Обзор и тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 980

Совсем недавно на весь мир прогремел анонс графического адаптера NVIDIA GeForce GTX 980 - флагмана нового семейства на основе микроархитектуры NVIDIA Maxwell, особенности которой были пристально ранее рассмотрены в соответствующем материале. В данном же обзоре мы хотим более детально остановиться на практической части вопроса. Однако перед тем как перейти к непосредственному знакомству с моделью NVIDIA GeForce GTX 980, давайте вкратце пробежимся по основным нововведениям, которые она получила. Так мы в дальнейшем сможем лучше разобраться с конструктивными особенностями графического ускорителя, а также понять, каких результатов стоит ждать от флагмана серии NVIDIA GeForce GTX 9хх.

В компании NVIDIA нам обещают прирост на уровне 50-70% по сравнению с его предшественником − NVIDIA GeForce GTX 680. Причем, чем выше разрешение, тем более ощутимой будет разница. Для достижения таких результатов инженерам пришлось внести ряд изменений как на структурном уровне ядра (усовершенствованы потоковые мультипроцессоры, планировщики задач, контроллеры памяти, кэш первого и второго уровней), так и на функциональном (улучшены механизмы тесселяции объектов, сжатия текстур, методы сглаживания).

Все это привело не только к увеличению быстродействия, но и к cнижению энергопотребления. Да, вы не ослышались: на первый взгляд, два взаимоисключающих фактора производителю удалось совместить в одном графическом процессоре, который получил название NVIDIA GM204. В результате - двукратное преимущество NVIDIA GeForce GTX 980 над NVIDIA GeForce GTX 680 при пересчете FPS на ватт.

Но и это еще не все. Специалисты компании NVIDIA внедрили в новое семейство видеокарт поддержку современных методов постобработки графики, в частности прорисовку реалистичного освещения, шерсти и других объектов реального мира. Причем сделано это не ради «галочки». Описанные выше технологии уже реализованы на программном уровне в передовом движке Unreal Engine 4 и в некоторых крупных игровых проектах, которые находятся на стадии разработки.

Таким образом, «зеленые» сделали большой прорыв в области производительных видеокарт, и «красным» нужно в скором порядке принимать какие-то меры, чтобы не выбыть из конкурентной борьбы. Согласно слухам, ответом компании AMD должны стать решения из линейки AMD Radeon R9 3xx, анонс которых намечен на февраль 2015 года. Ну что ж, пожелаем удачи «красным» и перейдем уже непосредственно к описанию виновника данного обзора, видеокарты NVIDIA GeForce GTX 980.

Спецификация:

Внешний вид

К нам в лабораторию попал тестовый образец от компании NVIDIA, поэтому описание коробки и комплекта поставки отсутствуют.

Внешне модель NVIDIA GeForce GTX 980 очень сильно напоминает топовые одночиповые решения из предыдущих серий. В принципе, логику производителя понять легко: зачем тратить ресурсы на разработку нового корпуса и системы охлаждения, если и старый вариант подойдет вполне? В итоге, новинка получила тот же узнаваемый образ: серебристый кожух с черными вставками и окошком из плексигласа, через которое просматривается основной радиатор. Ближе к интерфейсной панели выгравировано название самой модели.

Больше изменений претерпела обратная сторона графического адаптера, которая обзавелась рифленой металлической пластиной. Забегая вперед, отметим, что она практически не участвует в процессе отвода тепла от компонентов видеокарты, а лишь усиливает жесткость всей конструкции. Не исключаем, что в нереференсных вариантах модели NVIDIA GeForce GTX 980 производители приспособят эту пластину и для нужд системы охлаждения.

Напротив крепления разъемов питания часть «брони» сделана съемной. Такое техническое решение призвано улучшить доступ свежего воздуха к видеокартам, работающим в режиме NVIDIA SLI. Особенно это будет актуально для связок формата 3-Way и 4-Way NVIDIA SLI, где графические ускорители, как правило, располагаются непосредственно друг над другом.

Несмотря на гордое звание флагмана семейства, модель NVIDIA GeForce GTX 980 имеет стандартные размеры - 267 х 112 мм (282 х 113 мм согласно замерам, сделанным в нашей тестовой лаборатории). Благодаря этому она без проблем поместится в подавляющем большинстве корпусов форматов Mini / Middle / Full Tower. В собранной системе графический ускоритель перекрывает два слота. Учитывая небольшой уровень TDP (165 Вт), даже на нереференсных вариантах NVIDIA GeForce GTX 980 вряд ли будут устанавливаться более широкие системы охлаждения.

Для вывода изображения предусмотрен следующий набор интерфейсов:

• 1 х DL DVI-I;
• 3 х DisplayPort 1.2;
• 1 x HDMI 2.0.

Таким образом, к новинке можно подсоединять как аналоговые, так и цифровые мониторы. В первом случае разрешение ограничено значением 2048 х 1536, а втором - 4096 х 2160. В принципе, NVIDIA GeForce GTX 980 имеет поддержку и самого передового формата 5K Ultra HD (5120 x 2880). Однако он только недавно дебютировал в IT-индустрии, поэтому представляет пока еще мало интереса для обычного пользователя.

Вот что действительно заслуживает внимания, так это внедрение интерфейса HDMI 2.0, который поддерживает вывод 4K-изображения с частотой дискретизации 60 Гц. Напомним, что ныне используемый стандарт HDMI 1.4 для режима 4K Ultra HD имеет ограничение в 30 Гц.

Как и в случае с NVIDIA GeForce GTX 680 / 780, в NVIDIA GeForce GTX 980 предусмотрен вывод изображения одновременно на 4 независимых устройства. Однако в режиме MST (Multi Stream Transport) возможно подключение сразу 7 мониторов, тогда как у флагманов предыдущих поколений это количество ограничивалось 6-ю.

Печатная плата и элементная база

Печатная плата модели NVIDIA GeForce GTX 980 отличается от тех, что мы видели у ее предшественников. И если это не новая разработка, то, по крайней мере, глубокая модернизация старой, особенно в области питания. Также сразу бросается в глаза, что плата готовилась «на вырост». Наличие посадочных мест для дополнительных фаз питания, микросхем памяти, компонентов фильтров и даже для 8-контактного разъема наводит на мысль, что в будущем на ее основе будут построены более мощные версии видеокарт, например, NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. По крайней мере, с точки зрения схемотехники для этого есть все предпосылки. Да и сравнительно низкий уровень TDP новинки в 165 Вт позволяет легко наращивать мощность, без опасения выйти за пределы 250-ваттного диапазона.

Наверное, именно поэтому в конфигурации преобразователя питания ядра мы можем наблюдать места для компонентов еще двух дополнительных фаз. Что же касается рассматриваемой модели NVIDIA GeForce GTX 980, то ее графический процессор запитан от четырех фаз. Еще одна отводится для питания чипов памяти. Таким образом, схема VRM у новинки выглядит как 4+1, тогда как у NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti - 6+2. Естественно, что во всех случаях мы говорим об эталонных вариантах.

Компонентная база модели NVIDIA GeForce GTX 980 набрана из элементов высокого качества: в узлах фильтрации напряжений установлены твердотельные конденсаторы (преимущественно танталовые) и катушки с ферритовыми сердечниками в закрытых корпусах.

При проектировании силовой части производитель отказался от использования высокоэффективных микросхем типа DrMOS, заменив их связкой из обычных транзисторов (двух NTMFS4935N и одного NTMFS4927N) и отдельного драйвера. Вряд ли стоит осуждать компанию NVIDIA за такое техническое решение. Ведь меньшее энергопотребление ядра предъявляет и меньшие требования к преобразователю питания. А это в свою очередь благоприятно влияет и на конечную стоимость видеокарты. Действительно, у «зеленых» впервые за несколько последних лет появился флагман серии, за который не нужно платить заоблачные суммы.

В качестве ШИМ-контроллера модуля питания GPU выступает чип NCP81174. Он может управлять 4-мя фазами в максимальной конфигурации VRM и имеет поддержку всех современных энергосберегающих и защитных технологий, в частности от перегрева, сверхтоков, повышенного и пониженного напряжения питания. Теоретически данный контроллер может обеспечить питание на видеоядре аж до 2 В. Естественно, что в реальности будет использоваться куда меньшее значение. Тем не менее, для любителей оверклокинга после проведения аппаратного вольтмода открываются большие возможности по разгону видеокарты.

ШИМ-контроллер преобразователя питания для памяти представлен неопознанной микросхемой с маркировкой «1L=FL».

Помимо слота PCI Express х16, питание новинки обеспечивается через два дополнительных 6-контактных разъема. Владельцы недорогих блоков питания должны ликовать при этих словах. Отметим, что отсоединение коннекторов PCIe довольно удобное: кожух системы охлаждения никак не мешает этому процессу.

Как и все топовые решения от компании NVIDIA, модель NVIDIA GeForce GTX 980 поддерживает режим NVIDIA SLI. Благодаря наличию двух разъемов можно создать очень мощную игровую конфигурацию, объединяющую от двух до четырех видеоускорителей.

В основе новинки лежит графический чип NVIDIA GM204-400-A1, произведенный по 28-нм техпроцессу с использованием передовой микроархитектуры NVIDIA Maxwell. Он включает в себя 16 потоковых мультипроцессоров с 2048 ядрами CUDA и 128 текстурными блоками, а также 4 контроллера памяти с прикрепленными к ним 64 модулями растеризации (этот параметр утилита GPU-Z 0.7.9 определила неправильно).

Частотная формула GPU NVIDIA GM204-400-A1 выглядит следующим образом: 1126 МГц - базовая скорость и 1216 МГц - динамическая в режиме NVIDIA Boost.

Память видеоускорителя NVIDIA GeForce GTX 980, общий объем которой составляет 4 ГБ, набрана из 8-ми чипов Samsung K4G41325FC-HC28 стандарта GDDR5. Судя по маркировке, они работают при напряжении питания 1,5 В с эффективной частотой 7000 МГц (на самом деле чуть большей - 7012 МГц). Это в некоторой степени компенсирует сравнительно небольшую для топовых решений ширину шины видеопамяти в 256 бит. Таким образом, общая пропускная способность данного узла составляет 224 ГБ/с. Чтобы исключить появление каких-либо задержек, связанных с шириной шины памяти, разработчиками были усовершенствованы алгоритмы по упаковке текстур. Их мы более подробно рассматривали в материале, посвященному знакомству с микроархитектурой NVIDIA Maxwell.

Система охлаждения

Конструкция кулера видеокарты NVIDIA GeForce GTX 980 состоит из нескольких частей. Основой ему служит большая алюминиевая пластина, которая отводит тепло от чипов памяти и силовых элементов преобразователей питания. К ней прикручен кожух, радиатор и радиальный вентилятор, известный в народе как «турбина».

На первый взгляд может показаться, что эта система охлаждения полностью позаимствована от флагманов предыдущего поколения, NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti. Это не совсем так. Внешне сходство, безусловно, есть. Однако если бы мы могли разрезать радиатор, то вместо большой испарительной камеры увидели бы три медных тепловых трубки. Упрощение конструкции, а значит, и опять же уменьшение конечной стоимости видеокарты, напрямую связано с низким уровнем TDP в 165 Вт.

В качества теплосъемника выступает медная пластина, продольные же ребра радиатора сделаны из алюминия.

Вся эта конструкция продувается традиционной для компании NVIDIA «турбиной». К сожалению, вентилятор не имеет никаких опознавательных знаков, поэтому привести его абсолютные характеристики мы не можем. Тестирование позволило лишь выявить тот факт, что размер и максимальная скорость вращения «турбин», установленных на решениях NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti и NVIDIA GeForce GTX 980, совпадают.

Преимуществом применения на видеокартах такого типа вентиляторов является отвод горячего воздуха за пределы компьютерного корпуса. К недостаткам же можно отнести повышенный шум при большой скорости вращения. Но это все в теории. Давайте лучше посмотрим, как ведет себя данный кулер на практике. Для мониторинга показателей видеоускорителя использовалась утилита MSI Afterburner.

В автоматическом режиме при продолжительной максимальной нагрузке температура графического ядра доходила до отметки 75°С, что можно считать хорошим результатом для продукта такого уровня. По данным встроенного тахометра вентилятор работал на скорости около 1700 об/мин. При этом создавался низкий уровень шума, который был вполне комфортным для длительного времяпровождения за компьютером. А ведь это мы имеем дело только с эталонной системой охлаждения. Какие же тогда результаты продемонстрируют модели на базе NVIDIA GeForce GTX 980 с нереференсными вариантами кулеров? С нетерпением ждем их появления в нашей тестовой лаборатории.

В режиме максимальной скорости вращения вентилятора (примерно 4160 об/мин по данным встроенного тахометра), температура GPU снизилась до 52°С. Создаваемый при этом шум, конечно, ощутимо выделялся на общем фоне и вряд ли его можно назвать комфортным. Но зато посмотрите на достигнутый эффект. Напомним, что в аналогичных условиях нагрев графического процессора на видеокартах NVIDIA GeForce GTX 780 / 780 Ti не опускался ниже 70°С.

Также обращаем ваше внимание, что в режиме максимальной нагрузки частота ядра достигала 1240 МГц при максимальном заявленном значении в 1216 МГц. Это не ошибка программы. NVIDIA GeForce GTX 980 в режиме NVIDIA Boost действительно может работать на скорости, превышающей заявленные показатели. Главное, чтобы при этом температура и уровень энергопотребления графического адаптера не покидали допустимые пределы.

При отсутствии нагрузки частота и напряжение на GPU, а также скорость памяти, автоматически понижались, что приводило к их меньшему энергопотреблению и тепловыделению. Вентилятор в таком режиме вращался со скоростью около 1140 об/мин по данным встроенного тахометра. При этом не издавалось практически никакого шума, а температура графического процессора не превышала 34°С.

Тестирование