Обзор и тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 166014.03.2019 16:06

Оглавление

Вступление

Новая видеокарта NVIDIA — GeForce GTX 1660 — призвана вслед за GeForce GTX 1660 Ti наконец-то потеснить конкурента в виде AMD в последнем оплоте сопротивления, а именно Radeon RX 480/ RX 580.

И немудрено, ведь для компании год завершился неважно из-за снижения интереса к видеокартам в целом. Впрочем, виновником стала сама компания NVIDIA, некогда выпустившая удачные версии GeForce GTX 960 и GTX 1060, которые до сих пор ценятся покупателями за соотношение цена/производительность.

Но спустя четыре года GeForce GTX 960 теряет свою актуальность и теперь NVIDIA предлагает заменить его на GeForce GTX 1660, а стоит овчинка выделки? Ответ на этот вопрос можно дать сразу — да! За четыре года объективная нагрузка на видеосистему росла, и теперь даже для Full HD требуются определенные ресурсы (речь идет о графических настройках качества High или Ultra).

Для этого потребовалось переосмыслить баланс исполнительных устройств, добавить кэши в GPU и оптимизировать работу, по-моему, уже в третий раз, алгоритма сжатия текстур.

Обзор GeForce GTX 1660

Технические характеристики

Бросается в глаза резкий рост количества транзисторов в GPU при переходе от архитектуры Pascal к Turing. Объяснение этому лишь одно — объемы кэшей заметно увеличились, они-то и съели транзисторный бюджет. Благодаря этим кэшам инженеры NVIDIA в значительной степени подтянули соотношение производительности на один блок SM.

И, теперь, обладая меньшим числом Cuda ядер, новинка может демонстрировать большую производительность. Похвально, что под нож попала исключительно память (переход от GFFR6 на GDDR5). Количество Cuda ядер упало не драматично, как ранее предполагалось. Заодно в рост пошло число текстурных блоков.

Увы, TDP видеокарты все еще находится на уровне 120 Вт, хотя не забываем, что увеличение суммарного объема кэш-памяти и Cuda ядер не далось бесплатно. И, тем не менее, даже с такими показателями GeForce GTX 1660на равных соперничает с видеокартами RX 580, некогда вершиной среднего сегмента AMD.

Система питания

Стандартная логическая схема питания видеокарт NVIDIA состоит из нескольких независимых цепей и контролирующей логики.

• Питание порта USB C — классическая схема, состоящая из фазы питания и ШИМ-контроллера, подключена к цепи балансировки (о ней позже);
• Питание PCIe (иначе называется PLL Voltage, 1.8 В), пара фаз и ШИМ-контроллер;
• Питание графического ядра, схема типичная — одна цепь питания, стоящая до Vgpu, преобразует +12 В в +5 В, а далее ШИМ-контроллер плюс N-количество фаз питания Vgpu, преобразующие +5 В в требуемое для GPU напряжение;
• Питание памяти, состоит из ШИМ-контроллера и нескольких фаз.

Контролирующая логика:

• Состоит из одного-двух контроллеров (обычно NCP45491), они отслеживают через шунты потребляемую мощность из разъемов 6–8 pin и с линии PCIe.
• Балансирующая логика цепей питания. Чтобы видеокарта не смогла потребить больше положенного, разработчики NVIDIA ввели несколько цепей, балансирующих нагрузку. Логика контролирует Pin-коннекторы и шину PCIe, может перемещать нагрузку между тремя источниками. Обычно стоит пара микросхем uP9651.

Надо добавить, что с новым поколением видеокарт NVIDIA запретила партнерам самостоятельно менять предельное энергопотребление, задав им четкие рамки дозволенного. В ряде исключительных случаев партнеры запрашивают измененную прошивку BIOS с корректированными значениями TDP.

К тому же теперь нельзя размещать на печатной плате элементы, способствующие снятию защит; иными словами, официальный разгон теперь сильно ограничен. И впридачу нельзя маркировать измерительные площадки точными надписями (Vgpu, Vmem и тому подобными). Поэтому пусть у ряда партнеров и предусмотрены площадки, но вместо названий там присутствуют странные буквосочетания. А снятие защит формально есть, но без пояснений, какие цепи стоит замыкать или размыкать.

Для оценки лимитов TDP советую пользоваться встроенными средствами диагностики NVIDIA. Легче всего использовать командную строку nvidia-smi. Более подробная информация о доступных командах приведена в описании NVIDIA System Management Interface. Вы можете извлечь данные о текущем лимите TDP, минимальном и максимальном введя соответствующие команды. Например, наиболее актуальная для нас информация запрашивается чрезвычайно легким набором строк bat файла в папке C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVSMI

echo on
cd C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVSMI
nvidia-smi -i 0 --format=csv --query-gpu=power.limit
Pause

Вместо power.limit можно подставить запросы:

• power.default_limit;
• power.min_limit;
• power.max_limit.

Печатная плата

Для GeForce GTX 1660 не предусмотрено базового дизайна печатной платы, поэтому на рынке сразу появятся модели партнеров NVIDIA собственной разработки.

Изначальный уровень TDP подразумевает простую систему питания, а средний TDP разогнанных видеокарт едва преодолеет 130–150 Вт. Наш экземпляр при штатных 130 Вт не имеет запаса на разгон. Иными словами, ползунок в программах разгона никуда не двигается.

Boost частота GTX 1660 приближена к 1900 МГц.

Питается видеокарта от единственного разъема 8 pin.

Для питания памяти используется две фазы (на фотографии слева) с ШИМ-контроллером uP 1666Q.

Это обновленный контроллер uP, который обладает целым списком достоинств: поддерживает стандарт NVIDIA Open VReg Type-2+ PWMVID, поддержка до двух фаз, интегрировано два драйвера мосфетов, программируемые защиты, мониторинг выходных токов, поканальное ограничение силы тока, общее ограничение, различные защиты от перегрева и КЗ.

Две фазы питания памяти используют пару мосфетов Alpha and Omega Semiconductor AON 6994.

Основной ШИМ-контроллер — uP9512R. В перечне функций находится немало интересных характеристик, но в целом, что нужно знать — это поддержка до восьми фаз с частотой до 2 МГц.

Характеристики:

• Support NVIDIA«s Open VReg Type 4i+ PWMVID Technology;
• SMBus Interface for Performance and Efficiency Optimization;
• Dynamic Programmable VR Parameters;
• Programmable Protection Thresholds;
• VR Output Reporting;
• Selectable 8/7/6/5/4/3/2/1-Phase Operation by Hardware Setting;
• Support up to 2MHz Operation Frequency;
• Continuous Inductor DCR Current Sensing;
• Auto-Phase Shedding;
• Adjustable Soft-Start Time;
• Power State Input (PSI);
• Power Good Indication;
• Channel Current Limit Protection;
• Total Output Over Current Protection;
• Over/Under Voltage Protection;
• Over Temperature Protection.

Зачем понадобилось устанавливать на четыре задействованных фазы столь продвинутый контроллер — вопрос риторический. Возможно, исключительно из-за соответствия рекомендаций NVIDIA по поддержке NVIDIA«s Open VReg Type 4i+ PWMVID.

Про запас на видеокарте оставлено место на две дополнительные фазы, таким образом формально GeForce GTX 1660 могла бы быть с шестью фазами.

Фазы не имеют ни удвоителей, ни параллельного подключения. Состоят из интегрированных в микросхему двух ключей и драйвера DR. MOS AOZ5332QI компании Alpha and Omega Semiconductor с максимальной силой тока отдачи до 50 А.

Еще две фазы рядом с питанием памяти больше всего смахивают на преобразователи второстепенных напряжений, например, PEX_VDD и 1.8 В.

А с обратной стороны печатной платы разместилась микросхема контролирующей логики. Она отслуживает через шунты потребляемую мощность из разъема 8 pin и с линии PCIe.

Графическое ядро TU116 Turing площадью 284 мм² содержит 6.6 млрд транзисторов.

Все микросхемы памяти GDDR5 размещены на лицевой стороне платы. В сумме их шесть штук и рассчитаны они на частоту от 2000 МГц, а объем памяти составляет 6 Гбайт.

Тестовый стенд

Конфигурация:

• Материнская плата: ASUS ROG Maximus XI Hero (Intel Z390, LGA 1151 v2);
• Процессор: Intel Core i7–8086К 4500 МГц (100 МГц х 45);
• Система охлаждения: система водяного охлаждения:
• • Alphacool NexXxoS Monsta 360;
  • Scythe Minebea Silent IC, 2000 об/мин, x 3;
  • EK-XRES 140 Revo D5 PWM;
  • EK-Supremacy Evo;
  • Шланги 15/19;
• Термоинтерфейс: Arctic Cooling МХ-2;
• Оперативная память: DDR4 3400 МГц, CL16, 2×8 Гбайт;
• Накопители:
• • SSD Intel Optane 905P 480 Гбайт;
  • SSD Samsung 960 Evo, 500 Гбайт;
  • SSHD Seagate Desktop 4 Тбайт;
• Блок питания: Corsair AX1500i Digital, 1500 Ватт.

Программное обеспечение:

• Операционная система: Microsoft Windows 10×64.

Разгон

Программа GPU-Z пока еще не в состоянии отобразить правильно все характеристики новинки.

Для оценки поведения видеокарт в номинальном режиме обратимся к более чем часовому стресс-тесту стабильности 3DMark, параллельно соберем данные с графического ядра, а также значения частот памяти, энергопотребления и температур. Объединяем полученные данные в единые графики и видим, насколько точно соответствуют заводские характеристики реальным цифрам, и что происходит с важными показателями при разгоне.

Частота ядра.

В целом частота GPU на видеокарте выделяется стабильностью, а результирующая средняя частота равна 1907 МГц (мин 1890 МГц, макс 1935 МГц) с TDP равным 120 Вт. В разгоне при TDP не более 130 Вт средняя частота уже составляет заветные 2 ГГц, точнее 2050 МГц (мин 2025 МГц, макс 2100 МГц).

Видеопамять стандартно работает на частоте 2000 МГц с достаточно агрессивными таймингами. Но нам удалось ее разогнать до 2300 МГц.

Энергопотребление.

С номинальными настройками энергопотребление составляет от 111 до 122 Вт (в среднем 116 Вт). После увеличения частоты ГП и памяти не превышает в пике 133 Вт (мин 101 Вт, среднее 127 Вт, макс 133 Вт).

Как мы видим, результат приблизительно равен результату GeForce GTX 1660 Ti, что неудивительно, поскольку обе видеокарты основываются на одной версии GPU, а основной источник тепловыделения не Cuda ядра, а другие логические схемы.

Максимальная температура GPU.

Вряд ли разница в 11 Вт могла сказаться на максимальной температуре. Если производители не начнут сильно экономить на размерах и качестве радиатора, то средние температуры любой GeForce GTX 1660 будут вас удивлять в хорошем смысле этого слова достаточно долго.

Обороты вентиляторов.

Конкретно наш экземпляр не отличался особенной бесшумностью при тестах, раскручивая крыльчатки вентиляторов до 2100–2200 оборотов в минуту.

Но при условии нормальной системы охлаждения, низкого уровня энергопотребления и компактной печатной платы половинной высоты видеокарты GeForce GTX 1660 хорошо подойдут для сборки компактных систем.

Игровые тесты

В части игр, где это возможно, использовались встроенные отрезки теста, при необходимости тестирование дополнялось результатами утилиты Fraps v3.5.99. Для данного теста мы полностью пересмотрели уровень качества в играх для видеокарт топ-класса. Теперь в игровых приложениях выставляются максимальные настройки, а сами тесты проходили в двух разрешениях: 1920×1080 и 2560×1440.

• 3DMark;
• Ashes of the Singularity;
• Battlefield 1: Over The Top;
• Battlefield 4;
• Deus Ex: Mankind Divided;
• Grand Theft Auto V;
• Hitman (2016);
• Rise of the Tomb Raider;
• Star Wars Battlefront;
• Tom Clancy’s The Division;
• Total War: Warhammer;
• The Witcher 3: Wild Hunt.

VSync при проведении тестов был отключен.

Результаты тестов

Важно! Номинальные частоты для видеокарт NVIDIA не отражают реальности. В действительности GPU на моделях NVIDIA работают на больших частотах, в то время как у AMD они почти совпадают с заявленными частотами.

Star Wars Battlefront

Версия — последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Качество графики — ультра;
• Качество текстур — ультра;
• Фильтрация текстур — ультра;
• Качество освещения — ультра;
• Качество теней — ультра;
• Качество эффектов — ультра;
• Качество постобработки — ультра;
• Качество сетки — ультра;
• Качество ландшафта — ультра;
• Почвенный покров — ультра;
• Сглаживание — FXAA;
• Преграждение окружающего света — ультра.

Battlefield 4

Версия — последняя на момент тестирования, с обновлениями Origin.
Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Поле зрения — 55 (Hor+70);
• Поле зрения (открытый прицел) — включено;
• Поле зрения техники — 55 (Hor+70);
• Уровень размытия в движении — 0%;
• Фокусирование оружия — включено;
• Разрешение — 100%;
• Качество графики — ультра;
• Качество текстур — ультра;
• Фильтрация текстур — ультра;
• Качество эффектов — ультра;
• Качество постобработки — ультра;
• Качество сетки — ультра;
• Качество освещения — ультра;
• Качество рельефа — ультра;
• Отложенное сглаживание — MSAA 4x;
• Обработка сглаживания — высокая;
• Глобальное затенение — HBAO.

The Witcher 3: Wild Hunt

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Размытие при движении — включено;
• Размытие — включено;
• Сглаживание — включено;
• Свечение — включено;
• Повышенная четкость — высокая;
• Рассеянное затемнение — SSAO;
• Глубина кадра — включено;
• Хроматическая аберрация — включено;
• Виньетирование — включено;
• Световые шахты — включено;
• Кадров в секунду — без ограничений;
• NVIDIA HairWorks — включено;
• NVIDIA HairWorks АА — 4;
• Число персонажей на экране — запредельное;
• Качество теней — запредельное;
• Качество рельефа — запредельное;
• Качество воды — запредельное;
• Количество травы — запредельное;
• Качество текстур — запредельное;
• Дальность видимости растительности — запредельная;
• Качество детализации — запредельное.

Hitman (2016)

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Версия DirectX — Dx12;
• Суперсэмплинг — 1;
• Уровень детализации — ультра;
• Сглаживание — SMAA;
• Качество текстур — высокое;
• Фильтрация текстур — анизотропная 16;
• SSAO — включено;
• Качество теней — ультра;
• Разрешение теней — высокое.

Ashes of the Singularity

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Версия DirectX — Dx12;
• Профиль качества — Crazy;
• MSAA — 4x;
• Качество освещения — высокое;
• Качество бликов — высокое;
• Качество поверхности — высокое;
• Качество теней — высокое;
• Качество затенения — высокое;
• Качество текстур — высокое;
• Качество затенения поверхности — высокое.

Grand Theft Auto V

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Длинные тени — выключены;
• Тени высокого разрешения — выключены;
• Подгрузка более детализированных текстур во время полета — выключено;
• Увеличенное расстояние подгрузки более детализированных объектов — минимальное;
• Масштаб разрешения изображения — выключено;
• Сглаживание FXAA — выключено;
• Сглаживание MSAA — 4x;
• Население города — максимум;
• Разновидность населения — максимум;
• Фокусировочная шкала — максимум;
• Качество текстур — очень высокое;
• Качество шейдеров — очень высокое;
• Качество теней — очень высокое;
• Качество отражений — очень высокое;
• MSAA для отражений — 4x;
• Качество воды — очень высокое;
• Качество частиц — очень высокое;
• Качество травы — очень высокое;
• Мягкие тени — максимально мягко;
• Настройка спецэффектов — очень высокая;
• Анизотропная фильтрация — 16Х;
• Затенение АО — высокое;
• Тесселяция — очень высокая.

Tom Clancy’s The Division

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Качество графики — высокое;
• Качество теней — высокое;
• Разрешение теней — высокое;
• Spot shadow count — высокое;
• Spot shadow resolution — высокое;
• Contact shadows — все высоко;
• Post FX AA — выключено;
• Temporal AA — суперсэмплинг;
• Разрешение — 100%;
• Резкость кадра — 70%;
• Качество деталей — ультра;
• Эффект реально падающего снега — включено;
• Объемный туман — ультра;
• Качество отражений — среднее;
• Локальные отражения — очень высоко;
• Sub-surface scattering — включено;
• Анизотропная фильтрация — 16х;
• Parallax mapping — высоко;
• Ambient occlusion — очень высоко;
• Глубина построения кадра — высокая;
• Деталировка объектов — 60%;
• Дальность прорисовки — 100%;
• Хроматические аберрации — включено;
• Нейтральное освещение — выключено;
• Блики линз — включено;
• Виньетка — включена.

Rise of the Tomb Raider

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080, 2560×1440;
• Версия DirectX — Dx12;
• Сглаживание — FXAA;
• Предустановка — очень высокая;
• Качество текстур — очень высокое;
• Анизотропная фильтрация — 16х;
• Качество теней — высокое;
• Мягкие тени от солнца — высокие;
• Глубина резкости — очень высокая;
• Детализация — очень высокая;
• Динамическая листва — высокая;
• HBAO+;
• PureHair — включено;
• Качество отражения света — обычное;
• Размытие по краям экрана;
• Размытие при движении;
• Bloom-эффект;
• Тесселяция;
• Отражения пространства экрана;
• Блики объектива;
• Эффект экрана;
• Зернистое изображение.

3DMark

Настройки:

• Предустановки: Port Royal, Fire Strike Ultra, Fire Strike Extreme, Fire Strike.

Deus Ex: Mankind Divided

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080; 2560×1440; 3840×2160;
• Версия DirectX — Dx12;
• Сглаживание — MSAA 2x;
• Предустановка — очень высокая.

Total War: Warhammer

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080; 2560×1440;
• Версия DirectX — Dx12;
• Предустановка — Ultra.

Battlefield 1: Over The Top

Настройки:

• Разрешение — 1920×1080; 2560×1440;
• Версия DirectX — Dx12;
• Предустановка — ультра.

Подведение итогов

Среднее количество кадров

Для удобства сравнения на графиках приведены результаты всех видеокарт.

Теперь оценим совокупный результат, складывающийся из производительности в двух разрешениях (1920×1080 и 2560×1440), стоимости видеокарты и ее энергопотребления, и выведем рейтинг привлекательности.

Заключение

Как бы банально это не звучало, но NVIDIA перехватила инициативу в среднем и верхнем сегментах графических ускорителей. Пока у AMD еще остается небольшой участок для маневра между 0 и $200, но и там ее рано или поздно ждет экспансия конкурента.

А между тем GeForce GTX 1660 становится одной из самых привлекательных видеокарт с рекомендованной ценой 17 990 рублей, и единственное, что ей не хватает для тотального доминирования — это маркетинговых 8 Гбайт памяти, которые вряд ли удастся применить в предложенной конфигурации GPU.

С другой стороны, если вам все же важно оставлять как минимум 4 Гбайта из 8 доступных впрок и при этом наблюдать пошаговую стратегию, то выбор, очевидно, будет в пользу Radeon RX 480/ RX 580. Потому как видеокарты Radeon RX 470/ RX 570 играют в другой лиге.

Второй немаловажный вопрос — это цена видеокарты и ее скорость. Сейчас, когда покупательская способность стремится к нулю, люди открывают для себя иные источники апгрейда, и это б/у видеокарты. Рассуждать на эту тему бессмысленно, поскольку вариант бывшей в употреблении видеокарты всегда будет выгоднее новой. Однако среди новых устройств выпуском GeForce GTX 1660 компания NVIDIA фактически вытесняет Radeon RX 480/ RX 580 как по цене, так и производительности.

Особенно удручающе выглядят позиции AMD при сравнении энергопотребления, в котором 120 Вт играют против 180–240 Вт (в зависимости от вендора). На Radeon RX 580/ RX 480 можно поправить напряжение Vgpu в сторону уменьшения и немного потерять в производительности, но добиться 150–180 Вт. Однако, как показывает практика, GeForce GTX 1660 прекрасно обходится 90–100 Вт и все равно выходит победителем.

Возвращаясь к стоимости новинки, NVIDIA буквально издевается над оппонентом, выставляя стоимость ровно на $10 ниже и понимая, что у последней с учетом 8 Гбайт памяти резервов для снижения почти нет. В то время как стоимость GeForce GTX 1660 легко можно понизить на $10–30 и тем самым полностью истребить популяцию красных моделей в ценовом сегменте ~$200.

Выражаем благодарность за помощь в подготовке материала:

• Компании NVIDIA за предоставленные на тестирование видеокарты.
• А также лично donnerjack.

Полный текст статьи читайте на overclockers.ru