В начале весны 2017 года калифорнийская компания официально представила для любителей виртуальных баталий свою новую «боевую машину» — GeForce GTX 1080 Ti. Данный видеоадаптер нацелен на особо требовательных геймеров, при этом не имеющих особых ограничений в бюджете. Модель GTX 1080 Ti является возможно заключительным, но при этом самым громким «мажорным аккордом» в линейке видеокарт, основанных на архитектуре Pascal. Что же может предложить самая мощная одночиповая видеокарта 2017 года? Давайте посмотрим.
При первом взгляде на новинку можно обратить внимание на почти полную внешнюю схожесть с GeForce GTX 1080. Однако, по внутреннему содержанию GeForce GTX 1080 Ti является скорее родственницей прошлого абсолютного флагмана TITAN X (Pascal). Да-да, именно «прошлого», так как NVIDIA, ни много, ни мало, именует своё новое детище как «самая быстрая» игровая видеокарта из выпущенных когда-либо корпорацией. По заявлению «зеленых» превосходство в производительности над упомянутой выше GTX 1080 составляет более 30 процентов. О справедливости этой информации, а также о величине превосходства над TITAN X Pascal будет сказано ниже по результатам проведенных тестов.
Подобно последнему «Титану» GeForce GTX 1080 Ti в своем основании имеет GPU, носящий кодовое наименование GP102 и построенный на графической архитектуре Pascal. Одинаковое количество ядер CUDA (3584) делает эти модели схожими, но объем видеопамяти у новинки немного уменьшен — с 12 до 11 ГБ. Однако память типа GDDR5X у видеочипа GTX 1080 Ti работает на более высокой эффективной частоте 11 ГГц, вместо 10. В результате у новой модели выросла пропускная способность до 484 ГБ/с, что даже более, чем у последнего «Титана». Новинка имеет немного «суженную» шину памяти — 352 бита, вместо 384. А вот тактовая частота процессора в режиме boost может достигать 1582 МГц, в тот время как у TITAN X Pascal эта величина составляет 1531 МГц.
Рассмотрим подробнее технические характеристики упомянутых графических адаптеров в сравнении друг с другом.
Пропускная способность Гбайт/с
Потоковых мультипроцессоров
По рекомендации производителя мощность блока питания для системы должна быть не менее 600 Вт. В референсной модели используется подсистема с семифазным питанием, имеющая регуляторы напряжения VRM, а также сдвоенные переключатели FET, позволяющие снижать нагрузку. Вместе с этим транзисторы MOSFET также получают более низкий температурный режим работы. Все эти составляющие позволили снизить шум GeForce GTX 1080 Ti до 2,5 дБ, и понизить температуру при нагрузке на 5°C в сравнении с GeForce GTX 1080.
Размер модели Founders Edition составляет 268 (длина) × 102 (высота) × 37 (ширина) мм. Рассматриваемая видеокарта имеет один разъём HDMI 2.0b и три DisplayPort 1.4. Технологии, поддерживаемые GeForce GTX 1080 Ti, следующие: Multi-Projection, NVIDIA GameStream, NVIDIA SLI Ready, VR Ready, NVIDIA Ansel, NVIDIA G-SYNC, Microsoft DirectX 12 API (12_1), Vulkan API, OpenGL 4.5.
Тестирование GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition в играх* (среднее количество FPS
)
The Witcher 3: Wild Hunt 
The Division
DOOM 2016
FarCry Primal
Fallout 4*Для тестирования использовалась следующая конфигурация стенда: процессор Intel Core i7-6700K, мат. плата ASUS Maximus VIII Extreme, оперативная память G.Skill 32 Гб, SSD Plextor PX-256M6Pro, блок питания Corsair AX1500i, операционная система Windows 10 (64 Bit). Версия драйвера NVIDIA GeForce: 378,92.
Таким образом, громкое заявление компании NVIDIA о выпуске самой быстрой в мире игровой видеокарты, построенной на одном GPU, целиком и полностью оправдано. При тестировании в 3DMark Fire Strike GeForce GTX 1080 Ti набрала 27805 очков. В игровых и синтетических тестах превосходство новинки над GeForce GTX 1080 действительно достигает 30 (а порой и 35) процентов.
В отношении TITAN X Pascal, несмотря на уменьшение ширины шины, а также снижение объема видеопамяти, GeForce GTX 1080 Ti показывает превосходство до 5%. Происходит это благодаря увеличению пропускной способности и повышению тактовой частоты. Если же обратить внимание на разницу в производительности с прошлой GeForce GTX 980 Ti, то новая модель линейки GeForce мощнее примерно на 60%.
Сравнивая новинку NVIDIA с самой производительной на начало весны 2017 года видеокартой от AMD — Radeon R9 Fury X, мы видим абсолютное превосходство модели GTX 1080 Ti. Даже новый Radeon RX Vega, выход которого ожидается в ближайшее время, вряд ли сможет полноценно конкурировать в производительности с последним флагманом NVIDIA.
И напоследок о цене. На момент анонса (март 2017 года) стоимость GeForce GTX 1080 Ti составляет 699 долларов США. И эта сумма меньше стоимости TITAN X Pascal на 500 долларов. В российских денежных единицах рекомендованная на новинку цена составляет 52990 рублей. Официальные поставки новой видеокарты начались 10 марта, и помимо референсного образца мы увидим разнообразие партнерских моделей.
Зарубежные обзоры могут быть объективными, тесты — проведёнными по всем канонам и правилам, но что толку, если их демостенды стоят, как автомобиль, а в наше время мало кто обновляет всю «начинку» разом. Процессор трёх-, а то и пятилетней давности отлично справляется. DDR3, даром что не модной, накопилось 32 или 64 ГБ. Но вот видеокарту родом из 2012–2013 годов стоит с почётом проводить на пенсию, благо NVIDIA как раз родила отличную замену — NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti, злую настолько, что будет тащить в играх ещё несколько лет. Только хватит ли прыти остальному «железу» за ней угнаться?
Большой Pascal
Когда NVIDIA показала миру первые видеокарты серии Pascal, у многих игроманов дух перехватило. Калифорнийские парни обещали настоящие чудеса: где это слыхано, чтобы типичный середнячок (GTX 1060 6GB) в большинстве случаев наваливал предыдущему флагману в лице GTX 980? Остальные карточки были также хороши (тест-сравнение на примере ASUS мы публиковали в декабре прошлого года), а для законченных маньяков вышел новый GTX Titan X — 12 ГБ сверхбыстрой памяти GDDR5X, огромный кристалл с дюжиной миллиардов транзисторов внутри, горячий норов, бескомпромиссная производительность и мощный хук справа по кошельку.
Все мы помним, как складывалась ситуация с прошлым поколением: сначала обычные видеокарты плюс Titan, а потом вдруг вышло нечто прекрасное: по производительности в играх незначительно медленнее, чем топ от NVIDIA, но ощутимо доступнее. Да-да, речь о старушке GTX 980 Ti. В этом году игровое сообщество ждало чего-нибудь похожего, и вот дождалось: Titan X подкачался к лету, сбросил лишний жирок и появился по куда более привлекательной цене как NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti.
Внутренний мир
Из всего семейства «Паскалей» только младшие чипы, установленные в GTX 1050 и GTX 1050 Ti, создавались отдельно: там и другое количество кластеров вычислительных ядер внутри одного исполнительного блока, и техпроцесс отличается. Вся остальная компания, начиная с Titan и заканчивая младшей GTX 1060 — плоды одного древа. Компоновка выполняется из отдельных одинаковых блоков, чипы, не прошедшие контроль качества для старшей версии обрезаются до младшей (Titan X превращается в GTX 1080 Ti, 1080 в 1070, а 1060 с 6 ГБ видеопамяти в трёхгигабайтную версию с одним отключённым кластером). В результате и потребителям есть из чего выбрать, и NVIDIA снижает издержки производства, что, несомненно, положительно сказывается на цене.
GeForce GTX 1080 Ti — типичный представитель игровых «Паскалей». Чудо не случилось, HBM2 не завезли, поэтому общее устройство видеокарты мало чем отличается от остальных видеокарт серии, разница в цифрах, а не в принципиальной схеме: на картинке всё видно.
GeForce GTX 1080 Ti — эволюция в действии
Если мы сравним прошлогодний Titan на Maxwell, «флагманскую» GTX 980 и «суперфлагманскую» GTX 980 Ti, картина будет следующая:
В 2017-м NVIDIA не стала изобретать велосипед, и уберпушка GTX 1080 Ti всё так же максимально похожа на своего старшего брата из просьюмерской линейки, причём реальная производительность в играх отличается ещё меньше, чем в паре из прошлого года: Pascal гонится, как резиновый, а за время наработки чипов для Titan инженеры наверняка извлекли для себя кучу полезной информации и улучшили внутреннюю разводку.
Видите разницу между GTX 1080 Ti и Titan X? А она есть! Отключён один из контроллеров памяти и один блок растеризации. Правда, в результате общая производительность в играх только… выросла! Мелочь тут, мелочь там, а в сумме и тактовые частоты уже отличаются в большую сторону, и разгонный потенциал можно реализовать в полной мере, и в производстве чип стал дешевле.
Тестовая конфигурация
Раз уж контекст испытаний у нас приближён к реальности, а не измеряет сферических коней в вакууме, возьмём «железо», которое до сих пор жжёт напалмом в абсолютных величинах, но никак не суперновое.
Core i7–3930k вышел в последнем квартале 2011 года. На тот момент это был полный шик: шесть ядер, TurboBoost до 3,8 ГГц (а удачные экземпляры гнались до 4,2–4,5), четыре канала памяти, до 128 ГБ ОЗУ… В общем, железка на века. Он и сейчас неплохо справляется со своими обязанностями, а в игровых тестах более молодые «камни» в основном получают преимущество там, где важнее чистые мегагерцы, а не количество ядер.
В паре с процессором работают 32 ГБ высокоскоростной DDR3-памяти Kingston HyperX Beast (1866 МГц). Частота оперативки практически напрямую конвертируется в эффективность, если вы играете в игры на высоком разрешении. Конечно, DDR4 с её 2,4–3,2 ГГц смогла бы эффективнее обслужить все запросы, но у 35% игроков до сих пор стоит 2х4 ГБ DDR3 (по данным Steam и других платформ).
В качестве SSD под систему и самые требовательные игры используется Kingston UV400 на 480 ГБ. Скорость — 500+ МБ/сек на линейное чтение, примерно столько же на запись. Не рекордсмен, но очень хороший диск для рабочей станции или домашней игровой «пекарни».
В качестве конкурентов по производительности — пара прошлогодних генераторов зависти, GTX 980 Ti, которые в SLI могут похвастаться 5632 вычислительными ядрами и 12 ГБ видеопамяти (по 6 ГБ на «голову»).
Посмотрим, хватит ли такого «железа» для GTX 1080 Ti, и как сильно будут отличаться результаты от нашего теста Titan X Pascal, который проводили с куда более современной машинкой: вместо шестиядерника из прошлой эпохи использовался i7–6800K в связке с DDR4.
За отображение результатов в 2560×1440 будет отдуваться игровой монитор AOC AG271QG: он обладает очень низкой задержкой, поддерживает функцию G-Sync, которая отлично сглаживает визуальные просадки по fps и уменьшает время реакции монитора на сгенерированный системой кадр.
Тесты в разрешении 4k можно проводить с технологией NVIDIA для установки повышенного виртуального разрешения, но она несколько смазывает результаты теста, т.к. видеокарта производит дополнительные расчёты при пережатии кадра до нативного разрешения монитора. Поэтому мы использовали 4k-дисплей BDM3275UP от Philips. Игровых фич он лишён, зато не загрязняет бенчмарки.
Объективные измерения
Unigine Heaven’s benckmark в момент своего появления удивлял всех тем, как плоскую и невыразительную брусчатку новая и сложная на тот момент тесселяция превращала в объёмные булыжники. Шкура дракона из обычной текстурки одним хоткеем вырастала в сияющие чешуйки. Заклёпки, ткани, черепица, словом, всё вокруг обретало объём. Сама по себе технология не создаёт ничего сверхъестественного: единственное, что по-настоящему производит аппаратный модуль тесселяции — дробит полигональную сетку на группу равных промежуточных фигур. А уже дальше шейдеры (в частности, применением карты искажений) могут взаимодействовать с новообразованными вершинами и гранями, превращая плоскую поверхность, на которой было нечего «вытягивать», в шипастого огнедышащего змея. Ну, или из «простой» модельки делать сложную и высокодетализированную:
Сами понимаете, объём вычислений просто колоссальный, и потребление памяти соответствующее. Первый прогон, второй, третий — контрольный — и вот на экране сумасшедших 2832 попугая. На одной карте. Без разгона.
Неплохо? Обратимся ко второму синтетическому тесту: 3DMark у нас мелькает почти во всех железячных обзорах, он объективен, проверяет результаты и действительно нагружает видеокарту по-максимуму: самые современные технологии, сложнейшие сцены со сложными моделями и кучей деталей, всё как надо.
Meant to be played
Смотреть на производительность одной из быстрейших видеокарт на планете в разрешении 1920х1080 — несусветная глупость. Лучшие игровые мониторы уже обзавелись разрешением 2560х1440 при частоте обновления в 144, 160 и даже 200 Гц, а ведь есть ещё модели с соотношением сторон 21:9 (3440х1440), куда сильнее нагружающие видеокарту вычислениями, а некоторые и вовсе одной ногой в будущем: модельки с 4K уже пару лет как на рынке. Правда, далеко не все игры могут выдавать нормальную частоту кадров в таком высоком разрешении — сказывается и недостаток оптимизации (из-за редкости таких моделей), и банальная нехватка вычислительных мощностей в среднем по больнице: в конце концов, игры должны хорошо идти на среднестатистическом ПК, а не только на тестовых стендах с супержелезом.
Вы прекрасно знаете, за что мы любим использовать BF1 в качестве теста. Здесь и одна из самых насыщенных графическими эффектами картинок, и отполированный до блеска движок, и возможность сравнить в бою DX11 с его преемником — DirectX 12.
Ну и давайте будем откровенны — антураж Первой мировой войны, с её ужасающим разнообразием свежеизобретённых методов и средств вершения судеб, грохотом стальных чудовищ и стрёкотом первых боевых аэропланов действительно завораживает.
Из одной ураганной мясорубки в другую. Пусть кровавая бойня в антуражах марсианских баз и отстаёт от второго сражения при Ипре на пару столетий, а технологически детище ID Software отличается от творчества EA так же разительно, как плазмоган от старого-доброго ленточного пулемёта, главное для нас — отличная утилизация вычислительной мощи железа и возможность оценить работу NVIDIA с открытым софтом. OpenGL и Vulkan, два разрешения, максимальные настройки, поехали!
Нужны ли комментарии к полученным цифрам? Ну, для сравнения, спарка 980Ti в 2560х1400 выдаёт не столь впечатляющие результаты.
Быть может, фотореализма в «Ведьмаке» и нет, но вот реально пожирать ресурсы и нагружать видеокарту расчётами он умеет: мало какая игра обладает такими аппетитами. GeForce GTX 1080Ti способна поддерживать стабильно-высокий фреймрейт в 4K. Круто? Не то слово.
Прочие игры
Писать про каждый из тестируемых игровых проектов можно бесконечно. Мы раз за разом возвращаемся в любимые миры и находим в них прекрасное. Гонки? На ваш выбор NFS с ночным городом и атмосферой гоночного братства, Forza Horizon 3 с её австралийским очарованием или Assetto Corsa — в меру аркадный, но всё же симулятор. Любители ролевых игр продолжают глумиться над Mass Effect, перепроходить «Ведьмака», навешивать кучу модов на Skyrim или выживать в радиоактивных пустошах Fallout 4.
Шутеры, стратегии, MMO… NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti не важно, во что вы любите играть, ей важно лишь дарить вам ни с чем не сравнимое чувство пьянящей свободы: с таким запасом производительности можно просто не париться, отпустить все лишние мысли и с головой уйти в геймплей.
За гранью разумного
Ладно, с классическими игровыми тестами всё более-менее понятно: даже не обласканный оптимизацией «Ведьмак» идёт превосходно. Поднимем ставки: как насчёт разрешения 5K3K? Встречается оно сейчас очень редко, в основном в профессиональных мониторах, и требует обсчитать в 1,8 раза больше точек, чем 4K. Итак, GTA V, всё на максимум, сглаживание выключаем (кому оно сдалось на таком-то разрешении?). Встроенный бенчмарк с пролётами через самые живописные места выдаёт от 25 до 45 кадров в секунду. Не слишком впечатляющий результат, однако в самой игре частота кадров почти не падает ниже отметки в 40 fps.
Паре GeForce GTX 980 Ti такие результаты могут только сниться: а ведь в GTA система SLI показывает отличный рост производительности, это вам не Forza какая-нибудь, которая о подобных технологиях и слышать ничего не желает.
VR-будущее
Наверное, тест SteamVR проводить несколько глупо: в его «зелёную зону» проходит даже GeForce GTX 1060, а у 1070 и 1080 и вовсе результаты зашкаливают, однако регламент есть регламент.
Вы же не ожидали ничего иного, не так ли?
Главный вопрос
Производительность NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti в вакууме мало кого интересует: те, у кого хватает денег на «дайте самое лучшее» уже давно сидят на «Титане», а то и двух, а любители новинок по разумной цене давно обзавелись GeForce GTX 1070 для Full HD или её старшей сестрой GeForce GTX 1080 для разрешений повыше, а вот теперь грызут локти: не прогадали ли? Может, надо было подождать? И лишь самые терпеливые сейчас могут быть уверены в том, что диспозиция сил на рынке верна, результаты понятны, а апгрейд или сборку с нуля можно планировать с самой чистой совестью. Вряд ли ожидаемый ответ от «красных» этим летом догонит суперфлагман NVIDIA, а значит, настало время подводить итоги.
Чтобы полностью раскрыть потенциал видеокарты, выжать из неё всё до последней капли, вам 100% нужно соответствующее «железо». Быстрый многоядерный процессор, 16+ ГБ оперативной памяти (и чем выше будет рабочая частота, тем лучше), систему на SSD и всё такое. Брать новую «тишку» без планов заменить ваш старенький i5 на новый Ryzen или свежий i7 в следующем году — затея так себе. Да, она будет быстрее, чем её не-Ti’шная сестрица, но разницу в цене это не покроет.
Так что, если вы апгрейдили свой i5 видеокартой попроще — не расстраивайтесь, разницу между 1070 и 1080Ti в высоких разрешениях вы, скорее всего, просто не увидели бы: вместо 100% загрузки GPU в тяжёлых сценах вы бы видели 70–80%, а fps всё также не дотягивал бы до заветных 60.
То же самое относится и к Titan X: все преимущества от очень большого «Паскаля» можно раскрыть только на очень мощной системе, которая будет успевать подбрасывать уголь из данных и текстур в топку этого великана графической обработки.
Старые i7 типа 2600k, 3770k, более мощные процессоры с Socket 2011 способны обеспечить нормальную работу новинки от NVIDIA, но первые два находятся именно что на грани допустимого, а дополнительный разгон до 4,5+ ГГц даст вам необходимый запас прочности. Через год, когда выйдут новые Intel и будет более-менее ясно, какие перспективы у архитектуры Ryzen, можно будет продолжить апгрейд.
По сравнению с парой прошлогодних флагманов, трудящихся вместе, GTX 1080 Ti выдаёт более консистентный результат: быть может, максимальную частоту кадров в простых играх с хорошей поддержкой SLI дубль из 980Ti и покажет выше, но вот просадки, глюки SLI, отсутствие оптимизации и банальный процессорный голод убивают всё желания связываться с такими монструозными сборками. Как обычно, одна видеокарта оказалась лучше двух: и по энергоэффективности, и по стабильности работы, и по показанному результату. Если GTX 1080 Ti в большинстве случаев достаточно возможностей i7-3930k без разгона, то вот 980 Ti SLI нормально себя чувствуют только на раскочегаренном до 4,2-4,4 ГГц стареньком шестиядернике. Без подобного «допинга» обе карточки загружены на 60-80% — процессор просто не успевает раскидывать по ним данные и давать команды на отрисовку.
Итоги
Какую игру ни возьми, какой бенчмарк ни запусти, соотношение цены новинки, её производительности и потенциала просто золотое. Titan Xp? Да кому он нужен. NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti стоит совершенно вменяемых денег (столько на старте продаж просили, на минуточку, за обычные 1080-е), обеспечивает ни с чем не сравнимую производительность и легко вытягивает 2560х1440 и 4K на высоких настройках графики. Вы долго ждали достойный повод, чтобы разбить копилку? Он настал. А старичок i7 ещё годик повоюет, там как раз и новый процессорный разъём будет, и обострившаяся конкуренция за игровые десктопы между «красными» и «синими» приведёт цены в порядок.
Плюсы:
- потрясающее соотношение цены и производительности;
- холодный норов и всего 250–300 Вт потребляемой мощности;
- бескомпромиссная производительность в высоких разрешениях.
Минусы:
- референсная плата почти не гонится;
- турбина СО отлично выводит горячий воздух за пределы системного блока, но шумновата под нагрузкой.
Автор текста: Иван Крылов
Фото устройства: Дарья Нестеровская
| 09 марта 2017 |
NVIDIA применяет эту стратегию не в первый раз: когда происходит очередная смена техпроцесса или архитектуры графических процессоров, верхнюю позицию в новой линейке геймерских видеокарт какое-то время занимает устройство на чипе второго эшелона. Флагманский GPU сперва появляется в составе просьюмерского ускорителя под маркой TITAN, а затем, с теми или иными потерями вычислительных блоков и функций, доходит и до игровых моделей. Однако различия в технических характеристиках между очередным TITAN и очередным игровым флагманом на том же GPU в каждом поколении видеокарт уникальны.
В эпоху Kepler, которая породила первый «Титан» четыре года тому назад, GeForce GTX 780 и GTX TITAN были меньше всего похожи друг на друга. Помимо существенной разницы в наборе вычислительных блоков, игровая видеокарта получила вдвое меньше оперативной памяти и в восемь раз медленнее выполняла расчеты двойной точности (FP64). На базе архитектуры Maxwell NVIDIA уже не стала выпускать процессор, охватывающий одновременно графические задачи и вычисления двойной точности, поэтому GTX 980 Ti отличается от GeForce GTX TITAN X лишь объемом RAM и обладает практически эквивалентной производительностью в играх.
С приходом Pascal, впервые в своей истории, NVIDIA разделила GPU высшего эшелона на профессиональную и игровую категории. Переход на технологию 16 нм FinFET позволил выпустить процессор с беспрецедентным числом вычислительных блоков и уровнем быстродействия — GP100. Однако последний применяется лишь в ускорителях Quadro и Tesla, и вероятность увидеть его под маркой GeForce стремится к нулю. Альтернативный вариант «большого ядра», GP102, лишен архитектурных элементов и функций, важных для вычислительных задач, но вместе с тем не уступает GP100 в пропускной способности операций FP32, которые лежат в основе шейдерного кода 3D-приложений.
GP102 уже проявил себя в составе обновленного TITAN X, который, в неменьшей степени, чем игровой видеокартой, является ускорителем вычислений, приоритетом среди которых на этот раз стало применение моделей ИИ, созданных методом глубинного обучения (inference). Но, глядя на TITAN X, предсказать, каким окажется GTX 1080 Ti, было не так-то просто.
Дело в том, что NVIDIA не оставила себе большого пространства для маневра между GTX 1080 и TITAN X. Если судить по пиковой пропускной способности операций FP32 (что, разумеется, не является исчерпывающей характеристикой GPU), TITAN X лишь на 24% превосходит GeForce GTX 1080, в то время как разница между GTX 980 и GeForce GTX TITAN X по этому параметру составляла 35%. Если бы в поколении Pascal разработчики решили сколь-либо существенно сократить вычислительные ресурсы TITAN X, у NVIDIA получился бы довольно неубедительный флагман игровой линейки.
С другой стороны, в TITAN X ни частотный потенциал, ни набор функциональных блоков GP102 не раскрыты полностью, поэтому GeForce GTX 1080 Ti вполне мог оказаться быстрее, чем TITAN X, ведь NVIDIA когда-то поступила точно так же с GeForce GTX 780 Ti и первым TITAN. А в результате случилось нечто неожиданное: GeForce GTX 1080 Ti действительно урезали блоки GPU по сравнению с TITAN X, однако не те блоки, которых это обычно касается. Вместе с тем пиковая производительность GTX 1080 Ti, по крайней мере на бумаге, выше. Более того, у игровой видеокарты есть и другие, уже не столь очевидные преимущества.
GPU
Кристалл GP102, произведенный по норме 16 нм FinFET на мощностях TSMC, содержит 12 млрд транзисторов на площади 471 мм 2 . Параметры следующего по рангу чипа в линейке Pascal, GP104, намного скромнее — 7,2 млрд транзисторов и 314 мм 2 .
Однако структура вычислительных блоков GP102 повторяет таковую у чипа GP104, с учетом количественных изменений на высшем уровне архитектуры, так что весь дополнительный транзисторный бюджет в GP102 пошел на увеличение быстродействия в графике и иных вычислениях, опирающихся на формат данных FP32. Отдельно взятый SM (Streaming Multiprocessor) в GP102 и GP104 содержит 128 ядер CUDA для операций FP32, четыре FP64-совместимых ядра и одно ядро, способное выполнять две инструкции FP16 одновременно. Кроме того, в SM входят 40 блоков наложения текстур, 96 Кбайт разделяемой памяти и 48 Кбайт кеша L1.
Всего GP102 содержит 30 блоков SM, которые в сумме дают конфигурацию из 3840 ядер CUDA одинарной точности и 240 текстурников. Back-end конвейера представлен двенадцатью 32-битными контроллерами памяти GDDR5/5X (384-битная шина), с каждым из которых ассоциированы 8 ROP и секция кеша L2 объемом 256 Кбайт (3072 Кбайт на весь GPU).
Блок-схема NVIDIA GP102 в GeForce GTX 1080 Ti
По поводу отличий архитектуры Pascal от Maxwell рекомендуем обратиться к нашему обзору GeForce GTX 1080. В этой итерации разработчики развили достоинства предыдущего поколения и компенсировали присущие ему недостатки. Кратко перечислим наиболее существенные изменения:
- улучшенная компрессия цвета с соотношениями вплоть до 8:1;
- функция Simultaneous Multi-Projection геометрического движка PolyMorph Engine, позволяющая за один проход создавать вплоть до 16 проекций геометрии сцены (для VR и систем с несколькими дисплеями в конфигурации NVIDIA Surround);
- возможность прерывания (preemption) в процессе исполнения draw call (при рендеринге) и потока команд (при вычислениях), которая вместе с динамическим распределением вычислительных ресурсов GPU обеспечивает полноценную поддержку асинхронных вычислений (Async Compute) — дополнительного источника быстродействия в играх под API DirectX 12 и сниженной латентности в VR;
- контроллер дисплея, совместимый с интерфейсами DisplayPort 1.3/1.4 и HDMI 2.b. Поддержка высокого динамического диапазона (HDR);
- шина SLI с повышенной пропускной способностью.
Добавим к этому списку технологию, которая была секретным ноу-хау последних архитектур NVIDIA, но вслед за независимым расследованием, результаты которого распространились в интернете, компания раскрыла свои карты. Помимо мощной компрессии цвета, Архитектуры Maxwell и Pascal используют разновидность тайлового рендеринга для экономии пропускной способности памяти (ПСП).
Классический тайловый рендеринг, широко распространенный в мобильных GPU, подразумевает обработку кадра в два прохода. Сначала драйвер разделяет экранное пространство на тайлы (участки с типичным размером 16 × 16 или 32 × 32 пиксела) и составляет индекс полигонов, находящихся в проекции каждого тайла. Затем последовательно в пределах каждого тайла целиком выполняется процедура рендеринга — от трансформации и пересечения полигонов до заполнения текстур и исполнения шейдеров — и конечный результат всех тайлов сшивается в единую картинку. Преимущество такого метода состоит в том, что любые промежуточные операции в пределах тайла оперируют единым массивом данных, который целиком помещается в кеш GPU, а следовательно, сокращается частота обращений к оперативной памяти.
Тем не менее, необходимость в двух проходах обработки геометрии сцены сама по себе расходует пропускную способность RAM, поскольку GPU необходимо сначала записать во внешнюю память информацию о полигонах, попадающих в тот или иной тайл, а затем, выполняя рендеринг от тайла к тайлу, извлекать ее обратно. Как следствие, эффективность тайлового рендеринга в конечном счете зависит от того, перевешивает ли экономия ПСП на скорости заполнения пикселов ее потери на двухпроходную проекцию геометрии. В мобильных приложениях, отличающихся простой геометрией, тайловый рендеринг оправдывает себя, но для современных десктопных игр лучше подходит стандартный метод мгновенного (immediate) рендеринга, при котором в едином экранном пространстве происходит последовательная растеризация одного полигона за другим.
В конвейере Maxwell и Pascal сочетаются лучшие черты обеих методов рендеринга. NVIDIA тоже использует тайлы, но в данном случае отрисовка кадров, как и в других десктопных архитектурах, не требует отдельной стадии сортировки (binning) всех полигонов, принадлежащих кадру, между тем или иным тайлом. Вместо этого GPU сначала целиком выполняет трансформацию геометрии сцены, а остальные этапы рендеринга происходят тайл за тайлом. При этом размер и количество тайлов, которые обрабатываются одновременно, определяется динамически по мере заполнения очереди геометрии фиксированной длины — таким образом, чтобы все данные помещались в кеш L2.
⇡#Технические характеристики, цены
Как и TITAN X, GTX 1080 Ti не располагает полностью функциональной версией графического процессора. Производитель заблокировал два из 30 SM в GPU обеих видеокарт. Таким образом, front-end чипа и, следовательно, теоретическая пропускная способность в операциях за такт в GTX 1080 Ti ничуть не пострадали по сравнению с TITAN X. Однако в GTX 1080 Ti отключен один из 12 контроллеров RAM, а вместе с ним — 8 ROP и секция кеша L2. Как следствие, шина памяти GPU уменьшилась с 384 до 352 бит и видеокарта оснащается лишь 11 вместо 12 Гбайт GDDR5X.
Тем не менее GTX 1080 Ti отыграл потерянную пропускную способность RAM за счет увеличенной частоты шины — с 10 000 до 11 000 Мбит/с на контакт. Кроме того, NVIDIA подняла частоты GPU: базовую на 63 МГц и Boost Clock — на 51 МГц. Таким образом, единственным параметром, который дифференцирует GTX 1080 Ti от TITAN X в рендеринге графики, остается объем L2.
А что насчет вычислительных задач? Здесь, в отличие от игр, может возникнуть такая ситуация, когда дополнительный гигабайт RAM имеет значение. Удивительно другое: NVIDIA нисколько не ограничила скорость работы GTX 1080 Ti с различными форматами данных. GP102 и без того не подходит для «боевых» расчетов на основе данных FP64 и FP16 (скорость исполнения на уровне 1/32 и 1/64 от FP32), зато как TITAN X, так и GTX 1080 Ti выполняют за такт вчетверо больше операций int8 по сравнению с FP32. До появления GTX 1080 Ti только TITAN X в потребительской линейке NVIDIA поддерживал int8 — инструкции, применяемые для обработки данных моделями глубинного обучения.
| Производитель | NVIDIA | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Модель | GeForce GTX 980 Ti | GeForce GTX TITAN X | GeForce GTX 1080 | GeForce GTX 1080 Ti | TITAN X |
| Графический процессор | |||||
| Название | GM200 | GM200 | GP104 | GP102 | GP102 |
| Микроархитектура | Maxwell | Maxwell | Pascal | Pascal | Pascal |
| Техпроцесс, нм | 28 нм | 28 нм | 16 нм FinFET | 16 нм FinFET | 16 нм FinFET |
| Число транзисторов, млн | 8 000 | 8 000 | 7 200 | 12 000 | 12 000 |
| Тактовая частота, МГц: Base Clock / Boost Clock | 1 000 / 1 076 | 1 000 / 1 089 | 1 607 / 1 733 | 1 480 / 1582 | 1 417 / 1531 |
| Число шейдерных ALU | 2 816 | 3 072 | 2 560 | 3 584 | 3 584 |
| Число блоков наложения текстур | 176 | 192 | 160 | 224 | 224 |
| Число ROP | 96 | 96 | 64 | 88 | 96 |
| Оперативная память | |||||
| Разрядность шины, бит | 384 | 384 | 256 | 352 | 384 |
| Тип микросхем | GDDR5 SDRAM | GDDR5 SDRAM | GDDR5X SDRAM | GDDR5X SDRAM | GDDR5X SDRAM |
| Тактовая частота, МГц (пропускная способность на контакт, Мбит/с) | 1 753 (7 012) | 1 753 (7 012) | 1 250 (10 000) | 1 376,25 (11 010) | 1 250 (10 000) |
| Объем, Мбайт | 6 144 | 12 288 | 8 192 | 11 264 | 12 288 |
| Шина ввода/вывода | PCI Express 3.0 x16 | PCI Express 3.0 x16 | PCI Express 3.0 x16 | PCI Express 3.0 x16 | PCI Express 3.0 x16 |
| Производительность | |||||
| Пиковая производительность FP32, GFLOPS (из расчета максимальной указанной частоты) | 6 060 | 6 691 | 8 873 | 11 340 | 10 974 |
| Производительность FP32/FP64 | 1/32 | 1/32 | 1/32 | 1/32 | 1/32 |
| Пропускная способность оперативной памяти, Гбайт/с | 336 | 336 | 320 | 484 | 480 |
| Вывод изображения | |||||
| Интерфейсы вывода изображения | DL DVI-I, DisplayPort 1.2, HDMI 1.4a | DL DVI-I, DisplayPort 1.2, HDMI 1.4a | DL DVI-D, DisplayPort 1.3/1.4, HDMI 2.0b | DisplayPort 1.3/1.4, HDMI 2.0b | DL DVI-D, DisplayPort 1.3/1.4, HDMI 2.0b |
| TDP, Вт | 250 | 250 | 180 | 250 | 250 |
| Рекомендованная розничная цена (США, без налога), $ | 649 (на момент выхода) | 999 (на момент выхода) | На момент выхода: 599 / 699 (FE) Новая цена: 499 / 549 (FE) | 699 | 1 200 |
| Рекомендованная розничная цена (Россия), руб. | 39 990 (на момент выхода) | 74 900 (на момент выхода) | На момент выхода: 54 990 (FE) Новая цена: 45 790 (FE) | 52 990 (FE) | 89 990 |
GTX 1080 Ti и TITAN X разделяет довольно зыбкая граница, и это, с одной стороны, хорошая новость для энтузиастов, которые решили повременить с апгрейдом старой видеокарты на Pascal в ожидании топового ускорителя. С другой стороны, высокая производительность отражается на цене видеокарты. GTX 1080 Ti стал третьим однопроцессорным GeForce после GTX 780 Ti и GTX 1080 Founders Edition, достигшим отметки $699. Цена в российском онлайн-магазине компании составляет 52 990 руб. Кроме того, NVIDIA на этот раз не делает различий между видеокартой референсного дизайна (Founders Edition) и партнерскими образцами, которые появятся позже и получат точно такой же рекомендованный ценник.
В то же время NVIDIA сделала более доступными GeForce GTX 1070 и GTX 1080. На момент выхода последние были оценены в $379/449 и $599/699 (партнерские карты и Founders Edition соответственно), а теперь продаются за $349/399 и $499/549. Российские цены видеокарт на сайте NVIDIA снизились с 34 990 54 990 до 31 590 и 45 790 руб.
Вместе с тем NVIDIA объявила, что производители видеокарт получат возможность оснащать свои версии GeForce GTX 1060 и GTX 1080 более скоростными чипами GDDR5/5X: 9 вместо 8 Гбит/с для GTX 1060 и 11 вместо 10 Гбит/с — для GTX 1080. Референсные спецификации моделей при этом остались неизменными, просто у партнеров, закупающих у NVIDIA чипы памяти вместе с GPU для установки на собственные платы, появился выбор. Судя по тому, как редко мы видим на видеокартах оригинального дизайна микросхемы RAM, отличные от тех, которыми оснащаются референсные ускорители, такой ход NVIDIA действительно может сделать заводской разгон видеопамяти более распространенным явлением.
⇡#Конструкция
Поскольку предтечей GeForce GTX 1080 Ti является TITAN X, не удивительно, что различия в облике видеокарт минимальны. GTX 1080 Ti отличается от полностью черного «Титана» стандартно-серебристым цветом кожуха, а внутри — точно такой же радиатор с испарительной камерой и вентилятор радиального типа. Эта конструкция хорошо зарекомендовала себя еще во времена первого TITAN и GeForce GTX 780/780 Ti. Обладая выдающимися акустическими характеристиками для данного типа системы охлаждения, референсные видеокарты NVIDIA выделяются среди партнерских устройств, т. к. последние практически всегда оснащаются кулером открытой конструкции. При этом закрытая «турбинка» остается лучшим вариантом для компактных ПК, где важно, чтобы видеокарта выбрасывала большую часть воздуха наружу. Кроме того, референсный кулер гарантирует охлаждение микросхем памяти и множества других горячих точек платы за счет массивного алюминиевого основания.
Начиная с GeForce GTX 1080, видеокарты NVIDIA, совместимые с режимом SLI, позволяют удалить часть металлической пластины, которой покрыта обратная сторона печатной платы, чтобы воздух свободно проникал к системе охлаждения соседней видеокарты.
Несмотря общую с TITAN X конструкцию системы охлаждения, у GTX 1080 Ti есть одна очевидная особенность: NVIDIA удалила порт DL-DVI с внешней панели видеокарты. Весь набор выходов, который остался на GTX 1080 Ti, ограничивается тремя разъемами DisplayPort 1.3/1.4 и одним HDMI 2.0b. Зато вся половина пластины теперь задействована для вывода горячего воздуха за пределы корпуса ПК, что должно положительно сказаться на эффективности охлаждения. Для тех, кто все еще пользуется монитором без разъемов DisplayPort или HDMI, NVIDIA прилагает к GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition переходник с интерфейса DP на Single-Link DVI.
⇡#Плата
Как и система охлаждения, оснастка печатной платы GeForce GTX 1080 Ti не только не ухудшилась по сравнению с TITAN X, но и стала лучше. Повышенная пропускная способность оперативной памяти в GTX 1080 Ti достигнута за счет новых чипов Micron (маркировка MT58K256M321JA-110), для которых эффективная частота 11 Гбайт/с является штатной. К слову, в каталоге Micron есть и память GDDR5X с частотой 12 Гбайт/с, но, выбрав наиболее скоростные чипы, NVIDIA, вероятно, пришлось бы исчерпать резерв надежности контроллеров RAM в составе GPU.
Что остается неизменным в преобразователе напряжения видеокарт NVIDIA, так это ШИМ-контроллер uP9511 от uPI Semiconductor, который на GTX 1080 Ti обслуживает максимальное для своих возможностей число фаз — семь, все из которых принадлежат схеме питания GPU. Две фазы чипов GDDR5X управляются контроллером uP1685. Однако и в силовой части видеокарты есть изменения. NVIDIA поместила на печатную плату ряд элементов, которые отсутствовали в TITAN X, в первую очередь — удвоила все полевые транзисторы в «фазах» питания GPU, что должно положительно отразиться на КПД преобразователя.
«>
