Przetestowaliśmy GK104: GeForce GTX 680 i wysokiej klasy pistolety

Już czas! Długo na to czekaliśmy, wiele o nim słyszeliśmy z wielu miejsc, ale w końcu pojawiła się architektura nVIDII o nazwie Kepler, którą można uznać za następcę Fermiego. Albo nie? W naszym artykule nie tylko naprawiamy rzeczy pod względem technologicznym, ale oczywiście opisujemy wszystkie cechy opisu świata duchowego karty GeForce GTX 104 o nazwie kodowej GK680, oprócz zużycia i ocieplenia wykonaliśmy również wydajność testowanie na wiele sposobów. Przejdźmy do tego!

Technologia

Do tej pory konsensus był taki, że na dłuższą metę ogólna moc obliczeniowa GPU reprezentuje wyższą wartość niż prędkość pokazana w grach trójwymiarowych. Ten trend miał znaczący wpływ na karty graficzne NVIDIA Fermi, jednak pierwszy układ Kepler złamał tę zasadę. Na kilku stronach będzie jasne, czy warto było zrobić ten krok.

Zapoznanie się z GPU GK104 

Karta graficzna GeForce GTX 680 bazuje na wspomnianym wcześniej procesorze graficznym GK104. Chip, wykonany w technologii 28 nm firmy TSMC, ma rozmiar 294 milimetrów kwadratowych i składa się z 3,54 miliarda tranzystorów. W porównaniu do rozwiązania AMD o kryptonimie Tahiti jest to całkiem niezła wartość - może to mieć odzwierciedlenie przede wszystkim w kosztach produkcji. Najbardziej uderzającym parametrem GPU jest rdzeń 1536 CUDA, czyli trzy razy więcej niż GeForce GTX 580. Sam układ ma 4 GPC (klaster przetwarzania grafiki), w którym mieszczą się dwa SMX (wieloprocesory cieniujące). SMX zawiera silnik PolyMorph 2.0, pamięć podręczną instrukcji, 192 rdzenie CUDA, 16 teksturatorów i oczywiście pamięć podręczną pierwszego poziomu. W tym miejscu chcielibyśmy zauważyć, że używany do tej pory zegar Shadera należy już do przeszłości, więc teraz wszystkie komponenty chipa pracują z tą samą częstotliwością, co w rzeczywistości jest dobrą rzeczą pod względem harmonogramowania.

[+] 

[+] 

Zapisz w trybie NVIDIA 

Na podstawie dotychczasowych doświadczeń widzimy, że chip, który stanowi podstawę nowej armaty, ma teraz zaskakująco korzystne parametry fizyczne. W porównaniu z kartami GeForce GTX 280, 480 i 580 debiutant porusza się w zupełnie innej kategorii. Teraz pokrótce przedstawimy osiągnięcia i innowacje, dzięki którym inżynierom udało się kontrolować liczbę tranzystorów i wielkość chipa.

[+] 

Każdy multiprocesor Shader posiada jednostkę tesselatora, co oznacza łącznie 8 procesorów. Jeśli spojrzymy tylko na liczby, możemy pomyśleć, że w tym momencie doszło do komplikacji w porównaniu z poprzednią generacją, ale ponieważ wydajność tesselatorów podwoiła się, ogólnie rzecz biorąc, zdecydowanie należy poczynić postępy. Największa zmiana dotyczyła backendu. GPU GK104 uzyskuje dostęp do 256 GB wbudowanej pamięci GDDR2 za pośrednictwem 5-bitowej magistrali pamięci, z układami pamięci tykającymi z efektywną częstotliwością 6,0 GHz. Co to oznacza w praktyce? W porównaniu z GeForce GTX 580 szerokość magistrali pamięci została zmniejszona o połowę, ale zostało to w pełni zrekompensowane przez mrożący krew w żyłach zegar pamięci. To także ogromny ruch, ponieważ AMD zawsze było w tym momencie w innym wymiarze, ale teraz Radeon HD 7970 został wyprzedzony o połowę GHz. Optymalizacja liczby jednostek ROP również nie jest znaczącą oszczędnością. Jak dotąd praca domowa to piątka z gwiazdką, ale teraz przychodzi czarna zupa. 

 [+]

Chociaż GeForce GTX 680 ma niezwykle rozbudowane wsparcie API (CUDA C, CUDA C ++, CUDA Fortran, OpenCL, DirectCompute i Microsoft C ++ AMP), które rzeczywiście są kluczowe dla programowalności ogólnego przeznaczenia, kilka rzeczy jest nadal bardzo wiele brakuje. Podwójna precyzja mocy obliczeniowej jest ważnym czynnikiem na rynku GPGPU dla zadań bogatych w wydajne obliczenia zmiennoprzecinkowe, ale także ogólnie. W tym momencie nową płytkę Keplera można bardzo poważnie zaatakować. Chip jest teoretycznie zdolny do uzyskania dwudziestu czwartych mocy obliczeniowej pojedynczej precyzji z podwójną precyzją, co od razu uderza w program pomiarowy SiSoftware Sandra 2012. GeForce GTX 680 nie może nawet pobić swojego poprzednika, a seria AMD Radeon HD 7900 przenosi się do zupełnie innej kategorii. W celu dalszej optymalizacji inżynierowie nie zaimplementowali obsługi ECC i pamięci wirtualnej, a rozmiar różnych pamięci podręcznych był ograniczony do tego, co wciąż było akceptowalne, tak że GeForce GTX 580 miał półtora raza więcej pamięci dodatkowej niż nowość. Głównie z powodu braku sprzętowego wirtualnego teksturowania nasze serca bolą, ponieważ może to spowodować poważny ból głowy dla procesora graficznego, który poradzi sobie z dużą ilością tekstur. Jesteśmy ciekawi, czy w Doom 4 nastąpi kolejny post. Wydajność GPGPU omówiono na następnej stronie. Przedmowa jest taka, że ​​szampana warto włożyć z powrotem do lodówki.

Nie brakuje innowacji (mimo to) 

Oczywiście, GeForce GTX 680 jest zgodny ze standardem PCI Express 3.0 i obsługuje DirectX 11.1 oraz technologię NVIDIA GPU Boost. Procedura GPU Boost umożliwia automatyczne ustawienie zegara rdzenia. Aby wydajność była zawsze na idealnym poziomie, układy Kepler uwzględniają również obciążenie procesora graficznego, zużycie energii i aktualną temperaturę i odpowiednio zwiększają tempo. Zgodnie z oficjalną dokumentacją wzrost zegara następuje w 100 ms, więc użytkownicy nic o tym nie zauważają. W praktyce oznacza to, że GK104 pracuje z bazową szybkością bazową 1006 MHz (rdzeń bazowy), ale po ocenie poprzednich czynników układ może ją podbić do 1110 MHz (core boost). nVIDIA wylicza, że ​​średni wynik osiągnięty przez GPU Boost to 1056 MHz, ale w korzystnym przypadku rzeczywiście można złapać 1,10 GHz. Przykład tego widzieliśmy w zagranicznych witrynach komputerowych w dniu startu. Tempo jest niesamowite, więc nic dziwnego, że udało Ci się zbliżyć do poprzedniej dwugłowej armaty, GeForce GTX 590. Narzędzia dostrajające MSI Afterburner i EVGA Precision X mogą być również używane do ustawiania maksymalnej wydajności, a także przesunięcia zegara.

Firma chce zrekompensować fanom dodatkowe ekskluzywne funkcje ze względu na poślizg, takie jak docelowa liczba klatek na sekundę, adaptacyjna synchronizacja pionowa i NVENC. Pierwszy to praktycznie nic innego jak modyfikowalny limit FPS. Może to mieć szczęście, jeśli nasza ulubiona gra kręci się z niepotrzebnie dużą prędkością. Możesz rozważyć użycie docelowej szybkości klatek, jeśli chcesz zmniejszyć emisję hałasu i zużycie. 

 [+]

Adaptacyjna synchronizacja pionowa lub dynamiczne włączanie synchronizacji pionowej ma na celu utrzymanie stałej prędkości. Gdy prędkość określonej aplikacji spadnie poniżej częstotliwości odświeżania monitora, możesz chcieć wyłączyć synchronizację, aby uzyskać lepszą wydajność. Proces zasadniczo to osiąga - oczywiście bez interwencji użytkownika.

NVENC to jednostka o stałej funkcji zaprojektowana w celu przyspieszenia kodowania wideo H.264. W tym przypadku nie należy oczekiwać przede wszystkim wybitnego wzrostu wydajności, ale raczej to, że przepływ pracy będzie się odbywał przy znacznie mniejszym zużyciu energii niż wcześniej. CyberLink MediaEspresso jest już gotowe do korzystania z NVENC. W porównaniu z poprzednią generacją rozwój jest dość oszałamiający. Według pomiarów niemieckiego ComputerBase, GeForce GTX 680 działał szybciej niż jego poprzednik, zużywając o ponad 100 watów mniej energii.

Dla tych, którzy nawet nie mają dość, sprawdź procedurę wygładzania FXAA. Algorytm oparty jest na wysokiej wydajności shadera GK104. FXAA osiąga jakość obrazu podobną do 4x MSAA (Multi-Sample AntiAliasing), ale z 60-procentową szybkością. To niefortunne, ale procedura redukcji zużycia AMD ZeroCore nie została uwzględniona w żadnej formie, ale ogólnie nie mamy powodów do narzekań.

[+] 

GeForce GTX 680 obsługuje technologię NVIDIA 3D Vision Surround. Szczęśliwi właściciele mogą korzystać z maksymalnie czterech monitorów, aby uzyskać lepsze wrażenia wizualne. 

Po krótkiej recenzji możemy stwierdzić, że NVIDIA GeForce GTX 680 nie jest przypadkiem najpotężniejszą pojedynczą kartą GPU na rynku, ale 2 GB pamięci VRAM może stać się deficytowe w ekstremalnie wysokiej rozdzielczości. Według plotek Zieloni mogą nawet wymyślić model wyposażony w 4 GB wbudowanej pamięci później, ale to żaden problem, jeśli tak się nie stanie. Partnerzy zrealizowali już szereg wariantów z turbodoładowaniem.  
Numeracja użytego kafelka potwierdza, że ​​GK104 reprezentuje linię graczy, którą GF104 i GF114 już całkiem dobrze zetknęły. W związku z tym pierwszy układ oparty na Keplerze nie jest genialny w zastosowaniach GPGPU, ale jest nie do pobicia w grach, a rozmiar układu i zużycie energii są wyraźnie atrakcyjne. Jednocześnie odzwierciedla to fakt, że wraz z chipem GCN AMD bardzo mocno skoncentrowało się na spełnianiu profesjonalnych potrzeb, szerszym wykorzystaniu GPU. Dzięki temu karty oparte na Tahiti oferują w większości gier mniejszą wydajność niż GeForce GTX 104, który korzysta z GK680.