Testisime GK104: GeForce GTX 680 ja tippklassi relvi

On aeg! Ootasime seda kaua, kuulsime sellest paljudest kohtadest palju, kuid lõpuks on saabunud NVIDIA arhitektuur nimega Kepler, mida võib pidada Fermi järeltulijaks. Või mitte? Oma artiklis me ei paranda mitte ainult tehnoloogia osas asju, vaid loomulikult kirjeldame ka kõiki geForce GTX 104 kaardi nimega GK680 vaimse maailma kirjeldamise funktsioone, lisaks tarbimisele ja soojendamisele sooritasime ka jõudlust testimine mitmel viisil. Raiume sellesse!

Tehnoloogia

Siiani on konsensus olnud, et pikemas perspektiivis esindab GPU üldine arvutusvõimsus suuremat väärtust kui kolmemõõtmelistes mängudes näidatud kiirus. Sellel trendil on olnud märkimisväärne mõju NVIDIA Fermi graafikakaartidele, kuid esimene Kepleri kiip rikkus selle põhimõtte. Mõne lehekülje pärast selgub, kas tasus seda sammu astuda.

GK104 GPU tundmaõppimine 

GeForce GTX 680 videokaart põhineb eelnevalt mainitud graafikaprotsessoril GK104. TSMC 28 nm tootmistehnoloogia abil valmistatud kiip on 294 ruutmillimeetrit ja koosneb 3,54 miljardist transistorist. Võrreldes AMD Tahiti koodnimelahendusega on see üsna hea väärtus - see võib kajastuda eelkõige tootmiskuludes. GPU kõige silmatorkavam parameeter on 1536 CUDA tuum, mis on kolm korda rohkem kui GeForce GTX 580. Kiibil endal on 4 GPC-d (Graphics Processing Cluster), kuhu on paigutatud kaks SMX-i (Shader Multiprocessors). SMX sisaldab PolyMorph 2.0 mootorit, käskude vahemälu, 192 CUDA südamikku, 16 tekstureerijat ja muidugi esimese taseme vahemälu. Siinkohal märkiksime, et seni kasutatud Shaderi kell on minevik, nii et nüüd järgivad kõik kiibi komponendid sama sagedust, mis on ajakava mõttes tegelikult hea.

[+] 

[+] 

Salvestage NVIDIA režiimis 

Varasemate kogemuste põhjal näeme, et uue kahuri aluseks oleval kiibil on nüüd üllatavalt soodsad füüsilised parameetrid. Võrreldes GeForce GTX 280, 480 ja 580 kaartidega liigub algaja täiesti teises kategoorias. Tutvustame nüüd lühidalt arenguid ja uuendusi, mille kaudu inseneridel õnnestus kontrollida transistoride arvu ja kiibi suurust.

[+] 

Igal Shader Multiprocessoril on tessellaator, mis tähendab kokku 8 protsessorit. Kui vaatame vaid numbreid, siis võib arvata, et selles punktis on võrreldes eelmise põlvkonnaga olnud tagasilöök, kuid kuna tessellatorite jõudlus on kahekordistunud, on üldkokkuvõttes kindlasti edasiminekut. Suurim muutus oli taustaprogrammis. GK104 GPU pääseb 256-bitise mälusiini kaudu juurde 2 GB GDDR5-mällu, mälukiibid tiksuvad efektiivsel 6,0 GHz juures. Mida see praktikas tähendab? Võrreldes GeForce GTX 580-ga on mälusiini laius poole võrra vähenenud, kuid seda on verdtarretav mälukell täielikult kompenseerinud. See on ka tohutu nips, sest varem oli AMD alati selles kohas erinevas mõõtmes, kuid nüüd on Radeon HD 7970 ka poole GHz-ga edestatud. Ka ROP-üksuste arvu optimeerimine pole märkimisväärne kokkuhoid. Siiani on kodutöö täht-viis, kuid nüüd tuleb must supp. 

 [+]

Kuigi GeForce GTX 680-l on äärmiselt ulatuslik API tugi (CUDA C, CUDA C ++, CUDA Fortran, OpenCL, DirectCompute ja Microsoft C ++ AMP), mis on tõepoolest üldotstarbelise programmeeritavuse võti, on mõned asjad siiski väga palju puudu. Topelt täppisarvutusvõimsus on GPGPU turul oluline tegur töömahuka, ujukomaarvutite, aga ka üldiselt rikkalike ülesannete jaoks. Siinkohal saab uut Kepleri plaati väga tõsiselt rünnata. Teoreetiliselt suudab kiip kahekümne neljandiku ühe täpsusega arvutusvõimsust kahekordse täpsusega, mis lööb koheselt SiSoftware Sandra 2012 mõõtmisprogrammis. GeForce GTX 680 ei suuda isegi eelkäijat ületada ja AMD Radeon HD 7900 seeria liigub täiesti erinevas kategoorias. Edasiseks optimeerimiseks ei rakendanud insenerid ECC ja virtuaalse mälu tuge ning erinevate vahemälude maht piirdus sellega, mis oli endiselt vastuvõetav, nii et GeForce GTX 580-le oli poolteist korda rohkem sekundaarset salvestusruumi kui uustulnukale. Peamiselt riistvaralise virtuaalse tekstuuri puudumise tõttu on meie süda valus, sest see võib graafikaprotsessorile tekitada tõsist peavalu suure hulga tekstuuride käsitsemisel. Oleme uudishimulikud, kas Doom 4 ajal tuleb veel üks paast. GPGPU jõudlust käsitletakse järgmisel lehel. Eessõna on see, et šampanjat võib tasuda külmkappi tagasi panna.

Innovatsioonist pole puudust (isegi nii) 

Muidugi vastab GeForce GTX 680 standardile PCI Express 3.0 ning toetab ka DirectX 11.1 ja NVIDIA GPU Boost tehnoloogiat. GPU Boost protseduur võimaldab südamiku kella automaatselt seadistada. Tagamaks, et jõudlus oleks alati ideaalsel tasemel, võtavad Kepleri kiibid arvesse ka graafikaprotsessori koormust, energiatarbimist ja praegust temperatuuri ning suurendavad vastavalt tempot. Ametliku dokumentatsiooni kohaselt toimub kella suurenemine 100 ms jooksul, nii et kasutajad ei märka selles midagi. Praktikas tähendab see, et GK104 töötab baaskiirusel 1006 MHz (südamiku baas), kuid pärast endiste tegurite hindamist võib kiip seda võimendada kuni 1110 MHz (südamiku võimendus). NVIDIA arvutab, et GPU Boostiga saavutatud keskmine tulemus on 1056 MHz, kuid soodsal juhul võib tõepoolest tabada 1,10 GHz. Nägime selle näitena stardipäeval välismaiseid arvutisaite. Tempo on üsna vinge, nii et pole ime, et olete suutnud läheneda eelmisele kahepäisele kahurile, GeForce GTX 590-le. MSI Afterburneri ja EVGA Precision X häälestamise utiliite saab seadistada ka maksimaalse jõudluse ning kella nihke saavutamiseks.

Ettevõte soovib libisemise tõttu hüvitada fännidele täiendavaid eksklusiivseid funktsioone, nagu Frame Rate Target, Adaptive Vertical Sync ja NVENC. Esimene on praktiliselt midagi muud kui muudetav FPS-i piir. See võib olla õnnelik, kui meie lemmikmäng keerleb tarbetult suurel kiirusel. Võiksite kaaluda kaadrisageduse sihtmärgi kasutamist, kui soovite vähendada müra ja tarbimist. 

 [+]

Adaptive Vertical Sync ehk vertikaalse sünkroonimise dünaamiline võimaldamine on loodud ühtlase kiiruse säilitamiseks. Kui konkreetse rakenduse kiirus langeb alla monitori värskendussageduse, võiksite parema jõudluse huvides sünkroonimise välja lülitada. Protsess saavutab selle sisuliselt - loomulikult ilma kasutaja sekkumiseta.

NVENC on fikseeritud funktsiooniga seade, mis on mõeldud H.264 videote kodeerimise kiirendamiseks. Siinkohal ei peaks eeldama eelkõige silmapaistvat jõudluse kasvu, vaid pigem seda, et töövoog toimub varasemast palju väiksema energiatarbimisega. CyberLink MediaEspresso on juba valmis NVENC-i kasutama. Eelmise põlvkonnaga võrreldes on areng üsna vapustav. Saksa ComputerBase'i mõõtmiste kohaselt toimis GeForce GTX 680 oma eelkäijast kiiremini kui rohkem kui 100 vatti vähem energiatarbides.

Neile, kellel pole isegi piisavalt, vaadake FXAA silumisprotseduuri. Algoritm põhineb GK104 suurel varjundil. FXAA saavutab pildikvaliteedi nagu 4x MSAA (Multi-Sample AntiAliasing), kuid 60 protsenti suurema kiirusega. On kahetsusväärne, kuid AMD ZeroCore'i tarbimise vähendamise protseduuri ei ole üheski vormis sisse viidud, kuid üldiselt pole meil põhjust nuriseda.

[+] 

GeForce GTX 680 toetab NVIDIA 3D Vision Surround tehnoloogiat. Õnnelikud omanikud saavad parema visuaalse kogemuse saamiseks kasutada kuni nelja kuvarit. 

Pärast lühikest ülevaadet võime öelda, et NVIDIA GeForce GTX 680 ei ole juhuslikult kõige võimsam üksik GPU-kaart turul, kuid 2 GB VRAM-i võib ülikõrgel resolutsioonil nappida. Kuulujuttude järgi võib roheline tulla hiljem isegi 4 GB pardal oleva mäluga varustatud mudeliga, kuid pole probleemi, kui seda siiski ei juhtu. Partnerid on juba valminud mitmete turbolaadimisega variantidega.  
Kasutatava paani numeratsioon kinnitab, et GK104 tähistab mängijate joont, mida GF104 ja GF114 on juba üsna hästi puudutanud. Seetõttu ei ole esimene Kepleri põhine kiip GPGPU rakendustes hiilgav, kuid mängudes on see ületamatu ning kiibi suurus ja energiatarve on olnud silmapaistvalt atraktiivsed. Samal ajal peegeldab see asjaolu, et GCN kiibiga on AMD väga tugevalt suunatud professionaalsetele vajadustele, GPU laiemale rakendamisele. Tänu sellele pakuvad Tahitil põhinevad kaardid enamikus mängudes vähem jõudlust kui GeForce GTX 104, mis kasutab GK680.