работает при меньшем напряжении. Чтобы поддерживать высокую частоту GeForce GTX 980 Ti, технологии GPU Boost приходится поднимать его выше. Как следствие, страдает энергоэффективность. В целом получается, что GeForce GTX 980 Ti по напряжению больше напоминает поведение GM204. У последнего штатные значения лежат в пределах 1.18-1.2 В.

Температура GPU.

Алгоритм управления вентиляторов теперь оснащен адаптивной настройкой, прямо как у GeForce GTX Titan X. И теперь графическому ядру позволено кратковременно преодолевать рубеж в 85?C. Потом обороты плавно увеличиваются и опускают температуру ниже 83?C.

Энергопотребление.

Среднее энергопотребление новой видеокарты равно 285 Вт. Это несколько выше заявленных 250 Вт. Подвинутый на 10% лимит поднял его до пиковых 311 Вт. Теперь самое быстрое игровое решение даже превысило энергопотребление AMD Radeon R9 290X.

Обороты вентиляторов.

В основании СО встроена испарительная камера, и она отлично помогает распределять тепло, но площадь радиатора все еще ограничена кожухом. Поэтому при нагреве задействуется единственный эффективный способ охладить GPU – это обороты вентилятора. В стоке его скорость доходит до 2500 об/мин. Разгон также влияет на тепловыделение, оно растет, а вместе с этим растут и обороты, поднимаясь до 2750 об/мин.

Результаты тестов

Company of Heroes II

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 х 2160;
• Разрешение в игре – 100%;
• Качество графики – максимум;
• Сглаживание – высоко;
• Качество текстур – высоко;
• Качество снега – высоко;
• Физика – высоко.

Metro Last Light

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 х 2160;
• Quality – Very High;
• Texture filtering AF – 16x;
• Motion Blur – Normal;
• SSAA – On;
• Tessellation – Normal.

Sleeping Dogs

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• Уровень сглаживания – экстрим;
• Текстуры высокого разрешения – включены;
• Разрешение теней – высоко;
• Фильтрация теней – высоко;
• Амбиентное затенение – высоко;
• Детализация мира – экстрим.

Sniper Elite III

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• Детализация текстур – ультра;
• Детализация теней – ультра;
• Детализация прорисовки – ультра;
• Степень сглаживания – высокая;
• Анизотропная фильтрация – 16;
• Суперсэмплирование – 4.0х;
• Размытие изображения – да;
• Затенение среды – да;
• Тесселяция – да;
• Поля затемнения – да.

Thief (2014)

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• Качество текстур – очень высоко;
• Качество теней – очень высоко;
• Качество глубины резкости – высоко;
• Качество фильтрации текстур – анизотропная 16х;
• SSAA – высокое;
• Авто ограничение качества текстур – выключено;
• Отражение пространства – включено;
• Parallax Occlusion Mapping – включено;
• FXAA – включено;
• Сгущающиеся тени – включено;
• Тесселяция – включено;
• Отражение по ключевым кадрам – включено.

Tomb Raider (2013)

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• Качество текстур – превосходное;
• Фильтрация текстур – анизотропная 16х;
• Сглаживание – 4х SSAA;
• Тени – превосходные;
• Разрешение теней – высокое;
• Детализация – превосходная;
• Прорисовка волос – TressFX;
• Отражения – высокие;
• Глубина резкости – превосходная;
• SSAO – превосходное;
• Тесселяция – включена;
• Постобработка – включена;
• Точный расчет – включен.

Total War: Rome II

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• Сглаживание – включено;
• Качество текстур – ультра;
• Тени – предельно;
• Вода – предельно;
• Небо – предельно;
• Деревья – предельно;
• Трава – предельно;
• Прозрачность травы – включено;
• Глубина изображения – высокая;
• Эффекты частиц – предельно;
• Местность – предельно;
• Сведения о постобработке – предельно;
• Сведения об отряде – предельно;
• Размер отряда – ультра;
• Фильтрация текстур – анизотропная 16х;
• Модель шейдеров – 5;
• Искажения – включены;
• SSAO – включено;
• Виньетирование – включено;
• Неограниченная память – включено;
• DRA – выкл.

Far Cry III

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• MSAA Antialiasing – 8;
• Alpha to coverage – Enhanced;
• SSAO Method – SSAO;
• Field of view – 110;
• Overall quality – Ultra.

Crysis 3

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• Antialiasing MSAA – High 8x;
• Texture resolution – Very high;
• System spec – Very high;
• Motion Blur amount – Low.

Battlefield 4

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

• Разрешение – 1920 х 1080; 2560 x 1440; 3840 x 2160;
• Поле зрения – 105 (Hor+120);
• Поле зрения (открытый прицел) – включено;
• Поле зрения техники – 97 (Hor+111);
• Уровень размытия в движении – 0;
• Разрешение – 100%;
• Качество графики – ультра.

Среднее количество кадров

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 с настройками «Ультра». Необходимо заметить, что 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.

Заключение

Вместо расплывчатых выводов сразу расставим все точки над i. Производительность новой топовой модели Nvidia оказалась даже выше, нежели предполагалось. Фактически отставание от более дорогого ускорителя GeForce GTX Titan X составляет считанные проценты. А стоимость GeForce GTX 980 Ti по неясным причинам стала на $150 меньше ожидаемой.

И здесь закрадывается вопрос – неужели в Nvidia считают, что оппонент со стороны AMD будет достаточно конкурентоспособным? И в компании решили сыграть на опережение, представив не только быструю, но и относительно недорогую (по сравнению с GeForce GTX Titan X) видеокарту? Что ж, ответ мы узнаем очень скоро, а пока GeForce GTX 980 Ti может стать отличным инструментом для игр в разрешении 4K.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

• Компании Nvidia за предоставленную на тестирование видеокарту GeForce GTX 980 Ti.
• А также лично donnerjack.