Огляд і тестування відеокарти NVIDIA GeForce GTX 780 Ti

Вихід нового сімейства відеокарт AMD Volcanic Islands створив такий ажіотаж на ринку графічних адаптерів, що навіть зниження цін на «топові» рішення від компанії NVIDIA на цьому тлі пройшло якось непомітно. Щоб змінити ситуацію у свій бік, «зеленим» нічого іншого не залишалося, як випустити модель, яка б затьмарила флагмана з табору конкурентів - AMD Radeon R9 290X.

Хоча, по великому рахунку, така відеокарта в компанії NVIDIA уже є в наявності - NVIDIA GeForce GTX TITAN. На сьогоднішній день - це найшвидший одночіповий графічний адаптер. Однак він не тільки недосяжний для інших рішень у плані продуктивності, але також недоступний для більшості користувачів у плані вартості. Навіть найзапекліші геймери десять разів подумають, перш ніж віддати 1000 доларів за відеокарту. Адже за таку суму можна купити цілу систему, причому доволі пристойного рівня.

Тому компанії NVIDIA була потрібна відеокарта, яка могла б «заткнути за пояс» AMD Radeon R9 290X, і в той же час була б більш доступною для користувачів, аніж NVIDIA GeForce GTX TITAN. Такою моделлю стала NVIDIA GeForce GTX 780 Ti, яка автоматично очолила сімейство графічних адаптерів NVIDIA GeForce GTX 7хх.

На наш погляд, ця відеокарта вже давно була готова до випуску і була певним козирем у грі на ринку графічних адаптерів. Виробник просто вичекав необхідну паузу і задіяв його в потрібний момент. Суть цієї алегорії стає зрозумілою, якщо глянути на мікроархітектуру новинки.

Особливості мікроархітектури

В основі NVIDIA GeForce GTX 780 Ti лежить добре знайомий графічний чіп NVIDIA GK110, який використовує мікроархітектуру NVIDIA Kepler. Однак говорити, що компанія взяла відеоядро від NVIDIA GeForce GTX 780 або NVIDIA GeForce GTX TITAN і просто його перемаркувала, звичайно ж, не можна. Оскільки в новинці чіп включає 15 кластерів SMX з 15 можливих, тоді як на NVIDIA GeForce GTX 780 і NVIDIA GeForce GTX TITAN їхня кількість рівна 12 і 14 відповідно. Враховуючи, що кожний кластер SMX містить у собі 192 ядра CUDA, одержимо, що загальна кількість універсальних шейдерних процесорів в NVIDIA GeForce GTX 780 Ti рівна 2880. А це більше, ніж в AMD Radeon R9 290X (2816 потокових процесорів) і навіть в дорогущої NVIDIA GeForce GTX TITAN (2688 потокових процесорів).

Крім того, використання максимальної кількості кластерів SMX дозволило збільшити і кількість текстурних блоків. Тепер їхня загальна кількість в NVIDIA GeForce GTX 780 Ti становить 240, тоді як в NVIDIA GeForce GTX TITAN - 224, а в AMD Radeon R9 290X - і зовсім 176. Це означає, що фільтрація текстур у новинки буде відбуватися приблизно на 20% швидше, ніж у флагмана з табору конкурентів.

Дивлячись на ці цифри, мимоволі задаєшся питанням: «А навіщо тоді взагалі тримати на ринку модель NVIDIA GeForce GTX TITAN, яка має меншу кількість структурних блоків у складі GPU і більш низькі характеристики, але при цьому коштує значно дорожче?» Напевно, у компанії NVIDIA теж озадачилися цією проблемою, і знайшли з неї дуже простий вихід. Розробники просто зменшили швидкість виконання розрахунків подвійної точності в NVIDIA GeForce GTX 780 Ti, заблокувавши відповідні ядра CUDA (FP64). Тим самим NVIDIA GeForce GTX 780 Ti і NVIDIA GeForce GTX TITAN були розведені в різні сегменти ринку. Перша орієнтована більше на ігри, а друга - на професійні програми, де швидкість обчислень з подвійною точністю більш затребувана.

Крім того, NVIDIA GeForce GTX 780 Ti з самого початку оснащена тільки 3-ма ГБ пам'яті GDDR5, тоді як NVIDIA GeForce GTX TITAN - 6-ма ГБ GDDR5.

І оскільки ми вже торкнулися підсистеми пам'яті, то доречно згадати і про прямого конкурента новинки - AMD Radeon R9 290X. Справа в тому, що NVIDIA GeForce GTX 780 Ti містить шість 64-бітних каналів пам'яті, а AMD Radeon R9 290X - вісім. Таким чином, сумарна «ширина» шини пам'яті в першому випадку становить 384 біти, а в другому - 512 біт. Спочатку може здатися, що от воно - пляшкове горлечко новинки. Але розробники передбачили і цей момент, збільшивши частоту пам'яті до 7 ГГц (в AMD Radeon R9 290X цей показник рівний 5 ГГц). Іншими словами, незважаючи на 384-бітну шину, загальна пропускна здатність відеопам'яті в NVIDIA GeForce GTX 780 Ti навіть трохи вища, ніж у її конкурента (336 проти 320 ГБ/с).

Однак у новинки все-таки є своя ахіллесова п'ята - кількість блоків растрових операцій (ROP). Їхнє число в NVIDIA GeForce GTX 780 Ti обмежене 48, тоді як на AMD Radeon R9 290X присутні 64 такі конвеєри. Тобто в мультимоніторних конфігураціях і при великих роздільних здатностях дисплею флагман з табору «червоних» повинен мати перевагу.

Звичайно, це всього лише «сухі» цифри, але по них можна зробити однозначний висновок - з технологічної точки зору чіп NVIDIA GK110 останньої ревізії (GK110-425-B1) є більш прогресивним, аніж AMD Hawaii XT, використовуваний в AMD Radeon R9 290X.

Навіть за такими важливими параметрами, як енергоспоживання та нагрівання, він знаходиться попереду свого конкурента.

А тепер давайте подивимося, у що все це виливається на практиці.

Дані слайди взяті з офіційного прес-релізу компанії NVIDIA, але навіть у такому випадку перевага NVIDIA GeForce GTX 780 Ti над AMD Radeon R9 290X виглядає досить переконливою. Щоправда, тут варто відзначити, що графіки тестування подано для роздільної здатності 2560 х 1440. У мультимоніторних конфігураціях відрив може виявитися значно меншим або ж взагалі бути відсутнім. Оскільки в цьому режимі позначиться менша кількість блоків растрових операцій і менший обсяг відеопам'яті, аніж в AMD Radeon R9 290X.

Утиліти

Додаток NVIDIA GeForce Experience з підтримкою функції ShadowPlay

Про оболонку NVIDIA GeForce Experience (GFE) ми писали вже неодноразово, але кожний анонс нового продукту від NVIDIA дає зайвий привід згадати про неї, тим більше що компанія постійно впроваджує нові функції. Для тих, хто не знає, NVIDIA GeForce Experience - це утиліта, основним завданням якої є своєчасне оновлення драйверів для відеокарт лінійки NVIDIA GeForce і оптимізація ігрових налаштувань для користувацької системи, виходячи з системних вимог конкретної гри та конфігурації ПК.

Досить вибрати зі списку одну з ігор, встановлених на комп'ютері, і натиснути на клавішу «Optimize», - усе інше програма зробить за вас. Причому буде знайдений максимально точний баланс між продуктивністю і якістю картинки. Досить зручно, особливо якщо враховувати, що в сучасних іграх іноді стільки різних налаштувань, що не завжди навіть розумієш, за що вони відповідають, і які значення потрібно задавати.

Додаток NVIDIA GeForce Experience здатний знайти та встановити оптимальні налаштування до понад сотні ігор і для всіх сучасних відеокарт компанії NVIDIA, включаючи й розглянуту в даному огляді модель.

Але найцікавішою можливістю став інструмент відеозахоплення під назвою «NVIDIA ShadowPlay». Дана функція дозволяє записувати відео ігрового процесу в реальному часі, причому в роздільній здатності 1920 х 1080 з частотою 60 кадрів за секунду. Для запису використовується вбудований в усі графічні адаптери серій NVIDIA GeForce GTX 6xx і 7xx апаратний H.264-кодер NVENC. Таким чином досягається мінімальна втрата продуктивності під час ігрового процесу.

Нижче представлені відеоролики з ігор Batman: Arkham Origins і Call of Duty: Ghosts, отримані за допомогою функції NVIDIA ShadowPlay. В обох випадках була встановлена роздільна здатність 1920 х 1080 і середні та максимальні налаштування графіки.

Гра Batman: Arkham Origins

Гра Call of Duty: Ghosts

Після активації процесу запису відео за допомогою технології NVIDIA ShadowPlay, середній показник FPS (кількість кадрів за секунду) при максимальних налаштуваннях у грі Batman: Arkham Origins впав з 112 до 106, а в Call of Duty: Ghosts - з 125 до 118. Тобто при використанні цієї функції продуктивність знижується всього на 5-6%, що на наш погляд, є несуттєвим.

Технологія NVIDIA ShadowPlay уже одержала багато позитивних відгуків, тому компанія NVIDIA і далі планує її активний розвиток. Зокрема, у майбутніх версіях NVIDIA GeForce Experience з'явиться можливість інтеграції з онлайн-сервісом Twitch.tv, що дозволить власникам сучасних карт від компанії NVIDIA пересилати туди відео напряму. Така можливість уже зараз реалізована для сервісу YouTube.

Утиліта від EVGA

Для оптимізації налаштувань на NVIDIA GeForce GTX 780 Ti, компанія радить використовувати утиліту від EVGA. За своїм функціоналом вона повністю відповідає популярній програмі MSI Afteburner. Щоправда, у варіанті від EVGA використовується більш цікавий і барвистий інтерфейс.  

А зараз пропонуємо перейти від теорії до практики та подивитися, що ж насправді являє собою графічний адаптер NVIDIA GeForce GTX 780 Ti.

Специфікація:

Зовнішній вигляд

До нас у тестову лабораторію потрапив OEM-зразок відеокарти NVIDIA GeForce GTX 780 Ti, тому опис упаковки та комплекту поставки відсутній. Відразу перейдемо до зовнішнього вигляду самого графічного адаптера.

NVIDIA GeForce GTX 780 Ti має дизайн, що вже став стандартним для «топових» еталонних рішень. Якщо забрати напис «GTX 780 Ti», то новинку легко сплутати з NVIDIA GeForce GTX 780 або ж NVIDIA GeForce GTX TITAN. Усю лицьову частину закриває величезний кулер зі стильним сріблястим кожухом. Тут система охолодження також складається з випарної камери та вентилятора радіального типу. Така конфігурація забезпечує хороше відведення тепла від основних компонентів пристрою, а також викидання нагрітого повітря за межі корпусу. Щоправда, недоліком таких кулерів, як правило, є підвищений шум при високій швидкості обертання «турбіни». Цей момент ми обов'язково перевіримо трохи пізніше, під час тестування.

Ще одним елементом системи охолодження є цільна алюмінієва пластина, яка контактує з чіпами пам'яті та силовою частиною перетворювача живлення. Вона також служить свого роду ребром жорсткості для відеокарти та основою для кріплення вентилятора.

У цілому, модель NVIDIA GeForce GTX 780 Ti не можна назвати великою. При довжині 28,1 см (згідно з нашими вимірами) її можна буде встановити в більшість сучасних корпусів.

Ширина новинки - стандартна, а система охолодження сконструйована таким чином, щоб у комп'ютері вона перекривала тільки два слоти для карт розширення. На одній зі сторін знаходиться напис «GEFORCE GTX», який під час роботи підсвічується зеленим кольором - фірмова особливість «топових» еталонних рішень від компанії NVIDIA.

Тильна сторона друкованої плати не викликає особливого інтересу. Привертає увагу хіба що наявність місць під додаткові чіпи пам'яті. Зрозуміло, що розведення доріжок на платі NVIDIA GeForce GTX 780 Ti залишилося від її «донора» - NVIDIA GeForce GTX TITAN. Але це також наводить на думку, що, можливо, через якийсь час ми побачимо і версії NVIDIA GeForce GTX 780 Ti з 6 ГБ пам'яті «на борту». Принаймні, для цього є всі передумови, головне, щоб у самій компанії NVIDIA дали «зелене світло».

Для виведення зображення на NVIDIA GeForce GTX 780 Ti передбачений наступний набір інтерфейсів:

• 1 х DVI-I;
• 1 х DVI-D;
• 1 х HDMI;
• 1 х DisplayPort. 

Даний набір можна вважати оптимальним, оскільки він охоплює дуже широке коло відеоінтерфейсів і дозволить підключати монітори різного типу.

Підтримуються наступні роздільні здатності:

• цифрова - до 4096 x 2160;
• аналогова - до 2048 x 1536.

Друкована плата та елементна база

NVIDIA GeForce GTX 780 Ti

NVIDIA GeForce GTX TITAN

Ми неспроста назвали NVIDIA GeForce GTX TITAN «донором» для NVIDIA GeForce GTX 780 Ti, адже глянувши на ці дві світлини дуже важко знайти відмінності. Вони, звичайно, є, але незначні, і в основному торкнулися тільки вузлів стабілізації та фільтрації напруг: на виходах фаз живлення додалося кілька танталових конденсаторів, вхідні LC-фільтри також перетерпіли мінімальні зміни. Все-таки, тут використовується відеоядро NVIDIA GK110 на новому степпінгу, а отже і вимоги до підсистеми живлення дещо посилилися.

У цілому ж структура перетворювача живлення не змінилася. Він виконаний за схемою 6+2+1 фаза (для GPU, чіпів пам'яті та PLL відповідно). До якості елементів немає ніяких зауважень: у всіх колах встановлені твердотільні та танталові конденсатори, а також дроселі з феритовими осердями.

Силова частина перетворювача живлення GPU включає шість інтегральних мікросхем FDMF6823A (по одній на кожну фазу), які основані на технології DrMOS (Driver + Mosfet). Даний чіп в одному низькопрофільному термостійкому корпусі поєднує два польові транзистори, повнофункціональний драйвер і обмежувальний діод. Таке рішення дозволяє досягнути більш високої ефективності роботи в порівнянні зі звичайною топологією перетворювача живлення. Зокрема, їхній ККД може досягати 93%, а максимальне навантаження - 55 А.

Силова частина перетворювача живлення пам'яті складається зі звичайних MOSFET-транзисторів: двох NTMFS4983NF і двох NTMFS4925N.

У якості ШІМ-контролера використовується чіп NCP4206 виробництва ON Semiconductor. Він може керувати шістьма фазами та, згідно зі специфікацією, дозволяє змінювати напругу в межах від 0,375 до 1,6 В. Перевагою даного чіпа є те, що ним легко керувати сторонніми утилітами. Зокрема, можна без проблем підняти межу програмного вольтмода до значення 1,3 В.

Крім слоту PCI Express х16, живлення новинки забезпечується через два додаткові роз’єми (6-контактний і 8-контактний), розташовані на торці графічного адаптера. Відзначимо, що від'єднання конекторів PCI-E досить зручне: кожух системи охолодження ніяк не заважає цьому процесу.

До речі, в NVIDIA GeForce GTX 780 Ti з'явилася цікава функція під назвою «Power Balancing», яка допоможе досягнути кращих і більш стабільних результатів при розгоні. Суть її полягає в тому, що вона рівномірно розподіляє навантаження між трьома джерелами живлення (слот PCI Express х16, 6-контактний PCI-E і 8-контактний PCI-E) під час оптимізації параметрів відеокарти. Тим самим виключається ситуація, коли один з них виявляється перевантаженим, а інші – навпаки, недовантаженими. 

Природно, що пристрій подібного рівня підтримує режим NVIDIA SLI. Завдяки наявності двох роз’ємів, можна створити дуже потужну ігрову конфігурацію, яка поєднує від двох до чотирьох відеоприскорювачів.

В основі NVIDIA GeForce GTX 780 Ti лежить графічний чіп NVIDIA GK110 (Kepler), виготовлений за 28-нм техпроцесом, який складається з 2880 універсальних шейдерних конвеєрів (або ядер CUDA згідно з термінологією NVIDIA) і включає 48 блоків растеризації та 240 блоків текстурування. Частота роботи графічного ядра рівна 876 МГц у номінальному режимі та 928 МГц - у турборежимі.

Однак не обійшлося і без чергової загадки. На початку статті ми згадували, що в NVIDIA GeForce GTX 780 Ti використовується нова версія чіпа NVIDIA GK110 з індексом B1, що, власне, можна прочитати на теплорозподілювальній кришці GPU. Однак утиліта GPU-Z 0.7.4 визначила його як ревізія А1, тобто як графічний процесор ще минулого зразка. Звичайно, модель NVIDIA GeForce GTX 780 Ti тільки з'явилася на ринку, і, швидше за все, програма просто все ще некоректно визначає деяку інформацію. Але також це дає привід засумніватися, а чи був взагалі здійснений перехід на новий степпінг? Схожі чутки зовсім недавно заполонили інтернет, тільки стосувалися вони відеоприскорювача AMD Radeon R9 280X і того, що в ньому не використовується чіп AMD Tahiti XTL, а замість цього застосовується звичайний AMD Tahiti XT2. Тепер і у фанатів продукції AMD також з'явився привід звинуватити конкурента в маркетингових махінаціях.

Що стосується відеопам'яті, то тут уже двох думок бути не може. Загальний її обсяг на NVIDIA GeForce GTX 780 Ti становить 3 ГБ. Набрана пам'ять за допомогою 12-ти чіпів SK Hynix H5GQ2H24AFR. Вважається, що мікросхеми виробництва саме цієї компанії найкраще адаптовані для високих частот. Ще раз нагадаємо, що на моделі NVIDIA GeForce GTX 780 Ti пам'ять працює з дуже високою швидкістю - 7 ГГц. Обмін даними здійснюється за допомогою 384-бітної шини, при цьому пропускна здатність досягає 336 ГБ/с.

Система охолодження

Як уже було сказано раніше, система охолодження ідентична тій, яку ми бачили на моделях NVIDIA GeForce GTX TITAN і NVIDIA GeForce GTX 780. Тому окремо описувати її ще раз немає особливого змісту. Якщо хочете більш детально ознайомитися з її конструкцією, пропонуємо перейти за посиланнями вище. Ми ж вирішили зосередитися в першу чергу на оцінці ефективності штатного кулера та на інших його параметрах.

Для моніторингу показників роботи відеокарти використовувалася утиліта MSI Afterburner.

В автоматичному режимі при тривалому максимальному навантаженні температура графічного ядра доходила до позначки 83°С, що можна вважати не найкращим результатом для продукту такого рівня. Вентилятор працював на 62% своєї потужності (близько 2560 об/хв за даними вбудованого тахометра), при цьому рівень створюваного шуму можна охарактеризувати як «середній, і цілком комфортний для тривалого проводження часу за комп'ютером».

У режимі максимальної швидкості обертання вентилятора (близько 4200 об/хв за даними вбудованого тахометра), температура GPU знизилася до 70°С. Створюваний шум виділявся на загальному тлі й був зовсім некомфортним для постійної роботи. Однак тут варто відзначити, що даний режим активувався навмисно, і в реальних умовах експлуатації при автоматичному регулюванні швидкості обертання лопатей вентилятора він малоймовірний.

При відсутності навантаження частоти графічного ядра та пам'яті автоматично знижуються, що приводить до зменшення їхнього енергоспоживання і тепловиділення. Вентилятор у такому режимі обертається зі швидкістю 26% від максимальної (близько 1140 об/хв за даними вбудованого тахометра). При цьому не створюється практично ніякого шуму, а температура GPU не перевищує 36°С.

Тестування