NVIDIA GeForce GTX 295 – новый лидер 3D-графики!

Борьба за почетную «майку лидера» среди одиночных видеокарт продолжается. Как известно, компания AMD уже давно придерживается курса, когда ее новые флагманы 3D-графики состоят из двух видеочипов условно «среднего» класса. В то же время, компания NVIDIA исповедует более традиционный подход, добавляя транзисторов и наращивая «мускулы» в своих одночиповых решениях. Однако это не мешает компании NVIDIA выпускать и двухчиповые видеокарты, в промежутках между глобальным обновлением архитектуры разрабатываемых ею графических процессоров. Новейшая разработка относится к флагманской серии видеокарт GeForce GTX, и имеет наибольший из пока присвоенных компанией числовых индексов – «295». На примере видеокарты Zotac GeForce GTX 295, любезно предоставленной московским представительством компании, мы изучим внешний вид видеокарты, ее комплектацию, внутреннее устройство и, конечно же - производительность новинки. Более того, мы проверим, как масштабируется ее производительность в зависимости от скорости шины PCI Express, а также исследуем энергопотребление видеокарты в различных режимах. Но обо всем по порядку. Видеокарта Zotac GTX 295 поставляется в стандартной фирменной коробке, которая снабжена вырезом, благодаря чему можно взглянуть на видеокарту. К сожалению, через затянутое пластиком окошко ее невозможно потрогать. А жаль, весьма приятные ощущения, но об этом позже. В данном случае, разглядывание видеокарты через упаковку малоинформативно - виден только «брусок» черного цвета не то с дырками, не то с пупырышками, и фирменная наклейка с указанием названия видеокарты. Лицевая сторона коробки несет больше информации – указана ширина шины памяти и ее общий объем, 896-бит и 1792 Mb. Не забудьте поделить эти значения на два, чтобы получить правильный объем памяти и ширину шины, приходящийся на каждый из двух GPU, из которых состоит GeForce GTX 295. Обратная сторона коробки не так интересна, как предыдущая, но здесь мы находим мини-руководство по созданию системы Quad SLI, для создания которой необходима одна видеокарта GeForce GTX 295 (отмечена галочкой, как уже у вас имеющаяся). Также понадобятся вторая такая видеокарта и материнская плата с поддержкой SLI. Как видим, компания NVIDIA предусмотрела возможность объединения в связку SLI и новый «двухголовый» флагман, что продолжает прежние традиции. В отличие от многих других производителей видеокарт, компания Zotac не стесняется указывать штатные частоты своих продуктов. Данная информация расположена на одном из торцов коробки. Как видите, штатные частоты Zotac GTX 295 равны штатным частотам видеокарты GeForce GTX 260, равно как и ширина шины памяти и ее объем, приходящийся на каждый из двух видеопроцессоров. Но есть и кардинальные отличия, которые мы рассмотрим чуть позже. Из системных требований, которые также указаны на торце коробки, отметим указанную минимальную мощность блока питания, составляющую 680 Вт (при использовании процессора Intel Core i7 3,2 ГГц). Насколько эти требования соответствуют действительности, мы проверим, когда перейдем к тестам и изучим энергопотребление видеокарты Zotac GTX 295 в разных режимах. Предварительно скажем, что приведенная цифра в целом не лишена оснований, хотя и чуть завышена. Комплектация видеокарты: руководство пользователя диск с драйверами диск с 3DMark Vantage диск с игрой Race Driver: Grid кабель HDMI-HDMI два переходника питания адаптер DVI/D-Sub шнур для подключения к разъему SPDIF на мат. плате. Как видите, все необходимые аксессуары к видеокарте прилагаются. Наличие HDMI-кабеля сэкономит время и силы при подключении компьютера к проектору или широкоформатной панели. А с помощью прилагаемых в комплекте 3DMark Vantage и игры Race Driver: Grid вы сможете оценить невероятный уровень быстродействия новинки и сполна насладиться захватывающими гонками при максимальном качестве графики и на максимальной, во всех отношениях, скорости. Давайте посмотрим, что из себя представляет новинка внешне и как она устроена внутри. Как уже говорилось выше, видеокарта GeForce GTX 295 представляет из себя этакий черный «кирпичик». На переднем торце видеокарты размещены три видеовыхода – два Dual-Link DVI и один HDMI. А вентиляционные отверстия, против обыкновения, расположены «под» разъемами DVI, а не над ними. На лицевой стороне видеокарты ничего примечательного, кроме фирменной наклейки Zotac не наблюдается, если не считать покрытие кожуха пластиком soft-touch. Именно поэтому видеокарту очень приятно держать в руках. С обратной стороны видеокарты мы видим такое же отверстие для турбины кулера, через которое засасывается воздух, а также множество мелких элементов поверхностного монтажа. Очевидно, что все самое интересное – GPU и чипы памяти, спрятаны внутри. На верхней грани видеокарты находятся два разъема дополнительного питания видеокарты и «выхлопное» отверстие кулера, неприкрытое никакой крышкой. Разумный компромисс между скоростью вращения кулера и его шумностью. Если же выводить нагретый воздух традиционным путем – вдоль карты через решетку на передней панели за пределы корпуса, потребуется значительно увеличить обороты кулера, что неминуемо приведет к увеличению уровня шума. К тому же, такие мощные видеокарты, как правило, устанавливаются в соответствующие по уровню системы, где вопрос охлаждения внутреннего пространства корпуса уже решен и выброс видеокартой части нагретого воздуха внутрь не приведет к значительному изменению баланса температуры. Раз уж речь зашла об охлаждении видеокарты, знакомство с внутренним устройством видеокарты начнем с изучения конструкции кулера. Кулер представляет собой «бутерброд», составленный из двух алюминиевых подошв, в которые впрессованы медные сердечники с тепловыми трубками, по которым тепло от GPU передается на ребра охлаждения, расположенные внутри «бутерброда». Тепловой контакт микросхем видеопамяти и подошвы кулера обеспечивается с помощью термопрокладок. Еще один медный сердечник на одной из сторон кулера предназначен для охлаждения чипа-коммутатора шины PCI Express. Турбина, расположенная в «хвосте» кулера, засасывает воздух с обеих сторон видеокарты и прогоняет его сквозь ребра охлаждения. Часть воздуха, как уже было сказано выше, выходит внутрь корпуса через верхнюю грань кулера, а другая часть нагретого воздуха проходит через торец видеокарты, где расположены разъемы, и выбрасывается наружу. Собственно видеокарта состоит из двух половинок, на каждой из которых расположено по одному видеопроцессору и соответствующему набору микросхем видеопамяти. Дизайн печатных плат практически идентичен, и различия есть только в левой части. На той «половинке» GeForce GTX 295, где расположен разъем PCI-Express 16x, находится разъем HDMI, коммутатор шины PCI-E и разъем NV-Link для объединения видеокарт в связку Quad-SLI, а на второй – два разъема DVI. С обратной стороны никаких значимых элементов на обеих «половинках» не наблюдается. Видеокарта GeForce GTX 295 несет на себе два графических процессора GT200b, изготовленных по тех.процессу 55 нм, а не 65 нм, как у прежних ревизий. Как было указано выше, их штатные частоты идентичны рабочим частотам GT200, установленным на видеокартах GeForce GTX 260. Но есть весьма важное отличие – количество потоковых процессоров не подверглось урезанию, так что в наличии у каждого из установленных GPU имеются все 240 вычислительных блоков, как у полноценной видеокарты GTX 280. Каждому из GPU полагается по 896 Мб видеопамяти. Данный объем набран 14-ю микросхемами стандарта DDR3 с временем выборки 1,0 нс и номинальной частотой 1000 МГц (2000 МГц DDR) производства Hynix. На этой частоте видеопамять штатно и работает. Разумеется, ширина шины памяти составляет 448 бит. Микросхема NVIDIA NF200-P-SLI является чипом-коммутатором шины PCI Express 2.0. Чип NVIDIA NVIO2 содержит в себе блоки RAMDAC и TDMS, и обеспечивает вывод изображения на дисплеи. Подведем промежуточные итоги. Конструктивно видеокарта GeForce GTX 295 очень похожа на GeForce 9800GX2 - такой же «бутерброд» с расположенным посередине кулером. Как и предшественница, новая «двухголовая» видеокарта GeForce GTX 295 состоит из двух «половинок», объединенных в режим SLI с помощью внутренних шлейфов. Каждая из частей оснащена графическим процессором GT200b, рабочие частоты которого и ширина шины памяти совпадают с параметрами GPU, установленных на видеокарты GeForce GTX 260. Однако количество потоковых процессоров в GPU видеокарты GeForce GTX 295 равно 240 штук, как у старшей модели - GeForce GTX 280. Очевидно, что благодаря такому сочетанию факторов производительность одной «половинки» GeForce GTX 295 должна находиться примерно между GeForce GTX 260 и GeForce GTX 280. Соответственно, производительность GeForce GTX 295 при работе «в полную силу» должна быть чуть выше производительности GeForce GTX 260 SLI и чуть меньше, чем GeForce GTX 280 SLI. Насколько эти ожидания оправданы, мы сейчас и узнаем.

Тестирование производительности

Поскольку GeForce GTX 295 претендует на звание самой быстрой «одиночной» видеокарты, в качестве соперников в данном тестировании будут участвовать следующие видеокарты – GeForce GTX 280 и связка из двух таких видеокарт в режиме SLI, а также, разумеется, Radeon HD4870X2. Для оценки эффективности «внутреннего» SLI видеокарты GeForce GTX 295 мы также провели тестирование производительности одной «половинки» этой карты, отключив SLI в настройках драйверов. Тестовый стенд

На диаграммах результаты GeForce GTX 280 в одиночном и «парном» разряде обозначены темно-зеленым цветом. Результаты работы «половинки» GeForce GTX 295 и в штатном режиме обозначены салатовым цветом. Результаты Radeon HD4870X2, по традиции, показаны красным цветом. Видеокарты GeForce тестировались на драйверах версии 181.20, Radeon HD4870X2 – на Catalyst 8.12. Тестирование в 3DMark Vantage режим Performance показало, что GeForce GTX 295 действительно вырывает «майку лидера» у предыдущего короля 3D-графики - Radeon HD4870X2. Если брать оценку 3DMark без учета баллов центрального процессора (GPU Score), то здесь преимущество новинки по сравнению с Radeon HD4870X2 составляет около 9%. Не так уж и много, но вполне заметно и на погрешность измерений не спишешь. Особенно если учесть, что при борьбе за «корону» каждый процент на счету. При тестировании в 3DMark Vantage режим настроек графики High преимущество GeForce GTX 295 возрастает почти до 30%, что несколько странно. Вполне возможно, что за счет использования более широкой шины памяти GeForce GTX 295 при переходе к «тяжелому» графическому режиму может получить дополнительное преимущество, по сравнению с Radeon HD4870X2. Однако цифра в 30% выглядит несколько сомнительной. Впрочем, режим тестирования Extreme 3DMark Vantage подводит итоговую черту тестирования в этом приложении. Действительно, с увеличением «тяжести» режима преимущество GeForce GTX 295 по сравнению с Radeon HD4870X2 возрастает. В режиме Extreme мы видим разницу в результатах GPU Score этих видеокарт порядка 12%. При тестировании в игре Crysis в невысоком разрешении мы снова видим, как GeForce GTX 295 по производительности опережает Radeon HD4870X2 на 25%. При увеличении разрешения разница в результатах GeForce GTX 295 и Radeon HD4870X2 несколько снижается, но все равно остается ощутимой – порядка 10% в пользу новинки. Включение в игре Crysis максимально тяжелого графического режима VeryHigh до сих пор оказывается весьма нелегким испытанием даже для самых мощных видеокарт. В абсолютном выражении результаты GeForce GTX 295 и Radeon HD4870X2 даже при небольших разрешениях ощутимо проседают, но преимущество порядка 10% все же остается за новинкой. Но увеличение разрешения экрана преподносит сюрприз. Среди «одиночных» видеокарт победа остается за Radeon HD4870X2, впрочем, GeForce GTX 295 лишь чуточку от него отстает. Тем не менее, в игре Far Cry 2 с настройками качества графики Ultra GeForce GTX 295 в споре с Radeon HD4870X2 берет убедительный реванш и ее преимущество составляет порядка 15-20%. Что интересно, в этом тесте результаты новинки вплотную приближаются к результатам GeForce GTX 280 в режиме SLI, и это для «одиночной» видеокарты! В игре Race Driver: Grid новинка GeForce GTX 295 поначалу опережает Radeon HD4870X2, в низких разрешениях, но затем расстановка сил в этой паре изменяется на противоположную, и вперед выходит Radeon HD4870X2. Впрочем, разницу в результатах на единицы процентов нельзя назвать существенной, тем более что все видеокарты показывают вполне комфортный FPS в этой игре.

Масштабируемость производительности GeForce GTX 295

Теперь, на основании вышеприведенных результатов, мы можем выяснить, насколько эффективно работают две «половинки» GeForce GTX 295 в связке SLI. В качестве исходной точки мы возьмем результаты, показанные одной «половинкой» GeForce GTX 295 (режим SLI для видеокарты отключен), и сравним их с производительностью этой же видеокарты, но в режиме максимальной производительности (режим SLI для видеокарты включен). На диаграмме ниже в процентах отображен прирост производительности при включении «внутреннего» режима SLI для видеокарты GeForce GTX 295. Как и следовало ожидать, в синтетических тестах 3DMark Vantage масштабируемость «внутреннего» SLI колеблется в пределах 80%-90%, что довольно близко к теоретическому максимуму, составляющему 100%. В игре Crysis эффективность SLI несколько меньше, от 65% до 75%, но и это очень хороший результат. Игра Far Cry 2 очень позитивно реагирует на увеличение числа GPU в видеосистеме, здесь прирост от использования связки SLI в высоких разрешениях превышает 90%! Хорошие результаты получились и в игре Race Driver: Grid – эффективность SLI составила от 73% до почти 90%. Далее мы рассмотрим масштабируемость несколько иного плана. А именно – как изменится производительность GeForce GTX 295, если установить ее в материнскую плату с поддержкой шины PCI Express 1.0, чья пропускная способность вдвое меньше аналогичной у шины PCI Express v2.0. Для этого мы скотчем заклеили часть разъема PCI Express видеокарты GeForce GTX 295, чтобы заставить ее работать в режиме PCI-E 2.0 8x. На данном скриншоте видно (мы склеили два изображения, чтобы были видны все параметры данного пункта меню в панели управления NVIDIA), что после такой нехитрой операции видеокарта использует вдвое меньше линий шины PCI Express 2.0, при этом получившаяся суммарная пропускная способность шины равна пропускной способности интерфейса PCI Express 1.0 16x. Результаты тестирования производительности GeForce GTX 295, полученные после «урезания» шины, отобразим в качестве процентах от результатов, полученных ранее при скорости шины PCI Express 2.0 16x. Как видно из диаграммы, видеокарта GeForce GTX 295 практически не реагирует на уменьшение скорости PCI Express вдвое. А это значит, что купив видеокарту GeForce GTX 295, владельцы материнских плат с поддержкой шины PCI Express v1.0. практически не потеряют в производительности. Разумеется, при условии, что CPU способен полностью раскрыть потенциал этой мощной видеокарты.

Тест энергопотребления

Ну и, наконец, приведем данные по мощности, потребляемой видеокартами при различных режимах нагрузки. В таблице ниже вы можете видеть полученные результаты для потребляемой мощности видеокарт GeForce GTX 295 и Radeon HD4870X2 Как видите, в режиме «покоя» новинка отличается весьма умеренным энергопотреблением, чему весьма способствует сброс частоты GPU до 300 МГц и частоты видеопамяти до частоты 100 МГц. Но основное предназначение игровой видеокарты – радовать высоким FPS при максимальных настройках графики. Как оказалось, и здесь «аппетит» GeForce GTX 295 весьма скромен, особенно в сравнении с Radeon HD4870X2. Однако режим максимальной нагрузки, создаваемый тестом FurMar в Xtreme burning mode, проявил по настоящему горячий пыл видеокарты GeForce GTX 295, чье энергопотребление вплотную приблизилось к уровню 300 Вт. Отметим, что температура GPU в этом режиме достигла уровня 93 и 96 градусов («ведущий» GPU греется чуть сильнее). При этом кулер видеокарты GeForce GTX 295 разогнался до скорости 3400 об/мин, что составляет около 80% от максимальной. Разумеется, на такой скорости шум кулера был весьма заметен. В то же время, во время тестирования в игре Far Cry 2 обороты кулера не превышали 2400 об/мин, при этом его шум был едва заметен. Ну а чтобы вы могли оценить требования к мощности блока питания, приведем суммарные показатели энергопотребления нашего тестового стенда на базе процессора Core i7 965 Extreme, разогнанного до частоты 3,84 ГГц. Как видите, указанные на упаковке видеокарты Zotac GeForce GTX 295 минимальные требования к блоку питания не так уж и далеки от реальности. Впрочем, хорошо известно, что на блоке питания для топовых конфигураций – лучше не экономить, дороже выйдет.

Выводы

Битва за «корону» самого быстрого 3D-ускорителя – продолжается! Сегодня мы познакомились с очередной «двухголовой» видеокартой NVIDIA, которая по праву может называться самым быстрым на сегодняшний день видеоускорителем. Новинка продемонстрировала отличные результаты производительности в самых тяжелых режимах и отличается не самым «горячим» нравом и шумом (если не прогревать ее специально). Более того, новинка допускает использование в режиме Quad-SLI, а значит мы вправе ожидать еще больших FPS и числа «попугаев» в 3DMark. Но эту историю мы расскажем в следующий раз.