Огляд і тестування відеокарти NVIDIA GeForce GTX 980

Зовсім недавно на весь світ прогримів анонс графічного адаптера NVIDIA GeForce GTX 980 - флагмана нового сімейства на основі мікроархітектури NVIDIA Maxwell, особливості якої були раніше детально розглянуті у відповідному матеріалі. У даному ж огляді ми хочемо більш детально зупинитися на практичній частині питання. Однак перед тим як перейти до безпосереднього знайомства з моделлю NVIDIA GeForce GTX 980, давайте коротенько пробіжимося по основних нововведеннях, які вона одержала. Так ми надалі зможемо краще розібратися з конструктивними особливостями графічного прискорювача, а також зрозуміти, яких результатів варто чекати від флагмана серії NVIDIA GeForce GTX 9хх.

У компанії NVIDIA нам обіцяють приріст на рівні 50-70% у порівнянні з його попередником − NVIDIA GeForce GTX 680. Причому, чим вища роздільна здатність, тим більш відчутною буде різниця. Для досягнення таких результатів інженерам довелося внести ряд змін як на структурному рівні ядра (удосконалені потокові мультипроцесори, планувальники завдань, контролери пам'яті, кеш першого та другого рівнів), так і на функціональному (поліпшені механізми тесселяції об'єктів, стиснення текстур, методи згладжування).

Усе це привело не тільки до збільшення швидкодії, але й до зниження енергоспоживання. Так, ви все правильно почули: на перший погляд, два взаємовиключні фактори виробнику вдалося поєднати в одному графічному процесорі, який одержав назву NVIDIA GM204. У результаті - дворазова перевага NVIDIA GeForce GTX 980 над NVIDIA GeForce GTX 680 при перерахунку FPS на ват.

Але й це ще не все. Фахівці компанії NVIDIA впровадили в нове сімейство відеокарт підтримку сучасних методів післяобробки графіки, зокрема прорисовування реалістичного освітлення, шерсті й інших об'єктів реального світу. Причому зроблено це не заради «галочки». Описані вище технології вже реалізовані на програмному рівні в передовому движку Unreal Engine 4 і в деяких великих ігрових проектах, які знаходяться у стадії розробки.

Таким чином, «зелені» зробили великий прорив в області продуктивних відеокарт, і «червоним» потрібно терміново приймати якісь заходи, щоб не вибути з конкурентної боротьби. Згідно з чутками, відповіддю компанії AMD повинні стати рішення з лінійки AMD Radeon R9 3xx, анонс яких призначений на лютий 2015 року. Ну що ж, побажаємо успіху «червоним» і перейдемо вже безпосередньо до опису винуватця даного огляду, відеокарти NVIDIA GeForce GTX 980.

Специфікація:

Зовнішній вигляд

До нас у лабораторію потрапив тестовий зразок від компанії NVIDIA, тому описи коробки й комплекту поставки відсутні.

Зовні модель NVIDIA GeForce GTX 980 дуже сильно нагадує топові одночіпові рішення з попередніх серій. У принципі, логіку виробника зрозуміти легко: навіщо витрачати ресурси на розробку нового корпусу та системи охолодження, якщо й старий варіант підійде цілком? У підсумку, новинка одержала той же пізнаваний образ: сріблястий кожух із чорними вставками та віконцем із плексигласу, через яке проглядається основний радіатор. Ближче до інтерфейсної панелі вигравіювана назва самої моделі.

Більше змін перетерпіла зворотна сторона графічного адаптера, яка обзавелася рифленою металевою пластиною. Забігаючи вперед, відзначимо, що вона практично не бере участь у процесі відведення тепла від компонентів відеокарти, а лише підсилює жорсткість усієї конструкції. Не виключаємо, що в нереференсних варіантах моделі NVIDIA GeForce GTX 980 виробники пристосують цю пластину й для потреб системи охолодження.

Напроти кріплення роз’ємів живлення частина «броні» зроблена знімною. Таке технічне рішення покликане поліпшити доступ свіжого повітря до відеокарт, що працюють у режимі NVIDIA SLI. Особливо це буде актуально для зв'язувань формату 3-Way і 4-Way NVIDIA SLI, де графічні прискорювачі, як правило, розташовуються безпосередньо один над одним.

Незважаючи на горде звання флагмана сімейства, модель NVIDIA GeForce GTX 980 має стандартні розміри - 267 х 112 мм (282 х 113 мм згідно з вимірами, зробленими в нашій тестовій лабораторії). Завдяки цьому вона без проблем поміститься в переважній більшості корпусів форматів Mini / Middle / Full Tower. У зібраній системі графічний прискорювач перекриває два слоти. Враховуючи невеликий рівень TDP (165 Вт), навіть на нереференсних варіантах NVIDIA GeForce GTX 980 навряд чи будуть встановлюватися більш широкі системи охолодження.

Для виведення зображення передбачений наступний набір інтерфейсів:

• 1 х DL DVI-I;
• 3 х DisplayPort 1.2;
• 1 x HDMI 2.0.

Таким чином, до новинки можна приєднувати як аналогові, так і цифрові монітори. У першому випадку роздільна здатність обмежена значенням 2048 х 1536, а другому - 4096 х 2160. У принципі, NVIDIA GeForce GTX 980 має підтримку й найбільш передового формату 5K Ultra HD (5120 x 2880). Однак він тільки недавно дебютував в IT-індустрії, тому представляє поки ще мало інтересу для звичайного користувача.

От що дійсно заслуговує на увагу, то це впровадження інтерфейсу HDMI 2.0, який підтримує виведення 4K-зображення із частотою дискретизації 60 Гц. Нагадаємо, що нині використовуваний стандарт HDMI 1.4 для режиму 4K Ultra HD має обмеження в 30 Гц.

Як і у випадку з NVIDIA GeForce GTX 680 / 780, в NVIDIA GeForce GTX 980 передбачене виведення зображення одночасно на 4 незалежні пристрої. Однак у режимі MST (Multi Stream Transport) можливе підключення відразу 7 моніторів, тоді як у флагманів попередніх поколінь ця кількість обмежувалася 6-ма.

Друкована плата й елементна база

Друкована плата моделі NVIDIA GeForce GTX 980 відрізняється від тих, що ми бачили в її попередників. І якщо це не нова розробка, то, принаймні, глибока модернізація старої, особливо в області живлення. Також відразу впадає в око, що плата готувалася «на виріст». Наявність посадкових місць для додаткових фаз живлення, мікросхем пам'яті, компонентів фільтрів і навіть для 8-контактного роз’єму наводить на думку, що в майбутньому на її основі будуть побудовані потужніші версії відеокарт, наприклад, NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. Принаймні, з погляду схемотехніки для цього є всі передумови. Та й порівняно низький рівень TDP новинки в 165 Вт дозволяє легко нарощувати потужність, без побоювання вийти за межі 250-ватного діапазону.

Напевно, саме тому в конфігурації перетворювача живлення ядра ми можемо спостерігати місця для компонентів ще двох додаткових фаз. Що ж стосується розглянутої моделі NVIDIA GeForce GTX 980, то її графічний процесор живиться від чотирьох фаз. Ще одна виділяється для живлення чіпів пам'яті. Таким чином, схема VRM у новинки виглядає як 4+1, тоді як в NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti - 6+2. Природно, що у всіх випадках ми говоримо про еталонні варіанти.

Компонентна база моделі NVIDIA GeForce GTX 980 набрана з елементів високої якості: у вузлах фільтрації напруг встановлені твердотільні конденсатори (переважно танталові) і котушки з феритовими осердями в закритих корпусах.

При проектуванні силової частини виробник відмовився від використання високоефективних мікросхем типу DrMOS, замінивши їх зв'язуванням зі звичайних транзисторів (двох NTMFS4935N і одного NTMFS4927N) і окремого драйвера. Навряд чи варто засуджувати компанію NVIDIA за таке технічне рішення. Адже менше енергоспоживання ядра пред'являє й менші вимоги до перетворювача живлення. А це у свою чергу сприятливо впливає й на кінцеву вартість відеокарти. Дійсно, в «зелених» уперше за кілька останніх років з'явився флагман серії, за який не потрібно платити позахмарні суми.

У якості ШІМ-контролера модуля живлення GPU виступає чіп NCP81174. Він може керувати 4-ма фазами в максимальній конфігурації VRM і має підтримку всіх сучасних енергозберігаючих і захисних технологій, зокрема від перегрівання, надструмів, підвищеної та зниженої напруги живлення. Теоретично даний контролер може забезпечити живлення на відеоядрі аж до 2 В. Природно, що в реальності буде використовуватися куди менше значення. Проте, для любителів оверклокінгу після проведення апаратного вольтмода відкриваються великі можливості для розгону відеокарти.

ШІМ-контролер перетворювача живлення для пам'яті представлений нерозпізнаною мікросхемою з маркуванням «1L=FL».

Крім слоту PCI Express х16, живлення новинки забезпечується через два додаткові 6-контактні роз’єми. Власники недорогих блоків живлення повинні радіти при цих словах. Відзначимо, що від'єднання конекторів PCIe досить зручне: кожух системи охолодження ніяк не заважає цьому процесу.

Як і всі топові рішення від компанії NVIDIA, модель NVIDIA GeForce GTX 980 підтримує режим NVIDIA SLI. Завдяки наявності двох роз’ємів можна створити дуже потужну ігрову конфігурацію, яка поєднує від двох до чотирьох відеоприскорювачів.

В основі новинки лежить графічний чіп NVIDIA GM204-400-A1, виготовлений за 28-нм техпроцесом з використанням передової мікроархітектури NVIDIA Maxwell. Він включає до свого складу 16 потокових мультипроцесорів з 2048 ядрами CUDA і 128 текстурними блоками, а також 4 контролери пам'яті із прикріпленими до них 64 модулями растеризації (цей параметр утиліта GPU-Z 0.7.9 визначила неправильно).

Частотна формула GPU NVIDIA GM204-400-A1 виглядає наступним чином: 1126 МГц - базова швидкість і 1216 МГц - динамічна в режимі NVIDIA Boost.

Пам'ять відеоприскорювача NVIDIA GeForce GTX 980, загальний обсяг якої становить 4 ГБ, набрана з 8-ми чіпів Samsung K4G41325FC-HC28 стандарту GDDR5. Судячи з маркування, вони працюють при напрузі живлення 1,5 В з ефективною частотою 7000 МГц (насправді трохи більшою - 7012 МГц). Це до певної міри компенсує порівняно невелику для топових рішень ширину шини відеопам'яті в 256 біт. Таким чином, загальна пропускна здатність даного вузла становить 224 ГБ/с. Щоб виключити появу яких-небудь затримок, пов'язаних із шириною шини пам'яті, розробниками були вдосконалені алгоритми по упаковці текстур. Їх ми більш докладно розглядали в матеріалі, присвяченому знайомству з мікроархітектурою NVIDIA Maxwell.

Система охолодження

Конструкція кулера відеокарти NVIDIA GeForce GTX 980 складається з кількох частин. Основою йому служить велика алюмінієва пластина, яка відводить тепло від чіпів пам'яті та силових елементів перетворювачів живлення. До неї прикручений кожух, радіатор і радіальний вентилятор, відомий у народі як «турбіна».

На перший погляд може здатися, що ця система охолодження повністю запозичена від флагманів попереднього покоління, NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti. Це не зовсім так. Зовні подібність, безумовно, є. Однак якби ми могли розрізати радіатор, то замість великої випарної камери побачили б три мідні теплові трубки. Спрощення конструкції, а виходить, і знову ж зменшення кінцевої вартості відеокарти, прямо пов'язане з низьким рівнем TDP в 165 Вт.

У якості теплознімача виступає мідна пластина, поздовжні ж ребра радіатора зроблені з алюмінію.

Уся ця конструкція продувається традиційною для компанії NVIDIA «турбіною». На жаль, вентилятор не має ніяких розпізнавальних знаків, тому навести його абсолютні характеристики ми не можемо. Тестування дозволило лише виявити той факт, що розмір і максимальна швидкість обертання «турбін», встановлених на рішеннях NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti і NVIDIA GeForce GTX 980, збігаються.

Перевагою застосування на відеокартах такого типу вентиляторів є відведення гарячого повітря за межі комп'ютерного корпусу. До недоліків же можна віднести підвищений шум при великій швидкості обертання. Але це все в теорії. Давайте краще подивимося, як поводиться даний кулер на практиці. Для моніторингу показників відеоприскорювача використовувалася утиліта MSI Afterburner.

В автоматичному режимі при тривалому максимальному навантаженні температура графічного ядра доходила до позначки 75°С, що можна вважати хорошим результатом для продукту такого рівня. За даними вбудованого тахометра вентилятор працював на швидкості близько 1700 об/хв. При цьому створювався низький рівень шуму, який був цілком комфортним для тривалого проводження часу за комп'ютером. Але ж це ми маємо справу тільки з еталонною системою охолодження. Які ж тоді результати продемонструють моделі на базі NVIDIA GeForce GTX 980 з нереференсними варіантами кулерів? З нетерпінням чекаємо їхньої появи в нашій тестовій лабораторії.

У режимі максимальної швидкості обертання вентилятора (приблизно 4160 об/хв за даними вбудованого тахометра), температура GPU знизилася до 52°С. Створюваний при цьому шум, звичайно, відчутно виділявся на загальному тлі й навряд чи його можна назвати комфортним. Але зате подивіться на досягнутий ефект. Нагадаємо, що в аналогічних умовах нагрівання графічного процесора на відеокартах NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti не опускалося нижче 70°С.

Також звертаємо вашу увагу, що в режимі максимального навантаження частота ядра досягала 1240 МГц при максимальному заявленому значенні в 1216 МГц. Це не помилка програми. NVIDIA GeForce GTX 980 у режимі NVIDIA Boost дійсно може працювати на швидкості, що перевищує заявлені показники. Головне, щоб при цьому температура й рівень енергоспоживання графічного адаптера не залишали допустимі межі.

При відсутності навантаження частота та напруги на GPU, а також швидкість пам'яті, автоматично знижувалися, що приводило до їхнього меншого енергоспоживання й тепловиділення. Вентилятор у такому режимі обертався зі швидкістю близько 1140 об/хв за даними вбудованого тахометра. При цьому не видавалося практично ніякого шуму, а температура графічного процесора не перевищувала 34°С.

Тестування