Внешняя видеокарта Gigabyte RX 580 Gaming Box с интерфейсом Thunderbolt 3: можно ли превратить ультрабук в игровой компьютер?

Портативные компьютеры с самого момента своего появления на свет всегда являлись плодом компромиссов между производительностью, габаритами и автономностью. И всегда популярной была идея вынести часть периферии наружу — хотя бы ту часть, которая нужна не всегда и/или вообще может оказаться редко используемой в автономных условиях. Такое решение мгновенно убивает двух зайцев: компьютер становится легким и «долгоиграющим» вне стационарного рабочего места, но резко наращивает мощность и функциональность, когда вы до него доберетесь.

Обычным способом решения данной проблемы являлось использование док-станций. Но не всегда удобным, поскольку такие решения всегда имели ограниченную совместимость даже в ассортименте продукции одного производителя, ибо использовали и специализированные интерфейсы для связи «основного» модуля и дока. По мере развития стандартных внешних интерфейсов, акцент переносился на них — к примеру, проблему нехватки дискового пространства давно уже решают внешние винчестеры с USB-интерфейсом, либо и вовсе NAS.

Но не все компоненты «поддаются» выносу наружу так просто — видеокартам, например, требуется быстрый интерфейс. Очень быстрый интерфейс. Поэтому до последнего времени с ними такой фокус проходил с большим трудом. К сожалению многих пользователей, играющих исключительно дома («от розетки»), но нуждающихся в автономном ноутбуке. Разумеется, за прошедшие годы концепция переключаемой графики уже отточена до блеска, так что игровые ноутбуки с дискретной графикой при решении «типовых» задач по автономности не уступают аналогам без оной, но… Но производителям все равно приходится «закладываться» на аппетиты дискретных GPU (давно уже очень нескромные) в рабочем режиме, и обеспечивать устройство соответствующей системой охлаждения. А носить это все с собой в соответствующем корпусе приходилось постоянно. Да и не всем вообще хотелось показываться «на людях» с ноутбуком игровой серии — во всяком случае, раз производители последних в настоящее время все как один выстрелили залпом релизов моделей «игровых, но не похожих на игровые», значит, проблема действительно существует ;)

Как вариант оставался док со специализированным интерфейсом. К сожалению, кроме «заточенности» под определенную связку «ноутбук+док», встречались при таком подходе и другие проблемы, что не добавляло ему популярности. Во всяком случае, за последние несколько лет мы рассматривали всего одно подобное решение, а именно MSI GS30 2M-010RU (Shadow), проблему вроде бы решающее, но обладающее немалым количеством недостатков.

Исправить которые можно переходом к стандартному интерфейсу, причем использующему гибкие кабели. На ум сразу же приходит Thunderbolt, благо по сути это модификация PCIe под то самое «внешнекабельное» исполнение — и, действительно, идея использования его для подключения внешних видеокарт витала в воздухе с самого момента появления первых версий стандарта. Впрочем, сами они большого распространения не получили, да и из производителей ноутбуков активно использовались разве что Apple — которая поддержку внешних видеокарт не обеспечивала. Thunderbolt 3 явно претендует на более широкое распространение (во многом из-за изменения политики лицензирования) и, что тоже важно, macOS с весны этого года (т. е. начиная с версии High Sierra) способна работать с внешними видеокартами, подключенными при помощи Thunderbolt 3. Учитывая, что немалое количество MacBook какой-либо графики, кроме интегрированной, лишено вовсе, неудивительно, что эту новость с энтузиазмом восприняли как пользователи, так и производители соответствующих решений :)

С другой стороны, нельзя отрицать того, что и Thunderbolt 3 в указанном качестве все же не идеален. Во-первых, нужно помнить, что это PCIe —, но лишь четыре линии по стандарту, которые в реальных продуктах могут оказаться и… двумя. Например, так будут вести себя все системы с контроллером Intel JHL6240 — подключается он сам двумя линиями PCIe 3.0, так что выше головы прыгнуть, очевидно, не может. Понятно, что даже самые мощные видеокарты далеко «не выбирают» возможности PCIe x16 — так то х16. Даже х8 это совсем не х4 или х2. Во-вторых же, наиболее компактные ноутбуки (и мини-ПК) до последнего времени использовали низкопотребляющие двухъядерные процессоры, а таковые в лучшем случае сопоставимы с настольными «гиперпнями», т. е. вряд ли могут рассматриваться как основа для «серьезного» игрового компьютера. Сейчас постепенно и в этот сегмент начинают внедряться четырехъядерные процессоры, но тоже низкопотребляющие, т. е. имеющие ограниченную производительность. Впрочем, и при формальном равенстве ноутбучные процессоры как правило медленнее десктопных.

Два этих фактора позволяют утверждать, что из ультрабука и внешней видеокарты в принципе никогда не выйдет получить настолько же игровое решение, как и хороший игровой десктоп. С другой стороны, с игровыми ноутбуками конкурировать возможно. А с неигровыми — тем более. При этом не беря с собой «лишний груз» в дорогу и получая более высокий уровень комфорта дома. А этого уже достаточно для того, чтобы задуматься над покупкой подобного устройства — обойдется, во всяком случае, дешевле, чем «целый» десктоп (с «нестандартными» доками же бывало всякое). Но дороже, чем сама по себе аналогичная внутренняя видеокарта для последнего, разумеется.

Такова теория. А что можно получить на практике — на практике и нужно проверять. Чем мы и занялись, воспользовавшись одним из уже представленных на рынке решений данного класса.

Gigabyte RX 580 Gaming Box

Название достаточно простое, но сразу говорящее нам об использовании видеокарты на базе AMD Radeon RX 580.

Собственно, таковая внутри и находится — ее даже можно при желании вытащить из корпуса и установить непосредственно в системную плату компьютера.

Верно и обратное — в данную «коробочку» можно установить и другую видеокарту, причем сама компания готова поставлять в таком исполнении компактные карты (собственного производства) на GeForce GTX 1070 и даже GTX 1080, т. е. принципиальных ограничений на мощность нет. С другой стороны, учитывая сказанное выше в теоретической части, гоняться за высокой мощностью GPU не стоит — результат может оказаться не соответствующим затратам. А RX 580 на наш взгляд разумный компромисс.

Основные же технические характеристики «коробочки» мы собрали в таблицу.

Видеокарта Gigabyte на базе AMD Radeon RX 580 (собственный компактный дизайн)
Порты ввода/вывода 1×Thunderbolt 3 (с питанием) для связи с хост-системой
3×USB 3.0 (Type-A)
1×USB (Type-A) только питание (с поддержкой Quick Charge 3.0 и Power Delivery)
1×HDMI  2.0b
3×DisplayPort 1.4
Габариты и масса 212×162×96 мм; 2,4 кг
Блок питания 450 Вт

Понятно, что набор видеоинтерфейсов будет зависеть от установленной видеокарты. Не менее понятно, что по крайней мере один HDMI 2.0 и несколько DisplayPort также с поддержкой разрешений порядка 4К/5К вы получите на сегодняшний день в любом случае. А вот в ноутбуке их в таком количестве наверняка не найдется. HDMI 2.0 в особенности, так что если хочется подключить не монитор, а телевизор — возможны сложности. Внешняя видеокарта с легкостью устранит и эту проблему, а не только повысит 3D-производительность.

Остальной набор интерфейсов стандартен для всего семейства. Основным является тот самый Thunderbolt 3 — имеющий исполнение USB Type-C. Что немаловажно, используется он не только для связи с ноутбуком, но и для его питания, т. е. дополнительную розетку занимать не придется. И блок питания из сумки доставать тоже. Пришел, воткнул кабель — сразу получил подключение к монитору с использованием мощного GPU и питание. Да и остальную стационарную периферию имеет смысл подключить к «коробочке» — для чего в последней предусмотрен хаб и три порта USB 3.0. Этого, например, достаточно для мыши, клавиатуры и стационарного внешнего винчестера — учитывая то, что в ноутбуках емкость встроенных накопителей, мягко говоря, не поражает воображение (особенно в тонких и легких моделях). ВЖД же в настоящее время нередко и сами снабжаются USB-хабами, что увеличивает потенциальное количество подключаемой таким образом периферии.

В принципе, портов USB на задней панели «коробочки» четыре —, но четвертый предназначен не для передачи данных, а зарядки мобильных устройств. Соответственно, придя домой, мобильный телефон можно подключить сюда же, а не к «родному» заряднику — благо встроенный в «коробочку» поддерживает Quick Charge 3.0 и Power Delivery.

В общем, возможности устройства Gigabyte в качестве дока заслуживают похвалы. Но всегда нет предела совершенству — как нам кажется, не помешал бы еще и «стандартный» разъем Ethernet для подключения к проводной сети. Можно, конечно, воспользоваться USB-адаптером —, но тогда может не хватить USB-портов. И комплектный кабель Thunderbolt имеет длину всего 50 см, что может иногда оказаться недостатком. Но при необходимости можно приобрести более длинный кабель самостоятельно (пусть и не дешево). А штатный короткий потому, что компания рассматривает в качестве потенциального назначения не только стационарный, но и «стационарно-переносимый» вариант, для чего комплект снабжен удобной сумочкой — куда можно все сложить и взять с собой, например, на дачу или LAN party. Опять же — стационарный компьютер так с собой возить куда менее удобно.

О чем еще осталось сказать, так это о встроенном БП — таковой присутствует и имеет мощность 450 Вт. Кроме того, реализована настраиваемая RGB-подсветка видеокарты — в данном случае куда более уместная, чем для устанавливаемых внутрь системного блока комплектующих. Что же касается системы охлаждения, то она заслуживает отдельного раздела.

Температурный и акустический режим

Как уже было сказано выше, подобные продукты сейчас анонсировали многие производители, но решение Gigabyte одно из самых компактных на рынке. Это и хорошо, и плохо. Почему хорошо — понятно: компактность ныне в моде, благо она удобна. Громоздкая «коробочка» под видеокарту ставит под вопрос сам смысл ее существования, заставляя задуматься о сборке отдельного компактного компьютера (пусть это и дороже, зато привычнее и проще). А вот обеспечить качественное тихое охлаждение в объеме чуть более трех литров — не так уж и просто. Собственно, опасения в какой-то степени подтвердились.

Для охлаждения видеокарты используется целых четыре вентилятора. Сама видеокарта снабжена относительно тихим 130 мм «пропеллером», нареканий не вызывающим. Но вот в дополнение к нему (для выдува горячего воздуха из корпуса и охлаждения БП) используются еще три 35 мм вентилятора, вращающиеся постоянно. Точнее, один из них включен даже в дежурном режиме — когда «коробочка» просто подключена к розетке, но не к компьютеру. К сожалению, полностью отключить ее невозможно — только выдернув кабель питания. Что не лишено смысла, поскольку «коробочка» в дежурном режиме потребляет около 10 Вт энергии, да и постоянно вращающийся вентилятор немного, но шумит. К счастью, компания пришла к тому же выводу, так что при обновлении прошивки устройства до версии F1.1 в дежурном режиме будут отключаться все вентиляторы (сейчас «коробочки» уже с таковой и поставляются).

При подключении к компьютеру начинают вращаться все вентиляторы, так что шум на расстоянии 50 см от устройства достигает 34,5 дБА. Впрочем, это не ноутбук — рядом с устройством сидеть не обязательно :) Температура GPU в простое равна 25°С, а энергопотребление устройства составляет 23,5 Вт.

В «мультимедийном» режиме (просмотр видео со вставкой кадров для «уплавнения») энергопотребление повышается до 73,7 Вт, а температура GPU до 45°С. Шум остается на прежнем уровне, благо основной вентилятор видеокарты продолжает вращаться на своих минимальных (по-умолчанию) 533 об/мин.

«Жесткая» нагрузка при помощи FurMark заставляет систему охлаждения выкладываться «на полную». Скорость вращения вентилятора видеокарты доходит до 1060 об/мин, потребление «от розетки» достигает 250 Вт, температура GPU поднимается до 74°С, а уровень шума — до 40,4 дБА.

В принципе, уже по этим цифрам понятно — почему задачу встраивания аналогичной видеокарты в ноутбук решить сложно, а использовать ее автономно (т. е. при питании от аккумулятора) не стоит и пытаться. А это значит, что такое устройство вполне может быть внешним. И, либо всегда оставаться дома, либо «путешествовать» отдельно от ноутбука. А систему охлаждения Gigabyte RX 580 Gaming Box по результатам тестирования мы склонны считать эффективной, благо со своими задачами она справляется даже при синтетических нагрузках, не говоря уже об играх. Уровень шума, превышающий 40 дБА, низким, конечно, не назовешь, но… Некоторые игровые ноутбуки стресс-тестами можно «раскочегарить» и до 45 дБА, а ведь в их случае шум куда более критичен — предполагается, что пользователь обычно находится рядом с устройством.  Кроме того, при помощи фирменной утилиты VGA Tools можно управлять скоростью вращения вентиляторов в разных режимах и не только, но тут уже нужно быть аккуратным — чтобы ничего не сделать хуже. Так что единственная наша претензия — вопреки моде на «всеобщий плаг-н-плэй», «коробочку» стоило бы снабдить выключателем питания. Впрочем, реализация полного отключения вентиляторов в новых прошивках и ее существенно ослабила.

Методика тестирования

Итак, с тем, как это выглядит и может использоваться — разобрались. Теперь перейдем к исследованию производительности, поскольку, как уже было сказано, потенциально с ней не все может быть гладко. Поэтому для более полного изучения вопроса мы подключали Gigabyte RX 580 Gaming Box как к настольной системе на базе процессора Intel Core i7–7700 и системной платы Gigabyte GA-Z270X-UD5, так и к NUC 7i7BNH на базе Core i7–7567U. Несмотря на то, что оба процессора относятся к семейству Core i7, различаются они принципиально: и количеством ядер, и уровнем TDP. При этом второй — как раз типичное ультрабучное решение, а первый нужен нам в качестве отправной точки — чтобы понять, насколько второй «мешает жить» видеокарте. Интерфейс Thunderbolt 3 же в обоих реализован одинаковым образом, причем лучшим на сегодня: посредством контроллера контроллером Intel JHL6540. Так что тут уже ничего не улучшишь (вот испортить — можно, но такая цель нами не ставилась).

Почему именно Core i7–7700? Потому, что у нас уже были результаты тестирования этого процессора, совместно с видеокартой на базе AMD Radeon RX 480. Он не слишком отличается от 580 — примерно на 10% ниже тактовые частоты GPU, так что и производительность отличается соответствующим образом. А нужна нам была производительность такой связки, чтобы сравнить ее с процессорами семейства Kaby Lake-G, предлагающими на данный момент возможность наиболее компактной реализации системы с дискретной графикой, поскольку и GPU, и память HBM2 располагаются в этих моделях на одной подложке с «процессорным» и «чипсетным» кристаллами. Старшую модель семейства, а именно Intel Core i7–8809G, мы добавили и в сегодняшнее тестирование.

И ноутбук Asus Zephyrus M GM501GM: относительно компактный «классический» игровой ноутбук на базе новейшего шестиядерного процессора Intel Core i7–8750H и GPU Nvidia GeForce GTX 1060 (6 ГБ GDDR5). В принципе, в настольном сегменте эта видеорешение как раз и должно примерно конкурировать с RX 480/580, но нас сегодня будут интересовать абсолютные значения игровой производительности. Измерять которые мы, как обычно, будем при помощи нашего тестового набора iXBT Game Benchmark 2017 — в разрешении Full HD и с настройками на минимальное и максимальное качество картинки.

Для всех участников тестирования, кроме Core i7–7567U без подключения внешней видеокарты — до последнего времени встроенный в него GPU был одним из лучших интегрированных решений, но при использовании современных игровых приложений его очень часто «не хватало» даже на минимальное качество в низком разрешении. Поэтому пытаться запускать на нем тесты в высококачественном режиме — просто пустая трата времени. Равно как и какое-либо тестирование встроенного в Core i7–7700 GPU HD Graphics 630: там все еще хуже.

Результаты тестирования

Как уже не раз было сказано, для игры в «старые танки» в принципе достаточно и (хорошей) интегрированной графики —, но только в минимальном (или близком к тому) качестве. Что же касается режима максимальных настроек, то тут уже без «приличной» дискретной видеокарты не обойтись. Можно и внешней, хотя, как видим, изучаемая «коробочка» сумела обогнать только Kaby Lake-G («полуинтегрированный»), но стабильно отстала от обоих игровых компьютеров: что десктопа, что ноутбука. При этом «мешал» явно не процессор, а как раз ограниченная пропускная способность шины.

«Максималки» тяжеловаты для всех испытуемых, причем в сопоставимой степени: только десктоп с RX 480 сумел более-менее заметно перевалить за 30 кадров в секунду. Поэтому на практике тут придется заниматься настройками качества. И даже в минимальном против внешних видеокарт «играют» и ограничения интерфейса, и (потенциальная) слабость процессорных ядер. Но качественно значимым результатом является то, что на NUC в паре с «коробочкой» играть вообще можно. А при использовании встроенного графического ядра — нет. Даже на минималках — нет. И Iris — это лучшее, что до последнего времени встречалось в этом классе — HD Graphics еще хуже.

В принципе, аналогичный расклад — ультрабук с внешней видеокартой даже на базе RX 580 не становится в полном смысле слова игровым решением, но играть на нем в эту игру можно. Хуже, чем на хорошем игровом ноутбуке и, тем более, игровом десктопе. Но можно —, а без внешней видеокарты в принципе нельзя. Хотя запаса производительности, как видим, нет — низковольтные двухъядерные процессоры для стратегий попросту слабоваты. Но до процессора должна еще «дойти очередь»: слабая видеокарта не позволит и такой результат получить. Внешний RX 580 слабым не является даже при всех ограничениях такого способа подключения к компьютеру.

Игры на базе разных модификаций графического движка Dunia благосклонно относились к многоядерным процессорам еще до того, как это стало мейнстримом :) Соответственно, нет ничего удивительного в том, что лидером оказался новейший ноутбук на базе шестиядерного Core i7, а аутсайдером — NUC с внешней видеокартой. Но, опять же, в очередной раз повторим — так играть уже можно. Лучший же из интегрированных GPU, встроенный в настольный четырехъядерный (и восьмипоточный) Ryzen 5 2400G, в этой игре в полтора раза медленнее. Остальные «интеграшки» (да и младшая дискретка) ведут себя соответственно. Тут же по крайней мере хоть что-то получается :)

У этой игры наоборот — требования к процессору низкие (пары ядер вполне достаточно), а вот к GPU довольно высокие. К сожалению, в таких случаях начинает уже мешать сам Thunderbolt — недаром NUC оказался чуть более шустр, чем настольная система. Но, в общем, подобные ситуации — лучшее, что может случиться с внешними видеокартами, поскольку проблема слабости процессора в них практически не стоит. А вот мощности интегрированной графики (любой) маловато для качественной картинки.

Казалось бы, здесь процессор тоже должен мешать — все семейство гоночных симуляторов благосклонно к многоядерным моделям. Но до этого, опять же, надо еще дожить. При этом и режим максимального качества демонстрирует приемлемую частоту кадров, так что и выходит, что играть на ультрабуке с внешней видеокартой будет ничуть не менее комфортно, чем на (практически) любом игровом ноутбуке, за исключением топовых моделей. Вот с десктопами, конечно, конкурировать сложнее —, но и по другим параметрам тут тоже все слишком будет различаться.

В очередной раз наблюдаем особенности реализации интерфейса Thunderbolt, хотя теоретически в этих системах все сделано одинаково и на одинаковой элементной базе. В итоге крошка NUC в режиме максимального качества вообще оказался самым быстрым из испытуемых. Хотя в целом на практике более важно даже не это, а принципиальное отличие результатов от полученных без использования дискретной графики. И это, заметим, Iris Plus — большинство интегрированных GPU еще слабее.

Максималки здесь не «тащит» никто — даже режим настройки на минимальное качество-то тяжеловат. Так что опять повторимся — внешняя дискретная видеокарта хотя бы позволяет играть. Пусть и не способна совершить чудесное превращение ультрабука или мини-ПК в игровой компьютер.

В этих играх частота кадров ограничена значением в 60 FPS и, в общем-то, предполагается, что «хорошей» (для них) системой будет как раз такая, которая эти 60 кадров в секунду и будет стабильно выдавать. Или, хотя бы, около того, поскольку идеал не всегда достижим. Впрочем, для внешней «коробочки» на базе RX 580 он почти достижим — и этого достаточно.

Итого

Как уже было сказано выше, внешние видеокарты изначально разрабатывались для модернизации встроенной видеосистемы портативных (или просто компактных компьютеров) в плане производительности и функциональности (например, внешних интерфейсов подключения устройств отображения информации и их количества). Что касается второго, то тут все получилось в точности, как было задумано. А вот задача превращения ультрабука в игровой компьютер решена не полностью —, но не по вине самих «коробочек», которые сделали все, что могли. «Узким местом» оказывается то, что сами по себе компактные компьютеры слабоваты с точки зрения наиболее современных игр. Но даже если эту проблему удается решить (при наличии ноутбука на, хотя бы, четырехъядерном Core i5, причем не ULV-семейства), остаются собственные ограничения интерфейса: лишь четыре линии PCIe 3.0 уже ограничивают производительность видеокарт среднего и высокого уровня, причем определенные накладные расходы появляются и «благодаря» контроллерам Thunderbolt при двойном преобразовании сигналов. Фактически только из-за этого совместно с настольной системой Gigabyte RX 580 Gaming Box отставал от обычного внутреннего RX 480. Теперь вспоминаем, что эти карты сопоставимы друг с другом по большинству параметров — просто 580 в «нормальных условиях» примерно на 10% быстрее, поскольку на столько же выше тактовая частота GPU. А мы в режиме максимального качества стабильно получали разницу в 15%, но уже в пользу более медленного формально решения. В общем, потери от использования лишь четырех линий вместо 16 можно уже оценить в 25%, что не так уж и мало.

С другой стороны, все зависит от того, как считать — и с чем сравнивать. Очевидно, что владельцам полноразмерных настольных систем внешние видеокарты не нужны — они могут спокойно установить одну (или даже более одной) аналогичную по характеристикам внутреннюю, как минимум сэкономив на дополнительном корпусе, БП и прочей обвязке. Да и выбирающие игровой ноутбук могут спокойно продолжать… выбирать игровой ноутбук, если он их устраивает по остальным характеристикам. Некоторые модели таковых уже весят около 2,5 кг — когда-то все пристойные ноутбуки были ничуть не более легкими, хотя и это не так уж мало. При этом и видеокарта будет всегда «под рукой», т. е. мы получаем компактное игровое решение, которое как минимум можно легко транспортировать от розетки к розетке. А вот если необходим килограммовый ультрабук, но не хочется лишаться возможности иногда играть в игры (пусть и только дома) — альтернатив фактически нет. Да и ограниченная производительность кое чем будет компенсироваться. Например, тем, что такая «коробочка» послужит и отличным доком — для подключения ноутбука (в т. ч. и подачи питания) достаточно использовать всего один тонкий кабель. Интересной может оказаться и идея использования Gaming Box для модернизации имеющегося компактного ноутбука. Или мини-ПК — сразу вспоминается NUC 6i7KYK двухлетней давности, снабженный неплохим четырехъядерным процессором, но только лишь интегрированной графикой. Понятно, что наличие порта Thunderbolt 3 еще пару лет назад было редкостью, но «подходящие» под такой сценарий компьютеры есть. Хотя бы, те же MacBook Pro 2016 года, а ведь на данном сегменте рынка с «альтернативными» решениями дела обстоят хуже, чем «в мире Windows» (поэтому функционированию внешних видеокарт в macOS мы посвятили отдельную статью).

В общем, внешние видеокарты — решение нишевое. В то же время «ниши», в которых для них просто не существует альтернативы, встречаются. И чем дальше, тем чаще они будут встречаться. Особенно если Thunderbolt 3 получит широкое распространение в качестве стандартного интерфейса, а производители начнут выпуск и недорогих внешних видеокарт на базе младших GPU — мультимедийному решению (для декодирования видеофильмов в современных форматах) и/или удобному доку ограничения внешнего интерфейса (сравнительно с «полноскоростным» слотом PCIe). Таким образом, перспективы у данного направления есть — просто не следует считать подобные решения универсальной панацеей от всего. Но увеличить (иногда —  принципиально) производительность и функциональность видеосистемы компактного настольного или портативного компьютера, к которому не применимы другие способы модернизации, они могут.

В заключение предлагаем посмотреть наш видеообзор внешней видеокарты Gigabyte RX580 Gaming Box:

Наш видеообзор внешней видеокарты Gigabyte RX580 Gaming Box можно также посмотреть на iXBT.Video

Полный текст статьи читайте на iXBT