Тествахме GK104: GeForce GTX 680 и пистолети от висок клас

Време е! Чакахме го дълго време, чухме много за него от много места, но накрая пристигна архитектурата на NVIDIA, наречена Kepler, която може да се счита за наследник на Fermi. Или не? В нашата статия не само поправяме нещата от гледна точка на технологията, но разбира се описваме всички характеристики на описанието на духовния свят на картата GeForce GTX 104 с кодово име GK680, освен консумация и загряване, ние също извърши тестване на производителността по много начини. Да режем!

Technológia

Досега консенсусът беше, че в дългосрочен план общата изчислителна мощ на GPU представлява по-висока стойност от скоростта, показана в триизмерните игри. Тази тенденция оказа значително влияние върху графичните карти NVIDIA Fermi, но първият чип Kepler наруши този принцип. След няколко страници ще стане ясно дали си е струвало да се направи тази стъпка.

Запознаване с графичния процесор GK104 

Видеокартата GeForce GTX 680 е базирана на споменатия по-горе графичен процесор GK104. Чипът, направен с 28-нанометровата технология на TSMC, е с размер 294 квадратни милиметра и се състои от 3,54 милиарда транзистора. В сравнение с решението на AMD за Tahiti с кодово име, това е доста добра стойност - може да се отрази предимно в производствените разходи. Най-поразителният параметър на графичния процесор е ядрото 1536 CUDA, което е три пъти повече от GeForce GTX 580. Самият чип има 4 GPC (Graphics Processing Cluster), където са разположени два SMX (Shader Multiprocessors). SMX включва двигател PolyMorph 2.0, кеш с инструкции, 192 ядра CUDA, 16 текстуризатора и разбира се кеш от първо ниво. Тук ще отбележим, че използваният досега Shader часовник е в миналото, така че сега всички компоненти на чипа следват една и съща честота, което всъщност е добро нещо по отношение на планирането.

[+] 

[+] 

Запазване в режим NVIDIA 

Въз основа на миналия опит можем да видим, че чипът, който е в основата на новото оръдие, сега има изненадващо благоприятни физически параметри. В сравнение с картите GeForce GTX 280, 480 и 580, новобранецът се движи в съвсем друга категория. Сега ще представим накратко разработките и иновациите, чрез които инженерите успяха да контролират броя на транзисторите и размера на чипа.

[+] 

Всеки мултипроцесор Shader разполага с теселатор, което означава общо 8 процесора. Ако просто разгледаме цифрите, може да си помислим, че в този момент е имало спад в сравнение с предишното поколение, но тъй като производителността на теселаторите се е удвоила, като цяло определено има напредък. Най-голямата промяна беше в бекенда. Графичният процесор GK104 осъществява достъп до 256 GB GDDR2 вградена памет чрез 5-битова шина с памет, като чиповете памет отчитат на ефективни 6,0 GHz. Какво означава това на практика? В сравнение с GeForce GTX 580, ширината на шината с памет е намалена наполовина, но това е напълно компенсирано от кръвоизливния часовник на паметта. Това също е огромен удар, тъй като на този момент AMD винаги е бил в различно измерение, но сега Radeon HD 7970 също е изпреварен с половин GHz. Оптимизирането на броя ROP единици също не е значително спестяване. Засега домашното е с пет звезди, но сега идва черната супа. 

 [+]

Въпреки че GeForce GTX 680 има изключително широка поддръжка на API (CUDA C, CUDA C ++, CUDA Fortran, OpenCL, DirectCompute и Microsoft C ++ AMP), които наистина са от ключово значение за програмируемостта с общо предназначение, все пак някои неща са много много липсва. Изчислителната мощност с двойна прецизност е важен фактор на пазара на GPGPU за задачи, богати на интензивно изпълнение, изчисления с плаваща запетая, но и като цяло. В този момент новата керемилова плочка може да бъде атакувана много сериозно. Теоретично чипът може да изчисли двадесет и четвърти изчислителна мощност с една прецизност с двойна прецизност, която веднага попада в измервателната програма SiSoftware Sandra 2012 GeForce GTX 680 дори не може да победи предшественика си, а серията AMD Radeon HD 7900 се движи в съвсем друга категория. За по-нататъшна оптимизация инженерите не внедриха ECC и поддръжка на виртуална памет, а размерът на различните кешове беше ограничен до това, което все още беше приемливо, така че GeForce GTX 580 имаше един и половина пъти повече вторично хранилище от новодошлия. Главно поради липсата на хардуерно виртуално текстуриране, сърцата ни болят, тъй като това може да причини сериозно главоболие на графичния процесор да борави с големи количества текстури. Любопитни сме да видим дали ще има нов пост по време на Doom 4. Производителността на GPGPU е обсъдена на следващата страница. Предговор е, че шампанското може да си струва да се върне в хладилника.

Няма недостиг на иновации (дори и така) 

Разбира се, GeForce GTX 680 отговаря на стандарта PCI Express 3.0, а също така поддържа DirectX 11.1 и технологията NVIDIA GPU Boost. Процедурата за GPU Boost позволява автоматично настройване на основния часовник. За да се гарантира, че производителността винаги е на идеално ниво, чиповете Kepler също вземат предвид натоварването на графичния процесор, консумацията на енергия и текущата температура и съответно увеличават темпото. Според официалната документация, увеличаването на часовника се извършва за 100 ms, така че потребителите не забелязват нищо за него. На практика това означава, че GK104 работи при базова базова скорост от 1006 MHz (основна база), но след оценка на предишните фактори, чипът може да усили това до 1110 MHz (усилване на ядрото). NVIDIA изчислява, че средният резултат, постигнат от GPU Boost, е 1056 MHz, но при благоприятна скорост наистина може да бъде уловен 1,10 GHz. Видяхме пример за това на чужди компютърни сайтове в деня на старта. Темпото е доста страхотно, така че не е чудно, че успяхте да се доближите до предишното двуглаво оръдие, GeForce GTX 590. Помощните програми за настройка MSI Afterburner и EVGA Precision X могат да бъдат настроени за максимална производителност, както и за отместване на часовника.

Компанията иска да компенсира феновете с допълнителни ексклузивни функции благодарение на приплъзването, като Frame Rate Target, Adaptive Vertical Sync и NVENC. Първият е практически нищо повече от модифицируема граница на FPS. Това може да има късмет, ако любимата ни игра се върти с ненужно високи скорости. Може да помислите за използване на целевата честота на кадрите, ако искате да намалите шумовите емисии и потреблението. 

 [+]

Адаптивната вертикална синхронизация или динамичното активиране на вертикалната синхронизация е проектирана да поддържа постоянна скорост. Когато скоростта на конкретно приложение падне под честотата на опресняване на монитора, може да искате да изключите синхронизирането за по-добра производителност. Процесът по същество постига това - без намеса на потребителя, разбира се.

NVENC е устройство с фиксирана функция, предназначено да ускори кодирането на H.264 видеоклипове. Тук не трябва да се очаква преди всичко изключително повишаване на производителността, а по-скоро, че работният поток ще протича с много по-малко консумация на енергия от преди. CyberLink MediaEspresso вече е готов да се възползва от NVENC. В сравнение с предишното поколение, развитието е доста потресаващо. Според измервания от немската ComputerBase, GeForce GTX 680 се представи по-бързо от своя предшественик с повече от 100 вата по-малко консумация на енергия.

За тези, които дори нямат достатъчно, разгледайте FXAA Smoothing Procedure. Алгоритъмът се основава на високата производителност на шейдъра на GK104. FXAA постига качество на изображението като 4x MSAA (Multi-Sample AntiAliasing), но с 60 процента по-висока скорост. За съжаление, но процедурата за намаляване на потреблението на AMD ZeroCore не е включена под никаква форма, но като цяло изобщо нямаме причина да се оплакваме.

[+] 

GeForce GTX 680 поддържа технологията NVIDIA 3D Vision Surround. Щастливите собственици могат да използват до четири монитора за по-добро визуално изживяване. 

След кратък преглед можем да кажем, че NVIDIA GeForce GTX 680 не е случайно най-мощната единична GPU карта на пазара, но 2 GB VRAM могат да станат оскъдни при изключително висока резолюция. Според слуховете Зелените може дори да излязат с модел, оборудван с 4GB вградена памет по-късно, но не е проблем, ако това все пак не се случи. Партньорите вече са завършили редица варианти с турбокомпресор.  
Номерирането на използваната плочка потвърждава, че GK104 представлява геймърската линия, която GF104 и GF114 вече са докоснали доста добре. Съответно, първият чип, базиран на Kepler, не е брилянтен при GPGPU приложения, но е непобедим в игрите, а размерът на чипа и консумацията на енергия са изключително привлекателни. В същото време това отразява факта, че с чипа GCN AMD е силно насочила професионалните нужди, по-широкото приложение на GPU. Благодарение на това базираните на Таити карти предлагат по-ниска производителност в повечето игри от GeForce GTX 104, която използва GK680.