Обзор и тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 1070: в погоне за лидером

⇡#Тестовая конфигурация, инструментарий и методика тестирования

Тестирование производительности видеокарт было проведено в закрытом корпусе на системе следующей конфигурации:

• системная плата: ASUS Sabertooth X79 (Intel X79 Express, LGA2011, BIOS 4801 от 28.07.2014);
• центральный процессор: Intel Core i7-3970X Extreme Edition 3,5/4,0 ГГц (Sandy Bridge-E, C2, 1,1 В, 6 × 256 Kбайт L2, 15 Мбайт L3);
• система охлаждения CPU: ARCTIC Liquid Freezer 240 (4 × 1100 об/мин);
• термоинтерфейс: ARCTIC MX-4;
• оперативная память: DDR3 4 × 8 Гбайт G.SKILL TridentX F3-2133C9Q-32GTX (X.M.P. 2133 МГц, 9-11-11-31, 1,6 В);
• видеокарты:
  • NVIDIA GeForce GTX 1080 8 Гбайт 1607-1734(1898)/10008 МГц;
  • NVIDIA GeForce GTX 980 Ti 6 Гбайт 1000-1076(1189)/7012 МГц;
  • NVIDIA GeForce GTX 1070 8 Гбайт 1506-1683(1886)/8008 МГц;
  • SAPPHIRE NITRO Radeon R9 FURY 4 Гбайт 1050/1000 МГц;
  • Inno3D iChill GeForce GTX 980 Ultra HerculeZ X4 Air Boss 4 Гбайт 1126-1227/7000 МГц (снижены до номинальных для GTX 980);
  • ASUS GeForce GTX 970 DC Mini 4 Гбайт 1050-1178/7012 МГц (GTX970-DCMOC-4GD5);
• диск для системы и игр: Intel SSD 730 480GB (SATA-III, BIOS vL2010400);
• диск для бенчмарков: Western Digital VelociRaptor (SATA-II, 300 Гбайт, 10000 об/мин, 16 Мбайт, NCQ);
• архивный диск: Samsung Ecogreen F4 HD204UI (SATA-II, 2 Тбайт, 5400 об/мин, 32 Мбайт, NCQ);
• звуковая карта: Auzen X-Fi HomeTheater HD;
• корпус: Thermaltake Core X71 [четыре be quiet! Silent Wings 2 (BL063) на 900 об/мин];
• панель управления и мониторинга: Zalman ZM-MFC3;
• блок питания: Corsair AX1500i Digital ATX (1500 Вт, 80 Plus Titanium), 140-мм вентилятор;
• монитор: 27-дюймовый Samsung S27A850D (DVI, 2560 × 1440, 60 Гц).

В первую очередь, мы сравнили NVIDIA GeForce GTX 1070 с эталонными версиями NVIDIA GeForce GTX 1080 и NVIDIA GeForce GTX 980 Ti.

Кроме того, мы включили в тестирование оригинальную Inno3D iChill GF GTX 980 Ultra HerculeZ X4 Air Boss на приведённых к номинальным для GeForce GTX 980 частотах и компактную ASUS GeForce GTX 970 DC Mini — как модель, которую GeForce GTX 1070 собой заменяет.

Из видеокарт на графических процессорах AMD в тестирование включена SAPPHIRE NITRO Radeon R9 FURY 4 Гбайт.

Ввиду очень серьёзных ограничений по времени тестирования, все участники тестов были проверены только на номинальных частотах. В следующих обзорах оригинальных моделей GeForce GTX 1070 и GTX 1080, коих, мы надеемся, будет очень много, мы обязательно уделим внимание тестированию при разгоне. Добавим, что значение Power Limit на всех видеокартах было выставлено на максимум.

Для снижения зависимости производительности видеокарт от скорости платформы 32-нм шестиядерный процессор при множителе 48, опорной частоте 100 МГц и активированной на уровень Ultra High функции Load-Line Calibration был разогнан до 4,8 ГГц с повышением напряжения в BIOS материнской платы до 1,385 В.

Технология Hyper-Threading активирована. При этом 32 гигабайта оперативной памяти функционировали на частоте 2,133 ГГц с таймингами 9-11-11-20_CR1 при напряжении 1,6125 В.
Тестирование, начатое 28 мая 2016 года, было проведено под управлением операционной системы Microsoft Windows 10 Professional со всеми обновлениями на указанную дату и с установкой следующих драйверов:

• чипсет материнской платы Intel Chipset Drivers – 10.1.1.18 WHQL от 04.04.2016;
• Intel Management Engine Interface (MEI) – 11.0.5.1192 WHQL от 04.05.2016;
• драйверы видеокарт на графических процессорах NVIDIA – GeForce 368.13 beta для GTX 1080, GeForce 368.19 beta для GTX 1070 и GeForce 368.22 WHQL от 23.05.2016 для остальных NVIDIA-карт;
• драйверы видеокарт на графических процессорах AMD – AMD Radeon Software Crimson 16.5.3 WHQL от 24.05.2016.

В силу ограничений монитора производительность видеокарт была проверена в разрешениях 1920 × 1080 и 2560 × 1440 пикселей. Для тестов использовались два режима качества графики: Quality + AF16x – качество текстур в драйверах по умолчанию с включением анизотропной фильтрации уровня 16х и Quality + AF16x + MSAA 4х(8х) с включением анизотропной фильтрации уровня 16х и полноэкранного сглаживания степени 4x или 8x, в случаях, когда среднее число кадров в секунду оставалось достаточно высоким для комфортной игры. В отдельных играх в силу специфики их игровых движков были использованы иные алгоритмы сглаживания, что будет указано далее в методике и на диаграммах. Включение анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания выполнялось непосредственно в настройках игр. Если же данные настройки в играх отсутствовали, то параметры изменялись в панели управления драйверов Crimson или GeForce. Там же была принудительно отключена вертикальная синхронизация (V-Sync). Кроме указанного, никаких дополнительных изменений в настройки драйверов не вносилось.

Видеокарты были протестированы в двух графических тестах и в пятнадцати играх, обновлённых до последних версий на дату начала подготовки материала. Список тестовых приложений выглядит следующим образом (игры и далее результаты тестирования в них расположены в порядке их официального выхода):

• 3DMark (2013) (DirectX 9/11) – версия 2.0.2067, тестирование в сценах Cloud Gate, Fire Strike, Fire Strike Extreme и Fire Strike Ultra;
• Unigine Valley Bench (DirectX 11) – версия 1.0, максимальные настройки качества, AF16x и (или) MSAA 8x, разрешение 1920 × 1080 и 2560 × 1440 пикселей;
• Crysis 3 (DirectX 11) – версия 1.3.0.0, все настройки качества графики на максимум, степень размытости средняя, блики включены, режимы с FXAA и с MSAA 4x, двойной последовательный проход заскриптованной сцены из начала миссии Swamp продолжительностью 105 секунд;
• Metro: Last Light (DirectX 11) – версия 1.0.0.15, использовался встроенный в игру тест, настройки качества графики и тесселляция на уровне Very High, технология Advanced PhysX в двух режимах тестирования, тесты с SSAA и без сглаживания, двойной последовательный прогон сцены D6;
• Company of Heroes 2 (DirectX 11) – версия 4.0.0.21375, двойной последовательный прогон встроенного в игру теста при максимальных настройках качества графики и физических эффектов;
• Battlefield 4 (DirectX 11) – версия 1.2.0.1, все настройки качества графики на Ultra, двойной последовательный прогон заскриптованной сцены из начала миссии TASHGAR продолжительностью 110 секунд (для видеокарт на GPU AMD использовался API Mantle);
• Thief (DirectX 11) – версия 1.7 build 4158.21, настройки качества графики на максимальный уровень, технологии Paralax Occlusion Mapping и Tessellation активированы, двойной последовательный прогон встроенного в игру бенчмарка (для видеокарт на GPU AMD использовался API Mantle);
• Sniper Elite III (DirectX 11) – версия 1.15a, настройки качества на уровне Ultra, V-Synс отключён, тесселяция и все эффекты активированы, тесты с SSAA 4x и без сглаживания, двойной последовательный прогон встроенного в игру бенчмарка (для видеокарт на GPU AMD использовался API Mantle);
• Middle-earth: Shadow of Mordor (DirectX 11) – build 1951.27, все настройки качества вручную выставлены на максимальный и Ultra-уровень, тесселяция и глубина резкости активированы, не менее двух последовательных прогонов встроенного в игру бенчмарка;
• Grand Theft Auto V (DirectX 11) – build 678, настройки качества на уровне Very High, игнорирование предложенных ограничений включено, V-Synс отключена, FXAA активировано, NVIDIA TXAA выключено, MSAA для отражений выключено, мягкие тени NVIDIA/AMD;
• DiRT Rally (DirectX 11) – версия 1.1, использовался встроенный в игру тест на трассе Okutama, настройки качества графики на максимальный уровень по всем пунктам, Advanced Blending – On; тесты с MSAA 8x и без сглаживания;
• Batman: Arkham Knight (DirectX 11) – версия 1.6.2.0, настройки качества на уровне High, Texture Resolutioin normal, Anti-Аliasing on, V-Synс отключена, тесты в двух режимах – с активацией двух последних опций NVIDIA GameWorks и без них, двойной последовательный прогон встроенного в игру теста;
• Tom Clancy's Rainbow Six: Siege (DirectX 11) – версия 3.1, настройки качества текстур на уровне Very High, Texture Filtering – Anisotropic 16X и прочие максимальные настройки качества, тесты с MSAA 4x и без сглаживания, двойной последовательный прогон встроенного в игру теста;
• Rise of the Tomb Raider (DirectX 12) – версия 1.0 build 647.2_64, все параметры на уровень Very High, Dynamic Foliage – High, Ambient Occlusion – HBAO+, тесселяция и прочие методики улучшения качества активированы, по два цикла теста встроенного бенчмарка (сцена Geothermal Valley) без сглаживания и с активацией SSAA 4.0;
• Far Cry Primal (DirectX 11) – версия 1.3.3, максимальный уровень качества, текстуры высокого разрешения, объёмный туман и тени на максимум, встроенный тест производительности без сглаживания и с активацией SMAA;
• Tom Clancy’s The Division (DirectX 11) – версия 1.2, максимальный уровень качества, все параметры улучшения картинки активированы, Temporal AA – Supersampling, режимы тестирования без сглаживания и с активацией SMAA 1X Ultra, встроенный тест производительности, но фиксация результатов FRAPS;
• Hitman (DirectX 12) – версия 1.1.2, встроенный тест при настройках качества графики на уровне «Ультра», SSAO включено, качество теней «Ультра», защита памяти отключена.

Если в играх реализована возможность фиксации минимального числа кадров в секунду, то оно также отражалось на диаграммах. Каждый тест проводился дважды, за окончательный результат принималось лучшее из двух полученных значений, но только в случае, если разница между ними не превышала 1 %. Если отклонения прогонов тестов превышали 1 %, то тестирование повторялось ещё как минимум один раз, чтобы получить достоверный результат.

Результаты тестов производительности

На диаграммах результаты тестирования видеокарт на графических процессорах NVIDIA выделены зелёной заливкой, а единственная видеокарта на графическом процессоре AMD отражена характерным для данного производителя красным цветом. Для выделения показателей NVIDIA GeForce GTX 1070 мы выбрали тёмно-бирюзовый цвет. Добавим, что на диаграммах в каждом режиме качества результаты тестов отсортированы сверху вниз в порядке убывания стоимости видеокарт.

В данном разделе вашему вниманию будут представлены лишь результаты тестирования видеокарт на диаграммах, а их анализ мы проведем по сводным диаграммам в следующем разделе статьи. Добавим, что для новых игр, недавно включённых в тестирование, дополнительно приведены детальные настройки качества.

3DMark (2013)

Unigine Valley Bench

Crysis 3

Metro: Last Light

Company of Heroes 2

Battlefield 4

Thief

Sniper Elite III

Middle-earth: Shadow of Mordor

Grand Theft Auto V

DiRT Rally

Batman: Arkham Knight

Tom Clancy's Rainbow Six: Siege

Rise of the Tomb Raider

Far Cry Primal

Tom Clancy’s The Division

Hitman: Absolution

Дополним построенные диаграммы итоговой таблицей с результатами тестов с выведенными средним и минимальным значением числа кадров в секунду по каждой видеокарте…

…и переходим к сводным диаграммам.

⇡#Сводные диаграммы и анализ результатов

Первая пара сводных диаграмм отведена под сравнение GeForce GTX 1070 (от $379) с моделью, которую она должна собой заменить, – GeForce GTX 970 ($329 при анонсе). Результаты последней в каждой игре приняты за начальную точку отсчёта, а средний FPS героини сегодняшнего тестирования отложен в процентах от них.

Превосходство в производительности новой NVIDIA GeForce GTX 1070 над GeForce GTX 970 впечатляет — без всяких оговорок. Благодаря архитектурным улучшениям графического процессора, существенно повышенным частотам и вдвое большему объёму видеопамяти, новинка в среднем по всем игровым тестам смогла опередить свою предшественницу на 53,7–60,2 % в режимах без использования сглаживания и на 63,0–69,8 % в режимах при активации различных алгоритмов АА. Это безусловный и весьма уверенный шаг вперёд.

Теперь повысим «градус накала» и сравним производительность GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 980 ($549 при анонсе) на номинальных частотах обеих видеокарт.

И вновь уверенная победа младшего «Паскаля». В разрешении 1920 » 1080 пикселей GeForce GTX 1070 опережает GeForce GTX 980 на 26,5–29,0 %, а в разрешении 2560 » 1440 пикселей – на 28,3–38,5 %. Причём в тех тестах, где GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980 не хватает памяти, преимущество GeForce GTX 1070 может быть двукратным, а то и выше.

На очереди, пожалуй, самый серьёзный конкурент только что вышедшей GeForce GTX 1070 – GeForce GTX 980 Ti ($649 при анонсе). Почему самый серьёзный? Потому что на рынке по стоимости GeForce GTX 1070 придётся бороться с заметно подешевевшими за последние три недели GeForce GTX 980 Ti, и в первую очередь в оригинальном исполнении с повышенными частотами. Но сейчас объективнее будет сравнить две эталонные версии этих видеокарт, что мы и сделали.

По большому счёту производительность этих видеокарт одинакова, даже если не считать математического преимущества GeForce GTX 1070, в среднем по всем играм выражающегося величиной 3–6 %. Разумеется, при такой разнице смена GeForce GTX 980 Ti на GeForce GTX 1070 бессмысленна, но сам факт превосходства новой архитектуры, когда нетоповая видеокарта как минимум не медленнее флагмана предыдущего поколения, только радует.

Следующие сводные диаграммы столкнут лбами GeForce GTX 1070 и флагманскую GeForce GTX 1080, результаты которой приняты за основу, а показатели GeForce GTX 1070 отложены в процентах от неё.

Всё ровно и вполне предсказуемо. В среднем по всем игровым тестам GeForce GTX 1070 отстаёт от GeForce GTX 1080 на 14,4–16,6 % в разрешении 1920 × 1080 пикселей и на 17,0–18,0 % в разрешении 2560 × 1440 пикселей. Напомним, что разница в рекомендованной стоимости этих видеокарт составляет сразу 35 %, так что GeForce GTX 1070 выглядит более выгодным приобретением. Кроме того, в будущих материалах мы узнаем, смогут ли оригинальные версии GeForce GTX 1070 при разгоне достичь производительности эталонной GeForce GTX 1080.

Заключительной парой сводных диаграмм у нас будет сравнение NVIDIA GeForce GTX 1070 и SAPPHIRE NITRO Radeon R9 FURY ($549 при анонсе). Цены на последнюю модель AMD сейчас начинаются от 36 тысяч рублей и выше, и, хотя стоимость первых GeForce GTX 1070 будет выше, эти видеокарты также вполне можно сравнить друг с другом. Вот что у нас получилось по результатам всех игровых тестов.

Как видим, на данный момент NVIDIA GeForce GTX 1070 не оставляет Radeon R9 Fury шансов. Лишь в последней игре тестирования – Hitman – производительность этих видеокарт сопоставима, а в остальных играх преимущество новинки NVIDIA налицо. В среднем по всем тестам NVIDIA GeForce GTX 1070 опережает Radeon R9 Fury на 28,5–30,0 % в разрешении 1920 х 1080 пикселей и на 26,6–28,1 % в разрешении 2560 × 1440 пикселей.

⇡#Энергопотребление

Измерение уровня энергопотребления проводилось с помощью блока питания Corsair AX1500i через интерфейс Corsair Link и программу мониторинга HWiNFO64 версии 5.25-2875 Beta. Измерялось энергопотребление всей системы в целом без учёта монитора. Измерение было проведено в 2D-режиме при обычной работе в Microsoft Word или интернет-сёрфинге, а также в 3D-режиме. В последнем случае нагрузка создавалась с помощью четырёх последовательных циклов вступительной сцены уровня Swamp из игры Crysis 3 в разрешении 2560 × 1440 пикселей при максимальных настройках качества графики и с использованием MSAA 4Х. Добавим, что на диаграмме отражён как пиковый уровень энергопотребления в 3D-режиме, так и среднее значение потребления за весь цикл тестирования.

Сравним уровень энергопотребления систем с протестированными сегодня видеокартами по следующей диаграмме.

Система с NVIDIA GeForce GTX 1070 оказалась самой экономичной в сегодняшнем тестировании, опередив по всем трём уровням даже конфигурацию со своей предшественницей – видеокартой GeForce GTX 970. Благодаря переходу на новый технологический процесс производства NVIDIA удалось создать не только более быстрые, но и более энергоэффективные видеокарты, что дополнительно подтверждают результаты старшей GeForce GTX 1080.

⇡#Заключение

На наш взгляд, новая NVIDIA GeForce GTX 1070 на графическом процессоре GP104 архитектуры Pascal с поддержкой DirectX 12 получилась ещё более интересной видеокартой, чем флагманская GeForce GTX 1080. Даже недополучив четверть шейдерных процессоров в кремнии, имея более низкую частоту GPU и обычную GDDR5 (пусть и высокоскоростную), GeForce GTX 1070 отстаёт от GeForce GTX 1080 на 17—18 %, тогда как разница в рекомендованной стоимости этих видеокарт вдвое больше — около 35 %. И при этом GeForce GTX 1070 оказалась быстрее всех других существующих сегодня однопроцессорных карт. Предполагаемо высокий оверклокерский потенциал этой модели видеокарты позволит ей если не превзойти флагманскую GeForce GTX 1080, то до минимума сократить отставание от неё.

Нельзя не отметить и беспрецедентно высокую энергоэффективность, когда, опережая GeForce GTX 970 на 60 % и более, система с GeForce GTX 1070 ещё и потребляет меньше электроэнергии. Конечно же, практический смысл от смены GeForce GTX 980 Ti или даже оригинальных GeForce GTX 980 на героиню сегодняшнего тестирования вряд ли существует, но при покупке новой видеокарты в данном ценовом сегменте конкурентов у GeForce GTX 1070 попросту нет. Посмотрим, чем именно и, главное, когда сможет ответить AMD.