Обзор и тестирование видеокарты ZOTAC GeForce GTX 690 4 ГБ GDDR5

Титул разработчика наиболее производительного графического адаптера является немаловажным аспектом конкуренции компаний NVIDIA и AMD на рынке дискетных видеоускорителей. Рядовые пользователи и представители IT-прессы с интересом ждут очередного витка в противостоянии двух «графических гигантов» в Ultra hi-end сегменте рынка, которые в свою очередь также стремятся привлечь к анонсу очередного высокоуровневого продукта как можно больше внимания. В связи с тем, что компания AMD по уже сложившейся традиции представила новое поколение графических адаптеров Radeon HD 7000 на несколько месяцев раньше своего основного конкурента, большинство энтузиастов ожидало представления предполагаемого Radeon HD 7990 в начале второго квартала 2012 года, однако этого не произошло. Вероятно, инженеры из Саннивейла столкнулись с проблемой слишком высокого тепловыделения и энергопотребления связки из двух чипов AMD Tahiti XT на одной плате и этот анонс мы увидим несколько позже. Напомним, что в 2010 году по этой же причине, калифорнийские специалисты из «зелёного» лагеря так и не смогли представить альтернативу из линейки GeForce GTX 400 видеокартам на базе Radeon HD 5970. Впрочем, с тех пор многое изменилось, и первые решения на основе 28 нм чипсетов серии NVIDIA GeForce GTX 600 не только производительнее своих прямых конкурентов из линейки Radeon HD 7000, но и предлагают пользователям более привлекательное соотношение между производительностью и энергопотреблением, что до недавних пор было «козырем» AMD.

Официальная презентация NVIDIA GeForce GTX 690 состоялась в начале мая в Гонконге, и вызвала немалый интерес в кругу энтузиастов благодаря выдающимся заявленным характеристикам новинки и, к тому же, необычайно высокой рекомендованной стоимости решения ($1000). Впрочем, цена не кажется такой заоблачной, когда обнаруживается, что, по сути, инженерам NVIDIA удалось объединить два полноценных графических адаптера GeForce GTX 680 (GK104) в режиме SLI на одной десятислойной печатной плате с минимальным понижением частоты каждого GPU (всего на 3,9%). Эффективная частота 4 гигабайт памяти стандарта GDDR5 (по 2 ГБ на каждый GPU) при этом составляет всё те же 6000 МГц, что и на «эталонном» NVIDIA GeForce GTX 680.

Графический ускоритель NVIDIA GeForce GTX 690 имеет в своем арсенале 3072 (1536 x2) универсальных шейдерных процессора (или ядер CUDA по терминологии NVIDIA), 256 (128 х2) текстурных юнитов и 64 (32 х2) блока растеризации, что должно обеспечить высочайшую производительность этого решения в игровых приложениях и задачах общего назначения. Принимая во внимание, что каждый чип NVIDIA GK104 включает 3,5 млн. транзисторов на кристалле площадью 294 мм², общее число транзисторов для GeForce GTX 690 составляет внушительные 7 млн. В то время как разработчики заявляют о типичном энергопотреблении двухчипового флагмана на уровне 263 Вт, заявленный TDP составляет внушительные 300 Вт. Теоретически, благодаря наличию двух 8-контактных разъёмов питания, максимальное энергопотребление видеокарты на базе GeForce GTX 690 может достигать 375 Вт. Разработчики рекомендуют пользователям воспользоваться этим запасом прочности в процессе ручного оверклокинга.

Разумеется, все нововведения, впервые реализованные инженерами NVIDIA в GeForce GTX 680 на базе одного чипа GK104 (архитектура Kepler), в полной мере поддерживаются графическим адаптером NVIDIA GeForce GTX 690. В первую очередь речь идёт о таких опциях как GPU Boost, Adaptive V-Sync, PhysX, 3D Vision Surround, поддержка алгоритмов FXAA- и TXAA-сглаживания, дисплеев ультравысокого разрешения и протокола PCI-E 3.0. Подробнее о вышеперечисленных технологиях мы уже рассказывали в обзоре ASUS GeForce GTX 680, поэтому не будем повторяться, а перейдем к изучению характеристик рассматриваемой новинки в сравнении с актуальными «соперниками» и предшественниками.

	NVIDIA GeForce GTX 690	NVIDIA GeForce GTX 590	NVIDIA GeForce GTX 680	AMD Radeon HD 7970	AMD Radeon HD 6990
Кодовое имя	GK 104 х2	GF 110 х2	GK 104	Tahiti XT	Antilles x2
Техпроцесс, нм	28	40	28	28	40
Количество потоковых процессоров	3072	1024	1536	2048	3072
Текстурные блоки	256	128	128	128	192
Блоки растеризации (ROP)	64	96	32	32	64
Частота графического процессора, МГц	915	607	1006	925	830
Шейдерная частота, МГц	915	607	1006	925	830
Частота видеопамяти, МГц	1500	1002	1502	1375	1250
Объём памяти GDDR5, Мбайт	4096	3072	2048	3072	4096
Интерфейс видеопамяти, бит	256	384	256	384	256
Разъёмы питания	2 х 8-pin	2 х 8-pin	2 x 6-pin	1 x 6-pin, 1 х 8-pin	2 х 8-pin
Рекомендуемая мощность блока питания, Вт	650	700	550	500	750

Что ж, от теории мы переходим к тестированию видеокарты ZOTAC GeForce GTX 690 (ZOTAC ZT-60701-10P) «референсного» дизайна, для того чтобы на практике изучить все особенности наиболее производительного графического адаптера на сегодняшний день.

Модель	ZOTAC GeForce GTX 690 (ZT-60701-10P)
Графический процессор	GeForce GTX 690 (GK104 x2)
Поддерживаемые API	Microsoft DirectX 11, OpenGL 4.2
Поддержка фирменных технологий	GPU Boost, Adaptive V-Sync, PhysX, SLI, NVIDIA Surround, 3D Vision, CUDA
Количество конвейеров	3072 унифицированных
Частота ядра, МГц	915 (1019 МГц средняя частота с учетом использования технологии GPU Boost)
Частота памяти (эффективная), МГц	1500 (6000)
Объём памяти, МБ	4096 (2048 на каждый GPU)
Шина памяти, бит	2х 256
Тип памяти	GDDR5
Тип шины	PCI-E 3.0 x16
Максимальное разрешение	До 2560x1600 Dual-link DVI До 2048x1536 VGA (через переходник) До 3840x2160 DisplayPort
Выходы	1x DVI-I Dual-Link DVI 2x DVI-D Dual-Link DVI 1x mini DisplayPort 1.2
Поддержка HDCP и декодирования HD-видео	Есть Декодирование MPEG-2, MPEG-4, DivX, WMV9, VC-1 и H.264/AVC. Дополнительный блок аппаратного декодирования NVENC.
Размеры, мм	279 х 110
Рекомендуемая мощность блока питания, Вт	650
Драйверы	Свежие драйверы можно скачать: - сайта производителя GPU - с сайта поддержки.
Сайт производителя	http://www.zotac.com/

Оглядываясь на высочайший уровень быстродействия одиночной видеокарты на GeForce GTX 680 (GK104), характеристики графического адаптера на базе NVIDIA GeForce GTX 690 выглядят действительно впечатляюще. Как мы уже упоминали выше, частота графических ядер в сравнении с «эталонным» GeForce GTX 680 была понижена незначительно — с 1006 до 915 МГц (на 3,9%), а с учётом использования технологии GPU Boost она может достигать 1019 МГц. Напомним, что предыдущий двухчиповый флагман линейки GeForce базировался на двух GPU с кодовым именем GF110, частота которых была понижена довольно существенно относительно номинала (с 772 до 607 МГц), что не позволяло одной видеокарте на GeForce GTX 590 демонстрировать схожий уровень быстродействия в сравнении со связкой из двух GeForce GTX 580. Исходя из данных таблицы, практически все характеристики рассматриваемого решения совпадают с рекомендованными компанией NVIDIA спецификациями для графического адаптера GeForce GTX 690 «референсного» дизайна, а, следовательно, и уровень производительности ZOTAC GeForce GTX 690 должен быть идентичным в сравнении с эталоном. О применяемой системе охлаждения, результатах тестирования и особенностях дизайна печатной платы мы поговорим в соответствующих разделах нашего обзора, а начнем наше знакомство, традиционно, с изучения упаковки.

Видеокарта ZOTAC GeForce GTX 690 поставляется в картонной коробке крупных размеров, оформление которой выдержано в черно-оранжевой цветовой гамме, привычной для продуктов этого производителя. Основные характеристики видеокарты перечислены на своеобразном бумажном «чехле», который нужно снять, перед тем как извлечь карту из коробки.

Упаковка выполнена в форме «чемоданчика» с откидывающейся верхней крышкой, что является привычным решением для продуктов hi-end уровня. Для того чтобы предупредить повреждение дорогостоящего адаптера в процессе транспортировки, производитель не поскупился на поролоновый уплотнитель, надёжно фиксирующий видеокарту.

Обратная сторона упаковки достаточно информативна: здесь пользователь может ознакомиться с минимальными системными требованиями для компьютера, в который планируется установка ZOTAC GeForce GTX 690, а также основными характеристиками продукта, некоторые из которых представлены на 15 языках (включая русский). Отметим, что источник питания в системе с видеокартой ZOTAC GeForce GTX 690 должен обладать мощностью не менее 650 Вт и быть способным выдавать не менее 46 А по линии 12 В.

Помимо самой видеокарты в коробке мы обнаружили:

• Диск с драйверами и дополнительными утилитами, демонстрирующими возможности видеокарты;
• Инструкции по установке и эксплуатации;
• Фирменную наклейку на корпус;
• Переходник DVI-to-VGA;
• Два переходника с двух 6-контактных разъёмов питания на один 8-контактный разъём питания видеокарты.
• Три диска с полными копиями игр серии Assassin’s Creed, а также трёхдневный ключ для игры TrackMania Canyon.

По правде говоря, для продукта стоимостью $1000, мы ожидали действительно богатого комплекта поставки и в случае видеоускорителя ZOTAC GeForce GTX 690 (ZT-60701-10P) наши надежды в полной степени оправдались. Помимо всех необходимых для эксплуатации аксессуаров, в коробке мы также обнаружили приятный бонус в виде трёх лицензионных копий игр из популярной серии Assassin’s Creed: Assassin’s Creed I, Assassin’s Creed II и Assassin’s Creed Revelations. Приятным дополнением для пользователей также должен стать демонстрационный пакет утилит ZOTAC Boost, приобрести которые владельцу карты можно с ощутимой скидкой.

Набор интерфейсов для вывода изображения представлен двумя портами DVI-D, одним интерфейсом DVI-I, а также разъёмом mini DisplayPort 1.2. Одновременно к видеокарте ZOTAC GeForce GTX 690 можно подключить до четырёх дисплеев в различных режимах, включая 3D Vision Surround. Более того, по заявлению разработчиков, именно для 3D Vision Surround, продукты на основе GeForce GTX 690, предназначены в первую очередь. Это вполне логично, учитывая, что для подавляющего большинства «обычных» сценариев эксплуатации производительность этого премиум-решения будет избыточной ещё долгое время.

Печатная плата графического ускорителя ZOTAC GeForce GTX 690 выполнена на текстолите черного цвета. Разработчики обращают внимание пользователей на применение 10-фазного модуля VRM (по 5 фаз на каждый GPU) и десятислойной PCB для того, чтобы обеспечить качественное и стабильное питание видеокарты, как при работе на штатных частотах, так и в процессе разгона.

Система стабилизации питания распаяна в центральной части печатной платы и управляется двумя ШИМ-контроллерами OnSemi NCP 4206. Безусловно, стоит отметить, что при производстве видеокарты инженеры NVIDIA использовали только твердотельные конденсаторы и силовые транзисторы типа Dr.MOS, что позволило не только снизить уровень пульсаций напряжения, но и сэкономить драгоценное место на текстолите.

Для объединения вычислительной мощности двух чипов NVIDIA GK104 на плате используется чип-коммутатор PEX8747 производства компании PLX Technology.

Помимо шины PCI-Express, питание видеокарты обеспечивается через два 8-контактных разъёма на её боковой стороне. Как мы уже упоминали выше, среднее энергопотребление видеокарты, по заявлению разработчиков, составляет 263 Вт, в то время как в режиме серьезного разгона графический ускоритель ZOTAC GeForce GTX 690 может потреблять до 375 Вт энергии.

Для объединения двух видеокарт на базе GeForce GTX 690 в режиме Quad-SLI и получения высочайшей производительности графической подсистемы, на плате предусмотрен один SLI-коннектор.

В связи с недостатком свободного места на лицевой стороне PCB, часть конденсаторов и других элементов модуля VRM инженеры NVIDIA вынесли на обратную сторону печатной платы.

Центральной часть рассматриваемого решения являются два 28 нм чипа-близнеца NVIDIA GK104 (GK104-355-A2), установленные ближе к краям текстолита, и по сути функционирующие в режиме SLI. Каждый из двух GPU включает 1536 универсальных шейдерных процессоров (или ядер CUDA по терминологии NVIDIA) и 32 блока растеризации, а обмен данными с видеопамятью (объёмом 2 ГБ на чип) осуществляется через 256-битную шину. Как мы уже отмечали, частоты работы графических ядер и памяти на GeForce GTX 690 были немного понижены относительно уровня эталонного GeForce GTX 680 и составляют 915 МГц для ядра и 6000 МГц соответственно. Напомним, что шейдерный блок в новом поколении графических адаптеров NVIDIA GeForce теперь работает на той же частоте, что и остальные блоки GPU, а штатная частота работы ядра может автоматически повышаться видеокартой для получения более высокой производительности в рамках установленного энергопотребления (технология GPU Boost). Остальные характеристики чипов GK104 приведены на скриншоте выше.

Значение ASIC Quality, определяемое утилитой GPU-Z для нашего образца ZOTAC GeForce GTX 690, составило 86,3%. Напомним, что высокое значение этого параметра свидетельствует о низком напряжении питания GPU и позволяет надеяться на лучший разгонный потенциал при использовании штатного охлаждения. В то же время для экспериментов с разгоном с использованием экстремальных методов охлаждения (жидкий азот, гелий, сухой лёд) лучше подходят видеокарты с низким показателем ASIC Quality.

Видеопамять общим объемом 2х 2048 МБ набрана с помощью шестнадцати микросхем от Samsung по 256 МБ. Чипы промаркированы K4G20325FD-FC03 и согласно документации имеют номинальную частоту 6 ГГц.

Система охлаждения, разработанная инженерами NVIDIA ля эталонного образца GeForce GTX 690, на наш взгляд, обладает необычайно привлекательным внешним видом, который притягивает даже взгляды людей равнодушных к «железу». Во многом такой эффект достигается за счет применения алюминия, прозрачного оргстекла и других качественных материалов в конструкции кулера.

На боковой стороне двухслотовой системы охлаждения красуется надпись GEFGORCE GTX, которая оснащена приятной зеленоватой подсветкой. Этот элемент должны по достоинству оценить владельцы игровых корпусов с прозрачной боковой панелью и любители моддинга.

Отметим, что демонтировать кулер оказалось непросто, ведь для этого потребовалось воспользоваться отвертками с пятью различными жалами.

Конструкция системы охлаждения включает в себя два небольших радиатора с испарительной камерой в основании, массивную металлическую крепежную пластину, которая также выступает в роли охладителя для чипов памяти и силовых транзисторов, а также вентилятор с диаметром крыльчатки 80 мм.

Кожух кулера состоит из трёх частей: рамки вентилятора, а также двух накладок из алюминия и оргстекла, через которые можно рассмотреть рёбра основных радиаторов. Стоит отметить, что вся поверхность видеокарты очень маркая и буквально притягивает отпечатки пальцев, а значит, для того чтобы сохранить привлекательный внешний вид графического ускорителя в процессе установки, следует быть аккуратным.

Используемая конструкция СО подразумевает, что часть воздушного потока, генерируемого вентилятором, проходя через ребра радиатора, остается внутри шасси. Для этого в задней части пластикового кожуха предусмотрен специальный вырез.

Для оценки эффективности применяемой системы охлаждения мы провели наш стандартный набор тестов с помощью утилиты FurMark. Тесты проводились в двух режимах работы кулера: автоматическое управление и максимальная скорость вращения вентилятора.

В авторежиме при максимальной нагрузке температура графических ядер не превышала отметку 82 и 84 градуса для первого и второго GPU соответственно. Это отличный результат, принимая во внимание, что в таком режиме кулер функционировал всего на 63% своей мощности, издавая умеренный уровень шума.

После того как мы установили скорость вращения вентилятора на максимум и провели тестирование еще раз, мы зафиксировали снижение максимальной температуры графических ядер на 9 и 10 градусов, что свидетельствует о том, что применяема система охлаждения явно имеет некоторый «запас прочности», которым мы планируем воспользоваться в процессе ручного разгона. Разумеется, в режиме максимальной эффективности кулер издает более высокий уровень шума, который мы охарактеризовали как «выше среднего».

При отсутствии нагрузки частоты графического ядра и памяти автоматически понижаются, что приводит к меньшему энергопотреблению и тепловыделению. Кулер в таком режиме работает почти бесшумно, а температура графических ядер не превышает отметку 37 градусов.

В целом, применяемая система охлаждения продемонстрировала высокий уровень эффективности, издавая средний уровень шума в работе, что, на наш взгляд, является одним из наиболее весомых достоинств видеокарт на основе GeForce GTX 690. Стоит отметить, что «референсный» кулер турбинного типа, применяемый для графического процессора GeForce GTX 680 эталонного образца, в сравнении с GeForce GTX 690 издает заметно больше шума. Безусловно, две видеокарты на базе GeForce GTX 680, объединённые в режиме SLI будут шуметь еще сильнее.