NVIDIA GeForce GTX TITAN: сильные мира сего

Месяц назад компания NVIDIA сняла завесу тайны, наконец представив свой новый одночиповый флагман – GeForce GTX TITAN. На момент анонса адаптеров, устройств основанных на графическом процессоре GK110, в Украине не оказалось. Теперь же нам представилась возможность оценить потенциал сразу двух «титанов», предлагаемых компаниями ASUS и ZOTAC. На что же способны видеокарты, за которые нужно заплатить более $1000?

С основными техническими характеристиками GeForce GTX TITAN мы могли довольно подробно ознакомиться в момент его анонса. Вкратце напомним, что для данной видеокарты используется самый производительный графический процессор GK110 с архитектурой Kepler, который калифорнийцы приберегли для особого случая. На основе данного GPU ранее выпускались только специализированные ускорители Tesla, используемые для серьезных вычислительных нагрузок. Теперь пришло время задействовать потенциал GK110 в игровых условиях.

Чип производится по технологическим нормам 28 нм и выпускается на заводах компании TSMC. GK110 имеет сравнительно большую площадь кристалла – порядка 520 мм2. Несмотря на то, что 28-нанометровый техпроцесс уже довольно давно освоен тайваньцами, «вырастить» кремниевую пластинку таких размеров, на которой беспроблемно будут уживаться более 7 млрд. транзисторов, не так просто. Очевидно, что процент годных кристаллов, получаемых с одной пластины, здесь заметно ниже, чем в случае с теми же GK104. По этой причине себестоимость производства GK110 ощутимо выше, чем у более компактных микросхем, и увеличивается она отнюдь не пропорционально габаритам кристалла.

Чип содержит 5 графических вычислительных кластеров (GPC), которые суммарно включают 2688 CUDA-ядер. При этом GK110 имеет 224 текстурных модуля, 48 блоков растеризации (ROP) и 1,5 МБ кеш-памяти L2. GPU имеет сравнительно невысокую базовую частоту – 836 МГц. При этом среднее значение после динамического ускорения (Boost Clock) обозначено на уровне 876 МГц. GeForce GTX TITAN получил 6 ГБ памяти, а для передачи данных используется 384-битовая шина. С учетом того, что в данном случае применяется GDDR5, а ее эффективная тактовая частота составляет 6008 МГц, итоговая пропускная способность (ПСП) подсистемы памяти – 288,4 ГБ/c. Это рекордное значение, которое до этого момента принадлежало Radeon HD 7970 с 264 ГБ/c. В то же время GTX 680 частенько доставалось «на орехи» из-за сравнительно невысокой ПСП в 192 ГБ/c.

GeForce GTX TITAN выглядит очень эффектно. Адаптер выполнен в едином стиле c двухчиповым GeForce GTX 690, дизайн которого многим пришелся по душе, в том числе и нам. Видеокарту приятно взять в руки. Цельный сбитый брусок вызывает ощущение качественной вещи.

Для внешнего защитного кожуха используется комбинация хромированного алюминия и пластика. Винтовое крепление элементов добавляет баллов за оформление устройства. В центральной части адаптера расположено поликарбонатное окно, за которым просматриваются радиаторные пластины кулера.

Основу системы охлаждения составляет массивная испарительная камера, площадь рассеивания которой значительно увеличивает кассета алюминиевых пластин. Производитель отмечает, что в данном случае был использован очень эффективный термоинтерфейс японского производителя Shin-Etsu, который позволил существенно улучшить передачу тепла от кристалла к испарительной камере. Для охлаждения чипов памяти и силовых элементов используется массивная алюминиевая пластина. Конструкция продувается вентилятором центробежного типа. В данном случае большая часть нагретого воздуха будет выводиться за пределы системного блока.

Для подключения дополнительного питания используется два разъема – 6- и 8-контактный. Заявленный уровень энергопотребления составляет 250 Вт. Видеокарта имеет два разъема SLI, что позволяет создавать конфигурации с тремя адаптерами в одной системе – 3-Way SLI.

Референсная печатная плата имеет длину 265 мм. В центральной части расположен графический процессор GK110. Отметим, что чип не имеет теплораспределительной защитной крышки, потому монтировать альтернативные СО нужно будет довольно аккуратно, чтобы избежать сколов кристалла. Вокруг GPU расположены 12 микросхем памяти, такое же количество чипов размещено с обратной стороны PCB. Силовая подсистема выполнена по восьмифазной схеме (6+2), шесть из них отвечают за питание графического процессора, еще две выделены на нужды ОЗУ. В цепи используются конденсаторы с танталовыми сердечниками. Разъемы для подключения дополнительного питания размещены у верхней кромки, потому подсоединение силовых кабелей не будет увеличивать общую длину конструкции.

Для подключения устройств отображения на интерфейсной панели предусмотрено четыре видеовыхода: пара DVI (Dual-Link), а также полноформатные DisplayPort и HDMI.

На начальном этапе все GeForce GTX TITAN будут основаны исключительно на референсном дизайне, отличаясь прошивкой, комплектацией и прикладным ПО.

ASUS GTX TITAN-6GD5

Первыми в Украине стали доступны видеокарты от компании ASUS. Рассматриваемый адаптер – GeForce GTX TITAN практически в первозданном виде. Лишь на обратной стороне PCB есть небольшой стикер с названием модели – GTX TITAN-6GD5.

Видеокарта ожидаемо имеет рекомендованную частотную формулу – 836/6008 МГц. От эталонной версии устройство отличает соответствующий идентификатор в прошивке.

Комплектация адаптера достаточно скромная. В поставку включено краткое руководство, диск с драйверами и фирменной утилитой для разгона GPU Tweak, переходник с DVI на VGA, а также переходник с пары разъемов Molex на шестиконтактный разъем для подключения дополнительного питания.

По мнению производителя, БП, который будет использоваться в системе с GeForce GTX TITAN, изначально будет оснащен 8-контактным силовым кабелем. Что же касается непосредственно требований к блоку, то предполагается, что это будет модель мощностью как минимум 600 Вт, способная обеспечить ток до 42 А по линии 12 В.

	ASUS GTXTITAN-6GD5 Уведомить о появлении в продаже
Тип	Видеокарта
GPU	GeForce GTX TITAN
Объем памяти, МБ	6144
Тип памяти	GDDR5
Интерфейс	PCI Express 3.0
Система охлаждения	активная
Частоты работы GPU, МГц	837-876
Частоты работы памяти, МГц	6000
Шина памяти, бит	384
Выходные разъемы	2xDVI Dual-link (1xDVI-I и 1xDVI-D), 1xHDMI, 1xDisplay Port
Размеры, мм	266,7×111,1×38,1
Низкопрофильная	—
Дополнительное питание	1×6-pin, 1×8-pin
Поддержка DirectX	DirectX 11.1
Разное	эксклюзивная утилита GPU Tweak для мониторинга и настройки параметров видеокарты, Nvidia GPU Boost 2.0

ZOTAC GeForce GTX TITAN (ZT-70101-10P)

Видеокарта от ZOTAC также повторяет дизайн референсной GeForce GTX TITAN. В данном случае, идентифицирующие наклейки размещены на нижней кромке устройства. И это к лучшему. «Титан» очень хорош именно в нетронутом виде, и нарушить такую визуальную идиллию можно очень легко.

Частотная формула видеокарты также осталась неизменной – 836/6008 МГц.

Предлагаемая модель ZT-70101-10P имеет расширенный комплект поставки. Помимо руководства и диска с драйверами в него включены, переходники с Molex на шести и восьмиконтактные разъемы, переходник с DVI на VGA. Приятным дополнением станет комплект Assassin’s Creed 3-Game Pack, включающий три части известной саги от Ubisoft (Assassin’s Creed, Assassin’s Creed II Deluxe Edition и Assassin’s Creed Revelations).

	Zotac GeForce GTX TITAN ZT-70101-10P Уведомить о появлении в продаже
Тип	Видеокарта
GPU	GeForce GTX TITAN
Объем памяти, МБ	6144
Тип памяти	GDDR5
Интерфейс	PCI Express 3.0
Система охлаждения	активная
Частоты работы GPU, МГц	837-876
Частоты работы памяти, МГц	6008
Шина памяти, бит	384
Выходные разъемы	2xDVI Dual-link (1xDVI-I и 1xDVI-D), 1xHDMI, 1xDisplay Port
Размеры, мм	111,15×266,7
Низкопрофильная	—
Дополнительное питание	1×6-pin, 1×8-pin
Поддержка DirectX	DirectX 11.1
Разное	поддержка PhysX, SLI, Adaptive V-Sync, 3D Vision, технология GPU Boost 2.0, ZOTAC Assassin’s Creed 3-Game Pack

GeForce GTX TITAN vs. GeForce GTX 690

Рядом с GeForce GTX 690 новинки выглядят несколько компактнее. Топовые адаптеры NVIDIA выполнены в едином стиле, при этом длина GTX TITAN всего на 1 см меньше, чем у двухчиповой видеокарты. Групповое фото на память.

Нагрев и шум

В режиме покоя температура графического процессора GK110 составляла порядка 31–33 С. В этом случае вентилятор вращается со скоростью ~1100–1200 об/мин, не доставляя какого-либо дискомфорта даже в условиях открытого стенда. Под нагрузкой чип прогревался до 81 градусов, при этом алгоритм работы вентилятора настроен таким образом, чтобы рабочая температура GPU не превышала 80 С.

Чтобы удерживать ее на таком уровне, в самых ресурсоемких случаях кулер раскручивал «турбину» вплоть до 2300 об/мин. Уровень шума при этом возрастает, однако GTX TITAN все же работает тише GTX 690, и шумит существенно меньше референсной модели Radeon HD 7970.

Разгон

Система динамического ускорения Turbo Boost несколько усложняет жизнь энтузиастам, желающим самостоятельно нарастить производительность своей видеокарты. Возможность подстраивать тактовую частоту в зависимости от текущего энергопотребления не всегда идет на пользу, когда нужно добиться стабильных прогнозируемых результатов. В случае с Turbo Boost 2.0 задача еще больше усложняется, потому как теперь необходимо следить, чтобы температура графического чипа не превышала заданный предел. В противном случае, несмотря на установку более высокого базового значения, при увеличенном нагреве автоматический прирост частоты будет ниже, что приведет к потере быстродействия.

При самостоятельном тюнинге GeForce GTX TITAN, ограничитель мощности (Power Limit) можно сдвинуть до 106%, тогда как температуру Temp Limit с базовых 80 градусов можно увеличить до 95 С.

Во время разгона GeForce GTX TITAN важно сохранить баланс, удерживая температуру графического чипа на приемлемом уровне. Так или иначе, фактическая частота GPU будет оставаться величиной переменной, изменяемой в определенном диапазоне в каждый конкретный момент времени. Потому в данном случае разгон предполагает возможность сдвинуть рамки, в которых Turbo Boost будет регулировать значение частоты.

После экспериментов нам удалось повысить базовую тактовую частоту GPU c 836 до 988 МГц (+18%), тогда как память стабильно работала на 6760 МГц (1690 МГц).

В этом случае во время игровой нагрузки пиковые значения краткосрочно достигали 1162 МГц, однако в особенно сложных режимах частота снижалась до 1071–1097 МГц.

Искусные умельцы уже смогли добиться стабильной работы GK110 на 1775 МГц, однако для этого понадобились не только специальные стаканы и декалитры жидкого азота, но и усовершенствование подсистемы питания видеокарты.

Обобщая полученные данные, видим, что при прочих равных, частотный потенциал чипа GK110 ожидаемо ниже, чем у более компактного GK104, который энтузиасты давно уже смогли раскочегарить до 2 ГГц. Несмотря на идентичный техпроцесс, вдвое большее количество транзисторов и увеличенная площадь кристалла не могли не сказаться на способностях работы с повышенными частотами. Однако, не будем забывать, что удельный вес каждого мегагерца для обоих случаев несравним.

GeForce GTX TITAN в режиме SLI

Имея пару адаптеров, мы не упустили случая проверить, как они будут работать в SLI-режиме. Нужно признать, что внешне такой тандем выглядит весьма привлекательно.

Последовательность объединения двух видеокарт в одну связку не представляет каких-либо сложностей. После установки адаптеров и подключения соответствующего мостика, остается в NVIDIA Control Panel активировать режим максимальной производительности.

Планируя покупку пары «титанов», не следует забывать и о возрастающих требованиях к мощности блока питания. Для системы с двумя GeForce GTX TITAN уместной будет модель на 850+ Вт, так чтобы с запасом.

Производительность

Переходя к наиболее интересной части, несколько слов о соперниках по диаграммам. Конечно, в первую очередь это GeForce GTX 680, до анонса GTX TITAN занимавшая верхнюю строчку рейтинга видеокарт NVIDIA. Не меньший интерес представляет сравнение возможностей новинки с таковым для двухчиповой модели GeForce GTX 690, c которой новинку роднит не только схожий дизайн, но и фактически равная стоимость. Честь мундира от AMD будет защищать Radeon HD 7970 GHz Edition, набравший дополнительных мегагерцев и получив хорошую программную оптимизацию, одночиповый флагман в такой компании не будет выглядеть «мальчиком для битья».

Итак, традиционная синтетическая разминка продуктами от Futuremark. В 3DMark 11 новинка на GK110 имеет достаточно солидное преимущество над GTX 680 – 46%. При этом GTX TITAN уступает порядка 20% двухчиповой видеокарте. После разгона отрыв удается сократить до 8%, но два GPU – это два GPU. SLI-режим увеличивает результат на 80%, не максимальная эффективность, но тоже очень неплохо.

В новом тестовом пакете 3DMark испытуемый сохраняет отрыв от GTX 680 практически на том же уровне – 47%, при этом разница с GTX 690 сократилась уже до 8%. Более того, после разгона GTX TITAN смог обойти двухчиповую видеокарту, и это настоящий сюрприз. Впрочем, повременим с тем, чтобы заказывать «Оду к радости». Результаты SLI-связки показывают, что над программной оптимизацией еще нужно поработать как Futuremark, так и NVIDIA. Ускорение на 41% после установки второй видеокарты – слишком уж скромный результат, особенно для синтетического приложения. Очевидно, отсюда и сравнительно невысокие показатели GTX 690, которой по факту является сдвоенным решением, с парой GPU на борту.

В то же время нельзя не отметить прекрасные результаты Radeon HD 7970 GHz Edition. Почти 20%-ное преимущество над GTX 680 это уже далеко за рамками погрешности измерений.

Heaven Benchmark 4.0 с обновленным движком ставит на один уровень результаты GTX 680 и Radeon HD 7970. GeForce GTX TITAN имеет почти 50%-ное преимущество над последними, но до GTX 690 ему все еще 23%. И разгоном здесь делу не поможешь, хотя после него разрыв и сокращается до 5%. Пара «титанов» здесь делают «ветер», приближая среднее значение скорости отрисовки кадров, изобилующих сценами с тесселяцией, к отметке в 100 fps.

В новом эффектном тесте Valley Benchmark 1.0 от томской команды разработчиков Unigine общая расстановка сил примерно такая же.

В игре Sleeping Dogs передать атмосферу криминальной стороны Гонконга очень хорошо удается Radeon HD 7970 GHz Edition. Причем настолько, что GTX TITAN всего на 7–12% смог опередить флагмана AMD, это при том, что отрыв от GTX 680 по прежнему сохраняется на уровне 40–45%. Разгон приносит здесь GTX TITAN порядка 15%, но этого оказывается недостаточно, чтобы настигнуть GTX 690. На штатных частотах последний расторопнее одночипового «титана» на 30%. Однако, здесь нужно отметить прекрасную оптимизацию игры для работы с парой GPU.

Sniper Elite V2 – отдушина для видеокарт с чипами AMD и «ужас-ужас» для решений NVIDIA. Шутка ли, GTX TITAN здесь идет ноздря в ноздрю с Radeon HD 7970 GHz Edition. GTX 680 заметно отстал.

Очевидно, что активное сотрудничество Rebellion с AMD не прошло зря для последней. Еще на заре становления DirectX 11 проект Aliens vs. Predators стал одним из проектов, где можно было наглядно увидеть преимущества нового API, в частности тесселяции. Теперь же Radeon демонстрируют чудеса эффективности и в Sniper Elite V2.

Metro 2033 по-прежнему остается одной из наиболее ресурсоемких игр. При этом нельзя сказать, что дело здесь в плохо оптимизированном движке. Уж больно ресурсоемкие эффекты используют для своего детища 4A Games. Итак, GTX TITAN на 50% опережает GTX 680, а после разгона ему даже удается настигнуть GTX 690. Очень хороший результат для решения на GK110. Пара таких адаптеров увеличит производительность еще на 58–62%. Неплохо, но накладно, конечно. Так или иначе, перед грядущим выходом Metro: Last Light (предварительно 17 мая 2013), в распоряжении пользователей будет немало видеокарт, способных потянуть 4A Engine в режимах с максимальным качеством.

Классика жанра – игра DiRT3, которая со средними настройками качества «едет» уже едва ли не на каждом смартфоне или планшете. Тем не менее, для режима Ultra с высоким качеством текстур, сглаживанием и другими постэффектами требуются соответствующие ресурсы. В целом ситуация на диаграмме уже привычная. GTX TITAN обходит на 35% видеокарту GTX 680 и после дополнительного форсирования норовит приблизиться к результатам двухчиповой модели. При этом в режиме 1920×1080 ему даже удалось минимально обойти GTX 690, а вот в более тяжелом 2560×1600 все преимущество у адаптера с парой GPU.

Игра Hitman: Absolution довольно своеобразно распоряжается доступными ей графическими ресурсами, практически уравняв в правах старшие модели в режиме 1920×1080. Речь о нехватке процессорных ресурсов здесь не идет, так как загрузка вычислительных ядер далека от 100%-ной. Если же оценивать ситуацию в режиме 2560×1600, то перед нами уже привычная картина.

Несмотря на то, что Resident Evil 6 в версии для ПК будет представлена лишь через пару дней (23 марта), предварительно была доступна небольшая демонстрационная версия, позволяющая оценить производительность в будущей игре. При этом итоговые результаты встроенного бенчмарка представлены в виде условных баллов, а не более привычных «кадров/c». GTX TITAN оказался здесь на 25–30% расторопнее GTX 680, уступив при этом 16–24% GTX 690, которые ему не удалось наверстать даже после разгона.

Цена

Рекомендованная для наших широт цена GeForce GTX TITAN в $1130 (9150 грн.) продержалась на таком уровне не более двух недель после начала продаж. После удовлетворения спроса всех желающих в числе первых обзавестись такой новинкой, ценники в прайсах украинских компаний были благоразумно пересмотрены. GTX TITAN уже стоит, как минимум, на $50 дешевле, а через некоторое время она вероятно приблизится к рекомендованной для США – $999. Но даже в этом случае по соотношению цена/производительность решение на GK110 будет в числе замыкающих. Впрочем, для тех, кто при выборе видеокарты не пользуется подобным рейтингом, банально предпочитая только самое лучшее, GeForce GTX TITAN станет бескомпромиссным вариантом.

Рекомендуемая NVIDIA цена явно не финальная. Запас для ее снижения у производителя более, чем достаточный. А вот появится ли повод ее пересматривать, напрямую зависит от действий основного конкурента. Наверняка мы еще вернемся к этому вопросу после того, как AMD представит референсную Radeon HD 7990.

Итоги

GeForce GTX TITAN – самое скоростное одночиповое решение для игр. NVIDIA удалось одним махом закрыть вопрос и избавить от дискуссии на тему о разработчике наиболее производительной видеокарты в мире. Конечно, победа далась новичку очень высокой ценой. Тем не менее, несмотря на заметный «оверпрайс», за совокупность характеристик и рекордную производительность GeForce GTX TITAN получает от нас награду «Лучшее качество».

Понравилось

+ Максимальная производительность

+ Дизайн и общее качество изготовления адаптеров

+ Достаточно тихая система охлаждения

+ 6 ГБ памяти и 384-битовая шина

Не понравилось

— Очень высокая цена

Видеокарта ASUS GTX TITAN-6GD5 предоставлена компанией MTI, www.distri.mti.ua

Видеокарта ZOTAC GeForce GTX TITAN предоставлена компанией ZOTAC, www.zotacusa.com

Конфигурация тестового стенда