Первая для Ultra HD. Обзор видеокарты NVIDIA GeForce GTX TITAN X17.03.2015 22:01

История повторяется. Только-только познакомившись с референсной версией GeForce GTX 980, ваш покорный слуга сделал в соответствующем обзоре следующий вывод: «Видно, что NVIDIA не спешит раскрывать все козыри. Не хочу быть голословным, но не удивлюсь, если в следующем году калифорнийская компания продемонстрирует миру и 250-ваттный Maxwell. И вот эту видеокарту можно будет назвать по-настоящему флагманом девятисотой линейки.» Как видите, прошло ровно полгода, и NVIDIA представила полноценный флагман в лице 3D-ускорителя GeForce GTX TITAN X. Не надо быть Нострадамусом, чтобы предположить такой исход событий. Тем более, что «зеленые» поступают подобным образом не в первый раз. Мы уже видели «флагманские» версии GeForce GTX 680/670, которые впоследствии были «разжалованы» до пограничного Middle-end. Точно в такой же ситуации оказываются сейчас и видеокарты GeForce GTX 980/970.

Конечно, можно пожурить дружину Дженсена за то, что «она таким способом дополнительно наваривается на пользователях». Однако, если схема работает, то почему бы не пользоваться ей в дальнейшем? Отвечая на этот вопрос, кстати, необходимо наблюдать и за главным конкурентом NVIDIA, который не стесняется выпускать ребрендинговые модели видеокарт. А пока GeForce GTX TITAN X — это претендент на звание самой быстрой одночиповой игровой видеокарты современности.

NVIDIA GeForce GTX TITAN X

Технические характеристики Все познается в сравнении. NVIDIA удалось создать чип, уровень TDP которого составляет всего 165 Вт, но при этом GeForce GTX 980 демонстрирует во многом схожий уровень производительности с 290-ваттной Radeon R9 290X. Сейчас NVIDIA выпустила свой «полноформатный» Maxwell. При уровне TDP, равным 250 Вт, GM200 на бумаге обладает в полтора раза большей производительностью, чем GM204. Естественно поспособствовало тому увеличение общего числа транзисторов, достигнутое в рамках все того же 28-нанометрового техпроцесса. NVIDIA выжимает все, что может из существующей технологии. Благо архитектура Maxwell этому способствует. Так что, по всей видимости, решения на основе 16-нм техпроцесса мы увидим только в следующем году. Или позже. Подробно описывать особенности архитектуры Maxwell я не буду. В свое время мы сделали это, анализируя видеокарту GeForce GTX 750 Ti: «Часть №1: первые решения на архитектуре Maxwell»; «Часть №2: новые подробности архитектуры Maxwell». Не вижу смысла повторяться.

NVIDIA GeForce GTX TITAN X

NVIDIA GeForce GTX 980

Название чипа

GM200

GM204

Техпроцесс

28 нм

Количество транзисторов

8 млрд

5,2 млрд

Количество GPC

6

4

Количество SMM

24

16

Количество CUDA-ядер

3072

2048

Количество текстурных блоков

192

128

Количество ROP

96

64

Кэш второго уровня

3072 Кбайт

2048 Кбайт

Частота ядра

1000 (1075) МГц

1126 (1216) МГц

Память

GDDR5

Объем памяти

12 Гбайт

4 Гбайт

Интерфейс памяти

384 бит

256 бит

Частота памяти

1750 (7000) МГц

Пропускная способность памяти

336,5 Гбайт/с

224 Гбайт/с

Уровень TDP

250 Вт

165 Вт

Питание

6+8 пин

6+6 пин

Интерфейсы

1x DVI

3x DisplayPort

1x HDMI

1x DVI

3x DisplayPort

1x HDMI

Цена

$1000

$550

GM200 — это первый «камень» NVIDIA с тремя тысячами потоковых процессоров!

В основе GM200 лежит сразу шесть кластеров графики GPC. В каждом таком модуле насчитывается четыре потоковых мультипроцессора. В итоге GM200 может похвастать сразу 24 SMM. С учетом модульной архитектуры Maxwell получается, что чип имеет 3072 ядра CUDA, 192 текстурных блока и 96 ROP. Вот и получается, что в нем ровно в полтора раза больше элементов, чем в GM204, используемом в GeForce GTX 980. Следовательно, производитель вправе говорить о (теоретическом) полуторакратном увеличении производительности. Хотя новый GPU функционирует на более низких частотах: 1000 (1075) МГц против 1126 (1216) МГц у GeForce GTX 980 (референсные показатели). Так что разница в быстродействии, например, в тех же играх не всегда будет достигать заветных 50% (если вообще будет — прим. автора). Но уже сейчас очевидно, что она будет очень заметной.

Блок-схема графического процессора GM200

Достичь полуторакратного увеличения показателей GPU «зеленым» удалось за счет увеличения самого чипа. При полезной площади 600 мм² кристалл GM200 насчитывает сразу 8 миллиардов транзисторов. Это еще один рекорд NVIDIA! При этом подопечным Дженсена Хуанга удалось удержать параметр TDP в рамках 250 Вт. Столько же выделяют «камни» GeForce GTX TITAN и GeForce GTX 780 Ti. А вот флагман AMD — Radeon R9 290X — имеет все 290 Вт TDP. Да, разница минимальна, но опять же NVIDIA вправе говорить об энергоэффективности своего решения.

Графический процессор GM200

Физическое наращивание возможностей GM200 является главной и, пожалуй, единственной особенностью рассматриваемой сегодня видеокарты.

Хотя есть у GeForce GTX TITAN X еще один параметр, который также вызывает восторг. Это объем видеопамяти, используемый в данном графическом адаптере. В GeForce GTX 980 используется 4 Гбайт «мозгов» стандарта GDDR5. В GeForce GTX TITAN BLACK — 6 Гбайт. GeForce GTX TITAN X инженеры «зеленых» нашпиговали сразу 12 Гбайт видеопамяти типа GDDR5! Не многовато ли? Сама NVIDIA позиционирует использование такого объема, как задел на будущее, ведь на сегодняшний день даже в 4K-разрешении вполне достаточно и 8 Гбайт. Однако существует универсальное правило, актуальное во все времена: памяти много не бывает. Для связи с графическим процессором используется 384-битная шина. Чипы GDDR5 функционируют на стандартной частоте 1750 (7000) МГц. Следовательно, ПСП составляет приличные 336,5 Гбайт/с. Это опять же в полтора раза больше, чем у GeForce GTX 980.

Наличие модульной архитектуры позволяет предположить, что в скором времени появятся новые топовые игровые видеокарты NVIDIA. Ведь калифорнийской компании под силу пустить в оборот «отбракованные» чипы с пятью GPC (GeForce GTX 980 Ti?). Возможно, вскоре появятся версии 3D-ускорителей с 28 SMM. Не будем гадать, давайте лучше поближе познакомимся с референсным образцом, прибывшим к нам в тестовую лабораторию.

Блок-схема потокового мультипроцессора SMM

Референс Линейка видеокарт GTX TITAN (хотя не все выделяют их как класс, но причисляют к определенной серии GeForce) насчитывает всего два поколения. На базе архитектуры Kepler были реализованы три видеокарты: GTX TITAN, GTX TITAN BLACK и GTX TITAN Z. Все они с некоторыми оговорками построены на полноформатных чипов GK110. Помимо высокой производительности, эти GPU обладают поддержкой двойной точности вычислений с плавающей запятой. Так, в GK110 на один кластер SMX встроено 64 ядра с плавающей запятой. По умолчанию CUDA-ядра с двойной точностью работают лишь на 1/8 частоты чипа. Однако пользователь в меню настроек драйвера может активировать функцию Double Precision. В результате скорость работы ядер с двойной точностью увеличится, пусть и не на всю частоту GPU. Следовательно, эти решения предназначались не только для игр, но и для профессиональных GPGPU-вычислений. В свою очередь, GeForce GTX TITAN X — это в большей степени игровая видеокарта, так как производительность GM200 в вычислениях двойной точности относительно производительности при работе с FP32 такая же, как у GK104, — 1/32. Следовательно, новинка, на мой взгляд, несколько не вписывается в концепцию линейки GTX TITAN. Если помните, графический чип GK110, установленный в GeForce GTX 780 Ti, был схож с процессором, используемым в GeForce GTX TITAN BLACK. Возможно, было бы более логично назвать GTX TITAN X именно GeForce GTX 980 Ti? Или сама NVIDIA не хочет конкуренции между этим адаптером и Quadro M6000, который также использует в своем арсенале GM200? Сама NVIDIA в официальных прессдоках называет свое детище «игровым монстром» (gaming beast). Так что с позиционированием новинки все ясно.

NVIDIA GeForce GTX TITAN X

NVIDIA GeForce GTX TITAN BLACK

NVIDIA GeForce GTX 970

NVIDIA GeForce GTX 980

AMD Radeon R9 290X

Название процессора

GM200

GK110

GM204

Hawaii

Техпроцесс

28 нм

Архитектура

Maxwell

Kepler

Maxwell

GCN

Число потоковых процессоров

3072

2880

1664

2048

2816

Число текстурных блоков

192

240

104

128

176

Число блоков растеризации

96

48

56

64

Частота ядра

1000 (1075) МГц

889 (980) МГц

1050 (1178) МГц

1126 (1216) МГц

1000 МГц

Память

GDDR5, 12 Гбайт

GDDR5, 6 Гбайт

GDDR5, 4 Гбайт

Шина

384 бит

256 бит

512 бит

Частота памяти

1750 (7000) МГц

1250 (5000) МГц

Максимальное энергопотребление

250 Вт

145 Вт

165 Вт

290 Вт

Видеовыходы

1x DVI, 1x HDMI, 3x DisplayPort

2x DVI, 1x HDMI, 1x DisplayPort

1x DVI, 1x HDMI, 3x DisplayPort

2x DVI, 1x HDMI, 1x DisplayPort

Поддерживаемые API

DirectX 12, OpenGL 4.3

DirectX 11, OpenGL 4.3

DirectX 12 OpenGL 4.3

Цена

$1000

$330

$550

$400

Price.ru

Запрос цены: NVIDIA GeForce GTX TITAN X59031

Запрос цены: NVIDIA GeForce GTX TITAN BLACK59031

Запрос цены: NVIDIA GeForce GTX 97059031

Запрос цены: NVIDIA GeForce GTX 98059031

Запрос цены: AMD Radeon R9 290×59031

Мощность GM200 в сравнении с GM204 увеличилась в полтора раза, а вот стоимость GeForce GTX TITAN X в сравнении с GeForce GTX 980 — в два раза.

В таблицу для GeForce GTX TITAN X занесен ценник в размере 1000 долларов США. Однако NVIDIA непосредственно перед публикацией этого обзора не раскрыла точной информации. Но вряд ли он будет меньше одной «штуки» баксов. Столько стоили прежние одночиповые версии GeForce GTX TITAN.

Кстати, в NVIDIA подтвердили, что первая волна GeForce GTX TITAN X от партнеров калифорнийской компании будет состоять сплошь из референсных моделей, возможно, улучшенных при помощи заводского разгона. Однако затем могут появиться и кастомные решения. Так что GeForce GTX TITAN X претендует на звание первого акселератора, для которого будет снят запрет на изменение эталонного дизайн. Сей факт в очередной раз свидетельствует о том, что рассматриваемая новинка не такая, как остальные «титаны».

Обычно референсы, предоставляемые самой NVIDIA, приезжают к нам без упаковки (хотя и существуют приятные исключения в виде GeForce GTX 690, например). В этот раз исследуемая видеокарта прибыла в элегантной черной коробке. Возможно, в таких же матовых боксах будут продаваться адаптеры первой волны.

Упаковка NVIDIA GeForce GTX TITAN X

Сама GeForce GTX TITAN X визуально довольно сильно изменилась. Так, кулер 3D-ускорителя был покрашен в черный матовый цвет. От него NVIDIA отказалась еще со времени анонса GeForce GTX 680. В остальном видеокарта оборудована классическим референсным кулером турбинного типа. Длина устройства составляет привычные 10,5 дюймов (~270 мм).

NVIDIA GeForce GTX TITAN X

Оборотная сторона GeForce GTX TITAN X плотно усеяна чипами памяти. Референс GeForce GTX 980, если помните, был снабжен пластиковым бекплейтом. В GeForce GTX TITAN X от него решили отказаться.

NVIDIA GeForce GTX TITAN X, оборотная сторона

GeForce GTX TITAN X стандартно занимает два слота расширения. Для стабильной работы видеокарты к ней необходимо подключить один 6-пиновый и один 8-пиновый кабели блоки питания. В верхней части адаптера, на привычном месте, расположены «гребешки» для подключения SLI-мостиков. Производитель позволяет объединять до четырех GeForce GTX TITAN X в одной «упряжке». Так что в ближайшем будущем в продаже появятся очень дорогие и очень мощные сборки ПК, построенные на базе этой видеокарты.

Надпись GEFORCE GTX во время работы подсвечивается зеленым светом.

NVIDIA GeForce GTX TITAN X, вид сверху

Интерфейсная панель у GeForce GTX TITAN X стандартная. Здесь присутствует по одному DVI и HDMI, а также три DisplayPort. Универсальное количество, на мой взгляд. Отмечу, что видеовыход HDMI соответствует стандарту 2.0, то есть он может передавать 4K-разрешение к источнику с частотой 60 Гц.

NVIDIA GeForce GTX TITAN X, I/O-панель

Повторюсь, в GeForce GTX TITAN X используется классический кулер турбинного типа. Для чипов памяти и подсистемы питания предусмотрена специальная металлическая плата. Графический процессор охлаждает большая испарительная камера.

Кулер NVIDIA GeForce GTX TITAN X

С одной стороны, TDP у GM200 в сравнении с GM204 значительно увеличился. И охлаждать 250-ваттный чип гораздо тяжелее 165-ваттного. С другой стороны, увеличилась и площадь самого кристалла. Следовательно, возросла и зона соприкосновения с подошвой кулера. Поэтому испарительная камера может раскрыть весь свой потенциал.

Кулер NVIDIA GeForce GTX TITAN X

А вот и печатная плата. Она очень напоминает PCB, который использовался в GeForce GTX TITAN. В частности, используется шестифазная схема питания. Хотя дополнительных элементов на текстолите GeForce GTX TITAN X стало заметно больше. Рядом с разъемами для подключения питания выведено еще одно посадочное место для 8-пинового коннектора. Скорее всего, такая же печатная плата будет использоваться и в Quadro M6000.

Печатная плата NVIDIA GeForce GTX TITAN X

Подсистема питания NVIDIA GeForce GTX TITAN X

Полезная площадь кристалла составляет 600 мм². Об основных характеристиках GPU я уже писал. Маркировка чипа говорит о том, что он был произведен на 47 неделе 2014 года. То есть в ноябре. Это еще раз свидетельствует о том, что NVIDIA уже давно все рассчитала. Анонс GeForce GTX TITAN X был заблаговременно спланирован.

На видеокарте распаяно сразу 24 чипа памяти производства компании SK hynix. Маркировка — H5GQ4H24MFR-R2C. Следовательно, объем каждого чипа равен 512 Мбайт. Эффективная частота — 7000 МГц

Видеопамять NVIDIA GeForce GTX TITAN X

Страница №2: «Тестирование», «Вывод»

Полный текст статьи читайте на Ferra.ru