Обзор NVIDIA TITAN X (Pascal): самая быстрая видеокарта 2016 года17.11.2016 07:02

Вместе с TITAN X калифорнийцы формально представили семь видеокарт, базирующихся на архитектуре Pascal. Заполнены практически все ценовые ниши. В сегменте High-end в 2016 году безраздельно правят балом GeForce. Конкуренции нет и в ближайшее время не предвидится. Как я уже говорил, акселераторы GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1080 — это типичные субфлагманы, основанные на далеко не самой производительной вариации чипа GP104. Всю мощь архитектуры Pascal демонстрирует TITAN X — самая быстрая одночиповая игровая видеокарта современности. До недавнего времени ее нельзя было официально приобрести в России. За «бугром» адаптер продается только в онлайн-магазине NVIDIA. Но «зеленые» расширяются. Теперь TITAN X доступен и у нас.

Характеристики и особенности конструкции

Графический процессор GP102 заметно «увесистее» GP104, используемого в видеокартах GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1080. На полезной площади в размере 471 мм² инженерам NVIDIA и партнеру TSMC удалось разместить 12 миллиардов транзисторов. Получается, что на каждый миллиметр кремния приходится примерно по 25,48 млн затворов. У того же GP104 плотность меньше — 22,93 млн/мм².

Еще один момент: мы помним, что площадь чипа GeForce GTX TITAN X поколения Maxwell составляет 600 мм². У GP100, используемого в суперкомпьютерах с Tesla P100, — 610 мм² при транзисторном бюджете 15,3 млрд. То есть потенциал для физического наращивания мощностей игровых GPU NVIDIA имеется. С другой стороны, если TSMC при переходе с 28 нм на 16 нм не изменила размер фотомаски, то дальше увеличивать кристаллы не получится. В любом случае важно соблюсти баланс, ведь NVIDIA уже давно не выпускает игровых ускорителей с максимальным уровнем электроэнергии, превышающим 250 Вт. Любой техепроцесс со временем только хорошее. Брак уменьшается, энергоэффективность — увеличивается.

Обзор подготавливался еще до открытия онлайн-магазина NVIDIA в России. Поэтому рублевой цены TITAN X я не знаю. Так как мы относимся к европейскому региону, то 1200 долларов США, скорее всего, превратятся в 1200 Евро (плюс налоги).

	NVIDIA TITAN X (Pascal)	NVIDIA GeForce GTX 1070	NVIDIA GeForce GTX 1080	NVIDIA GeForce GTX TITAN X
Архитектура	Pascal	Pascal	Pascal	Maxwell
Название чипа	GP102	GP104	GP104	GM200
Техпроцесс	16 нм	16 нм	16 нм	28 нм
Количество транзисторов	12 млрд	7,2 млрд	7,2 млрд	8 млрд
Количество GPC	6	3	4	6
Количество SM	28	15	20	24
Количество потоковых процессоров	3584	1920	2560	3072
Количество текстурных блоков	224	120	160	192
Количество ROP	96	64	64	96
Кэш второго уровня	3072 КБ	2048 КБ	2048 КБ	3072 КБ
Частота ядра	1417 (1531) МГц	1506 (1683) МГц	1607 (1733) МГц	1000 (1075) МГц
Память	GDDR5X	GDDR5	GDDR5X	GDDR5
Объем памяти	12 ГБ	8 ГБ	8 ГБ	12 ГБ
Интерфейс памяти	384 бит	256 бит	256 бит	384 бит
Частота памяти	2500 (10 000) МГц	2002 (8008) МГц	2500 (10 000) МГц	1750 (7000) МГц
Пропускная способность памяти	480 ГБ/с	256 ГБ/с	320 ГБ/с	336,5 ГБ/с
Уровень TDP	250 Вт	150 Вт	180 Вт	250 Вт
Питание	8+6 пин	8 пин	8 пин	6+8 пин
Интерфейсы	1x DVI 3x DisplayPort 1x HDMI	1x DVI 3x DisplayPort 1x HDMI	1x DVI 3x DisplayPort 1x HDMI	1x DVI 3x DisplayPort 1x HDMI
Цена за Founders Edition (США/Россия)	$1200/—	$450/35 000 руб.	$700/55 000 руб.	$1000/65 000 руб. (на момент выхода в продажу)

Ниже приведена блок-схема процессора GP102. На шесть кластеров процессорной графики приходится только 28 потоковых мультипроцессоров, хотя в теории должно быть 30. Получается, что два из них заблокированы. Это сделано либо в угоду большего процента выхода годных чипов, либо ради энергетической оптимизации, либо с заделом на будущее. В сравнении с GP100 чип для TITAN X получил урезанный с 4096 КБ до 3072 КБ кэш второго уровня, лишился шины NVLINK, а вместо контроллера для работы со стеками HBM-памяти второго поколения используются двенадцать 32-битных линий GDDR5X. Суммарный интерфейс — 384 бит.

С учетом всего выше сказанного GP102 заметно производительнее GP104. TITAN X — это первая одночиповая видеокарта с суммарной мощностью, переваливающей за 10 ТФЛОПС. И все же ограничение по энергопотреблению сказалось на флагмане NVIDIA. Частоты «Титана» заметно ниже, чем у референса GeForce GTX 1080.

Блок-схема процессора GP102

TITAN X — ограниченная серия видеокарт. Реализуется исключительно самой NVIDIA. Кастомных модификаций этого адаптера нет и не будет. Используется та же система охлаждения, что и в версиях Founders Edition субфлагманов 1000-й серии. Только, как и подобает «Титану», серебряный цвет заменили на более брутальный черный. Мне нравится.

Оборотная сторона видеокарты прикрыта металлическим бекплейтом. При использовании двух таких адаптеров в массиве SLI половина пластины снимается. Видимо, так лучше охлаждается элементная база со стороны выводов.

Забавно. Хоть устройство и избавилось от слова GeForce в названии, но на торце кулера соответствующая надпись, подсвечиваемая зеленым во время работы, присутствует. Унификация. «Зеленые» не стали заморачиваться с разработкой альтернативной системы охлаждения. Только перекрасили корпус из магниевого сплава. Об этом моменте мы поговорим отдельно.

TITAN X занимает два слота расширения. Длина стандартная — 267 мм. К устройству требуется подключить один 6- и один 8-пиновый коннекторы питания, то есть карта имеет 50 Вт резерва. Технология SLI поддерживается.

Набор видеовыходов стандартный. На I/O-панели представлены все три распространенных типа интерфейсов.

Повторюсь, в TITAN X используется точно такое же охлаждение, что и у GeForce GTX 1080 Founders Edition. В основе — испарительная камера с тангенциальным вентилятором. Возможности кулера хорошо известны.

На печатной плате распаяно шесть фаз для GPU и еще одна для GDDR5X. Массив памяти объемом 12 ГБ достигается за счет 12 чипов производства компании Micron. Маркировка — D9TXS.

Под нагрузкой графический процессор прогревается до 84 градусов Цельсия. При этом вентилятор раскручивается до 2434 об/мин. Шум заметный. GeForce GTX 1080 Founders Edition греется до 81 градуса, его турбина вращается с частотой ~2150 об/мин. Если младший Pascal шумит с расстояния одного метра на открытом тестовом стенде на уровне 41,5 дБ, то TITAN X — 43 дБ. Некритично, конечно, но от карты стоимостью 1200 долларов без возможности кастомизации мы вправе ожидать большего.

Вентилятор TITAN X вращается постоянно. При определенной нагрузке слышен отчетливый писк дросселей.

Мониторинг показателей NVIDIA TITAN X (Pascal)

Самыми горячими элементами видеокарты являются чипы памяти. Они греются до 88 градусов Цельсия. Шести фаз достаточно для нормальной работы GP102. В целом для 250-ваттного устройства адаптер греется несильно.

Тестирование

Тестовый стенд:

• Процессор:  Intel Core i7–4790K @4,5 ГГц
• Процессорный кулер: Noctua NH-D15
• Материнская плата:  MSI Z97 MPOWER
• Накопитель: SSD Patriot Blast 480 Гбайт
• Оперативная память: DDR3–2400, 2×8 Гбайт
• Блок питания: Corsair HX850i, 850 Вт
• Операционная система: Windows 10×64

Тестирование видеокарты проводилось в большом количестве игр. Для всех приложений выставлялись максимальные настройки качества графики, но технология NVIDIA (мех, HairWorks и тому подобное) не использовалась. Скриншоты с детальными данными выложены в одноименной галерее. Единственный момент: для разрешения Ultra HD в некоторых играх сглаживание отключалось. За ненадобностью. На графиках указан средний и минимальный FPS.

Производительность в играх и разгон

Стезя TITAN X — разрешение Ultra HD. Поэтому ниже предлагаю таблицу со сравнением героини сегодняшнего тестирования с GeForce GTX 1080 Founders Edition. В основной галерее есть таблицы с результатами в разрешении Full HD и WQHD.

Как видите, TITAN X быстрее GeForce GTX 1080 Founders Edition в среднем на 30–35%.

В ряде игр в разрешении Full HD тестирование флагмана Pascal оказалось бесполезным. Фреймрейт тупо уперся в центральный процессор. А ведь у нас в стенде используется мощный восьмипоточный Core i7–4790K, разогнанный до 4,5 ГГц. Этот факт наталкивает на две мысли: High-end-акселераторы в большинстве случаев уже бесполезно тестировать в Full HD; необходим более мощный стенд. Что касается второго момента, то возьмусь за него вплотную сразу после выхода процессоров поколения Kaby Lake.

Результаты тестирования NVIDIA TITAN X в «Ведьмак 3: Дикая Охота»

Вообще занятно получается. В Full HD разница между TITAN X и GeForce GTX 1080 небольшая. Сказывается процессорозависимость. В 4K отставание одной карты от другой, порой, достигает 30–35%. Сказывается наличие большого количества ROP. Да и вообще GP102 заметно мощнее GP104.

Результаты тестирования NVIDIA TITAN X в Assassin«s Creed Syndicate

Результаты тестирования NVIDIA TITAN X в Rise of the Tomb Raider

TITAN X хорошо разгоняется. Возможно, это связано с тем, что производитель изначально несколько «задушил» видеокарту по частоте ядра. Лимит мощности увеличивается на 20%. В итоге я получил абсолютно стабильные 1608 МГц по чипу и 2804 (11 216) МГц по памяти. Реальные частоты оказались заметно выше.

	Заявленные производителем частоты чипа/памяти	Реальные частоты чипа/памяти
Номинал	1417/2500 МГц	1620–1747/2500 МГц
Разгон	1608/2804 МГц	1823–2050/2804 МГц

Прирост от разгона ощутимый. В «Ведьмаке» в 4K-разрешении — 15,8%. В Far Cry 4 — 16,6%. Разгон GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1080, увы, не дает подобной прибавки. Сам собой напрашивается вопрос:, а зачем «зеленые» так ограничили TITAN X? Почему из видеокарты за 1200 долларов самостоятельно не выжали еще хотя бы 10%?

Результаты тестирования NVIDIA TITAN X в Total War: Warhammer

Обратите внимание, что есть игры, которые даже в Full HD заставляют попотеть TITAN X. Например, Deus Ex: Mankind Divided. Или XCOM 2. А еще есть свеженькие Mafia III и Dishonored 2, которые обладают откровенно унылой графикой, но кладут на лопатки любую современную видеокарту. К сожалению, от криворуких программистов не застрахован никто. Единственное воздействие — не голосовать рублем за подобное… творчество.

Больше результатов TITAN X находятся в основной галерее.

Результаты тестирования NVIDIA TITAN X в DOOM

TITAN X отлично подойдет в том числе и для VR-развлечений. Бенчмарк Steam выдал тестовому стенду 11 баллов из 11 возможных.

Производительность NVIDIA TITAN X в VR

Вычисления

Когда линейка TITAN только появилась, то NVIDIA позиционировала эти адаптеры как универсальные решения для игр и работы. Мы видим, что со временем «профессиональный налет» стерся, остался только геймерский. TITAN X — игровая видеокарта. В GP100, используемом в Tesla P100, на каждые 64 CUDA-ядра для операций с одинарной точностью FP32 приходится 32 ядра для операций с двойной точностью FP64. В GP102 повторяется ситуация с Maxwell: в потоковом мультипроцессоре на 128 CUDA-ядер для FP32 приходится всего четыре ядра для FP64. Сделано это для одной цели: не разбазаривать энергетический запас графического процессора на вещи, которыми пользоваться не будут. Ниже приведены результаты TITAN X в вычислениях.

В заключение

Понимаю, что 99,9% читателей не купят TITAN X. Слишком дорого. И все же видеокарта представляет интерес, так как она уже сейчас отлично справляется с играми в разрешении Ultra HD. Повангую на тему, когда же 4K-гейминг станет по-настоящему доступным? Kepler-флагман GeForce GTX 780 Ti представили 7 ноября 2013 года. Год спустя вышла схожая в плане производительности GeForce GTX 980. А теперь такое же быстродействие демонстрирует GeForce GTX 1060. Если учесть, что подобная тенденция продолжится (хотя говорить об этом со 100-процентной уверенностью нельзя), то соответствовать производительности TITAN X будет уже GeForce GTX 1180 (название условное), а еще через поколение — GeForce GTX 1260. Это только предположение, однако, если все сложится, то действительно доступный гейминг в разрешении Ultra HD наступит через два поколения GeForce, то есть через три-четыре года. Хотя играть в 4K-разрешении с некоторыми оговорками можно уже сейчас.

TITAN X такой один. Когда у AMD появится конкурент с аналогичной производительностью — неизвестно. Но к карте стоимостью 1200 долларов есть претензии. На мой взгляд, за такой ценник NVIDIA спокойно могла бы разработать альтернативную систему охлаждения. Тихую и более эффективную. Или заказать у партнера. Я не верю, что лидеру рынка это не под силу. В итоге получили игровой ускоритель, который существует в одном-единственном исполнении. Шумный игровой ускоритель.

Второй момент — адаптер хорошо гонится и дает ощутимый прирост производительности. Более качественный кулер пригодился бы. С учетом того, что в продаже существуют кастомные версии GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 1080, из которых уже выжали все соки на заводе, то нечто подобное могли бы сделать и с TITAN X. Ведь имеем дело с 1200-долларовой, самой крутой видеокартой современности.

NVIDIA TITAN X (Pascal) получает награду «Выбор редакции». За производительность.

Плюсы:	Минусы:
очень высокая производительность отличный прирост от разгона подходит для 4K-гейминга	очень-очень-очень высокая цена потенциал видеокарты выше, производительность задушена производителем (возможно, специально) шум

Полный текст статьи читайте на Ferra.ru