Обзор GeForce GTX 1080 Ti: игра на опережение

GeForce GTX 1080 Ti стала первой видеокартой потребительской линейки NVIDIA для которой используется мощный графический процессор GP102. Мы уже привыкли к тому, что «титановые» версии адаптеров традиционно приносят повышенную производительность, но в данном случае новая видеокарта стирает грань между устройствами народной серии GTX и ультимативными моделями TITAN X. Разбираемся с предпосылками появления столь грозного оружия калифорнийцев и оцениваем на практике возможности GeForce GTX 1080 Ti.

Графический TOP от NVIDIA

Для GeForce GTX 1080 Ti используется графический процессор GP102. Это тот же кристалл, что применяется и для GeForce TITAN X, но с минимальными упрощениями. Производитель сохранил количество вычислительных CUDA-блоков – 3584, и даже число текстурных модулей осталось неизменным – 224, а вот количество блоков растеризации уменьшено с 96 до 88.

Для новой видеокарты используется нестандартная разрядность шины памяти – 352 бита, вместо 384 бит у TITAN X, а объем локальной ОЗУ уменьшен с 12 ГБ до 11 ГБ, но при этом GDDR5X работает на 11 008 МГц вместо 10 008 МГц. Однако, учитывая возросшие частоты как графического процессора, так и микросхем памяти, еще до практических тестов становилось понятно, что в плане производительности GeForce GTX 1080 Ti как минимум не будет уступать более именитой модели. А если еще учесть почти двукратную разницу в рекомендованной цене видеокарт, то было очевидно, что непродолжительный жизненный цикл GeForce TITAN X подходит к своему завершению.

Не было сомнений в том, что NVIDIA готовит нечто новое и для почитателей ультимативных решений, которые не смотрят на ценники. И действительно, пока GeForce GTX 1080 Ti добиралась к нам на тестирование, калифорнийцы представили нового флагмана потребительской дискретной графики – GeForce TITAN Xp. Для данного адаптера используется все тот же графический процессор GP102, но уже со всеми разблокированными функциональными блоками, максимальной разрядностью шины памяти и рабочей частоты GDDR5X. Пользователи, готовые потратить на покупку видеокарты более $1200 получили новый объект для своих вожделений. Мы же пока предлагаем поближе познакомиться с возможностями более доступной новинки – GeForce GTX 1080 Ti.

GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition

Первыми на рынке появились модели видеокарт, выполненные в референсном дизайне. Такие устройства есть в ассортименте всех производителей графических адаптеров, потому логично начать знакомство с GeForce GTX 1080 Ti на примере именно эталонной версии.

Стоковый вариант от NVIDIA предлагается в коробке средних размеров, по оформлению которой несложно догадаться о ее содержании.

Видеокарта поставляется в комплекте с кратким руководством и дополнительным переходником DisplayPort – DVI.

Внешний дизайн топовых референсных моделей NVIDIA не меняется уже в течение нескольких лет. Разработчики корректируют внутреннее содержание, но внешняя оболочка адаптеров претерпевает лишь косметические изменения. Нужно признать, что стильное оформление эталонных версий адаптеров многим по душе. Алюминиевая верхняя крышка c обработанными рублеными гранями – неувядающая классика от NVIDIA.

Через прозрачное окно на верхней панели видны пластины внутреннего радиаторного блока системы охлаждения. В качестве теплосъемного элемента в основании используется массивная испарительная камера. Для нагнетания воздуха и продува радиатора используется один вентилятор центробежного типа. Преимущество такой компоновки в том, что практически весь нагретый воздух выводится за пределы системного блока. Для компактных и слабо продуваемых корпусов подобный вариант мощной игровой видеокарты не просто желателен, а едва ли не единственно возможный.

Инженеры дополнительно поработали над оптимизацией кулера, который стал более эффективен, чем охладитель у TITAN X. В данном случае несколько увеличена испарительная камера, а также увеличена полезная площадь интерфейсной панели для вывода нагретого воздуха.

Видеокарта имеет четыре видеовыхода – три DisplayPort 1.4 и один HDMI 2.0b. При этом все интерфейсные разъемы расположены в один ярус. Разработчики не выносили на “второй этаж” разъем DVI-D, который бы занял значительную площадь панели. Если монитор подключается с помощью этого интерфейса, можно воспользоваться комплектным переходником DisplayPort – DVI. Подобная компоновка разъемов позволила значительно увеличить площадь вентиляционной решетки, которая теперь занимает примерно ⅔ всей крепежной пластины. Это упрощает вывод тепла, попутно позволяя повысить эффективность системы охлаждения.

Для видеокарты используется та же печатная плата, что и для GeForce TITAN X. При этом, как это не удивительно, для GeForce GTX 1080 Ti применяется вариант не с упрощенной элементной базой, а наоборот, усиленной подсистемой стабилизации питания графического процессора.

Модуль VRM состоит из семи сдвоенных фаз (2x dualFET). Такая компоновка в целом позволяет не только получить необходимую мощность, но и увеличить эффективность преобразователя.

Микросхемы памяти GDDR5X от компании Micron размещены П-образным способом вокруг графического процессора. Всего используется 11 чипов, емкость каждого составляет 1 ГБ. Пустующая площадка под еще одну микросхему напоминает об унификации печатной платы. Все чипы памяти дополнительно охлаждаются, контактируя через теплопроводящие прокладки с массивным кронштейном кулера.

Для подключения дополнительного питания на верхней кромке предусмотрено два коннектора 12 В. Один на 8 контактов и один на 6 контактов. Заявленный тепловой пакет видеокарты укладывается в рамки 250 Вт. Такой же TDP имеет и TITAN X, а также новый флагман – TITAN Xp. Все три видеокарты основаны на базе одного графического процессора, включающего 12 млрд. транзисторов. Конечно, фактическое энергопотребление моделей будет отличаться, но заявленная планка не будет превышена. Напомним, что для GeForce GTX 1080, основанной на более простом чипе GP104, пакет TDP составляет 180 Вт. То есть энергетический расход у GeForce GTX 1080 Ti будет повыше, но такие аппетиты оправдывает увеличенная производительность. К тому же потребление в пределах разумного для ультимативной одночиповой видеокарты. NVIDIA рекомендует использовать для системы с GTX 1080 Ti блок питания мощностью от 600 Вт.

Обратная сторона печатной платы прикрыта массивной пластиной. Кроме защиты поверхности PCB от возможных механических повреждений она также придает завершенности общему дизайну устройства.

Используемая плита имеет составную конструкцию. Часть пластины можно демонтировать, например, если в компактной системе используются две видеокарты, размещенные в соседних слотах. В таком случае приток воздуха к вентилятору одного из адаптеров может быть затруднен. Сняв часть пластины, можно увеличить зазор между устройствами, сохранив при этом защиту области GPU.

Общая длина видеокарты – 267 мм. Типичные габариты для топовых моделей NVIDIA. В большинстве ситуаций с установкой такого адаптера на должно возникать никаких сложностей.

На верхней панели видеокарты традиционно расположен логотип GeForce GTX, эффектно подсвечивающийся зеленым во время работы системы. Очень удачная находка дизайнеров вот уже который год отлично дополняет облик топоповых устройств NVIDIA.

В работе

В режиме покоя на открытом стенде температура GPU удерживалась на уровне 32 градусов. При этом вентилятор вращался со скоростью порядка 1100 об/мин.

Активная система охлаждения не имеет гибридного режима работы, то есть вентилятор СО не останавливается ни при каких условиях. Впрочем, при минимальной нагрузке он очень тих.

Под нагрузкой температура графического процессора повышалась до 84 градусов, при этом скорость вращения вентилятора увеличивалась до 2400 об/мин. Предположим, что в закрытом корпусе частота вращения будет еще выше. Референсные модели адаптеров NVIDIA никогда не были образцовыми устройствами для ценителей бесшумных видеокарт. На пике уровень шума GTX 1080 Ti можно охарактеризовать как средний. При этом под нагрузкой в режимах с выключенной вертикальной синхронизацией при большом количестве кадров/c в нашем случае можно было расслышать легкий шелест дроссельных катушек.

В случае с референсной GeForce GTX 1080 Ti рабочая частота графического процессора – величина очень непостоянная. Механизм GPU Boost 3.0 активно изменяет этот параметр в широких пределах, реагируя на температуру чипа и его энергопотребление. В некоторых играх GPU автоматически ускоряется до 1800–1850 МГц, в других ситуациях под нагрузкой частота может опускаться до 1700 МГц или на пике возрастать вплоть до 1886 МГц.

Разгон

Во время экспериментов с разгоном стоит изначально увеличить допустимый лимит мощности. Адаптер позволяет повысить Power Limit до 120%. Базовую частоту графического процессора удалось увеличить до 1642 МГц.

После разгона графический процессор под реальной игровой нагрузкой ускорялся до 1923–1974 МГц. Утилиты мониторинга фиксируют пиковые 2075 МГц, но это лишь единичные всплески.

Фактическая рабочая частота GP102 вплотную подобралась к 2000 МГц. При этом стабильно превысить этот символичный порог не позволяет механизм динамического авторазгона. При повышении тактовой частоты GPU увеличивается как энергопотребление, так и нагрев чипа. Согласно алгоритму, видеокарта старается удержать температуру графического процессора в заданных пределах. После разгона чип прогревается до 85 градусов, при этом скорость вращения вентилятора превысила 3000 об/мин.

Несмотря на то, что формально базовая частота GPU была увеличена на 10,9%, фактические значения рабочих частот будет ниже. GPU Boost приходится контролировать нагрев чипа и его энергопотребление, не позволяя ускориться сверх нормы.

Микросхемы памяти также удалось дополнительно ускорить. Чипы стабильно работали на эффективных 12112 МГц (+10%).

Конфигурация тестового стенда

Производительность

Для оценки производительности GeForce GTX 1080 Ti мы использовали показатели нескольких видеокарт. GeForce GTX 1080 позволит ощутить преимущество “титановой” версии над базовой видеокартой серии, оснащенной более простым графическим процессором. GeForce GTX 1070 включена в перечень участников, чтобы оценить показатели GeForce GTX 1080 Ti в сравнении с популярной сбалансированной моделью, пользующейся широкой популярностью. Кроме того, мы также добавили результаты GeForce GTX 780. Данная модель была представлена почти 4 года назад и стоила почти столько же ($649), как и участница нашего обзора. Интересно посмотреть, как же ситуация изменилась за прошедшее время.

В перечне участников теста, к сожалению, не оказалось видеокарт с чипами AMD. Radeon RX 480/580 – устройства среднего класса, которые на фоне одночиповых флагманов смотрелись бы очень неубедительно. Возможно академический интерес представляло бы сравнение показателей с таковыми для Radeon RX Fury/Fury X, но этих возрастных адаптеров уже фактически нет на рынке, да и практическая полезность здесь сомнительна. Очень ждем Radeon RX Vega, с выходом которых в топ-сегменте должна появиться интрига. Пока же на вершине графической иерархии устройства от NVIDIA томятся в гордом одиночестве. Посмотрим на текущую расстановку сил.

Во время тестирований мы использовали экран с разрешением 2560×1440, устанавливая для игр пресеты с максимальным качеством графики или близким к таковому. Как показывают замеры, в таких условиях GeForce GTX 1080 Ti примерно на треть опережает GeForce GTX 1080. Причем чуть более скромные общие результаты в синтетических тестах можно объяснить тем, что на общий показатель также влияет производительность процессора, который был неизменен.

В реальных играх можно было наблюдать прирост на уровне 27–35%. При этом здесь также стоит учесть нюанс, заключающийся в том, что для воссоздания стоковых GTX 1070/1080 мы использовали адаптеры MSI серии GAMING с оригинальными системами охлаждения, снизив базовые значения частот GPU до рекомендуемых значений. Однако более агрессивный алгоритм GPU Boost все же обеспечивал этим моделям небольшое преимущество над референсными GTX 1070/1080. Потому, при сравнении со стоковыми моделями разница будет еще чуть больше. Преимущество GTX 1080 Ti наверняка будет более весомым и при повышении разрешения экрана.

Преимущество над GeForce GTX 1070 составляет в среднем весомые 50–65%. В целом ряде игр GeForce GTX 1080 Ti может обеспечить порядка 150 кадров/c при максимальных настройках качества графики и разрешении 1440p. Это повод владельцу такой видеокарты смотреть в сторону моделей мониторов с частотой обновления экрана 144 Гц. Здесь возможности таких игровых моделей будут реально востребованы. Подобные показатели также позволяют рассчитывать на комфортную производительность при разрешении 4К.

Однако в некоторых особо тяжелых проектах лишь GeForce GTX 1080 Ti обеспечивает достаточное количество кадров/c даже в 2560×1440. Например, теперь наконец-то появилась видеокарта, позволяющая использовать в таком режиме пресет качества графики «Запредельное» в игре The Witcher 3: Wild Hunt и не наблюдать неприятные просадки производительности. Оказалось, что уже существует графический адаптер, способный справиться грубой силой с особенностями движка Deus Ex: Mankind Divided, обеспечивая порядка 70 кадров/c в режиме Ultra. Как видим, GTX 1080 дает здесь лишь средние 52 кадра/c, а это значит, что на сложных сценах количество кадров/c будет снижаться до некомфортных значений.

Tom Clancy’s Ghost Recon Wildlands также очень требовательна к ресурсам видеокарты. Режим настроек качества Ultra могут себе позволить либо любители эффектных скриншотов, либо владельцы топовых видеокарт. Средние 60 кадров/c на GeForce GTX 1080 Ti – это настоящая боль для тех, кто располагает менее скоростной видеокартой.

Ashes of the Singularity: Escalation в режиме Crazy также способна серьезно озадачить даже GTX 1080 Ti, но если последняя все же справляется с такой нагрузкой, то обычной GTX 1080 уже не хватает для максимального комфорта. В таких случаях придется снижать качество графики.

Дополнительный разгон может быть полезен даже GeForce GTX 1080 Ti. После повышения тактовых частот графического процессора и микросхем памяти производительность видеокарты увеличилась примерно на 6–9%. Прирост сравнительно невелик. Даже в штатном режиме GPU значительно ускоряется, потому дельта фактических частот после GPU Boost ниже разницы условных базовых значений. В связи с этим интересно было бы оценить эффективность разгона альтернативных вариантов GeForce GTX 1080 Ti.

Представленные на диаграммах результаты видеокарты GeForce GTX 780 3 ГБ – прекрасная возможность оценить прогресс в области дискретной графики. Всего 4 года назад это было топовое решение стоимостью $650+. В среднем GeForce GTX 1080 Ti оказывается в 3-4 раза производительнее возрастной видеокарты с архитектурой Kepler. Да, используемые режимы абсолютно некомфортны для GeForce GTX 780. Она имеет всего 3 ГБ памяти на борту, потому часть текстур приходится держать в системной ОЗУ. Базовая частота GPU в 863 МГц смешна по нынешним меркам, а ограниченная поддержка DX12 и отсутствие дополнительных оптимизаций в драйверах не позволяют раскрыть возможности данной модели. Но такова жестокая реальность с которой приходится сталкиваться владельцам подобных устройств. Конечно, можно снизить качество графики и уменьшить разрешение, получив более комфортные условия игры, но в идентичных «тяжелых» режимах между устройствами различных поколений настоящая пропасть.

Энергопотребление

Заявленный тепловой пакет GeForce GTX 1080 Ti составляет 250 Вт, потому ожидаемо энергопотребление видеокарты на базе GP102 будет выше, чем у моделей, основанных на графическом процессоре GP104. Напомним, что TDP для GTX 1080 составляет 180 Вт, а GTX 1070 и вовсе должна укладываться в рамки 150 Вт.

При высокой нагрузке на вычислительные блоки GPU действительно потребление GTX 1080 Ti оказывается на 50–60 Вт выше, чем у GTX 1080 как минимум на 80 Вт превышает таковое для GTX 1070. Основанная еще на 28-нанометровом GPU видеокарта GeForce GTX 780 также оказывается несколько экономичнее.

В реальных играх разница в энергопотреблении систем, оснащенных различными видеокартами, дополнительно возрастает. GeForce GTX 1080 Ti может обеспечить значительно большее количество кадров/c, потому она сильнее нагружает центральный процессор, на что в свою очередь, также расходуется дополнительная энергия. В любом случае энергопотребление всей платформы не превышало 400 Вт, потому рекомендация разработчиков об использовании БП мощностью от 600 Вт вполне оправдана.

Цена

Рекомендованная стоимость GeForce GTX 1080 Ti 11 ГБ для американского рынка – $699. Да, это фактически новый флагман потребительской линейки, потому устройство отнюдь не дешево. Но, если вспомнить, что совсем недавно видеокарта с идентичной или даже чуть меньшей производительностью предлагалась за $1200, то прогресс ощутим.

В Украине текущая розничная стоимость моделей на базе референсного дизайна составляет порядка 24 000 грн (~$900). При этом рынок достаточно быстро насыщается версиями с альтернативными системами охлаждения, потому наверняка стоимость видеокарт на GP102 будет снижаться.