Як впливає швидкість PCIe на продуктивність GeForce RTX 3060 Ti, RTX 3070, RTX 3080, RTX 3090?

Отже, ми вже оцінили можливості чотирьох перших відеокарт дуже придатної лінійки NVIDIA Ampere в ігрових тестах і порівняннях з зовнішніми і внутрішніми конкурентами. Але залишається важливе питання: «Як версія інтерфейсу PCIe на материнській платі впливає на їх продуктивність?» Зараз нову ревізію для відеокарт підтримують лише чіпсети AMD X570 і B550. Решта в кращому разі надають PCIe 3.0. Intel перейде на 4-ю версію разом з дебютом 11-го покоління десктопних процесорів з кодовою назвою Rocket Lake. Але на руках залишається ще дуже багато систем з PCIe 2.0. Так, ще є моделі з PCIe 1.1, тільки там уже зовсім неймовірне додавання відеокарти вартістю як кілька таких комп'ютерів.

При тестуванні ми візьмемо нові і найбільш важкі ігри і бенчмарки, щоб по максимуму використовувати пропускну здатність PCI Express і краще відчути різницю. У простіших задачах та іграх відмінність може взагалі не відчуватися.

Але для початку нагадаємо про саму лінійку GeForce RTX 30. 17-го вересня першою до продажу надійшла RTX 3080. Через тиждень до неї приєдналася флагманська RTX 3090. 29-го жовтня вийшла RTX 3070, а з 2-го грудня у продажі можна шукати RTX 3060 Ti.

Усі новинки створені на базі 8-нм мікроархітектури Ampere. Вони отримали нові SM-процесори, друге покоління ядер RT і третє покоління тензорних ядер, кожні з яких до 2 разів швидше від попередників. Дві старші новинки використовують пам'ять GDDR6X, а дві молодші - GDDR6. І, звичайно ж, всі представлені моделі лінійки RTX 30 підтримують корисні фірмові технології, включаючи DLSS і Reflex.

Перша призначена для рендерингу на базі ШІ, щоб прискорити частоту кадрів і одночасно поліпшити якість картинки. У свою чергу Reflex динамічно знижує затримку системи, щоб ви могли швидше реагувати на ігрові події, що вкрай важливо в змагальних іграх.

Тепер давайте докладніше розглянемо всі ці новинки на прикладі відеокарт MSI серії GAMING X TRIO. Саме вони беруть участь в основному тестуванні.

Почнемо з моделі MSI GeForce RTX 3060 Ti GAMING X TRIO. В її основі знаходиться графічний процесор GA104-200 з підтримкою 4864 ядер CUDA, 38 RT і 152 тензорних ядер. 8 ГБ відеопам'яті набрані з мікросхем GDDR6 із пропускною спроможністю 448 ГБ/с. Базова частота GPU залишилася незмінною, а динамічна підвищена в заводських умовах з еталонних 1 665 до 1830 МГц. Ефективна частота пам'яті не змінювалася і становить 14 ГГц.

За охолодження відповідає кулер TRI FROZR 2 з технологією Core Pipe і вентиляторами TORX FAN 4.0. Мікросхеми пам'яті передають тепло на радіатор через термопрокладки, а на звороті є пластина жорсткості. Не обійшлося без барвистого підсвічування RGB Mystic Light. У комплекті є універсальний кронштейн для будь-якого корпуса, щоб мінімізувати навантаження на слот PCIe x16.

Рекомендована вартість еталонної RTX 3060 Ti становить $399. Це варіант із запасом для Full HD, адже на ній можна запускати навіть важкі ігри в Quad HD на ультра з променями, наприклад, Watch Dogs Legion. Але без DLSS в середньому отримуємо 34 FPS. З DLSS в збалансованому режимі можна розраховувати на близько 60 FPS. Для подібного проекту в 4K вона слабенька: з рейтрейсінгом і без DLSS відеокарта видасть менше за 20 кадрів/с, а після активації чудо технології отримуємо майже в 2 рази більше.

Якщо вам потрібна модель під Quad HD і трохи під 4K, то краще дивіться в бік MSI GeForce RTX 3070 GAMING X TRIO. Рекомендована вартість еталонної версії на $100 вище, ніж у 3060 Ti. Натомість вона пропонує 5888 ядер CUDA, 46 RT і 184 тензорних ядер в складі графічного процесора. Зросла і кількість інших структурних блоків. Зі свого боку MSI додала заводський розгін динамічної частоти з еталонних +1725 до 1830 МГц. Підсистема відеопам'яті не змінилася - 8 ГБ GDDR6 з ефективною швидкістю 14 ГГц.

За охолодження внутрішніх вузлів відповідає кулер TRI FROZR 2 із тим же дизайном і перевагами. Це означає, що радіатор також використовує технології Airflow Control і Wave-curved 2.0 для поліпшення аеродинамічних властивостей, а вентилятори припиняють свою роботу при низьких навантаженнях завдяки технології Zero Frozr.

Що стосується продуктивності в важких проектах на прикладі Watch Dogs Legion, то в Quad HD на ультра з променями і без DLSS отримуємо близько 40 FPS в середньому. Активація рендеринга на базі штучного інтелекту забезпечує заповітні 60+ кадрів/с.

4K з трасуванням і без DLSS все ще даються важко - 22 FPS в середньому не можна назвати іграбельними. Знову на допомогу поспішає технологія DLSS: уже в збалансованому режимі отримуємо 41 кадр/с без помітної втрати якості картинки.

Так що для більш впевненого запуску ігор в Ultra HD необхідно дивитися в бік RTX 3080. Рекомендована вартість еталонного варіанта становить $699, але партнерські версії, наприклад, MSI GeForce RTX 3080 GAMING X TRIO 10G, обійдуться вам дорожче.

GPU цієї новинки має 8704 ядер CUDA, 68 ядер RT і 272 тензорних ядра, а підсистема відеопам'яті набрана з чіпів GDDR6X загальним обсягом 10 ГБ з ефективною частотою 19 ГГц і 320-бітною шиною. Модель від MSI має лише заводський розгін динамічної частоти з 1710 до 1815 МГц. Вона споживає 340 Вт і вимагає підключення трьох 8-контактних конекторів PCIe.

Ефективне відведення тепла забезпечує той же кулер TRI FROZR 2, але з низкою доробок у порівнянні з молодшими моделями. По-перше, технологія Core Pipe використовує додаткову сьому теплову трубку більшого діаметра. По-друге, вентилятори створені на базі більш надійних і довговічних подвійних шарикопідшипників.

Дивимося, на що можна розраховувати в важких проектах на прикладі Watch Dogs Legion. На ультра в Quad HD із променями і без DLSS отримуємо 52 FPS. Зате з DLSS в режимі Balanced середній фреймрейт підскакує майже до 80 кадрів/с.

У 4K без рендеру на базі штучного інтелекту можна розраховувати на 30 FPS - не багато, але вже вище за психологічну позначку в 24 FPS. Додаємо DLSS і радіємо більше за 50 кадрів/с з приємною картинкою.

Ну і для ультимативного 4K, запуску ігор в 8K і для роботи створена RTX 3090 з рекомендованою ціною в $1499. У структурі її GPU знаходяться 10496 ядер CUDA, 82 ядра RT і 328 тензорних ядер. Обсяг відеопам'яті GDDR6X збільшений до 24 ГБ, і це грає важливу роль, особливо в робочих завданнях.

Модель MSI GeForce RTX 3090 GAMING X TRIO 24G додає цьому діаманту в лінійці Ampere заводський розгін динамічної частоти З 1695 до 1785 МГц. Енергоспоживання зросло до 370 Вт, а значить необхідно посилювати конструкцію кулера TRI FROZR 2. В якості додаткового радіатора інженери використовували пластину жорсткості на звороті. Під нею заховані теплові трубки для кращого охолодження чіпів пам'яті.

В іграх на прикладі все тієї ж Watch Dogs Legion на ультра ситуація така. У Quad HD можна спокійно грати з променями і без DLSS при середній швидкості під 60 FPS. З DLSS отримуємо 85 кадрів/с. У 4K без рендеринга на базі ШІ можна розраховувати на 33 FPS, а з DLSS - майже на 60. 

Також RTX 3090 освоює нові рубежі у вигляді роздільності 8K. Для прикладу покажемо кілька різнопланових ігор.

World of Tanks на максималці не викликало ніяких проблем - середня швидкість майже досягла заповітних 60 кадрів/с. До управління претензій немає. На ультра буде в діапазоні 35 FPS, а при Високому пресете - близько 90.

У Rainbow Six Siege загальну якість графіки знизили до середнього рівня, а якість текстур - підняли до ультра. Масштабування викрутили на 100%. На вулиці отримуємо трохи менше за 60 FPS, в будиночку - трохи більше. Грати комфортно.

Death Stranding і в 8K можна проходити при дуже високому пресеті, але без DLSS у режимі «Продуктивність» не обійтися. Картинка залишається чіткою та красивою, а відеоряд - плавним.

Побігати в Fortnite на епіку в 8K і з променями можна тільки з активним DLSS. Причому рейтрейсінг залишаємо на низько-середній рівень, а для DLSS вибираємо режим «Продуктивність». Це, звичайно, в тому випадку, якщо за красою картинки ви не хочете програти дуель навіть нетямущий NPC.

І ще RTX 3090 відмінно себе почуває в робочих завданнях. Наприклад, час рендеру з використанням ядер CUDA в Blender знижується на 43% в порівнянні з RTX 3060 Ti. А якщо активувати швидший і прогресивний метод Optix, то бонус досягає 46%.

У OctaneBench без використання ядер RTX перевага топової новинки над найближчим переслідувачем становить 17%. Активація RTX помітно покращує показники всіх чотирьох новинок, як і у разі з режимом Blender Optix.

Схожу картину бачимо на прикладі бенчмарка V-Ray. У режимі CUDA перевага флагмана над RTX 3080 становить 14,5%, а в режимі RTX воно піднімається до 19%. До речі, у режимі RTX показники наймолодшій новинки перевищують результат RTX 3080 в режимі CUDA.

Іншими словами, розробники багатьох робочих програм вже навчилися задіяти весь потенціал GPU NVIDIA, включаючи ядра RT і Tensor, для прискорення робочих завдань.

Зараз перейдемо до основного тесту, але для початку коротко пробіжимося по стенду.

Щоб було швидко і добре, ми взяли топовий 16-ядерний процесор Ryzen 9 5950X з базовою частотою 3,4 ГГц і динамічним розгоном до 4,9 ГГц.

Систему хотіли зібрати на чіпсеті X570, але подякуємо службі доставки, яка впустила коробку з материнкою, і довелося пересісти на MSI MPG B550 GAMING CARBON WIFI. Особливої ​​різниці не відчули, адже плата підтримує швидкі модулі ОЗП і M.2 SSD. Посилені підсистеми живлення і охолодження гарантують стабільну роботу навіть топових процесорів. А набір мережевих модулів, зовнішніх інтерфейсів та інших можливостей задовольнять навіть найвимогливіших користувачів.

Відповідальною за охолодження процесора призначили 2-секційну водянку be quiet! PURE LOOP 280mm.

У подібних тестах пам'яті мало не буває, ось і взяли низькопрофільний комплект серії DDR4-3600 HyperX Fury Black загальним обсягом 64 ГБ.

Для операційної системи і бенчмарків з головою вистачило M.2 SSD Seagate BarraCuda 510 на 500 ГБ.

Щоб прискорити процес, усі ігри у нас знаходяться на більш швидкому Seagate FireCuda 520 об'ємом 2 ТБ.

Добре вентильований корпус be quiet! SILENT BASE 802 Window Black гарантує необхідний простір і комфортні температури для всіх компонентів.

А за стабільне живлення відповідає тихий кіловатний блок серії be quiet! STRAIGHT POWER 11 з сертифікатом ефективності 80 PLUS Gold.

Сподіваємося, вас не відлякало довгий вступ. Ми готові поділитися результатами тестування. Усі чотири відеокарти прогнали в 4-х іграх. Кожна гра запускалася в трьох роздільностях: Full HD, Quad HD і Ultra HD 4K при трьох версіях PCI Express - 2.0, 3.0 і 4.0.

Нагадаємо, що пропускна здатність між версіями PCIe відрізняється в 2 рази: 8 ГБ/с у другій, 16 у третій і 32 ГБ/с у четвертій. У деяких проектах додатково включали DLSS, щоб оцінити зростання продуктивності.

Перша на черзі - Assassin's Creed Valhalla. Найкраще на зміну версії PCIe вона реагує в роздільності Full HD. Наприклад, для RTX 3060 Ti перехід з 2.0 на 3.0 обіцяє до 7% бонусу, а з 2.0 на 4.0 - 20%. Відчувається навіть перевага четвертої версії над третьою в 10-14%. У Quad HD і 4K приріст сягає 11%. Але з ростом роздільності різниця між PCIe 3.0 і 4.0 практично зникає.

Для інших відеокарт ця тенденція зберігається: в Full HD і Quad HD добре відчувається відрив нових версій PCIe від найстарішою з представлених в тесті, а ось між 4.0 і 3.0 різниця невелика.

Cyberpunk 2077 ми тестували до виходу Hotfix і без модифікації файлу exe, тому на завантаження потоків процесора боляче дивитися, але зараз не про це. Різниця між двома свіжішими версіями PCIe і старішої для роздільностей Full HD і Quad HD становить зазвичай 5-8%. У 4K для перших трьох відеокарт на графіках бачимо більше 50% бонусу, але в реальності там слайд-шоу і вага кожного FPS дуже великий. Дивіться краще на різницю в кадрах/с - там не більше 5 FPS. Тобто на особливий приріст розраховувати не слід.

У RTX 3090 тенденція та ж, просто у неї ресурсів більше, щоб витягати гру в 4K. І, звичайно ж, активація DLSS творить справжні чудеса в плані поліпшення плавності відеоряду.

У Shadow of the Tomb Raider на RTX 3060 Ti різниця між 3.0 і 2.0, а також між 4.0 і 2.0 добре відчувається в Full HD і 4K. Можна розраховувати на бонус в 4-6 FPS. В Quad HD вона мінімальна, як і між двома новими версіями PCIe.

У RTX 3070 максимальна різниця зафіксована в Full HD. У 3080 - в 4K, а у 3090 - в Quad HD. Але у всіх трьох випадках йдеться про бонус в 4-6 FPS. Зайвими вони не будуть, але великої ролі не зіграють.

І наостанок залишили Watch Dogs Legion. Тут зберігається намічена тенденція. Максимальний приріст за середньою швидкістю спостерігається в Full HD між парами PCIe 3.0 vs 2.0 і PCIe 4.0 vs 2.0. Перехід з третьої на четверту версію зазвичай дає бонус в 1-2 FPS, які можна списати на похибку вимірювання.

І оскільки гра важка, то чим потужніший відеокарта, тим краще відчувається перевага від переходу з PCIe 2.0 на 3.0 або 4.0. Наприклад, у RTX 3060 Ti різниця по середній швидкості не перевищує за 4 FPS, а для RTX 3090 вона піднімається до 8 кадрів/с.

Підсумок

На ринку повно систем з інтерфейсом PCIe 3.0, а на руках у користувачів є ще начебто потужні ПК з PCIe 2.0. Чи варто в такому разі дивитися в бік нових відеокарт з PCIe 4.0? Ми розглянули це питання на прикладі чотирьох важких ігор, де можна по максимуму відчути різницю. У проектах простіше вона буде ще нижча.

Що ж ми побачили? Найбільша різниця в результатах відчувається в Full HD. Тут в залежності від гри і відеокарти можна отримати 3-6 FPS від переходу з PCIe 2.0 на 3.0, і ще 2-4 FPS - від зміни третьої ревізії на четверту. Найкраще це видно в Assassin's Creed Valhalla, найгірше - у Cyberpunk 2077.

У Quad HD в основному можна розраховувати на приріст в 2-4 FPS від переходу з PCIe 2.0 на 3.0 і ще 1-2 FPS від поновлення до PCIe 4.0.

У 4K зазвичай бонус становить 1-2 FPS при переході з PCIe 2.0 на 3.0 і з третьої на четверту версію. Часто в другому випадку бонусу взагалі немає.

Тому якщо ви купуєте відеокарту NVIDIA Ampere для системи з PCIe 3.0 можна не паритися зі зміною поточної платформи, якщо потужності процесора вам вистачає. Якщо у вас більш стара система з PCIe 2.0, то відчутна втрата буде лише в Full HD, але продуктивності навіть наймолодшій на сьогодні RTX 3060 Ti з головою вистачить для комфортного запуску будь-яких ігор.

УQuad HD і 4K падіння від використання більш старої версії PCIe відчувається слабо. А якщо в грі є підтримка DLSS, то можна буде радіти плавному відеоряду з променями і якісною картинкою, незалежно від версії внутрішнього інтерфейсу.

Іншими словами, якщо є бажання і можливість побалувати себе хітовою новинкою, то обов'язково зробіть собі такий подарунок.

Автор: Сергій Буділовський 
Переклад: Лілія Масюк