Обзор видеокарты NVIDIA GeForce GTX 980 Ti: большой Maxwell пошел в массы

В контексте существующего тренда на развитие GPU в сторону универсальных вычислительных устройств, который активно поддерживает сама NVIDIA, архитектура процессора GM200 стала вынужденным компромиссом. Так как производство крупных дискретных GPU еще не вырвалось из тисков техпроцесса 28 нм, ограничивающего всесторонний рост производительности за счет простого увеличения транзисторных бюджетов, для архитектуры Maxwell пришлось расставить четкие приоритеты: графика – в первую очередь, вычисления двойной точности (FP64) – по остаточному принципу (более подробно об этой архитектуре вы можете прочитать в обзорах GeForce GTX 750 Ti и GeForce GTX 980).

В качестве ускорителя для игр и вычислительных задач, не включающих операции FP64, TITAN X сделал большой шаг вперед относительно как GTX 980, так и группы плат, построенных на старшем чипе архитектуры Kepler – GK110: GTX 780/780 Ti, TITAN/TITAN Black. Но GeForce GTX 980 Ti неизбежно должен быть ограничен в конфигурации вычислительных блоков по сравнению с TITAN X, ведь производительность FP64, и так чрезвычайно низкая у GM200, не может служить фактором, отличающим плату серии TITAN от лидера игровой линейки GeForce. Основная интрига связана с тем, где в промежутке между GTX 980 и TITAN X производитель решит поместить новинку.

Как выяснилось, в GPU нового флагмана были отключены лишь 2 из 24 потоковых мультипроцессоров (SMM). Соответственно, GTX 980 Ti обладает 2816 активными ядрами CUDA и 176 текстурными блоками вместо 3072 и 192 в GPU TITAN X. Число ROP (96) не изменилось, равно как широта шины памяти (384 бит). Тактовые частоты GPU и памяти также остались в неприкосновенности, однако объем RAM был уполовинен до 6 Гбайт. Вот, собственно, и вся разница между GTX 980 Ti и TITAN X.

За эту скромную жертву полагается существенная скидка: GeForce GTX 980 Ti имеет рекомендованную цену $649 (США, без налогов) – куда дешевле, чем TITAN X ($999). Рублевый эквивалент составляет 39 990 р. Новый флагман основной геймерской линейки NVIDIA GTX 980 Ti получился дешевле, чем 780 Ti, до снятия с производства продававшийся за $699, и в то же время дороже, чем GTX 980 ($549 на момент релиза). Кстати, последний в связи с выходом 980 Ti получил уценку до $499.

Топовый однопроцессорный адаптер AMD – Radeon R9 290X – по прежнему остается наиболее выгодным предложением в верхнем сегменте игровых видеоадаптеров ($369), хотя равным соперником для него может быть в лучшем случае GTX 980, но никак не GTX 980 Ti. Более интересно столкнуть новоприбывшего с Radeon R9 295X2 (цена – от $789). И хотя последний – это уже устройство классом выше как по цене, так и по производительности, интересно проверить, что новый продукт NVIDIA сможет противопоставить такому монстру.

⇡#Поддержка новых аппаратных функций в DirectX 12 и GameWorks VR

Осталось немного времени до выхода в свет Windows 10, поэтому DirectX 12 уже обрел окончательный вид. В частности, представлены два «уровня» аппаратных функций (feature level). Напомним, что новая версия DirectX – это, с одной стороны, другой API, поддержка которого может быть внедрена в драйверы GPU, выпущенных до его появления. Соответственно, относительно старое «железо» также сможет воспользоваться преимуществами DX12 – в первую очередь более эффективным расходованием ресурсов CPU. С другой стороны, DirectX 12 представляет новые функции рендеринга, которые опционально могут быть реализованы в графических процессорах, но не требуются для работы новой runtime-библиотеки API. GPU, принадлежащие ко второй итерации архитектуры Maxwell, включая GM200, обладают полной поддержкой данных функций (feature level 12_0 и 12_1), среди которых можно выделить Volume Tiled Resources и Conservative Raster.

Первая дает возможность по требованию загружать в память видеоадаптера необходимые части большой трехмерной текстуры (необходимой для рендеринга жидкости или дыма), не расходуя ресурс RAM на текстуру целиком. Вторая обеспечивает точную локализацию пересекающихся границ полигонов, что в ряде ситуаций помогает избежать артефактов с прозрачными текстурами или, к примеру, наложением теней методом Ray Tracing, как показано на следующем слайде.

Одновременно с GTX 980 Ti NVIDIA представила набор библиотек GameWorks VR, предназначенных для адаптации игр к шлемам виртуальной реальности. Одна из ключевых функций GameWorks VR, которая опирается на аппаратные алгоритмы в GPU архитектуры Maxwell, – Multi-Res Shading – должна увеличить производительность при рендеринге сцены для стереоскопического шлема.

В окулярах шлема установлены линзы, позволяющие глазам сфокусироваться на близко расположенных LCD-экранах, потому картинка, отрисованная GPU, должна быть модифицирована, чтобы компенсировать искажение геометрии: края изображения сжимаются, как в фотоснимке, сделанном на объектив-«рыбий глаз». В результате часть работы, которую выполнил GPU, потратив ресурсы на рендеринг пикселов по краям изображения, обесценивается компрессией.

NVIDIA предлагает разделить кадр на несколько зон (viewports), рендеринг в которых выполняется одновременно, но с различным разрешением: больше в центре, меньше – по краям. Специальные алгоритмы задействуются, чтобы сопоставить края пикселей разного размера на границе зон, а затем формируется финальный кадр с искаженной геометрией. По утверждению разработчиков, Multi-Res Shading увеличивает производительность пиксельных шейдеров в 1,3-2 раза по сравнению с такой ситуацией, когда изображение изначально строится в высоком разрешении.

⇡#Конструкция

С виду GeForce GTX 980 Ti отличает от TITAN X только маркировка, цвет кожуха системы охлаждения (светлый в данном случае и черный у TITAN X), да еще количество микросхем памяти: поскольку объем RAM вдвое меньше, все чипы разместились на лицевой стороне платы, под общим радиатором.

Видеокарта оснащается закрытым кулером, уже неоднократно использованным NVIDIA в других топовых решениях, начиная с самого первого TITAN.

Не будем в очередной раз описывать устройство этой системы охлаждения. Достаточно отметить, что в радиатор GPU вмонтирована испарительная камера, которая также применялась в адаптерах на базе GK110, но отсутствовала в GTX 980.

Видеокарта обладает тремя разъемами DisplayPort и по одной штуке – HDMI и Dual-Link DVI-I.

⇡#Плата

Печатные платы GTX 980 Ti и TITAN X различаются лишь количеством распаянных чипов RAM. Память набрана 12 микросхемами SK hynix H5GQ4H24MFR-R2C со штатной частотой 7 ГГц.

Преобразователь напряжения построен по схеме 6+2 (число фаз для питания GPU и микросхем памяти соответственно) и содержит контроллер ON Semiconductor NCP81174. Дополнительное питание подается через один восьмиконтактный и один шестиконтактный разъемы.