Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Источник: 3DNews, автор: Валерий Косихин

Процессор GM200 — «большой Maxwell» — это 8 млрд транзисторов, работающих на частотах свыше 1 ГГц. Неудивительно при таких данных, что сравнение производительности TITAN X с любыми другими графическими ускорителями описывается именно так, как в заголовке. А вот цена до последнего момента остается в тайне.

Появление крупного GPU на базе архитектуры Maxwell было неизбежно, вопрос только в том, когда это произойдет и в какой форме. В итоге оправдалось предположение, что GM200 повторит путь своего аналога из семейства Kepler — GK110, дебютировав в составе ускорителя под маркой TITAN.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Времени на тестирование новой видеокарты в этот раз было крайне мало, поэтому обзор будет сжатым. Отбросив необязательные рассуждения, перейдем сразу к делу. Архитектура Maxwell, по сравнению с Kepler, характеризуется упрощенным и оптимизированным строением потоковых мультипроцессоров (SMM), что позволило радикально уменьшить площадь SMM, сохранив 90% прежней производительности. Кроме того, GM200 принадлежит ко второй итерации архитектуры Maxwell, как и выпущенные ранее чипы GM204 (GeForce GTX 970/980) и GM206 (GeForce GTX 960). А следовательно, обладает более производительным геометрическим движком PolyMorph Engine версии 3.0 и поддерживает на уровне «железа» некоторые вычислительные функции, которые, вероятно, войдут в новый feature level Direct3D 12, а также необходимы для аппаратного ускорения технологии глобального освещения VXGI, разработанной NVIDIA. За более подробным описанием архитектуры Maxwell первого и второго поколения отсылаем читателей к обзорам GeForce GTX 750 Ti и GeForce GTX 980.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Качественно графический процессор GM200 и более младшие GPU в линейке не отличаются друг от друга, за исключением того, что только GM206 имеет выделенный блок декодирования видео, сжатого по стандарту H.265 (HEVC). Различия сугубо количественные. GM200 включает беспрецедентное число транзисторов — 8 млрд, поэтому вычислительных блоков в нем в полтора-два раза больше, чем в GM204 (в зависимости от того, какие именно считать). Кроме того, вернулась в строй 384-битная шина памяти. По сравнению с чипом GK110 новый флагманский GPU не столь устрашающе могуч, но, к примеру, число ROP здесь вдвое больше, что делает GM200 отлично подготовленным к 4К-разрешению.

В плане поддержки вычислений двойной точности GM200 ничем не отличается от GM204. Каждый SMX содержит только четыре ядра CUDA, совместимых с FP64, поэтому совокупная производительность при такой нагрузке составляет 1/32 от FP32.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Технические характеристики, цена

В TITAN X используется наиболее мощная версия ядра GM200 с полным набором активных вычислительных блоков. Базовая частота GPU составляет 1000 МГц, Boost Clock — 1076 МГц. Память работает на стандартной для продуктов на базе Maxwell частоте 7012 МГц. А вот объем невиданный для игровых видеокарт — 12 Гбайт (а TITAN X — это в первую очередь игровая видеокарта, по крайней мере до появления GM200 в основной, «номерной» линейке GeForce).

Рекомендованные розничные цены на TITAN X были объявлены в последние часы перед публикацией обзора. Для рынка США установлена цена в 999 долларов — столько же, сколько в свое время стоил первый TITAN на базе GK110.

Прим.: цены в таблице для GeForce GTX 780 Ti и TITAN Black приведены на момент снятия с производства последних.

Модель

Графический процессор

Видеопамять

TDP, Вт

РРЦ* для рынка США (без налогов), $

 

Кодовое название

Число транзисторов, млн

Тактовая частота, МГц: Base Clock / Boost Clock

Число ядер CUDA

Число текстурных блоков

Число ROP

Разрядность шины, бит

Тип микросхем

Тактовая частота: реальная (эффективная), МГц

Объем, Мбайт

   

GeForce GTX 780 Ti

GK110

7 100

875/928

2880

240

48

384

GDDR5 SDRAM

1750 (7000)

3072

250

699

GeForce GTX TITAN Black

GK110

7 100

889/980

2880

240

48

384

GDDR5 SDRAM

1750 (7000)

6144

250

999

GeForce GTX 980

GM204

5 200

1126/1216

2048

128

64

256

GDDR5 SDRAM

1750 (7000)

4096

165

549

GeForce GTX TITAN X

GM110

8 000

1000/1076

3072

256

96

384

GDDR5 SDRAM

1753 (7012)

12 280

250

999

* Рекомендованная розничная цена.

Конструкция

Начиная с самого первого «Титана» NVIDIA использует в топовых видеокартах, с некоторыми вариациями, одну и ту же систему охлаждения. TITAN X выделяется в ряду своих предшественников только абсолютно черным корпусом (лишь две вставки на боках остались неокрашенными).

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Задняя пластина, которой в порядке эксперимента оснастили GeForce GTX 980, в TITAN X вновь отсутствует, несмотря на то, что на оборотной стороне платы распаяна часть микросхем памяти. Хотя чипам GDDR5 дополнительное охлаждение, в общем-то, и не требуется.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Зато вернулся радиатор с испарительной камерой, который в GTX 980 был заменен более простым вариантом.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

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

Плата

Дизайн печатной платы, что совершенно неудивительно, вызывает ассоциации с серией видеоадаптеров на чипе GK110. Преобразователь напряжения построен по схеме 6+2 (число фаз для питания GPU и микросхем памяти соответственно). Питание подается через один восьмиконтактный и один шестиконтактный разъем. А вот контроллер питания графического процессора ON Semiconductor NCP81174 мы здесь видим впервые.

24 микросхемы памяти SK hynix H5GQ4H24MFR-R2C со штатной частотой 7 ГГц расположены на обеих сторонах платы.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Тестовый стенд, методика тестирования

Конфигурация тестовых стендов
CPU Intel Core i7-5960X @ 4 ГГц (100 × 40)
Материнская плата ASUS RAMPAGE V EXTREME
Оперативная память Corsair Vengeance LPX, 2133 МГц, 4 × 4 Гбайт
ПЗУ Intel SSD 520 240 Гбайт
Блок питания Corsair AX1200i, 1200 Вт
Охлаждение CPU Thermalright Archon
Корпус CoolerMaster Test Bench V1.0
Операционная система Windows 8.1 Pro X64
ПО для GPU AMD AMD Catalyst Omega 14.12
ПО для GPU NVIDIA 347.52

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Энергосберегающие технологии CPU во всех тестах отключены. В настройках драйвера NVIDIA в качестве процессора для вычисления PhysX выбирается CPU. В драйверах AMD параметр Tesselation переводится из состояния AMD Optimized в Use application settings.

Бенчмарки: синтетические
Программа Настройки Анизотропная фильтрация, полноэкранное сглаживание Разрешение
3DMark 2011 Тест Extreme
3DMark Тест Fire Strike (не Extreme)
Unigine Heaven 4 DirectX 11, макс. качество, тесселяция в режиме Extreme AF 16x, MSAA 4x 1920 × 1080 / 2560 × 1440

Бенчмарки: игры
Программа Настройки Анизотропная фильтрация, полноэкранное сглаживание Разрешение
Far Cry 3 + FRAPS DirectX 11, макс. качество, HDAO. Начало миссии Secure the Outpost AF, MSAA 4x 2560 × 1440/3840 × 2160
Tomb Raider. Встроенный бенчмарк Макс. качество AF 16x, SSAA 4x 2560 × 1440/3840 × 2160
Bioshock Infinite. Встроенный бенчмарк Макс. качество. Postprocessing: Normal AF 16x, FXAA 2560 × 1440/3840 × 2160
Crysis 3 + FRAPS Макс. качество. Начало миссии Post Human AF 16x, MSAA 4x 2560 × 1440/3840 × 2160
Metro: Last Light. Встроенный бенчмарк Макс. качество AF 16x, SSAA 4x 2560 × 1440/3840 × 2160
Company of Heroes 2. Встроенный бенчмарк Макс. качество AF, SSAA 4x 2560 × 1440/3840 × 2160
Battlefield 4 + FRAPS Макс. качество. Начало миссии Tashgar AF 16x, MSAA 4x + FXAA 2560 × 1440/3840 × 2160
Thief. Встроенный бенчмарк Макс. качество AF 16x, SSAA 4x + FXAA 2560 × 1440/3840 × 2160
Alien: Isolation Макс. качество AF 16x, SMAA T2X 2560 × 1440/3840 × 2160

Бенчмарки: вычисления
Программа Настройки
DXVA Checker Decode benchmark. H.264, H.265. Файлы 1920 × 1080p (битрейт видео ~3000 Кбит/с), 3840 × 2160p (битрейт видео ~7500 Кбит/с). Microsoft H264 Video Decoder (H.264), LAV Video Decoder (H.265), ускорение на аппаратном кодеке GPU (DXVA2)
LuxMark 2.0 X64 Сцена Room (Complex Benchmark)
Sony Vegas Pro 13 Бенчмарк Sony для Vegas Pro 11, продолжительность — 65 с, рендеринг в XDCAM EX, 1920х1080@24i
CompuBench CL Desktop Edition X64, Ocean Surface Simulation
CompuBench CL Desktop Edition X64, Particle Simulation — 64K
SiSoftware Sandra 2015, Scientific Analysis Open CL, FP32/FP64

Участники тестирования

В тестировании производительности приняли участие следующие видеокарты:

  • NVIDIA GeForce GTX TITAN X (1000/7012 МГц, 12 Гбайт);
  • AMD Radeon R9 290X (1000/5000 МГц, 4 Гбайт), Uber Mode;
  • NVIDIA GeForce GTX 980 (1127/7012 МГц, 4 Гбайт);
  • NVIDIA GeForce GTX 780 Ti (875/7000 МГц, 3 Гбайт);
  • NVIDIA GeForce GTX 770 (1046/7012 МГц, 2 Гбайт).

Тактовые частоты, энергопотребление, температура, разгон

GM110 работает на базовой частоте, до которой никогда не поднимался GK110 в референсных спецификациях. Кроме того, GPU Boost действует весьма агрессивно, поднимая частоту вплоть до 1177 МГц. При этом процессор довольствуется напряжением 1,174 В — более низким относительно топовых продуктов на базе GK110.

Настройки BIOS позволяют увеличить лимит мощности до 110% и добавить 83 мВ к максимальному напряжению на GPU. На деле напряжение поднимается только до 1,23 В, но одновременно открываются несколько дополнительных ступенек частоты/VID: разница между базовой частотой и максимальной частотой, зарегистрированной в динамике, возрастает до 203 МГц.

Разгон видеокарты позволил достигнуть базовой частоты в 1252 МГц, а в динамике наблюдались частоты вплоть до 1455 МГц. Видеопамять смогла прибавить 1,2 ГГц, успешно работая на эффективной частоте 8 212 МГц.

  Base Clock, МГц Макс. Boost Clock, МГц Base Clock, МГц (разгон) Макс. зарегистрированная Boost Clock, МГц (разгон)
GeForce GTX TITAN X 1000 1177 (+177) 1252 1455 (+203)
GeForce GTX 980 1127 1253 (+126) 1387 1526 (+139)
GeForce GTX TITAN Black 889 1032 (+143) 1100 1262 (+162)
GeForce GTX TITAN 836 1006 (+145) 966 1150 (+184)
GeForce GTX 780 Ti 876 1020 (+144) 986 1130 (+144)
GeForce GTX 780 863 1006 (+143) 1053 1215 (+162)
GeForce GTX 770 1046 1176 (+130) 1190 1333 (+143)

По энергопотреблению TITAN X близок к GTX 780 Ti и намного превосходит GTX 980. Вопреки ожиданиям, в Crysis 3 нет существенной разницы между TITAN X и Radeon R9 290X, а вот в FurMark R9 290X (как и R9 280X) разогревается сильнее и заметно превосходит TITAN X.

Разгон TITAN X увеличивает мощность на 5-25 Вт в зависимости от того, на результаты какого теста опираться — FurMark или Crysis 3.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Максимальная температура, которая допустима для GPU, определяется настройками BIOS, поэтому TITAN X не выходит за рамки установленных 83° C. При этом турбина системы охлаждения раскручивается на 49% от максимальной скорости — до 2339 об/мин. На первый взгляд это довольно много, но на самом деле шум от кулера вполне приемлемый.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Производительность: синтетические тесты

3DMark 2011

  • TITAN X впечатляет с первого же теста. По сравнению с GTX 780 Ti и Radeon R9 290X видеокарта в полтора раза производительнее.
  • С Radeon R9 280X и GeForce GTX 770 — адаптерами на базе некогда топовых GPU — разница более чем двукратная.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

3DMark

  • Все вышесказанное справедливо и для 3DMark 2013 года.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Unigine Heaven 4

  • TITAN X сохраняет преимущество около 50% перед GTX 780 Ti и Radeon R9 290X при разрешении WQHD. Кстати, в отличие от 3DMark, GTX 980 в этом тесте ничуть не лучше GTX 780 Ti.
  • При разрешении Ultra HD ранее выпущенные видеоадаптеры сократили расстояние, и все же TITAN X на голову превосходит всех соперников.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Производительность: игры

В этот раз мы отступим от стандартной формы описания игровых тестов. Расписывать для каждой игры, какая видеокарта быстрее, в случае с TITAN X совершенно бессмысленно. Во всех играх новый «Титан» с колоссальным отрывом опережает соперников. Количественные показатели стремятся к формуле: TITAN X на 30-50% быстрее, чем GeForce GTX 780 Ti и Radeon R9 290X, и зачастую вдвое быстрее по сравнению с Radeon R9 280X и GeForce GTX 770. Единственная интрига — выискивать колебания внутри этого коридора в ту или иную сторону. Кроме того, есть уникальный случай: TITAN X наслаждается частотой смены кадров 24 FPS в Far Cry 4 при разрешении Ultra HD и сглаживании MSAA 4x, в то время как соперники не могут выбраться из ямы в 5-7 FPS (а GeForce GTX 770 — и того меньше). Тут, по всей видимости, «Титану» пригодился объем памяти в 12 Гбайт, и даже 4 Гбайт, которыми оснащен Radeon R9 290X, для таких настроек в FC4 недостаточно.

Tomb Raider

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Bioshock Infinite

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Crysis 3

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Metro: Last Light

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Company of Heroes 2

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Battlefield 4

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Thief

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Alien: Isolation

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Far Cry 4

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Производительность: разгон

Как бы замечательно ни разгонялся TITAN X, эффект в конечном счете зависит от конкретного приложения. И в целом наибольшая отдача от разгона наблюдается в тестах при разрешении 3840 × 2160.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Производительность: вычисления

Декодирование видео (DXVA Checker, Decode Benchmark)

  • Выделенный декодер H.264 в GM200 такой же, как и в других чипах семейства Maxwell. Производительности его более чем достаточно для воспроизведения видео с разрешением вплоть до Ultra HD и частотой смены кадров 60 Гц и выше.
  • Среди дискретных видеоадаптеров AMD подобным может похвастаться только Radeon R9 285. GeForce GTX 780 Ti способен выдать до 35 FPS при разрешении 3840 × 2160.
  • CPU с 6-8 ядрами x86 лучше подходят для быстрого декодирования с целью конвертации видео, однако блок фиксированной функциональности выполняет эту работу с меньшим энергопотреблением, да и, наконец, просто дается в нагрузку к мощнейшему GPU.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

  • Единственным GPU с полностью аппаратным декодированием H.265 является GM206 в составе GeForce GTX 960. Остальные представители архитектуры Maxwell, а также Kepler часть операций выполняют на конвейере декодера H.264. Остальное ложится на центральный процессор.
  • Производительности всех этих адаптеров при хорошем CPU вполне достаточно для воспроизведения видео с любым разумным разрешением и частотой смены кадров. Для работы на скорость лучше подходит GTX 960 или мощный CPU.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Luxmark: Room (Complex Benchmark)

  • Архитектура Maxwell в этой задаче демонстрирует удивительный прирост производительности по сравнению с Kepler, благодаря чему TITAN X удвоил скромный результат GeForce GTX 780 Ti и оставил далеко позади Radeon R9 290X. Впрочем, это еще не значит, что результаты LuxMark репрезентативны относительно любых задач трассировки лучей.
  • Разница между TITAN X и GeForce GTX 980 не такая огромная, как в игровых тестах.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Sony Vegas Pro 13

  • Видеоадаптеры AMD сохраняют лидерство в задаче рендеринга видео. А TITAN X ничем не выделяется в группе наиболее производительных устройств NVIDIA.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

CompuBench CL: Ocean Surface Simulation

  • TITAN X отнимает пальму первенства у Radeon R9 290X и компенсирует неудачу GeForce GTX 980, которому этот тест дается на удивление трудно.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

CompuBench CL: Particle Simulation

  • Здесь, напротив, GTX 980 сделал большой шаг вперед от GTX 780 Ti, а TITAN X закрепил успех. Radeon R9 290X не идет ни в какое сравнение с флагманом NVIDIA.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

SiSoftware Sandra 2015: Scientific Analysis

  • В условиях двойной точности (FP64) ускорители AMD по-прежнему не знают равных, и даже Radeon R9 280X на базе далеко не нового GPU может дать фору TITAN X.
  • Среди «зеленых» TITAN X предсказуемо лидирует по производительности в FP64, в особенности по сравнению с откровенно слабым GTX 980.
  • В вычислениях FP32 TITAN X резко выделяется из всех видеокарт NVIDIA. Лишь она обеспечивает уровень производительности, сопоставимый с таковым у Radeon R9 290X.

Обзор и тестирование NVIDIA GeForce GTX TITAN X: избиение младенцев

Выводы

Если учесть, что производство дискретных GPU все еще остается в рамках техпроцесса 28 нм, результаты GeForce GTX TITAN X выглядят просто фантастически. При таком же TDP, как у видеоадаптеров на базе GK110, TITAN X достигает 130-150% быстродействия таких ускорителей, как GTX 780 Ti и Radeon R9 290X. Если взять первые 28-нанометровые GPU — GK104 (GTX 680, GTX 770) и Radeon R9 280X, то TITAN X зачастую превосходит их в два раза.

TITAN X, как и его предшественники на этой позиции, чрезвычайно дорог для видеокарты на одиночном GPU. Позиционирование не изменилось по сравнению с предыдущими «Титанами». Во-первых, это альтернатива SLI-конфигурациям из двух дискретных GeForce GTX 980: пусть потенциальная производительность тандема выше, одиночный GPU обладает более предсказуемым быстродействием. Во-вторых, компактные ПК, в которых нет места для двух видеокарт. И наконец, неграфические вычисления (GP-GPU). Хотя производительность FP64 в GM200 ограничена 1/32 от производительности FP32, TITAN X отчасти компенсирует это ограничение грубой силой GPU. Кроме того, вычисления FP32 преобладают в «просьюмерской» нагрузке (тот же Ray Tracing, ускорение рендеринга видео), а в этой дисциплине GM200 по меньшей мере не уступает лучшим продуктам AMD, а часто и превосходит так же, как в игровых тестах.

Сохраните ссылку на данную страницу:

  • Facebook
  • Twitter
  • VKontakte
  • Google
  • Google Reader
  • Google Plus
  • MySpace
  • Blogger
  • Delicious
  • Mister Wong
  • Digg
  • Add to favorites
  • Email
  • RSS

Оставить комментарий