Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Год и четыре месяца назад была представлена самая мощная однопроцессорная видеокарта на архитектуре «Fermi» – NVIDIA GeForce GTX 580. Срок, как вы понимаете, для графических ускорителей немалый, поэтому выхода нового графического процессора компании NVIDIA на архитектуре «Kepler» с 28-нм техпроцессом и видеокарты на его основе все ждали с большим нетерпением, бесконечно муссируя слухи и чуть ли не попиксельно разбирая каждый кусочек утекшей в сеть информации. Подлил «масла в огонь» и удачный выход в конце прошлого года Hi-End видеокарты конкурента – AMD Radeon HD 7970, ставшей не только самым мощным однопроцессорным решением, но и обладающей превосходным оверклокерским потенциалом вкупе с линейным приростом производительности.

С радостью сообщаем, что мы с вами, наконец-то, дождались! Встречаем графический процессор GK104 и видеокарту NVIDIA GeForce GTX 680:

Что интересно, GK104 не позиционируется, как Hi-End графический процессор, хотя сама NVIDIA и называет GeForce GTX 680 «быстрейшей и наиэффективнейшей видеокартой». В этом же году должны выйти ещё более производительные графические решение NVIDIA, поэтому компания акцентирует внимание на том факте, что при разработке 28-нанометрового GK104 и соответственно GeForce GTX 680 в первую очередь стремились достичь максимум производительности на ватт, используя все ресурсы более тонкого технологического процесса и архитектуры «Kepler». Давайте изучим её особенности.

Графический процессор GK104 на архитектуре «Kepler»

«Быстрее, комфортнее, насыщеннее!» – именно таким лозунгом озаглавила анонс «Kepler» компания NVIDIA. Интрига, как обычно, кроется в тех изменениях, что позволят повысить эффективность работы GPU и получить приросты производительности. А поскольку DirectX 11 по-прежнему является новейшим API для 3D-приложений, то оба производителя видеокарт сосредоточили усилия и пустили транзисторный бюджет не на поддержку новой версии API, а повышение эффективности использования всё того же DirectX 11. AMD, как уже известно, сменила VLIW архитектуру на GCN, более ориентированную на GPGPU. А вот с Fermi ситуация сложнее. Она изначально разрабатывалась для DirectX 11 и GPGPU, и не имела откровенно слабых мест. Так в какую же сторону NVIDIA решила развивать новую графическую архитектуру? Ответ предсказуем – в сторону повышения общей производительности и энергетической эффективности. Итак, встречаем Kepler:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

C точки зрения общей топологии и организации, Kepler очень напоминает Fermi, поэтому рассмотрим произошедшие изменения с оглядкой на предыдущую архитектуру NVIDIA.

Также, как и графические процессоры прошлого поколения, NVIDIA GK104 содержит блок управления потоками GigaThread Engine, контроллеры памяти, кэш второго уровня для данных и инструкций, блоки растровых операций, и, разумеется, блоки GPC (Graphics Processing Clusters), отвечающие за вычислительные и текстурные операции. GeForce GTX 680 имеет в своём составе 4 блока GPC, каждый из которых, в свою очередь, состоит из блока растеризации (Raster Engine) и нескольких потоковых мультипроцессоров, которые теперь называют SMX, вместо SM в архитектурах Tesla и Fermi. В GK104, каждый GPC содержит два SMX, в отличие от четырёх SM в Fermi.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

SMX, который теперь является минимальным базовым блоком архитектуры Kepler, содержит:

> блок обработки геометрии PolyMorph Engine 2.0, производительность которого вдвое выше, чем у аналогичного блока в архитектуре Fermi;
> 192 вычислительных ядра (CUDA Cores), 32 блока для сложных математических операций (SFU), 32 блока загрузки и выгрузки данных (LSU), работающих теперь на частоте ядра, а не удвоенной, как в Fermi;
> 16 блоков текстурных операций (TMU), что также вдвое больше, чем в Fermi;
> кэш первого уровня, объёмом 64 Кбайт;
> регистровый файл, на 65536 х 32-бит записей, вдвое больше, чем в Fermi;
> 8 управляющих блоков (Dispatch Unit) и 4 планировщика (Warp Sheduler), опять же, вдвое больше, чем в Fermi.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Для удобства восприятия, сведём информацию по архитектурным отличиям GK104, GF114 и GF110 в одну таблицу:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Можно заметить, что GK104 структурно больше похож на GF114, чем на GF110. Видимо это ещё один намёк на то, что GK104 будет старшим чипом линейки лишь временно, и через какое-то время его сменит GK110, в котором будут архитектурные изменения, направленные на повышение GPGPU производительности будущего флагмана NVIDIA.

Благодаря новой организации SMX, GK104 в разы нарастил количество всех исполнительных устройств, практически по всем показателям опередив GeForce GTX 580. А вдвое меньшее количество блоков обработки геометрии было скомпенсировано также двукратным увеличением их производительности. При всём этом, число транзисторов возросло всего лишь на 18%, с 3 млрд. у GeForce GTX 580, до 3,54 млрд. у GeForce GTX 680.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Не стоит забывать и о второй важной задаче, которую поставила перед собой NVIDIA при разработке Kepler – повышении энергоэффективности новой архитектуры. Большинство архитектурных изменений были произведены именно с этой целью. Основные усилия были потрачены на снижение потребления потоковых процессоров и управляющей логики. При проектировании SMX был произведён размен удвоенной частоты потоковых процессоров на их количество. Ведь для синхронизации блоков, работающих на разных тактовых частотах нужны различные буферы и очереди, от которых стало возможным избавиться, вместе с упразднением удвоенной частоты, а высвободившийся транзисторный бюджет был использован для увеличения числа самих исполнительных устройств. А поскольку на меньшей частоте требуется существенно меньше энергии для питания тактовых генераторов и потоковых процессоров, существенно снижается суммарное потребление энергии при той же теоретической пиковой производительности. По заявлениям NVIDIA, новая организация потоковых процессоров позволила повысить энергоэффективность в два раза, по сравнению с Fermi.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Управляющая логика также подверглась значительным изменениям. Аппаратные механизмы декодирования и переупорядочивания инструкций были заменены на программные, которые хоть и требуют для своей реализации почти вдвое большего числа транзисторов, но в итоге потребляют меньше энергии. Это снова позволило NVIDIA убить двух зайцев одним выстрелом – повысить производительность и снизить энергопотребление. Кроме того, снизилось количество управляющей логики в пересчёте на один потоковый процессор, что также внесло свою лепту в снижение потребления энергии. Учитывая, что на реализацию исполнительных устройств и контрольной логики уходит львиная доля транзисторного бюджета, можно говорить о том, что произведённые изменения привели к существенному повышению энергоэффективности архитектуры Kepler и всех чипов на её основе.

Система GPU Boost

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Ещё одно важное нововведение Kepler коснулось управления частотами графического процессора. Классический механизм использования фиксированной частоты, использовавшийся многие годы, ориентируется на худшие, в плане потребления и нагрузки, случаи. Тактовая частота ядра в этом случае, выставляется с большим запасом, чтобы при максимально возможной нагрузке, устройство работало в допустимых границах энергопотребления. Такой подход приводит к тому, что в большинстве приложений видеокарта работает с большим запасом по энергопотреблению и тепловыделению. Инженеры NVIDIA справедливо предположили, что этот запас можно конвертировать в повышение тактовой частоты графического процессора, что позволит увеличивать производительность в большинстве приложений. Для этого в Kepler интегрирован специальный блок, который непрерывно отслеживает основные параметры кристалла GPU – тактовую частоту, энергопотребление, температуру, загрузку вычислительных устройств, и на основе этой информации управляет тактовыми частотами, а также напряжением графического процессора и видеопамяти. Данная технология получила название GPU Boost.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Например, штатная частота GeForce GTX 680 составляет 1006 MHz, она же является “базовой” в терминологии NVIDIA, т.е. гарантированной при любой нагрузке. Но в подавляющем большинстве 3D-приложений она будет автоматически повышена до 1058-1100 MHz, т.е. на 5-10%, а в некоторых случаях, ещё выше. И в очередной раз стоит отметить, что данная технология позволяет одновременно эффективно распоряжаться тепловым пакетом видеокарты и поднимать производительность во многих случаях.

Адаптивный V-Sync

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

В современных играх, частота смены кадров очень сильно зависит от обстановки и направления взгляда игрока. Очень часто разница между минимальными и максимальным FPS достигает нескольких раз. В тех случаях, когда частота смены кадров значительно превышает частоту вертикальной развёртки монитора, как правило, это 60 Гц, что соответствует 60 FPS, может возникнуть такой неприятный эффект как “tearing” приводящий к разрыву между верхней и нижней частью изображения.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Для борьбы с данным видом артефактов уже много лет существует функция вертикальной синхронизации – V-Sync. Но при её использовании возникает другая проблема. Если частота смены кадров опускается ниже частоты вертикальной развёртки монитора, то включенная вертикальная синхронизация приведёт к падению FPS до значений кратных 60 Гц, т.е. 30, 20 или даже 15 кадрам в секунду, то есть до величин, которые подавляющее большинство игроков называют некомфортными.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Решить эту проблему призвана технология адаптивной вертикальной синхронизации. Алгоритм её работы весьма прост. Когда частота смены кадров выше частоты развёртки монитора, вертикальная синхронизация включена и не допускает появления разрывов изображения. Если FPS падает ниже частоты развёртки монитора, к примеру до 50 кадров в секунду, вертикальная синхронизация отключается, и падения до значения в 30 FPS не происходит, видеоряд выводится с максимально возможной скоростью, в нашем примере – 50 кадров в секунду.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Новые алгоритмы сглаживания – FXAA и TXAA

Аббревиатура FXAA, расшифровывается как Fast approXimate Anti-Aliasing и представляет собой шейдер, работающий с кадром на этапе постобработки. Этот алгоритм известен достаточно давно, он работает значительно быстрее классического MSAA, менее требователен к ресурсам и даёт, в большинстве случаев, более высокое качество обработки краевых пикселей и субпикселей. Единственный его недостаток заключался в том, что его необходимо было интегрировать в движок игры. Но с новым поколением видеокарт NVIDIA, этот алгоритм стал частью драйвера и может быть использован на подавляющем большинстве игр, не требуя от них самостоятельной поддержки данной технологи.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

ТXAA, является более сложным алгоритмом. Он базируется на функции аппаратного MSAA, и с помощью программно реализованного высококачественного фильтра, а также репроекции сэмплов с учётом движения объектов в кадре, позволяет получить высокое качество сглаживания при небольшом падении производительности.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Пока заявлено только два режима работы данного алгоритма. TXAA1, позволяющий получить качество картинки чуть выше, чем предоставляет 8x MSAA, и потребляющий ресурсов на уровне 2хMSAA. и TXAA2, который обеспечивает качество недоступное MSAA алгоритмам при затратах сопоставимых с 4x MSAA.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Стоит также отметить, что данные режимы сглаживания будут доступны не только на новых видеокартах, на базе архитектуры Kepler, но и владельцам решений прошлого поколения, Fermi, т.е. на линейках GeForce GTX 4xx и GeForce GTX 5xx.

Поддержка нескольких мониторов

Видеокарты на базе архитектуры Kepler поддерживают до четырёх источников изображения. GeForce GTX 680 штатно оснащается двумя выходами DVI Dual-link, одним разъёмом HDMI и одним DispalyPort.

Любители игр могут использовать до трёх мониторов непосредственно для получения панорамного изображения в играх, а четвёртый подключить для прочих нужд.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Отдельно стоит упомянуть, что NVIDIA потрудилась над программными возможностями драйвера при работе с мульти-мониторными конфигурациями. Приятные мелочи есть как для игроков, так и для пользователей, работающих в среде Windows.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Долгожданные изменения произошли и в механизмах энергосбережения, используемых при подключении двух мониторов, и более. Видеокарты прошлого поколения, при подключении двух мониторов, не могли переходить в режим минимального энергопотребления (Idle Pstate), и работали на частотах low3D Pstate, что приводило к повышенному энергопотреблению и нагреву видеокарты в простое. С новым поколением, ограничений стало меньше. Теперь видеокарта уходит в Idle Pstate даже при четырёх подключенных мониторах, при условии, что на всех используется одинаковое разрешение. Если же в конфигурации используется хотя бы один монитор с разрешением, отличным от остальных, то видеокарта будет работать при простое в low3D Pstate, как и раньше.

NVENC-энкодер

«Вишенкой на торте» новых возможностей архитектуры Kepler, является интегрированный блок аппаратного декодирования видео — NVENC, который поддерживает декодирование с высокой скоростью 1080р видео в форматах h.264 таких актуальных профилей, как Base, Main и High Profile 4.1.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

В завершении теоретической части хочется сказать, что даже краткое знакомство с возможностями Kepler впечатляет. Внедрённые алгоритмы сглаживания и адаптивной вертикальной синхронизации, позволяют получить более качественную картинку и стабильный видеоряд. Поддержка четырёх мониторов, интересна игрокам и в бизнесе. Аппаратный декодер видео и низкое энергопотребление привлекут пользователей ноутбуков. Ну а возросшая производительность и лавры самой быстрой видеокарты в мире придутся по душе многочисленным энтузиастам. А теперь, самое время все эти заявления проверить на практике.

Технические характеристики

Технические характеристики NVIDIA GeForce GTX 680 приведены в таблице в сравнении с предшественником в лице GeForce GTX 580 и AMD Radeon HD 7970:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Видеокарта и её особенности

Длина печатной платы составляет 254 мм, и кожух системы охлаждения не выходит за её пределы. Сверху на кожухе крупная надпись «GEFORCE GTX», а логотип компании NVIDIA находится в правом нижнем углу лицевой стороны видеокарты. Первое время после анонса GTX 680 большинство компаний будут выпускать именно такие видеокарты, отличающиеся лишь оформлением, а вот спустя пару месяцев мы, скорее всего, уже сможем изучить нереференсные продукты.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Длина печатной платы составляет 254 мм, и кожух системы охлаждения не выходит за её пределы. Первое время после анонса GTX 680 большинство компаний будут выпускать именно такие видеокарты, отличающиеся лишь оформлением, а вот спустя пару месяцев мы, скорее всего, уже сможем изучить нереференсные продукты.

Согласно спецификациям, NVIDIA GeForce GTX 680 оснащается двумя выходами DVI (Dual-Link), одним выходом HDMI версии 1.4a, и одним DisplayPort версии 1.2:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Если внимательно присмотреться к верхнему разъёму, то становится очевидно, что это DVI-D, а нижний – DVI-I.

Печатная плата:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

кристалл 28-нм графического процессора GK104 – его площадь составляет всего 294 кв.мм.:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Номинальная частота графического процессора в 3D-режиме составляет 1006 МГц при напряжении 1,15 В, а с учётом динамического повышения (GPU Boost) может достигать 1124 МГц. В 2D-режиме частота графического процессора снижается до 324 МГц при напряжении 0,987 В.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Рекомендованная стоимость NVIDIA GeForce GTX 680 заявлена на отметке 499 долларов США, что на 50 долларов США дешевле чем AMD Radeon HD 7970 ($549) и на столько же дороже Radeon HD 7950 ($449). Для российского рынка цена заявлена на отметке 17999 рублей, что по текущему курсу куда больше, чем те же $499, и выше, нежели сегодняшняя минимальная розничная стоимость эталонных Radeon HD 7970, начинающаяся с 16000 рублей.

Система охлаждения и её эффективность

Сразу скажем, что каких-либо оригинальных решений в кулере GeForce GTX 680 нет. В основе системы охлаждения лежит алюминиевый радиатор средних размеров с тонкими рёбрами:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

В основе радиатора лежат три медные тепловые трубки, распределяющие тепло по его алюминиевому основанию и рёбрам:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

По заверениям NVIDIA, использование высококачественных материалов и индивидуально отбалансированной для каждой видеокарты турбины позволило добиться на 5 дБА более низкого уровня шума, чем у Radeon HD 7970.

Проверка температурного режима в автоматическом режиме работы и при 85% мощности:

Автоматический режим:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

85% мощности:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

В автоматическом режиме работы радиального вентилятора графический процессор прогрелся до 81 градуса Цельсия, а скорость турбины увеличилась с 1100 до 2460 об/мин. На 85% мощности при 4200 об/мин температура процессора не поднялась выше 62 градусов Цельсия.

Уровень шума

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Оверклокерский потенциал

Итак, у нас есть базовая частота графического процессора 1006 МГц и его динамический разгон на 5-10% до 1056/1112 МГц или чуть выше. Разгон мы осуществляли с помощью уже упомянутой здесь утилиты EVGA Precision X версии 3.0.0 Beta 20 путём пошагового увеличения базовой частоты и последующим тестированием в нескольких играх и двух бенчмарках.

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Параметр Power Target», регулирующий предел теплового пакета видеокарты был выставлен на максимальные 132%. После нескольких часов непрерывных тестов удалось определить, что базовую частоту ядра можно увеличить на 180 МГц (+17,9%) без потерь в стабильности и качестве картинки, а частоту видеопамяти удалось поднять на 1120 (+18,6%) эффективных мегагерц при итоговых 7128 МГц:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Температура графического процессора разогнанной видеокарты возросла с 81 до 86 градусов Цельсия, а скорость вращения радиального вентилятора повысилась до 2820 об/мин.

Энергопотребление

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

По энергопотреблению новая GeForce GTX 680 действительно оказалась наиболее экономичной среди конкурентов и на фоне предшественника. Так, Hi-End система с GeForce GTX 680 в пике нагрузки потребляет на 40 Вт меньше электроэнергии, чем система с GeForce GTX 580 и на 34 Вт, чем система с AMD Radeon HD 7970. Да и при разгоне потребление GeForce GTX 680 растёт менее активно, нежели Radeon HD 7970.

Тестовая конфигурация, инструментарий и методика тестирования

Системная плата: Intel Siler DX79SI (Intel X79 Express, LGA 2011, BIOS 0430 от 13.02.2012);
Центральный процессор: Intel Core i7-3960X Extreme Edition 3,3 ГГц (Sandy Bridge-E, C1, 1,2 В, 6x256 Kбайт L2, 15 Мбайт L3);
Система охлаждения CPU: Phanteks PH-TC14PЕ (2x135 мм, 900 об/мин);
Термоинтерфейс: ARCTIC MX-4;
Оперативная память: DDR3 4x4 Гбайт Mushkin Redline (2133 МГц, 9-11-10-28, 1,65 В);
Видеокарты:

NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт/256 бит GDDR5, 1006/6008 МГц;
AMD Radeon HD 7970 3 Гбайт/384 бит GDDR5, 925/5500 МГц и 1150/7000 МГц;
MSI N580GTX Lightning Xtreme Edition 3 Гбайт/384 бит GDDR5, 772/1544/4008 МГц;

Системный диск: SSD 256 Гбайт Crucial m4;
Диск для программ и игр: Western Digital VelociRaptor (SATA-II, 300 Гбайт, 10000 об/мин, 16 Мбайт, NCQ) в коробке Scythe Quiet Drive 3,5";
Архивный диск: Samsung Ecogreen F4 HD204UI (SATA-II, 2 Тбайт, 5400 об/мин, 32 Мбайт, NCQ);
Корпус: Antec Twelve Hundred (передняя стенка – три Noiseblocker NB-Multiframe S-Series MF12-S2 на 1020 об/мин; задняя – два Noiseblocker NB-BlackSilentPRO PL-1 на 1020 об/мин; верхняя – штатный 200-мм вентилятор на 400 об/мин);
Панель управления и мониторинга: Zalman ZM-MFC3;
Блок питания: Xigmatek «No Rules Power» NRP-HC1501 (1500 Вт), 140-мм вентилятор;
Монитор: 30" Samsung 305T Plus.

MSI N580GTX Lightning Xtreme Edition 3 Гбайт тестировалась только на номинальных частотах, а с AMD Radeon HD 7970 3 Гбайт мы сравнили GeForce GTX 680 и при разгоне первой до частот 1150/7000 МГц.

Для снижения зависимости производительности видеокарт от скорости платформы, 32-нм шестиядерный процессор при множителе 37, опорной частоте 125 МГц и активированной функции «Load-Line Calibration» был разогнан до 4,625 ГГц.

Производительность видеокарт была проверена в двух разрешениях: 1920х1080 и 2560х1600 пикселей. Для тестов были использованы два режима качества графики: «Quality + AF16x» – качество текстур в драйверах по-умолчанию с включением анизотропной фильтрации уровня 16х, и «Quality + AF16x + MSAA 4х(8х)» с включением анизотропной фильтрации уровня 16х и полноэкранного сглаживания степени 4x или 8x, в случаях, когда среднее число кадров в секунду оставалось достаточно высоким для комфортной игры. Включение анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания выполнялось непосредственно в настройках игр.

Cписок тестовых приложений состоит из двух полусинтетических пакетов, одного техно-демо и 15 игр:

3DMark Vantage (DirectX 10) – версия 1.0.2.1, профили настроек «Performance» и «Extreme» (тестировались только основные тесты);
3DMark 2011 (DirectX 11) – версия 1.0.3.0, профили настроек «Performance» и «Extreme»;
Unigine Heaven Demo (DirectX 11) – версия 3.0, максимальные настройки качества, тесселляция на уровне «extreme», AF16x, разрешение 1280х1024 без MSAA и 1920х1080 с MSAA 8x;
S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat (DirectX 11) – версия 1.6.02, профиль настроек «Улучшенное динамическое освещение DX11» с дополнительным выставлением вручную всех параметров на максимум, тестировалась собственная демо-запись «cop03» на уровне «Затон»;
Left 4 Dead 2 (DirectX 9) – версия игры 2.1.0.0, максимальное качество, тестировалась собственная демо-запись «d98» (два цикла) на карте «Death Toll» этапе «Church»;
Metro 2033: The Last Refuge (DirectX 10/11) – версия 1.2, использовался официальный тест, настройки качества «Very High», тесселляция, DOF включено, использовалось ААА-сглаживание, двойной последовательный проход сцены «Frontline»;
Just Cause 2 (DirectX DX10.1) – версия 1.0.0.2, максимальные настройки качества, методики «Размытие фона» и Симуляция воды GPU» отключены, двойной последовательный проход демо-записи «Тёмная башня»;
Aliens vs. Predator (2010) (DirectX 11) – «Texture Quality» в режиме «Very High», «Shadow Quality» в режиме «High», технология SSAO включена, два цикла теста в каждом разрешении;
Lost Planet 2 (DirectX 11) – версия игры 1.0, максимальные настройки качества графики, размытие движения включено, использовался тест производительности «В»;
StarCraft II: Wings of Liberty (DirectX 9) – версия игры 1.4.2, все настройки графики на уровень «Extreme», физика «Ультра», отражения включены, двукратный двухминутный тест собственного демо «bench2»;
Sid Meier's Civilization V (DirectX 11) – версия игры 1.0.1.348, максимальные настройки качества графики, двойной прогон «дипломатического» теста из пяти самых тяжёлых сцен;
Tom Clancy's H.A.W.X. 2 (DirectX 11) – версия 1.04, максимальные настройки качества графики, тени активированы, тесселляция включена, двойной прогон тестовой сцены;
Total War: Shogun 2 (DirectX 11) – версия 2.0, встроенный тест (битва при Sekigahara) на максимальных настройках качества графики и использовании в одном из режимов MSAA 2x;
Crysis 2 (DirectX 11) – версия 1.9, использовался Adrenaline Crysis 2 Benchmark Tool v1.0.1.13 BETA, профиль настроек качества графики «Ultra High», текстуры высокого разрешения активированы, двукратный цикл демо-записи на сцене «Times Square»;
DiRT 3 (DirectX 11) – версия 1.2, встроенный тест на трассе «Aspen» при максимальных настройках качества графики;
Hard Reset Demo (DirectX 9) – встроенный в демо-версию тест при Ultra-качестве графики, один проход тестовой сцены;
Batman: Arkham City (DirectX 11) – версия 1.2, максимальные настройки качества графики, физика отключена, двойной последовательный проход встроенного в игру теста;
Battlefield 3 (DirectX 11) – версия 1.3, все настройки качества графики на «Ultra», двойной последовательный проход заскриптованной сцены из начала миссии «На охоту» продолжительностью 110 секунд.

Результаты тестов производительности

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»
	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Итоговая таблица, с результатами тестов:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Сводные диаграммы

Прежде всего, посмотрим, на сколько NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт опережает самую быструю однопроцессорную видеокарту предыдущего поколения GeForce GTX 580 3 Гбайт, производительность которой принята на диаграммах за начальную точку отсчёта, а прирост производительность GTX 680 показан в процентах от неё:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

В среднем по всем тестам GeForce GTX 680 опережает предшественницу на 30-31% в разрешении 1920х1080 пикселей и на 29-37% в разрешении 2560х1600 пикселей. Если вспомнить прирост производительности Radeon HD 7970 против HD 6970 по этому же набору тестов, то у AMD он оказался немного выше, чем у NVIDIA, но, как мы с вами помним, GeForce GTX 580 изначально обладала более высокой производительностью, чем Radeon HD 6970. Помимо среднего прироста производительности нельзя ещё раз не упомянуть о недостаточности 256-битной шины видеопамяти GeForce GTX 680, которая хорошо видна по разнице в приростах производительности между режимами со сглаживанием и без него.

Далее на очереди, пожалуй, самая интересная пара сводных диаграмм, на которых мы сравним производительность NVIDIA GeForce GTX 680 и AMD Radeon HD 7970 на номинальных частотах. За нулевую ось приняты результаты последней видеокарты, а результаты новой карты на графическом процессоре с архитектурой «Kepler» показаны в процентном отношении от неё:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

Итак, GeForce GTX 680 одерживает победы во всех трёх синтетических тестах, а также в играх Just Cause 2, Lost Planet 2, StarCraft II: Wings of Liberty, Tom Clancy's H.A.W.X.2, DiRT 3, Hard Reset, Batman: Arkham City и Battlefield 3. В свою очередь, AMD Radeon HD 7970 быстрее конкурента в играх Left 4 Dead 2: The Sacrifice, Metro 2033: The Last Refuge, Aliens vs. Predator (2010), Sid Meier's Civilization V и Crysis 2, а в S.T.A.L.K.E.R.: Call of Pripyat и Total War: Shogun 2 борьба ведётся с переменным успехом. Если же брать среднее арифметическое по всем тестам (что, конечно, не совсем корректно хотя бы из-за результата StarCraft II: Wings of Liberty), то GeForce GTX 680 быстрее Radeon HD 7970 на 9-16% в разрешении 1920х1080 пикселей и на 4-10% в разрешении 2560х1600 пикселей.

Сравнивая результаты разогнанных видеокарт AMD Radeon HD 7970 и NVIDIA GeForce GTX 680, нужно помнить, что прирост частот на Radeon составил +24,3/27,3% (ядро/память), а на GeForce без учёта динамического разгона он оказался скромнее и был равен +17,3/18,6%, то есть, скорее всего, AMD приблизится к конкуренту в тех тестах, где отставала и ещё более оторвётся от него в тех тестах, где выигрывала. Так и вышло:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

В среднем по всем тестам преимущество разогнанной до 1186/7128 МГц NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт над разогнанной до 1150/7000 МГц AMD Radeon HD 7970 3 Гбайт сократилось до 4-11% в разрешении 1920х1080 пикселей и до 1-9% в разрешении 2560х1600 пикселей.

Кстати, напоследок приведём сравнение прироста производительности обеих видеокарт от разгона, где хорошо видно, что AMD Radeon HD 7970 лидирует практически во всех тестах и в разрешении 1920х1080…

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

… и в 2560х1600 пикселей:

	 Ответный ход: NVIDIA GeForce GTX 680 2 Гбайт на графической архитектуре «Kepler»

В среднем при приросте частот NVIDIA GeForce GTX 680 на 17,3/18,6% производительность возросла на 12,8-16,8% в разрешении 1920х1080 и на 16,6-20,4% в 2560х1600. В свою очередь, на Radeon HD 7970 при повышении частот графического процессора/видеопамяти на 24,3/27,3% производительность возросла на 18,2-22,7% в 1920х1080 и на 20,5-22,9% в 2560х1600.

Заключение

Можно сказать, что ответный ход NVIDIA в лице GK104 на архитектуре «Kepler» состоялся. По совокупности всех тестов GeForce GTX 680 оказалась немного быстрее AMD Radeon HD 7970, заметно тише, энергоэффективнее, а сама видеокарта и печатная плата компактнее и легче. Кроме того, GeForce GTX 680 поддерживает новые эффективные алгоритмы сглаживания FXAA и TXAA, которые мы планируем изучить в следующих статьях, а также адаптивный V-Sync, способный повысить комфорт в играх. Не будем забывать и про наличие всех актуальных выходов последних версий и поддержку мульти-мониторов. Финальным аккордом к всему вышесказанному звучит рекомендованная стоимость, заявленная на отметке 499 долларов США, что на 50 долларов США ниже рекомендованной стоимости AMD Radeon HD 7970. Однако, у AMD Radeon HD 7970 есть трёхмесячная «фора», благодаря которой уже сегодня количество видеокарт с оригинальными системами охлаждения и повышенными частотами (а, порой, и весьма прилично повышенными) превышает полтора десятка, в то время, как у NVIDIA они ещё даже не анонсированы. Сейчас же однозначно можно сказать, что появление GeForce GTX 680 приведёт к обострению конкуренции в этом ценовом диапазоне и, скорее всего, повлечёт за собой снижение стоимости видеокарт. А от этого мы с вами будем только в выигрыше.

За кадром:

Первые драйверы NVIDIA GeForce версии 300.99 оставили о себе впечатление довольно «сырого» программного продукта – рывки в Metro 2033, редкие дефекты изображения в Crysis 2 и Battlefield 3, а также длинные задержки при загрузке тестов 3DMark Vantage. Будем надеяться, что новые версии не только исправят эти и другие баги, но и поднимут производительность видеокарты.
Замена штатного термоинтерфейса на графическом процессоре на ARCTIC MX-4 позволила снизить температуру GPU на 4 градуса Цельсия в пике нагрузки и уменьшить максимальную скорость радиального вентилятора на 120 об/мин в автоматическом режиме работы.
Иногда система с установленной GeForce GTX 680 просто не запускалась, капитулируя двумя длинными писками. Вероятно это какая-то частичная несовместимость с материнской платой Intel Siler DX79SI, а может и особенность предоставленного на тестирование экземпляра GeForce GTX 680.
Во время проверки оверклокерского потенциала видеокарты прослеживалась высокая зависимость стабильности от эффективности охлаждения. Так, например, если температура графического процессора не превышала 70 градусов Цельсия (на 85% мощности турбины), то можно было выжать ещё 15-20 МГц по ядру.

Материалы по теме:

Google купила Motorola Mobility
Сегодня компания Google купила производителя смартфонов, компанию Motorola Mobility за $12,5 млрд. Сумма сделки на 63% превышает рыночную стоимость Motorola Mobility. Google выплатит акционерам ...
SPARKLE выпускает видеокарту GeForce GT 220 с пассивным охлаждением
В преддверии выставки Computex компания SPARKLE объявила о расширении модельного ряда видеокарт. Одной из новинок является видеоадаптер на основе GPU NVIDIA GT216, оснащенный 1 ...
Камеры PENTAX Optio WG-1 и WG-1 GPS хорошо защищены от внешних воздействий
Компания PENTAX представила CP+ 2011 две компактные камеры в усиленном исполнении. Новинки, получившие названия Optio WG-1 GPS и WG-1, имеют много общего. Они ...
Citroen показывает свою версию электрического супермини «Survolt»
Представители Citroen на выставке в Женеве — "мы полностью переосмыслил идею небольшого автомобиля, "Survolt" концепция — электрическое транспортное средство, которое соответствует по всем параметрам ...
Мощный смартфон Motorola MT870
Слухи о том, что компания Motorola находится в творческом кризисе, судя по всему, оказались преувеличенными. Лишним подтверждением этому служит тот факт, что ...

Комментарии закрыты.