Карты geforce gtx 780 ti. Предварительная оценка производительности. Разгон и тесты

Вспомним линейку видеокарт NVIDIA. GeForce GTX 770, GTX 780, GTX Titan и GTX 690 – немного неправильная, но понятная классификация модельного ряда ускорителей компании. Но GTX 780 Ti? Зачем? Куда? С чем сопоставить? Ответ не так прост, как можно решить на первый взгляд. Если порассуждать, то…

Шестая серия GeForce была предельно понятна: каждая следующая по рангу модель отличалась большим числом в названии. И вот появляются видеокарты с индексом, включающим в себя 7х0. При этом никуда не пропала GTX 690, она по-прежнему остается максимально быстрым двухъядерным решением. Может быть, GTX Titan затесался не в свою группу? Вполне, почему бы и нет, ведь он пришел на игровой рынок из мира расчетов и остается ультимативным предложением как для игр, так и для вычислений.

Возникает вопрос – стоит ли NVIDIA после выпуска GTX 780 Ti снимать его с производства? Ответ также прост. Зачем? Он пользуется популярностью у тех людей, кому нужны вычисления, и у энтузиастов, тем не менее, для игр лучшим выбором должен стать GTX 780 Ti. Все потому, что пользователям наконец-то предоставили полностью работоспособный GPU с 2880 потоковыми процессорами. Да, только сейчас после определенных изменений, о которых будет рассказано ниже, графический процессор GK110 готов влиться в игровые приложения и показать, на что он способен.

Наверное, всем интересно, почему GK110 получил новое название, вернее степпинг B1, а не скажем A2? Есть мнение, что числами обозначают исправления в металлических соединениях внутри GPU. Буквы говорят об изменениях в самих транзисторах. В любом случае радикальных изменений внутри кристалла нет – это все тот же GK110. Все, что потребовалось NVIDIA – адаптировать полную версию GK110 под требуемое тепловыделение с расчетными частотами, и сделать это было непросто.

Скрытность разработок компании покрыта такой завесой тайны, что добиться вразумительных ответов практически невозможно, вас попросту завалят рекламными или общими фразами, из которых невозможно выяснить технические данные. Что ж, секреты надо держать нераскрытыми, даже под колкими вопросами прессы. Со своей стороны можно лишь догадываться, на какие уловки пришлось идти, чтобы уместить новую ревизию GPU в отведенный диапазон энергопотребления.

Технические особенности

Как вы уже поняли, физических изменений в основных логических схемах нет. Возможно, внутри появились оптимизации, сокращающие время прохождения заданий внутри GPU, что приводит к меньшему объему одновременно работающих транзисторов. Такая схема работы существует давно и называется «темным кремнием». Все 7.1 млрд транзисторов, функционирующих единовременно, не сможет охладить ни одна система, а значит постоянно надо следить за балансом, с одной стороны которого находится производительность, а с другой – частота, энергопотребление и вытекающая из них температура. Чем лучше и экономичнее работают затворы, и держится меньшая температура, тем быстрее происходят вычисления.

Еще до появления Hawaii со стороны конкурента, NVIDIA ввела несколько положений работы GPU. Так, базовая частота – самая низкая ступень работы GPU, GPU Boost – средняя частота GPU в играх. Чаще всего, даже после длительного пребывания видеокарты под игровой нагрузкой, GPU Boost удерживал частоту графического процессора несколько выше заявленной. Компания AMD пошла другим путем – единственный режим, в котором видеокарта полностью реализует свою мощность, это «Нормальный» или, как его еще называют – Uber режим.

Но в отличие от конкурента, в NVIDIA считают, что пользователю нет надобности разбираться ни с переключателями BIOS, ни с настройками в драйверах – за них все сделает видеокарта, причем сама. А в чем уж можно упрекнуть разработчика GeForce, так это в том, что фиксированный лимит энергопотребления слишком близок к заводской настройке. Остается проверить – действительно ли инженеры решили общую проблему резкого роста энергопотребления?

Технические характеристики

Наименование	R9 290	R9 290X	GTX 690	GTX 780	GTX 780 Ti	GTX Titan
Кодовое имя	Hawaii	Hawaii	GK104	GK110	GK110	GK110
Техпроцесс, нм	28	28	28	28	28	28
Размер ядра/ядер, мм 2	438	438	294x2	521	521	521
Количество транзисторов, млн	6200	6200	3540x2	7100	7100	7100
Частота ядра, МГц	До 950	До 1000	915 (1020)	860 (900)	880 (930)	840 (880)
Число шейдеров (PS), шт.	2560	2816	3072	2304	2880	2688
Число блоков растеризации (ROP), шт.	64	64	64	48	48	48
Число текстурных блоков (TMU), шт.	160	176	256	192	240	224
Максимальная скорость закраски, Гпикс/с	60.6	64	58.6	41.4	42	40.2
Максимальная скорость выборки текстур, Гтекс/с	151.5	176	234.2	165.7	210.2	187.5
Версия пиксельных/ вертексных шейдеров	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0	5.0 / 5.0
Тип памяти	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
Эффективная частота памяти, МГц	5000	5000	6000	6000	7000	6000
Объем памяти, Мбайт	4096	4096	2048x2	3072	3072	6144
Шина памяти, бит	512	512	256x2	384	384	384
Пропускная способность памяти, Гбайт/с	320	320	192x2	288.4	336	288.4
Потребляемая мощность (2D / 3D), Вт	нд / нд	нд / нд	нд / 300	нд / 250	нд / нд	нд / 250
CrossFire/Sli	да	да	да	да	да	да
Рекомендованная на момент анонса цена, $	399	549	999	499	699	999

Внешний вид и размеры

Модель	A, мм	B, мм	C, мм	D, мм	A1, мм	B1, мм	C1, мм
AMD Radeon HD 7990	305	98	34	86	305	98	40
AMD Radeon R9 290 /290X	267	98	34	71	275	98	39
NVIDIA GeForce GTX 690	280	98	34	84	281	99	40
NVIDIA GeForce GTX 780 / / GTX Titan	267	98	36	64	267	98	40

А – длина печатной платы, без учета системы охлаждения и планки портов видеовыходов.
В – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E и системы охлаждения.
С – высота от горизонтальной плоскости печатной платы до уровня верхней поверхности системы охлаждения.
D – диаметр вентилятора/ов по внешнему радиусу.

А1 – длина печатной платы, с учетом системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы) до планки портов видеовыходов.
В1 – ширина печатной платы, без учета контактов PCI-E, но с замером системы охлаждения (если выходит за пределы печатной платы).
С1 – высота, с учетом задней пластины (если есть)/винтов крепления радиатора до уровня верхней поверхности системы охлаждения. Если она ниже высоты задней планки портов видеовыходов, то измеряется высота до верхней точки планки.

Ни образ, ни печатная плата, ни система охлаждения не претерпели никаких изменений со времени появления GTX Titan и GTX 780.

NVIDIA верна своим традициям по части видеовыходов: DisplayPort, HDMI и пара DVI. Прежним остался и размер видеокарты.

Печатная плата

Базой для нее послужили печатные платы все тех же GTX Titan и GTX 780. Хотя при ближайшем рассмотрении отличия все же есть.

Некоторые фильтрующие элементы переместились, либо были заменены на более качественные. Но самое главное различие между GTX Titan/GTX 780 и GTX 780 Ti, конечно же, кроется в новой ревизии графического процессора.

ШИМ-контроллер аналогичным образом переехал с предыдущих решений и остался тем же самым NCP4206. Им легко управлять сторонними утилитами. В частности, ранее уже приводилась простейшая последовательность операций по разблокированию программного вольтмода до 1.3 В и установки Load Line Calibration в позицию 0, иначе говоря, без падения напряжения. В этом есть небольшой скрытый смысл, но на практике воспользоваться всем диапазоном вольтмода затруднительно из-за ограничения энергопотребления всей картой, задаваемого NVIDIA.

Есть и хорошая новость: стандартные +6% теперь отсчитываются не от 250 Вт, а приблизительно от 300 Вт. Последняя цифра взялась с теста энергопотребления, где отчетливо будет видно, насколько возрос аппетит новой видеокарты. Да и 7 ГГц память производства SK Hynix выбрана неслучайно. Микросхемы этой компании лучше всего адаптированы для высоких частот.

Было бы совсем скучно описывать видеокарту без видимых изменений и поверьте, только на третий день тестов нашлась хоть одна оригинальная деталь в дизайне – новая краска на радиаторе системы охлаждения. Теперь он и название модели выкрашены в черный цвет. Конструкция самой системы охлаждения полностью копирует ранее виденные СО. Подробный рассказ о них уже не раз мелькал на наших страницах в отдельных обзорах:

• Время титанов возвращается! Знакомимся с видеокартой NVIDIA GeForce GTX Titan ;
• Счастливая семерка. Обзор и тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 780 .

Заводские частоты GTX 780 Ti были серьезно пересмотрены в сторону их увеличения. Казалось бы – полноценный GK110 с 2880 потоковыми процессорами априори не может работать на частотах около 1 ГГц, но нет, он работает.

Boost частота, измеряемая GPU-Z, занижает реальную ситуацию в играх, чуть позже вы сами лично сможете в этом убедиться.

Тестовый стенд

Тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 780 Ti проходило в составе следующей конфигурации:

• Материнская плата: ASUS MAXIMUS VI HERO (Intel Z87, LGA 1150);
• Процессор: Intel Core i7-4770К 4500 МГц (100 МГц х 45, 1.25 В);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: GeiL EVO Veloce 2400 МГц, 2 модуля x 8 Гбайт, (10-12-12-31-1T, 1.65 В);
• Жесткий диск: SSD Corsair Force Series GT, 128 Гбайт;
• Блок питания: Corsair AX1200i Digital, 1200 Ватт;
• Аудиокарта: ASUS Xonar HDAV 1.3;
• Операционная система: Microsoft Windows 7 x64 SP1;
• Драйверы: NVIDIA 331.40, 331.70, AMD 13.11 Beta5 и 8.

Перечень используемых контрольно-измерительных приборов и инструментов

• Шумомер: Center 320;
• Мультиметр: Fluke 289;
• Микрофон: Philips SBC ME570;
• Тарификатор электроэнергии: E305EMG.

Методика тестирования СО

Для корректного замера температуры и шума использовались приведенные ниже условия. Помещение, внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры был установлен на отметке 24°C +/-1°C. За точностью соблюдения заданных параметров наблюдало четыре датчика, один из которых находился в 5 см от вентилятора системы охлаждения видеокарты и был ведущим. По нему происходила основная коррекция температуры в помещении.

Шум измерялся на расстоянии 50 см до видеокарты. Фоновый уровень составлял менее 20 дБА. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.

Видеозапись системы охлаждения производилась на расстоянии ~10 см от вентилятора. Первые 5-10 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Unigine Heaven Benchmark v4.0. Наибольший уровень шума достигается в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум. В процессе просмотра видеороликов можно выделить тембр и характер звуков, издаваемых системой охлаждения. Предупреждаю вас, что звук на них сильно приукрашен, то есть ощущается сильнее, чем есть на самом деле.

Уровень потребления электричества в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые на графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой Unigine Heaven Benchmark v4.0. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума, после чего данные заносились в таблицу.

Температура силовых цепей измерялась путем установки термодатчика в пространство между радиатором и термопрокладкой в самое нагруженное место.

Нюансы, возникшие в процессе тестирования, я постараюсь подробно объяснить по мере их возникновения.

Общие характеристики

Тип видеокарты

Современные видеоадаптеры можно условно разбить на три класса, которые будут определять производительность и стоимость видеокарты: бюджетные, бизнес-класс и топовые модели. Бюджетные карты не сильно бьют по карману, но не позволят играть в современные, требовательные к ресурсам игры. Модели бизнес-класса позволят играть во все современные игры, но с ограничением по разрешению изображения, частоте кадров и другим параметрам. Топовые модели дают вам возможность играть в самые передовые игры с максимальным качеством.

игровая Графический процессор NVIDIA GeForce GTX 780 Ti Интерфейс

Тип слота, в который устанавливается видеокарта. Через слот происходит обмен данными между видеокартой и материнской платой. При выборе видеокарты необходимо исходить из того, какой слот используется в вашей материнской плате. Наиболее распространены два типа подключения видеокарт - AGP, PCI-E 16x и PCI-E 1x.Словарь терминов по категории Видеокарты

PCI-E 16x 3.0 Кодовое название графического процессора GK110 Техпроцесс 28 нм Количество поддерживаемых мониторов 4 Максимальное разрешение 4096x2160

Технические характеристики

Частота графического процессора

Частота графического процессора во многом определяет производительность видеосистемы. Однако при повышении частоты работы процессора увеличивается и его тепловыделение. Поэтому для современных высокопроизводительных видеосистем приходится устанавливать мощную систему охлаждения, которая занимает дополнительное место и зачастую создает сильный шум при работе.Словарь терминов по категории Видеокарты

1020 МГц Объем видеопамяти 3072 МБ Тип видеопамяти GDDR5 Частота видеопамяти 7000 МГц Разрядность шины видеопамяти 384 бит Частота RAMDAC 400 МГц Поддержка режима SLI/CrossFire

Технологии SLI от NVIDIA и CrossFire от ATI позволяют объединить вычислительную мощность двух видеокарт, установленных на одной материнской плате. Одновременное использование двух видеокарт может быть интересно в тех случаях, когда необходимо получить суперпроизводительную видеосистему, превосходящую по быстроте все существующие одиночные видеокарты.Словарь терминов по категории Видеокарты

есть Поддержка 3-Way SLI есть

Подключение

Разъемы поддержка HDCP, HDMI, DisplayPort Версия HDMI 1.4a

Математический блок

Число универсальных процессоров 2880 Версия шейдеров

Шейдеры - это микропрограммы, которые позволяют воспроизводить такие эффекты как, например, металлический блеск, поверхность воды, реалистичный объемный туман, всевозможные деформации объектов, эффект motion blur (размытие при движении) и т. д. Чем выше версия шейдеров, тем больше у видеокарты возможностей по созданию специальных эффектов.Словарь терминов по категории Видеокарты

5.0 Число текстурных блоков 240 Число блоков растеризации 48 Максимальная степень анизотропной фильтрации

Анизотропная фильтрация - это специальная технология для обработки элементов изображения - текстур, которая позволяет улучшить общее качество картинки. Например, использование этой технологии позволяет избавиться от размытости мелких деталей, проявляющейся при наблюдении объемного объекта под острым углом или при приближении к нему.Словарь терминов по категории Видеокарты

16x Максимальная степень FSAA 32x Поддержка стандартов DirectX 11, OpenGL 4.4

Из-за выхода семейства видеокарт AMD Volcanic Islands, на рынке графических адаптеров начался жёсткий ажиотаж. nVidia даже снизили цены на свои топовые видеокарты, но и это не помогло. Нужно было что-то делать и как то менять ситуацию в свою сторону. Нужна была особая модель, которая уделала бы флагаман — AMD Radeon R9 290X и убрала его из списка конкурентов.

В принципе такая видеокарта у nVidia есть — это GeForce GTX TITAN. Это самая быстрая видеокарта на одном чипе на момент выхода. Но её цена слишком высока и для большинства она просто недоступна. Даже не каждый геймер решится купить себе такую. Ведь за эти деньги можно запросто купить хороший компьютер с отличной производительностью.

И вот, nVidia наконец-то выпустили видеокарту, которая лучше конкурента от AMD и доступней по цене — GeForce GTX 780 Ti. Она же стала главой семейства видеокарт GTX 7хх.

Можно предположить, что это своеобразный козырь, который зелёные держали в рукаве. Была просто выждана определённая пауза и выбран подходящий момент для выпуска.

Технические характеристики

Данной видеокарте было возвращено три из пятнадцати крупных блоков от архитектуры Kepler – потоковых мультипроцессоров. Она значительно мощнее, особенно в плане шейдерных инструкций и текстурирования.

Также она поддерживает видеопамять частотой 7 ГГц, тем самым увеличивается пропускная способность аж на 14%.

Размеры референсной версии

• Высота: 26,67 cm / 10,5 дюймов
• Длина: 11.16 cm / 4,376 дюймов
• Ширина: Два слота

Спецификации GPU

• Ядер CUDA: 2880
• Базовая тактовая частота: 875
• Тактовая частота с ускорением: 928
• Скорость заполнения текстур: 210 (GigaTexels/s)

Спецификации памяти

• Быстродействие памяти (Gbps): 7.0
• Объем памяти: 3072 MB
• Интерфейс памяти: 384-bit GDDR5
• Максимальная полоса пропускания памяти: 336

Возможности

• FXAA и TXAA: +
• Поддержка технологии NVIDIA SLI: +
• Purevideo: +
• 3D Vision: +
• PhysX: +

Программное окружение: CUDA

• DirectX: 11
• OpenGL: 4.3
• Шина: PCI-E 3.0
• 3D Игры: +
• Blu Ray 3D: +

Спецификации

• Максимальное цифровое разрешение: 4096×2160
• Максимальное VGA разрешение: 2048×1536
• Медиа соединение: HDMI, DisplayPort, Dual Link DVI-I, Dual Link DVI-D
• Поддержка нескольких дисплеев: +
• HDCP: +
• HDMI: +
• Аудио вход для HDMI: Internal

Мощность и температура

• Максимальная температура: 95
• Потребление энергии: 250 W
• Минимальные системные требования по питанию: 600 W
• Разъемы питания: 6-pin & 8-pin

Сравнение GTX 780 TI и GTX 780

	GeForce GTX 780	GeForce GTX 780 Ti
GPU	GK110	GK110
Число транзисторов	7,1 млрд	7,1 млрд
Техпроцесс, нм	28	28
Тактовая частота GPU, МГц: Base Clock / Boost Clock	863/900	875/928
Потоковые процессоры	2304	2880
Текстурные блоки	192	240
Блоки растеризации (ROP)	48	48
Видеопамять: тип, объем, Мбайт	GDDR5, 3072	GDDR5, 3072
Тактовая частота памяти: реальная (эффективная), МГц	1753 (7010)	1502 (6008)
Разрядность шины памяти, бит	384	384
Интерфейс	PCI-Express 3.0 x16
Вывод изображения
Интерфейсы	1 х DL DVI-I, 1 x DL DVI-D, 1 x HDMI 1.4a, 1 x DisplayPort 1.2
Максимальное разрешение	VGA: 2048×1536, DVI: 2560×1600, HDMI: 4096х2160, DisplayPort: 4096×2160
Максимальная потребляемая мощность, Вт	250	250

Производители

MSI GTX 780 Lightning 3 GB

Она обладает частотой ядра: 980 МГц и частотой памяти 1502 МГц

MSI GTX 780 TwinFrozr Gaming 3 GB

ASUS GTX 780 DirectCU II OC 3 GB

Она обладает частотой ядра: 889 МГц и частотой памяти 1502 МГц

EVGA GTX 780 Superclocked w/ ACX Cooler 3 GB

Она обладает частотой ядра: 967 МГц и частотой памяти 1502 МГц

Видеокарта Gigabyte GTX 780 WindForce OC 3 GB

Она обладает частотой ядра: 954 МГц и частотой памяти 1502 МГц

Palit GTX 780 Super JetStream 3 GB

Она обладает частотой ядра: 980 МГц и частотой памяти 1550 МГц

MSI GTX 780 Gaming 6 GB

Она обладает частотой ядра: 902 МГц и частотой памяти 1502 МГц

Сравнение с конкурентами

Технические спецификации/Модель	AMD Radeon R9 290X	nVidia GeForce GTX 780	nVidia GeForce GTX 780 Ti	nVidia GeForce GTX Titan
GPU	Hawaii XT	GK110 (GK110-300-A1)	GK110 (GK110-425-B1)	GK110 (GK110-400-A1)
Техпроцесс	28 нм	28 нм	28 нм	28 нм
Число транзисторов	6,2 млрд.	7,1 млрд.	7,1 млрд.	7,1 млрд.
Тактовая частота GPU (базовая частота)	—	864 МГц	876 МГц	837 МГц
Тактовая частота GPU (частота Boost)	1.000 МГц	902 МГц	928 МГц	876 МГц
Частота памяти	1.250 МГц	1.502 МГц	1.750 МГц	1.502 МГц
Тип памяти	GDDR5	GDDR5	GDDR5	GDDR5
Объём памяти	4.096 Мбайт	3.072 Мбайт	3.072 Мбайт	6.144 Мбайт
Ширина шины памяти	512 бит	384 бит	384 бит	384 бит
Пропускная способность памяти	320,0 Гбайт/с	288,4 Гбайт/с	336 Гбайт/с	288,4 Гбайт/с
Версия DirectX	11.2	11.1	11.1	11.1
Потоковые процессоры	2.816	2.304	2.880	2.688
Текстурные блоки	176	192	240	224
Конвейеры растровых операций (ROP)	64	48	48	48
TDP	> 250 Вт	250 Вт	250 Вт	250 Вт

Сравнивая 780 Ti с конкурентами можно понять её плюсы и минусы. К примеру, количество потоковых процессов не сильно отличается от других, а вот пропускная способность всё же немного выше. Но вот у AMD значительно выше количество видеопамяти, частота Boost и пиксельная скорость заполнения. Сейчас именно PowerTune и GPU Boost сильно влияют на производительность. И оценить её уж не так просто. Так что сравнивать все эти основные характеристики не так важно.

Разгон и тесты

Разгон GTX 780 Ti это нечто. У видеокарты значительные скрытые резервы.

Инженеры компании постарались на славу. Из-за более усовершенствованного чипа и улучшенной системы питания можно разогнать её на 200 Мгц не поднимая при этом напряжения.

Тесты в бенчмарках

Тесты в играх

Crysis 3

В Crysis 3 видеокарта показала отличные результаты, до 36 fps при максимальных настройках.

Total War ROME II

Эта игра просто напичкана различными современными графическими наворотами.

В FullHd разрешении fps составлял от 65-99 при максимальных настройках.

Call of Duty Ghosts

В FullHd разрешении fps составлял от 132 до 148 при максимальных настройках.

Выводы

Можно сказать что GTX 780 Ti это образец видеокарты высокого качества, которая предназначена для серьёзных игр. nVidia сделали шаг в развитии GPU семейства Kepler. Можно утверждать, что эта архитектура достигла своего потолка.

Анализ среднегеометрических результатов, привлекательности покупки и замер энергопотребления

Вступление

После выхода флагманских однопроцессорных решений AMD – Radeon R9 290X и Radeon R9 290, компания NVIDIA лишилась лидерства на рынке игровых видеокарт, поскольку ее ускорители GeForce GTX Titan и GTX 780 уступили прямым конкурентам.

Однако с таким положением дел в компании мириться не стали, и в довольно сжатые сроки NVIDIA выпустила свой ответ на действия оппонента – видеокарту GeForce GTX 780 Ti 3072 Мбайт. Чем же она примечательна и благодаря каким скрытым ресурсам новинка сможет конкурировать с противостоящими моделями?

Во-первых, в ее основе лежит полновесный и не обрезанный графический процессор GK 110, в состав которого входят 2880 унифицированных шейдерных процессоров, 240 текстурных блоков и 48 блоков растровых операций. Сам GPU работает на частоте 876 МГц.

Во-вторых, эффективная частота работы видеопамяти составила 7000 МГц, что в совокупности с 384-битной шиной позволило увеличить полосу пропускания видеопамяти до 336 Гбайт/с. Этого оказалось достаточно, чтобы нивелировать 512-битную шину обмена с памятью видеокарты Radeon R9 290X, полоса пропускания видеопамяти которой равна 320 Гбайт/с.

В данном тестировании мы изучим, на что способна новинка NVIDIA.

Соперниками GeForce GTX 780 Ti 3072 Мбайт стали:

• GeForce GTX Titan 6144 Мбайт;
• GeForce GTX 780 3072 Мбайт;
• GeForce GTX 770 2048 Мбайт;
• GeForce GTX 680 2048 Мбайт;


• Radeon R9 290X 4096 Мбайт;
• Radeon R9 290 4096 Мбайт;
• Radeon R9 280X 3072 Мбайт.

Тестовая конфигурация

Тесты проводились на следующем стенде:

• Процессор: Intel Core i7-3770K (Ivy Bridge, D2, L3 8 Мбайт), 1.0 В, Turbo Boost / Hyper Threading - off - 3500 @ 4600 МГц (1.25 В);
• Материнская плата: GigaByte GA-Z77X-UD5H, LGA 1155, BIOS F14;
• Система охлаждения CPU: Corsair Hydro Series H100 (~1300 об/мин);
• Оперативная память: 2 x 4096 Мбайт DDR3 Geil BLACK DRAGON GB38GB2133C10ADC (Spec: 2133 МГц / 10-11-11-30-1t / 1.5 В) , X.M.P. - off;
• Дисковая подсистема: 64 Гбайта, SSD ADATA SX900;
• Блок питания: Thermaltake Toughpower 1200 Ватт (штатный вентилятор: 140 мм на вдув);
• Корпус: открытый тестовый стенд;
• Монитор: 27" ASUS PB278Q BK (Wide LCD, 2560x1440 / 60 Гц).

Видеокарты:

• Radeon R9 290X 4096 Мбайт - 1000/5000 @ 1130/5800 МГц (Sapphire);
• Radeon R9 290 4096 Мбайт - 947/5000 @ 1120/5800 МГц (Sapphire);
• Radeon R9 280X 3072 Мбайт - 1000/6000 @ 1150/7000 МГц (Gigabyte);


• GeForce GTX 780 Ti 3072 Мбайт - 876/7000 @ 1110/7700 МГц (MSI);
• GeForce GTX Titan 6144 Мбайт - 837/6008 @ 970/7200 МГц (Gigabyte);
• GeForce GTX 780 3072 Мбайт - 863/6008 @ 1000/7200 МГц (Palit);
• GeForce GTX 770 2048 Mбайт - 1046/7000 @ 1260/7800 МГц (Zotac);


• GeForce GTX 680 2048 Mбайт - 1006/6008 @ 1260/7100 МГц (Gainward).

Программное обеспечение:

• Операционная система: Windows 7 x64 SP1;
• Драйверы видеокарты: NVIDIA GeForce 334.67 Beta и AMD Catalyst 14.1 BETA 1.6.
• Утилиты: FRAPS 3.5.9 Build 15586, AutoHotkey v1.0.48.05, MSI Afterburner 3.0.0 Beta 18.

Инструментарий и методика тестирования

Для более наглядного сравнения видеокарт все игры, используемые в качестве тестовых приложений, запускались в разрешениях 1920х1080 и 2560х1440.

В качестве средств измерения быстродействия применялись встроенные бенчмарки, утилиты FRAPS 3.5.9 Build 15586 и AutoHotkey v1.0.48.05. Список игровых приложений:

• Assassin"s Creed 4 Black Flag (Нассау).
• Batman: Arkham Origins (Готэм-сити).
• Battlefield 4 (Ташгар).
• Company of Heroes 2 (Бенчмарк).
• Crysis (Бенчмарк - Village).
• Far Cry 3 (Глава 2. Охотник).
• GRID 2 (Бенчмарк).
• Max Payne 3 (Глава 5. Жива, хоть и немного потрепана).
• Metro: Last Light (Бенчмарк).
• Saints Row IV (Начало игры).
• Sleeping Dogs (Бенчмарк).
• Tom Clancy"s Splinter Cell: Blacklist (Пункт ноль).

Во всех играх замерялись минимальные и средние значения FPS. В тестах, в которых отсутствовала возможность замера минимального FPS , это значение измерялось утилитой FRAPS. VSync при проведении тестов был отключен.

Перейдем непосредственно к тестам.

Мощнейший ответ на «Гавайи» - новый однопроцессорный король в 3D

• Часть 2 - Практическое знакомство
• Часть 3 - Результаты игровых тестов (производительность)

Не успели отгреметь залпы фейерверков по поводу запуска новых флагманов AMD, как «зеленоватый краб» (детали смотреть ) резко активизировался и мощным движением клешни погнал ранее приготовленный шар в свою норку. Почему ранее приготовленный? Да потому, что, если уйти от аллегорий, уже в трех продуктах для игрового рынка используется один и тот же чип (ядро) - GK110. Он и в GTX 780, и в GTX Titan. И теперь он же в GTX 780 Ti. Просто с разными степенями «обрезанности». Полноценный (если вести речь о вычислениях с двойной точностью) GK110 идет исключительно в рабочие станции Tesla. В остальном можно сказать, что GTX 780 Ti имеет ядро GK110 со всеми рабочими блоками.

О деталях, как обычно, расскажет Алексей Берилло.

Часть 1: Теория и архитектура

Было понятно, что после выхода топовой видеокарты Radeon R9 290X компании AMD ее конкурент, калифорнийская компания Nvidia, обязательно выпустит еще более мощное решение. Да, номинально Radeon R9 290X не превзошла эксклюзивную модель Geforce GTX Titan по производительности, да и в сражении с Geforce GTX 780 она не всегда побеждает. Однако Nvidia вряд ли потерпела бы посягательство на лидерство от представителя конкурента на базе видеочипа Hawaii, ведь возможности их лучшего графического процессора GK110 были не исчерпаны даже в GTX Titan, основанном на таком чипе с частично отключенными исполнительными блоками.

По этой причине почти сразу после выхода топовой платы конкурента компания Nvidia на одном из своих мероприятий анонсировала скорый выход еще более мощной модели - Geforce GTX 780 Ti, которую мы сегодня и рассмотрим. Видеокарта модели Geforce GTX 780 Ti является самым мощным решением компании для тех, кто хочет играть в требовательные игры при максимальных настройках качества и в самых высоких разрешениях, включая Ultra HD. На момент своего выхода эта модель обеспечивает максимальную производительность в 3D-играх среди одночиповых видеокарт.

Чтобы добиться этого, в Geforce GTX 780 Ti применяется новая ревизия графического процессора GK110 с активными потоковыми вычислительными ядрами в количестве 2880 штук, что даже больше, чем у дорогущего эксклюзива GTX Titan! В число других улучшений, которыми отличается GTX 780 Ti, входит и повышенная до 7 ГГц эффективная частота работы видеопамяти, позволившая серьезно увеличить ее пропускную способность, а также более совершенная система управления питанием и частотой GPU, которая позволяет видеочипу работать на максимально возможной в текущих условиях частоте.

При этом, благодаря весьма энергоэффективной графической архитектуре Kepler, а также некоторым доработкам в последней ревизии видеочипа GK110 и примененной эффективной системе охлаждения, Geforce GTX 780 Ti остается достаточно тихой и прохладной видеокартой для своего уровня производительности. Это особенно важно для набирающих популярность компактных системных блоков, которые имеют жесткие ограничения по питанию, тепловыделению и шумности системы охлаждения. Geforce GTX 780 Ti вполне может применяться в данных решениях: пусть эта модель потребляет немало энергии, но она вполне соответствует требованиям по питанию и охлаждению даже для использования в таких ПК.

Однако не будем забегать слишком далеко вперед и рассмотрим все особенности новой видеоплаты подробнее. В связи с тем, что рассматриваемая сегодня видеокарта Nvidia Geforce GTX 780 Ti основана на базе графического процессора GK110 архитектуры «Kepler», о которой мы уже не раз подробно рассказывали, то читателям будет полезно ознакомиться со статьями о более ранних моделях графических решений компании:

• Nvidia Geforce GTX 780 - урезанная версия GTX Titan, ускоритель премиум-класса;
• Nvidia Geforce Titan - новый однопроцессорный флагман 3D-графики игрового класса;
• Nvidia Geforce GTX 680 - новый однопроцессорный лидер 3D-графики.

Рассмотрим подробные характеристики анонсированной сегодня видеоплаты Geforce GTX 780 Ti, основанной на полной версии топового графического процессора компании Nvidia.

Графический ускоритель Geforce GTX 780 Ti

• Кодовое имя чипа GK110;
• Технология производства 28 нм;
• 7,1 миллиардов транзисторов;
• Унифицированная архитектура с массивом процессоров для потоковой обработки различных видов данных: вершин, пикселей и др.;
• Аппаратная поддержка DirectX 11 API, в том числе шейдерной модели Shader Model 5.0, геометрических и вычислительных шейдеров, а также тесселяции;
• 384-битная шина памяти, шесть независимых контроллеров шириной по 64 бита каждый, с поддержкой GDDR5-памяти;
• Частота ядра 875 (турбочастота - 928) МГц;
• 15 потоковых мультипроцессоров, включающих 2880 скалярных ALU для расчетов с плавающей запятой одинарной точности (FP32) в рамках стандарта IEEE 754-2008 и 960 ALU для расчетов с плавающей запятой двойной точности (FP64), работающих с темпом 1/8 (а не полноскоростными, как в GTX Titan;
• 240 блоков текстурной адресации и фильтрации с поддержкой FP16- и FP32-компонент в текстурах и поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов;
• 6 широких блоков ROP (48 пикселей) с поддержкой режимов сглаживания до 32 выборок на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Каждый блок состоит из массива конфигурируемых ALU и отвечает за генерацию и сравнение Z, MSAA, блендинг;
• Интегрированная поддержка RAMDAC, двух портов Dual Link DVI, а также HDMI и DisplayPort;
• Интегрированная поддержка четырех мониторов, включая два порта Dual Link DVI, а также HDMI 1.4a и DisplayPort 1.2;
• Поддержка шины PCI Express 3.0.

Спецификации референсной видеокарты Geforce GTX 780 Ti

• Частота ядра 875 (928) МГц;
• Количество универсальных процессоров 2880;
• Количество текстурных блоков - 240, блоков блендинга - 48;
• Эффективная частота памяти 7000 (1750×4) МГц;
• Тип памяти GDDR5, 384-битная шина памяти;
• Объем памяти 3 ГБ;
• Пропускная способность памяти 336 ГБ/с;
• Вычислительная производительность (FP32) 5,0 терафлопс;
• Теоретическая максимальная скорость закраски 42 гигапикселя в секунду;
• Теоретическая скорость выборки текстур 210 гигатекселей в секунду;
• Два разъема Dual Link DVI-I, один Mini-HDMI, один DisplayPort 1.2;
• Шина PCI Express 3.0;
• Типичное энергопотребление (TDP) 250 Вт;
• Один 8-контактный и один 6-контактный разъемы питания;
• Двухслотовое исполнение;
• Рекомендуемая цена для рынка США - $699 (для России - 24990 руб).

Название новой платы соответствует системе наименований, принятой в рамках текущего семейства Geforce GTX 700. Nvidia дала самой быстрой своей видеокарте такое же наименование, что и менее мощной GTX 780, но добавила к нему суффикс «Ti» (не путать с Titan!). Новинка Geforce GTX 780 Ti будет продаваться в США за $699 (у нас - за 25 тысяч рублей, с учетом налогов и дополнительных расходов). Она располагается в линейке компании Nvidia над Geforce GTX 780, а поступление модели на наш рынок ожидается после 15 ноября.

Несмотря на мощную новинку, Geforce GTX Titan, за который просят аж $1000, продолжит существовать в параллельной вселенной продаваться как специализированное решение для CUDA-разработчиков, которым нужна полноскоростная обработка данных в формате с двойной точностью, а также большой объем локальной памяти в 6 ГБ. Тем же, кому не нужны эти возможности, а требуется просто максимальная 3D-производительность, лучше подойдет самая быстрая видеокарта Geforce GTX 780 Ti с увеличенным количеством вычислительных ядер, работающих на более высокой частоте.

Что касается решений компании AMD, которые могут быть конкурентами для представленной сегодня GTX 780 Ti, то тут всё просто. Прямого соперника для новой модели у AMD нет, Radeon R9 290X явно будет несколько медленнее, чем GTX 780 Ti, которая, в свою очередь, должна превзойти в играх даже GTX Titan. Однако несмотря на то, что настоящего соперника для GTX 780 Ti в семействе Radeon R9 не существует, сравнивать новинку мы будем с R9 290X - ближайшей к ней по цене и являющейся топовой одночиповой моделью AMD.

В характеристиках GTX 780 Ti нас немного тревожит лишь то, что объем видеопамяти, по сравнению с GTX Titan, всё-таки урезали, поставив на GTX 780 Ti лишь 3 ГБ видеопамяти, а не 6 ГБ, как у эксклюзивной платы. Да, сегодня такого объема всё еще вполне достаточно, и разница заметна лишь в сверхвысоких разрешениях, многомониторном выводе изображения или стереорендеринге. Но уже в ближайшем будущем, с распространением игр для следующего поколения консолей, объема в 3 ГБ может уже не хватить. Впрочем, всегда можно надеяться, что выпуск моделей GTX 780 Ti с 6 ГБ видеопамяти наладят партнеры Nvidia, если это не будет строжайше запрещено калифорнийской компанией ради продаж пары десятков плат GTX Titan в год.

Печатная плата референсного варианта Geforce GTX 780 Ti компании Nvidia имеет длину в 10,5 дюймов (267 мм) - ровно такую же, что и у GTX 780. Для вывода изображения на плате установлено два разъема Dual-Link DVI, один HDMI и один DisplayPort 1.2 порт, как и на младшей модели. Для питания видеокарты на ней предусмотрены привычные для топовых моделей разъемы дополнительного питания: по одному 8-контактному и 6-контактному разъему. Дизайн корпуса аналогичен платам GTX Titan и GTX 780 и схож с дизайном двухчиповой видеокарты Geforce GTX 690.

Интересной новой особенностью, связанной с системой питания видеокарты, которая появилась в Geforce GTX 780 Ti, стала функция регулировки (балансировки) питания, весьма важная в случае серьезного разгона видеочипа. Как известно, современные топовые видеокарты получают питание по трем источникам: от 8-контактного и 6-контактного разъемов дополнительного питания, а также по разъему PCI Express. В обычных условиях питание видеокарты, получаемое из этих источников, сбалансировано, но при разгоне видеокарта может требовать гораздо больше питания от одного из трех указанных источников, по сравнению с другими, что может вызвать некоторые проблемы со стабильностью.

Новая функция регулировки питания, появившаяся в Geforce GTX 780 Ti, позволяет направить энергию, получаемую от одного источника к другому. Другими словами, при исчерпании возможностей одного из источников видеокарта будет получать недостающее ей питание из других. Это должно эффективно помогать при серьезном разгоне и может позволить достичь максимально возможной частоты для Geforce GTX 780 Ti по сравнению с предыдущими моделями на этом же GPU: Geforce GTX Titan и GTX 780.

Графическая архитектура

Как и ее топовые предшественники, новая модель Geforce GTX 780 Ti основана на самом сложном графическом процессоре, который получил первое практическое применение в универсальных вычислительных устройствах Nvidia Tesla. Топовый GPU компании поддерживает все возможности, известные со времен GK104 (Geforce GTX 680), и все особенности архитектуры Kepler относятся и к нему в полной мере. Полная версия графического процессора GK110 имеет в своем составе пять кластеров графической обработки Graphics Processing Cluster (GPC), каждый из которых состоит из трех мультипроцессоров SMX:

В целом GK110 состоит из 15 мультипроцессоров SMX, содержащих по 192 вычислительных блока. Каждый мультипроцессор имеет по одному движку PolyMorph Engine и по 16 блоков текстурной фильтрации. Подсистема памяти GK110, лежащего в основе Geforce GTX 780 Ti, содержит шесть 64-битных каналов памяти, что в сумме дает 384-битный доступ к ней. И так как блоки растровых операций ROP «привязаны» к контроллерам памяти, то их количество в данном GPU равно 48 блокам. Объем кэш-памяти второго уровня на весь чип составляет 1,5 МБ.

Модель Geforce GTX 780 Ti основана на графическом процессоре GK110 с 2880 вычислительными ядрами и отличается от всех предыдущих моделей на базе этого чипа тем, что все 15 блоков SMX в GK110, объединенные в пять кластеров GPC, разблокированы и используются в работе. А ведь даже Geforce GTX Titan основан на версии GK110 с одним отключенным мультипроцессором SMX, не говоря уже о модели GTX 780, имеющей еще меньше активных вычислительных блоков. Топовая новинка Nvidia содержит на четверть больше вычислительных ядер, по сравнению с Geforce GTX 780. Количество текстурных блоков TMU в данной версии чипа равно 240 штукам, да и по блокам ROP никаких ограничений нет - работают все 48.

Для того, чтобы это стало возможным, в Nvidia выпустили специальную новую ревизию данного GPU, которая была оптимизирована для достижения лучшей энергоэффективности. С соотношением производительности и потребляемой энергии в видеочипах архитектуры Kepler и так всё весьма неплохо со времени Geforce GTX 680 на базе GK104, но в обновленном GK110 она была повышена дополнительно, что дало возможность обеспечить работу видеочипа на достаточно высокой тактовой частоте при всех разблокированных мультипроцессорах в GPU.

Подсистема памяти Geforce GTX 780 Ti не изменилась по отношению к предыдущим решениям на основе GK110 и она содержит шесть 64-битных контроллеров памяти, что в целом составляет 384-битную шину. Применяется GDDR5-память объемом 3 ГБ (в случае референсных вариантов партнеры компании могут выпустить и 6-гигабайтные варианты). А вот частота видеопамяти в Geforce GTX 780 Ti была повышена даже по сравнению с Titan, и она равна 7000 МГц (эффективная частота), поэтому обеспечивается приличная пропускная способность в 336 ГБ/с, что даже больше, чем у конкурирующей модели AMD Radeon R9 290X, имеющей 512-битную шину памяти. На сегодняшний день данная модель имеет самую быструю видеопамять и максимальную ПСП для одночиповых видеокарт.

Базовая частота GPU в модели Geforce GTX 780 Ti равна 875 МГц, а турбочастота («Boost Clock») составляет 928 МГц. Естественно, новой моделью поддерживается технология GPU Boost 2.0, обеспечивающая работу видеочипа на максимально возможной частоте в различных условиях. При этом Boost 2.0 гарантирует и минимальный уровень производительности, независимый от условий питания и охлаждения в виде базовой частоты, ниже которой частота не снизится. Указанная турбочастота является средней для набора современных игр и 3D-приложений, на которой работает графический процессор этой видеоплаты, а реальная частота в играх будет отличаться для каждого приложения, также она зависит и от условий охлаждения.

Понятно, что Geforce GTX 780 Ti поддерживает все современные технологии компании Nvidia, о которых мы ранее неоднократно писали, в том числе Adaptive VSync и PhysX. Обо всех этих технологиях подробно написано в предыдущих обзорах видеокарты семейства Kepler, ссылки на которые даны в начале страницы. Так как Geforce GTX 780 Ti имеет в основе топовый графический процессор GK110 той же архитектуры, то новая модель предлагает все современные возможности в виде DirectX 11, PhysX, TXAA, адаптивного VSync и других технологий.

Игры и сотрудничество с игровыми разработчиками

Как всегда, аппаратная часть в видеокартах хоть и самая важная, но не единственная. Большую роль играет и программная поддержка, и это касается не только выпущенных вовремя оптимизированных видеодрайверов, чем занимается соответствующий отдел Nvidia, но и сотрудничества с разработчиками игр в виде помощи и удобного инструментария для внедрения современных эффектов, а также помощи по оптимизации игрового кода для собственных решений.

Nvidia является признанным лидером в деле сотрудничества с игровыми разработчиками, у них давно есть множество соответствующих программ, а игровые проекты, выходящие с помощью Nvidia, объединяются в известную программу The Way It"s Meant To Be Played (TWIMTBP). Для облегчения труда разработчиков компания недавно вышла с еще одной обобщенной инициативой, получившей название GameWorks, служащей для ускорения и упрощения внедрения новых графических эффектов в игры.

Программа GameWorks включает множество утилит и технологий, это результат работы нескольких сотен инженеров компании Nvidia, работающих над самыми современными и технологичными алгоритмами, связанными с графическими и физическими эффектами. За несколько лет компания собрала лучшие эффекты, утилиты, алгоритмы, движки, библиотеки и т. п. в то, что известно сейчас под названием GameWorks. Более того, в рамках этой кампании инженеры Nvidia продолжают работать вместе с игровыми разработчиками, помогая им внедрять эффекты, исправлять ошибки, улучшать 3D-производительность в их проектах и обучаться новым графическим технологиям.

Результат работы Nvidia в этом направлении, включающий сотрудничество в рамках программы GameWorks, можно увидеть в большом количестве самых современных и популярных игр. Все они получают от сотрудничества с Nvidia дополнительные эффекты, оптимизации производительности, а также другую поддержку. Вот лишь некоторые из последних примеров:

Эффекты, которые вошли в состав вышеперечисленных игр, включают объемные лучи света («god rays») в Assassin’s Creed 4: Black Flag, поддержку физических эффектов GPU PhysX в играх Call of Duty: Ghosts, Batman: Arkham Origins и The Witcher: Wild Hunt, имитацию глобального освещения HBAO+ в Watch_Dogs и почти всех указанных играх, DirectX 11-тесселяцию в большинстве проектов и т. д. и т. п.

Ну а Geforce GTX 780 Ti является, несомненно, лучшей видеокартой для того, чтобы насладиться всеми этими технологиями и эффектами, в максимальном качестве и при любом разрешении рендеринга. А игроки, которые уже обзавелись мониторами Ultra HD (да-да, оба два) могут получить приемлемую производительность в таких играх, как Batman: Arkham Origins и Assassin’s Creed 4: Black Flag именно на мощнейшей модели Geforce GTX 780 Ti или даже на парочке таких видеокарт, объединенных в SLI-систему.

К примеру, в игре Assassin’s Creed IV: Black Flag при всех включенных эффектах: DX11 (тесселяция), HBAO+, тени по алгоритму cfontact-hardening shadows, объемные лучи света god rays, сглаживание методом 2x TXAA и рендеринге в разрешении Ultra HD (3840×2160) потребуется система из пары видеокарт Geforce GTX 780 Ti в SLI, чтобы получить всего лишь около 32 FPS.

А чтобы поиграть в Batman: Arkham Origins со всеми эффектами: тесселяция, HBAO+, улучшенные тени (contact-hardening shadows), глубина резкости (Depth of Field), PhysX (системы частиц, турбулентность и имитация тканей), 4x TXAA сглаживание в разрешении Ultra HD, - также нужны две Geforce GTX 780 Ti - они обеспечат 46 FPS в этой игре. Чего только не сделают энтузиасты ПК-игр, на какие только траты не пойдут ради четкой картинки.

А давайте посмотрим, стоит ли графика в Batman: Arkham Origins того, чтобы потратиться на пару недешевых видеокарт. Во-первых, в этой игре используется технология Nvidia PhysX для создания реалистичных физических эффектов. Игровые настройки дают возможность полного отключения физических эффектов, но гораздо красивее и реалистичнее игра выглядит при PhysX-эффектах, выставленных хотя бы на уровень «Normal», когда включается имитация тканей для персонажей и некоторых объектов: флагов, баннеров, листов бумаги и др. При установке PhysX в положение «High» включаются эффекты модуля APEX Turbulence, которые усиливают эффекты с системами частиц, вроде дыма, снега, пара и тумана.

Хотя «нормальный» режим PhysX (с эффектами имитации тканей) можно включить на системах с любыми видеокартами, полноценные PhysX-эффекты потребуют современной видеокарты компании Nvidia с поддержкой DirectX 11 и видеопамятью объемом от 1 ГБ. При максимальных установках качества (PhysX выставлен в «High», включено сглаживание TXAA, HBAO+, улучшенные тени, тесселяция) и в высоких разрешениях рекомендуется использовать видеокарты уровня Geforce GTX 780 и выше.

Рассмотрим используемые в этой игре эффекты поближе. Имитация тканей PhysX Cloth используется в Batman: Arkham Origins для рендеринга таких реалистичных объектов, как листы бумаги, одежда персонажей, баннеры и плащ главного героя - все эти материалы взаимодействуют с другими объектами подобно настоящим.

Второй интересный эффект - APEX Turbulence. Это аппаратно-ускоренные физические PhysX-алгоритмы, помогающие создать такие эффекты с множеством частиц, как дым, снег, пар и объемный туман. Все они динамически взаимодействуют с окружающим миром, подвержены силам гравитации, ветру, взрывам и др. Более того, спрайты частиц могут отбрасывать тени друг на друга и на окружение по алгоритму particle shadow mapping, что придает им еще более реалистичный вид.

При рендеринге плаща Бэтмена в игре используется аппаратная тесселяция и наложение карт смещения (displacement mapping), что придает этому предмету одежды дополнительную детализацию и реалистичность. Неоттесселированный плащ имеет гораздо меньше проработанных деталей и выглядит не настолько объемным, так как его складки не могут отбрасывать тень сами на себя. Тесселяция плаща главного героя включается настройкой «Geometry Detail», выставленной в значение «DX11 Enhanced».

Также аппаратная DirectX 11 тесселяция с картами смещения используется и при рендеринге реалистичных деформаций лежащего снега. С выключенной тесселяцией используется попиксельный алгоритм, который дает неплохие результаты, но слишком плоские, без геометрической детализации, которая нужна также и для корректного просчета имитации глобального освещения, чтобы правильно затенять сцену. При включении же тесселяции используются динамические карты смещения, которые деформируют реальную геометрическую поверхность. Поэтому вышеперечисленные проблемы исчезают, следы на снегу приобретают объем, корректно взаимодействуют с тенями и имитацией глобального освещения (ambient occlusion HBAO+).

Эффект имитации глубины резкости в оптике (Depth of Field - DOF) давно применяется в играх, но разные алгоритмы существенно отличаются друг от друга по сложности. Одним из наиболее продвинутых является Nvidia Depth-of-Field (NVDOF) - эта техника способна отрисовывать эффект боке крупного размера при фиксированной производительности. Эффект работает и заметен не везде, но с опцией «Depth of Field», выставленной в «DX11 Enhanced», NVDOF применяется в некоторых сценах игры с приближениями к камере лиц персонажей, гаджетов и т. п.

Для улучшения техники имитации глобального освещения (Screen Space Ambient Occlusion - SSAO) компания Nvidia разработала алгоритм HBAO+, который достаточно быстро выполняется при рендеринге в полном разрешении 1920×1200 на графических процессорах уровня Geforce GTX 660 и выше и особенно эффективен на GPU с поддержкой DirectX 11. Результат работы HBAO+ выглядит даже лучше того, что получается при использовании обычного HBAO, особенно в сценах с тонкими и узкими объектами, вроде листьев и травы.

Алгоритм Nvidia HBAO+ более качественный и менее требовательный к вычислительным ресурсам, по сравнению с аналогичными техниками. Nvidia приводит такие цифры: расчет буфера HBAO+ на Geforce GTX 680 в разрешении 1920×1200 занимает 2,7 мс на кадр, тогда как традиционный алгоритм HBAO требует 9,2 мс в тех же условиях (учитывается время рендеринга всех проходов, требуемых для просчета имитации глобального освещения).

В игре Batman: Arkham Origins при рендеринге теней применяется алгоритм (Percentage-Closer Soft Shadows - PCSS) - техника, дополняющая оригинальный алгоритм проекционных теней. Чтобы его включить, нужно выставить настройку «Dynamic Shadows» в положение «DX11 Enhanced». PCSS применяется ко всем моделям персонажей и обеспечивает несколько улучшений: границы теней сильнее размываются по мере удаления от источника света, используется высококачественная фильтрация карт теней, устраняющая алиасинг, а использование теневого буфера позволяет устранить некорректное перекрытие нескольких теней. Похоже, что на скриншоте для персонажа используется улучшенный PCSS алгоритм, а для других объектов (посмотрите на «зубчатую» тень справа) - упрощенный.

Также в последней игре сериала про Бэтмена применяется полноэкранное сглаживание методом TXAA. Это сравнительно новый метод сглаживания, о котором мы уже писали не раз. Главная его задача - в устранении временны́х артефактов вроде мелькающих пикселей на краях объектов при движении. TXAA - это смесь аппаратного сглаживания и специальной постобработки - временного фильтра (temporal filter). Метод обеспечивает высокое качество сглаживания, но картинка при этом слегка замыливается, что нравится не всем. Отличие TXAA от FXAA в том, что последний призван обеспечить максимальную производительность ценой сниженного качества, а первый - максимальное качество при дополнительных (небольших) потерях в производительности.

Хорошо, есть такие симпатичные игры, как Batman: Arkham Origins и Assassin’s Creed 4: Black Flag, но за них ведь еще платить надо… Первым счастливым покупателям Geforce GTX 780 Ti не надо! Купившие топовую новинку до конца текущего года получат бесплатные цифровые копии игр Assassin"s Creed IV: Black Flag, Batman: Arkham Origins и Splinter Cell Blacklist от партнеров компании Nvidia. Так, к самой быстрой одночиповой видеокарте добавились еще три современных игры, в которых применяются последние графические технологии. А североамериканским покупателям Geforce GTX 780 Ti повезло еще больше, при покупке новинки Nvidia до 21 ноября они получат еще и ваучер на скидку $100 для покупки карманной игровой консоли Nvidia Shield.

Geforce Experience 1.7 с новой функцией ShadowPlay

О Geforce Experience (GFE) мы писали в своих статьях уже не раз, со времени ее выхода она была установлена на миллионы игровых систем во всем мире. Это часть драйверов Nvidia, которая обеспечивает дополнительные возможности, не связанные напрямую с работой GPU. Основной задачей GFE является своевременное обновление драйверов для видеокарт Geforce и оптимизация игровых настроек для пользовательской системы, исходя из системных требований игры и конфигурации ПК.

Буквально при помощи одного клика мышью можно оптимизировать графические настройки установленных на пользовательском ПК игр так, чтобы обеспечивалась достаточная производительность при оптимальном качестве картинки. GFE способна найти и установить оптимальные настройки более чем для сотни игр и для всех современных GPU компании, включая Geforce GTX 780 Ti.

Кроме игровых оптимизаций, Geforce Experience также занимается автоматической проверкой обновленных версий драйверов Nvidia, их загрузкой и установкой, что значительно облегчает задачу по обновлению драйверов, оптимизированных для самых современных игр.

Но наиболее интересной возможностью, появившейся 28 октября в последней версии , кроме новых профилей, обновленных настроек для игр и других новых возможностей, стал давно обещанный компанией Nvidia инструмент видеозахвата под названием ShadowPlay.

ShadowPlay - это простой бесплатный инструмент для захвата изображения игрового процесса в движении, использующий аппаратный H.264-кодер NVENC, встроенный во все современные графические процессоры, на которых основаны видеокарты Nvidia серий Geforce GTX 600 и 700. Соответственно, в преимущества ShadowPlay входит: минимальное влияние на общую производительность (менее 10%) из-за использования аппаратного блока кодирования видеоданных в Kepler, запись роликов в разрешении 1920×1080 с частотой кадров 60 FPS и битрейтом до 50 МБит/с, неограниченное время записи в ручном режиме (только для Windows 8) и 10–20-минутные ролики в режиме постоянной записи Shadow Mode. Увы, но продолжительность записи в Windows 7 ограничена размером файла в 4 ГБ из-за особенностей этой версии операционной системы.

Наиболее интересен режим Shadow, который записывает игровой процесс постоянно, без нужды в нажатии кнопок при начале записи, в этом режиме просто сохраняются последние 10 или 20 минут (в зависимости от операционной системы) игрового процесса в специальный буфер на накопителе. В любой момент, если в игре произошел какой-то интересный момент, требующий его сохранения (точный снайперский выстрел в сетевом шутере, веселые «баги» с проникновением через стены и т. п.), можно нажать комбинацию клавиш «Alt+F10» для того, чтобы сохранить видео в отдельном файле. А чтобы записать всю игровую сессию, потребуется выбрать ручной режим записи при помощи комбинации клавиш «Alt+F9».

Так как видео сохраняется в обычном H.264-формате, то для дальнейшего его использования и редактирования можно применить любой популярный видеоредактор: Sony Vegas, Adobe Premiere и их бесплатные аналоги, поддерживающие MP4-контейнер и формат H.264. Можно также сразу залить видеофайл и на YouTube, а в будущих версиях Geforce Experience появится возможность интеграции с онлайн-сервисом Twitch.tv, которая позволит пользователям ShadowPlay пересылать записанное на Twitch.

Из-за того, что функция ShadowPlay при работе использует блок аппаратного H.264-кодирования, который встроен во все GPU компании Nvidia семейств Geforce GTX 600 и 700, в минимальных требованиях указана видеокарта Geforce GTX 650, а мобильные GPU пока что не поддерживаются. Возможность записи можно использовать в играх, использующих DirectX 9 и выше. Не слишком мягкие требования к GPU оправданы тем, что аппаратное кодирование имеет явное преимущество по сравнению с программными решениями, использующими ресурсы CPU, такими как FRAPS. Аппаратное кодирование на графическом процессоре снижает общую производительность лишь на единицы процентов даже при записи видеороликов с максимальным качеством, в то время как программные методы обычно требуют куда большего.

Из числа других нововведений в Geforce Experience 1.7 выделим еще несколько функций. Так, Geforce GTX LED Visualizer позволяет настроить пользовательский режим яркости, мерцания и рисунка для светодиодов, подсвечивающих логотипы в таких видеокартах, как Geforce GTX 690, GTX 770, GTX 780, GTX 780 Ti и GTX Titan. А Nvidia GameStream 1.0 дает возможность играть в ПК-игры при помощи игровой консоли Shield, когда изображение рендерится на ПК и по беспроводной сети передается на карманную консоль. Помимо того, начиная с версии Geforce Experience 1.7 в ней появились оптимальные игровые настройки для пары десятков поддерживаемых GFE игр для разрешения 3840×2160 (Ultra HD или 4K). А все выходящие в будущем игры изначально будут иметь оптимальные настройки для этого разрешения в GFE.

Теоретическое сравнение с Radeon R9 290X

Интересно, что в этот раз в своих материалах для прессы Nvidia пошла на прямое и подробное сравнение новинки с конкурентом в лице Radeon R9 290X. Обычно дело ограничивалось парой диаграмм с привычными красными и зелеными столбиками, но в этот раз все достоинства своего продукта и недостатки конкурирующего были расписаны весьма подробно.

К примеру, одним из важнейших достоинств Geforce GTX 780 Ti по сравнению с Radeon R9 290X компания Nvidia считает более высокую энергоэффективность и стабильность при работе на высоких частотах при максимальной нагрузке. При этом приводятся интересные цифры сравнения Geforce GTX 780 Ti и Radeon R9 290X (при расчетах тут используется общее потребление видеокартой, включая видеопамять и другие компоненты, а не только GPU):

По данным Nvidia, модель Radeon R9 290X при максимальной частоте GPU потребляет заметно больше: 290 Вт против 250 Вт у GTX 780 Ti. При этом рассеять тепло, исходящее от GPU, их конкурентам сложнее еще и потому, что графический процессор Hawaii, применяемый в R9 290X, меньше по площади: 455 мм 2 по сравнению с 533 мм 2 для GK110, на базе которого основана модель Geforce GTX 780 Ti.

Естественно, что с каждого миллиметра поверхности GPU компании AMD приходится отводить большее количество тепла. Неудивительно, что более низкий параметр плотности тепловыделения (соотношения выделяемого тепла к площади чипа) означает более эффективное охлаждение, что выражается в более высоких тактовой частоте и производительности, а также в меньшей шумности вентилятора системы охлаждения. И если установкой более мощного кулера можно как-то отвести выделяемое тепло от Radeon R9 290X, то проблем с шумностью системы охлаждения не решить.

Таким образом, недостаток большей площади чипа, который выражается в повышенной себестоимости производства, Nvidia обратила в фундаментальное преимущество своей графической архитектуры. Иными словами, по словам Nvidia, они чуть ли не специально делают крупные по площади чипы, чтобы добиться лучшего охлаждения и производительности. В результате видеокарта Geforce GTX 780 Ti явно более энергоэффективна, по сравнению с Radeon R9 290X, поэтому она тише и прохладнее. По данным компании Nvidia, GPU в Radeon R9 290X работает на температурах до 95 градусов Цельсия, в то время как температура видеочипа Geforce GTX 780 Ti в тех же условиях не превышает 83 градусов.

Есть и еще один момент, связанный с энергоэффективностью и высоким потреблением, который позволяет Geforce GTX 780 Ti работать на более высоких частотах при мощных вычислительных нагрузках. На следующей диаграмме Nvidia указывает реальную тактовую частоту Geforce GTX 780 Ti и Radeon R9 290X от одного из производителей (в «тихом режиме», что важно), которые рендерят сцены из игры Crysis 3 на протяжении 20 минут в разрешении 2560×1440:

Как отмечает Nvidia, частоты обоих графических процессоров начинаются от отметки в 1 ГГц, но по мере возрастания 3D-нагрузки частоты начинают изменяться, начиная примерно с двухминутной отметки. Видеочип Radeon R9 290X, работающей в тихом режиме, сбрасывает частоту вплоть до 727 МГц, а Geforce GTX 780 Ti, благодаря высокой энергоэффективности и меньшей плотности тепловыделения, продолжает работу на 940 МГц при гарантированной частоте в 875 МГц. И средняя за 20 минут частота GPU в случае Geforce GTX 780 Ti получается заметно выше, чем у Radeon R9 290X: 968 МГц против 799 МГц.

Несмотря на то, что по-хорошему нужно было протестировать Radeon R9 290X еще и в суперрежиме («Uber»), Nvidia выделила важный момент - ведь игроки не бросают играть после пары минут, а делают это на протяжении нескольких десятков минут или даже часов, в отличие от тестов производительности, которые как раз очень редко когда продолжаются больше одной-двух минут. Другими словами, падение частоты ниже 1 ГГц в случае AMD Radeon R9 290X может заметно снизить реальную производительность, по сравнению с тем, что мы видим в коротких бенчмарках на всех сайтах.

Nvidia даже рекомендует «прогревать» тестируемые GPU на протяжении не менее пяти минут, чтобы получить реальную картину производительности, которую увидит конечный пользователь. Кроме того, они утверждают, что их решения с поддержкой GPU Boost обеспечивают гарантированную основную частоту (875 МГц в случае GTX 780 Ti), ниже которой реальная частота не опустится даже в самых плохих условиях, а AMD указывает для своих решений только пиковую частоту, которая никогда не достигается.

Поэтому в реальности разница по производительности между Geforce GTX 780 Ti и Radeon R9 290X (как минимум в тихом режиме) может оказаться даже большей, чем в тестах. Так как частота видеочипа Radeon R9 290X может серьезно снизиться при длительной нагрузке, игроки не получат при этом заявленного компанией AMD уровня производительности. Впрочем, это тема отдельного исследования, требующая времени и внимательного подхода. При этом обязательно нужно исследовать и Uber-режим для Radeon R9 290X.

Предварительная оценка производительности

А теперь переходим к вопросу предварительной оценки производительности нового решения. Модель Geforce GTX 780 Ti основана на том же GK110, что используется в GTX Titan и GTX 780, но имеет 2880 активных вычислительных ядер, что на четверть больше количества математических блоков в младшей модели без суффикса. Есть преимущества перед некогда топовым одночиповым решением и по скорости текстурирования, и по пропускной способности видеопамяти: 336 ГБ/с против 288 ГБ/с.

Давайте сначала оценим теоретическую производительность Geforce GTX 780 Ti, основываясь на пиковых цифрах, полученных из теоретических показателей количества исполнительных блоков и частоты работы GPU.

По большинству пиковых показателей Geforce GTX 780 Ti превосходит все остальные видеокарты, исключая лишь самые мощные двухчиповые решения. Исходя из теории, GTX 780 Ti имеет на 24% большую геометрическую производительность, скорость текстурных блоков на 35% выше и чуть более высокие показатели математической производительности и пропускной способности памяти, по сравнению со своим конкурентом в исполнении AMD.

Естественно, что на диаграмме Nvidia не представлена производительность блоков ROP, которых у Hawaii в Radeon R9 290X на треть больше. А ведь эта разница вполне может негативно повлиять на общую производительность в самых высоких разрешениях и при многомониторном рендеринге.

Но это всё в теории, а во что это теоретическое преимущество Geforce GTX 780 Ti превращается, если смотреть на скорость рендеринга в играх? Сама Nvidia приводит вот такое сравнение по нескольким современным игровым проектам:

Указанные игры запускались на тестовой системе с процессором Intel Core i7-3960X (3,3 ГГц), в высоких настройках, с включенным полноэкранным сглаживанием и в разрешении 2560×1440. Последнее означает, что меньшее количество блоков ROP и меньший объем локальной видеопамяти у Geforce GTX 780 Ti, скорее всего, никак не сказались на средней частоте кадров, по сравнению с Radeon R9 290X.

Итак, благодаря большому количеству активных исполнительных блоков, работающих на высокой частоте, Geforce GTX 780 Ti показывает в протестированных Nvidia играх заметно более высокую производительность, по сравнению с главным конкурентом. Так, Geforce GTX 780 Ti обеспечивает более чем на 40% большую скорость рендеринга в играх Assassin’s Creed 3 и Far Cry 3, а в Batman: Arkham City, Tomb Raider и Metro Last Light преимущество новинки превышает 30%.

В остальных указанных на диаграмме играх Geforce GTX 780 Ti хоть и быстрее, чем Radeon R9 290X, но уже не столь впечатляюще. Так, в Crysis 3 и Battlefield 3 (четвертую часть игры в Nvidia еще не завезли, похоже) преимущество калифорнийской платы составляет лишь 10%. При этом необходимо помнить, что это - оценка Nvidia, то есть одной из заинтересованных сторон, а независимое тестирование игровой производительности вы найдете в третьей части нашего материала.

По нашим предварительным прикидкам получается, что Geforce GTX 780 Ti должна стать самой производительной в 3D-играх графической картой, включая и Radeon R9 290X от конкурента, и Geforce GTX Titan, номинально не входящий в «игровую» линейку и стоящий гораздо больше. Хотя топовая новинка является видеокартой для небедных энтузиастов компьютерных игр и любителей разгона, но она дает лучшие возможности гораздо более широкому кругу потенциальных покупателей, чем это делала GTX Titan в свое время.

Из потенциальных недостатков модели GTX 780 Ti можно выделить лишь сравнительно малый объем видеопамяти в 3 ГБ, которого может быть недостаточно для экстремальных настроек качества в высоких разрешениях, ведь требуемый объем локальной памяти в будущем будет расти вместе с распространением игр для следующего поколения консолей. Остается надеяться, что Nvidia не будет чинить препоны на пути своих партнеров, если те пожелают выпустить модификации GTX 780 Ti с 6 ГБ видеопамяти.

Далее мы переходим к следующей части нашей статьи, которая традиционно посвящена практической части исследования в нашем привычном наборе синтетических тестов, в которых мы сравним производительность новой топовой видеокарты серии Geforce GTX 700 со скоростью близких по производительности и цене решений компаний Nvidia и AMD.

Nvidia Geforce GTX 780 Ti - Часть 2: видеоплаты и синтетические тесты →