Исследуем проблему с памятью видеокарты Nvidia GeForce GTX 970

Оглавление

• Вступление
• Тестовый стенд и ПО
• Инструментарий и методика тестирования 3D
• Тестирование производительности
• Metro Last Light
• Sleeping Dogs
• Company of Heroes 2
• Sniper Elite III
• Thief (2014)
• Tomb Raider (2013)
• Total War Rome II
• Far Cry III
• Crysis 3
• Battlefield 4
• Заключение

Вступление

Споры по поводу неправильного и нелогичного поведения GeForce GTX 970 начались несколько месяцев тому назад. Некоторые пользователи недоумевали, почему видеокарта не использует более 3.5 Гбайт памяти, другие находили режимы, где она резко проваливалась в скорости.

И лишь спустя время в компании Nvidia нашли силы признать неточность в описании и почти публично извиниться. Причем некоторые магазины даже объявили о возможности сдачи новинок обратно со стопроцентной компенсацией. Но дальнейшая реакция пользователей была вызвана не самой неточностью в описании, а фактом обмана покупателей.

Позднее с помощью СМИ Nvidia рассказала о фактическом строении графического ускорителя, правда, тайну приоткрыли лишь частично, а все нюансы архитектуры так и остались под грифом «Секретно». Из раскрытой информации выяснилось, что последние 0.5 Гбайт памяти используются редко и обладают существенно меньшей пропускной способностью (28 Гбит против 192 Гбит). Это происходит потому, что последний сегмент делит ресурсы с контроллерами памяти и одинарным сегментом L2 кэша. Возможно, вам уже встречалась схема, объясняющая топологию GeForce GTX 970.

В дальнейшем многие заявили о наличии у GeForce GTX 970 лишь 56 ROP, но немногие попробовали хотя бы посчитать и проанализировать полученные данные. В младшей модели поколения Maxwell количество мультипроцессоров меньше, нежели у GeForce GTX 980, и даже если бы она содержала 64 ROP вместо 56, производительность закраски и смешивания была бы ограничена количеством экспортируемых мультипроцессорами пикселей (52 пикселя за такт). Таким образом, что с 64 ROP, что с 56 ROP скорости закраски и смешивания будут одинаковыми. Но даже в последнем случае возникают подозрения в том, что часть из них остается незадействованной.

А вот пиковая пропускная способность памяти указана как раз правильно. Ведь никого не удивляет тот факт, что на жестких дисках пишут объем в гипотетических гигабайтах, а для твердотельных накопителей указывают максимальную теоретическую скорость. По заявлениям инженеров компании Nvidia, GeForce GTX 970 изначально получила правильное соотношение CUDA Cores/ROP/TMU для раскрытия всего потенциала графического процессора в конкретной спецификации продукта.

Тестовый стенд и ПО

• Материнская плата: ASUS X99-Deluxe (Intel X99, LGA 2011-3);
• Процессор: Intel Core i7-5960X 4000 МГц (125 МГц х 32, 1.20 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: DDR4 Corsair Vengeance 2750 МГц, 4 x 4 Гбайта, (15-15-15-36-1T, 1.65 В);
• Видеокарты:
• AMD Radeon R9 290X (референсная версия);
• Gainward GeForce GTX 970;
• Накопитель SSD: Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1200i Digital, 1200 Ватт.

Программное обеспечение:

• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
• Версия драйверов: Nvidia GeForce Driver 347.52 WHQL, AMD Catalyst 15.x Beta.

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 III;
• Thief (2014)
• Tomb Raider (2013);
• Total War: Rome II.

VSync при проведении тестов был отключен.

Тестирование производительности

Metro Last Light

Настройки:

• DirectX 11;
• Quality – Very High;
• Texture filtering AF – 16x;
• Motion Blur – Normal;
• SSAA – On;
• Tessellation – Normal.

Проще всего начинать тестирование с распространенного разрешения – 1920 х 1080. Для большей нагрузки на память зададим наиболее сложные и качественные настройки в игре.

График загрузки локальной памяти.

3.5 Гбайт для Metro Last Light достаточно, и даже с избытком. В противовес видеокарте Nvidia GeForce GTX 970, AMD Radeon R9 290X подозрительно аккуратно обращается с памятью. Напомню, что она основана фактически на Hawaii с ее полноценным не усеченным доступом.

Переходим на один уровень выше и посмотрим, что происходит в разрешении 2К (2560 х 1440).

Чуть больше 1.6 Гбайт, это даже меньше половины объема доступной памяти. Поэтому никаких проблем нет, разве что с производительностью. На максимальных настройках GeForce GTX 970 едва волочит ноги, а среднее число кадров доходит всего до 30 к/с. Можно еще раз увеличить разрешение, но играть будет уже невозможно из-за низкой производительности.

Зато Radeon R9 290X даже не увеличила количество памяти, и это подозрительно. Возможно, где-то используются махинации с качеством текстур? Но на вид никаких отличий нет. Показатель скорости слегка превосходит таковой у оппонента и составляет 35 к/с.

А разная продолжительность теста обусловлена попыткой проверить, насколько увеличивается (и увеличивается ли) объем задействованной памяти в процессе с первого по шестой запуск теста. Как показала практика, делать все шесть замеров необязательно, количество используемой памяти показатель стабильный и не зависит от попыток.

Попробуем узнать, достаточно ли для стопроцентной загрузки более 3.5 Гбайт памяти разрешения 5120 х 1440, или нет?

Нет, этого явно недостаточно. Можно сказать, что для владельцев GeForce GTX 970 игра Metro Last Light быстрее упрется в физическую скорость GPU, чем в проблемный участок памяти. Кстати, Radeon R9 290X ненамного быстрее: 16 к/с против 12 к/с. В итоге для обеих видеокарт разрешение 4К не по зубам независимо от объема памяти на борту.

Sleeping Dogs

Настройки:

• Уровень сглаживания – экстрим;
• Текстуры высокого разрешения – включены;
• Разрешение теней – высоко;
• Фильтрация теней – высоко;
• Амбиентное затенение – высоко;
• Детализация мира – экстрим.

Попробуем номинальное разрешение 1920 х 1080.

И здесь никаких проблем, средняя скорость 72 к/с, чего с избытком хватает для этого типа игры. Загрузка памяти менее половины доступной. Модель AMD использует больший объем памяти, и ее производительность чуть ниже, всего 69 к/с.

Перейдем в следующее разрешение, а именно в 2560 х 1440 с аналогичными настройками качества.

Объем почти 2 Гбайта, результат обнадеживающий, но пока все воспроизводится на экране без каких-либо визуальных проблем. Средняя производительность у конкурентов одинаковая – 42 к/с.

Может быть, вдвое более высокое разрешение наконец-то выведет нас за пределы 3.5 Гбайт?

До желаемого рубежа не хватило чуть-чуть, а пока ограничимся 3.2 Гбайт. Допустим, что игра съела более 3.5 Гбайт, в таком случае началось бы существенное падение производительности. А теперь о реально происходящем: даже при использовании 3.2 Гбайт памяти и разрешении 5120 х 1440 средняя скорость всего 20 к/с!

Иными словами, мы быстрее упремся в практический потолок производительности графического процессора, чем в нехватку памяти. У видеокарты AMD схожие показатели: средние 21 к/с и чуть больший объем используемой памяти. Но в целом проблема явно не в ее нехватке.