Nvidia GeForce GTX 1080: краткий обзор характеристик и производительность в играх
Предлагаем вашему вниманию обещанный обзор игровой производительности анонсированной 7 мая Nvidia Geforce GTX 1080, этой королевы видеокарт. Но прежде напомним её основные характеристики и дополним их информацией из обзоров, опубликованных на днях рядом авторитетных русскоязычных и англоязычных ресурсов. Это далеко не полный перечень особенностей новой видеокарты, но мы постараемся вкратце рассказать о самых главных из них:
I. GTX 1080 — первая игровая видеокарта, созданная по 16-нанометровому техпроцессу — впервые после того, как в 2012 году Nvidia и AMD перешли с 40-нанометрового техпроцесса на 28-нанометровый. Кроме того, это первая игровая видеокарта с архитектурой Pascal. Мы подчеркиваем, что игровая, поскольку в апреле Nvidia представила Tesla P100 — видеокарту, предназначенную для профессиональной деятельности, в частности систем искусственного интеллекта. У той используется графический процессор GP100 с кристаллом огромных, по меркам таких устройств, размеров (его площадь — 610 мм², количество транзисторов — 15.3 млрд). По сравнению с ним используемый в GTX 1080 графический чип GP104 куда скромнее (площадь 314 мм² и 7.2 млрд. транзисторов), что ничуть не помешало ему совершить большой отрыв от всех игровых аналогов и предшественников.
Благодаря новому техпроцессу базовую тактовую частоту нового ГПУ удалось поднять до 1,607 МГц (ускоренная составляет 1,733 МГц), с возможностью разгона до невообразимых 2,114 МГц. Для сравнения у самых топовых видеокарт предыдущего поколения, Titan X и 980 Ti, базовая частота составляет 1,000 МГц. В результате, несмотря на меньшее количество растровых блоков (64 ROP и 160 TMU), скорость заполнения пикселей и текстур стала даже выше — 102.8 гига-пикселей/с и 257.1 гига-текселей/с (у Titan X — 96 и 192).
II. Это первая видеокарта с видеопамятью стандарта GDDR5X. В большинстве других используется GDDR5, чья скорость составляет 7 гигабит/с. У GDDR5X этот показатель составляет 10 гигабит/с. В будущих видеокартах скорость GDDR5X скорее всего будет даже выше, не говоря уже о использовании еще более инновационного стандарта HBM. Его первое поколение используется в топовой видеокарте AMD Radeon R9 Fury X, а второе — в упомянутой выше Tesla P100. В сочетании с использованием новой, четвертого поколения, технологии сжатия данных о цвете, пропускная способность видеопамяти GTX 1080 по сравнению с GTX 980 выросла в 1.7 раз.
III. Встроенная в GTX 1080 аппаратная поддержка т.н. одновременной мульти-проекции (Simultaneous Multi-Projection, или SMP) позволяет, как мы уже рассказывали, выводить изображение на разные мониторы, каждый со своим углом зрения, и оптимизирует процесс рендеринга в очках виртуальной реальности. В последних до сих пор приходилось полностью формировать два разных изображения под каждый глаз (ведь он видит его по собственным углом зрения), а кроме того вносить коррективы с учетом оптического искажения по краям. Именно по этой причине, а также более жестких требований к частоте кадров (90 к/с против 60 к/с на обычном экране), виртуальная реальность, по сравнению с ПК, требует более высокой производительности. Технология SMP и её реализация в очках виртуальной реальности, Lens Matched Shading (LMS) и Single Pass Stereo (SPS), позволяют существенно снизить нагрузку на видеокарту и соответственно повысить её производительность.
IV. Другой набор улучшений под названием «асинхронные вычисления» сводится к двум технологиям: 1) динамическому распределению нагрузки, позволяющему более эффективно задействовать освободившиеся ресурсы видеокарты, а также 2) прерыванию задач на низком уровне выполнения графических и вычислительных задач — на уровне пикселей и инструкций.
В результате переключение задач происходит быстрее, что соответствующим образом сказывается на производительности видеокарты.
V. Технология GPU Boost 3.0 гибким образом, в зависимости от питающего напряжения, настраивает ускорение тактовой частоты графического ускорителя — в предыдущем поколении это ускорение было линейным:
VI. Улучшенная синхронизация кадровой частоты видеокарты с частотой вертикальной развёртки монитора. Геймерам хороша известна технология V-Sync, благодаря которой игра избавляется от разрыва кадров, но её активация снижает fps до 60 к/с (с учетом традиционной частоты развертки 60 Гц). Технология Fast Sync организует кадровую буферизацию таким образом, что разрыва кадров не происходит даже с превышением кадровой частоты монитора.
VII. Поддержка дисплеев т.н. «высокого динамического диапазона» (HDR). Эта технология хорошо знакома любителям фотографий. С её помощью в контрастных сценах накладываются друг на друга снимки, сделанные с разной выдержкой — таким образом, что тени на фото выходят светлее, а ярко освещенные места — потемнее. В телевизорах и мониторах наличие HDR подразумевает большой диапазон яркости (1,000 нитов) и контрастности (10,000:1), вследствие чего, по сравнению с обычными, обеспечивается в два раза более богатая цветовая палитра (достигая 75% визуального спектра). Такие модели получают все большее распространение, поэтому интерес производителей видеокарт к этой технологии вполне оправдан.
Таковы главные особенности GTX 1080. Некоторые из них появятся не сразу, а по мере выхода драйверов и игр с поддержкой соответствующих технологий.
Теперь самое время взглянуть на поведение видеокарты в играх. Предлагаем вашему вниманию результаты, полученные нашими коллегами из Tom’s Hardware. GTX 1080 тестировалась ими в следующих играх:
| Игра | Настройки |
| Ashes of the Singularity | DirectX 12, экстремальные настройки |
|---|---|
| Battlefield 4 | DirectX 11, ультра настройки |
| GTA V | DirectX 11, очень высокие настройки, 4x MSAA |
| Hitman | DirectX 11, ультра настройки, FXAA, высокое качество текстур |
| Project CARS | DirectX 11, высокие настройки, высокое сглаживание, высокое разрешение текстур |
| Rise of the Tomb Raider | DirectX 11, очень высокие настройки |
| The Division | DirectX 11, ультра настройки |
| The Witcher 3 | DirectX 11, высшие настройки |
Из тестируемых карт, помимо GTX 1080, мы отобрали самые топовые видеокарты AMD и Nvidia (Titan X не рассматриваем, поскольку он незначительно превосходит 980 Ti, хотя стоит намного дороже), а также непосредственного предшественника GTX 1080, GTX 980. В качестве процессора был взят Intel Core i7-6700K.
| Игра | GTX 1080 | R9 Fury X | GTX 980 Ti | GTX 980 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| мин | сред | мин | сред | мин | сред | мин | сред | |
| Ashes of the Singularity (3840 x 2160) | 32 | 52.2 | 27 | 45.7 | 23 | 36.7 | 21 | 30.1 |
| Ashes of the Singularity (2560 x 1440) | 42 | 66.1 | 32 | 60.3 | 32 | 47.1 | 23 | 38.6 |
| Battlefield 4 (3840 x 2160) | 39 | 53 | 28 | 35.9 | 30 | 40 | 23 | 31.1 |
| Battlefield 4 (2560 x 1440) | 85 | 105.3 | 55 | 67.6 | 62 | 78.8 | 51 | 62.8 |
| GTA V (3840 x 2160) | 30 | 42.4 | 20 | 28.4 | 23 | 32.2 | 18 | 25 |
| GTA V (2560 x 1440) | 55 | 82.1 | 36 | 49.2 | 44 | 63.6 | 33 | 49.2 |
| Hitman (3840 x 2160) | 31 | 56.4 | 33 | 49.6 | 22 | 42.9 | 21 | 33.4 |
| Hitman (2560 x 1440) | 49 | 87.5 | 44 | 76.5 | 38 | 68.6 | 29 | 55 |
| Project CARS (3840 x 2160) | 74 | 81.9 | 35 | 39.6 | 51 | 58.8 | 42 | 46.4 |
| Project CARS (2560 x 1440) | 92 | 119.2 | 50 | 60.2 | 80 | 92.3 | 68 | 76.5 |
| Rise of the Tomb Raider (3840 x 2160) | 38 | 51 | 19 | 32 | 26 | 38.7 | 14 | 25.3 |
| Rise of the Tomb Raider (2560 x 1440) | 66 | 92.6 | 30 | 56.8 | 53 | 70.6 | 37 | 54.1 |
| The Division (3840 x 2160) | 24 | 39.8 | 20 | 32.3 | 16 | 29.9 | 12 | 24 |
| The Division (2560 x 1440) | 41 | 69.3 | 29 | 53.2 | 28 | 52.5 | 22 | 42.2 |
| Witcher 3 (3840 x 2160) | 42 | 49.7 | 34 | 37.6 | 31 | 37 | 25 | 29.4 |
| Witcher 3 (2560 x 1440) | 59 | 60 | 50 | 58.6 | 56 | 59.7 | 43 | 51 |
Как видно из этих данных, GTX 1080 уверенно обходит любого из своих соперников, и при этом показывает очень неплохой результат даже на разрешении 4K. На нем разница с самой производительной, в соответствующей игре, видеокартой выглядит так (в скобках приводится разница с GTX 980):
- Ashes of the Singularity — 14% (73%)
- Battlefield 4 — 32% (70%)
- GTA V — 31% (70%)
- Hitman — 14% (69%)
- Project CARS — 39% (76%)
- Rise of the Tomb Raider — 32% (102%)
- The Division — 23% (66%)
- Witcher 3 — 32% (69%)
С использованием данных Tom’s Hardware