Видеокарта MSI GeForce RTX 3090 Gaming X Trio (24 ГБ): огромные габариты и эффективное охлаждение при низком уровне шума20.10.2020 10:30

Объект исследования: серийно выпускаемый ускоритель трехмерной графики (видеокарта) MSI GeForce RTX 3090 Gaming X Trio 24G 24 ГБ 384-битной GDDR6X

Кратко о главном

В начале всех обзоров серийных видеокарт мы обновляем свои знания о производительности семейства, к которому относится ускоритель, и его соперников. Все это нами субъективно оценивается по шкале из пяти градаций.

Даже нет смысла комментировать: это самый быстрый на сегодня видеоускоритель. Он прекрасно подходит для разрешения 4К при максимальных настройках графики, а в ряде игр с использованием технологии Nvidia DLSS подходит и для разрешения 8К.

Характеристики карты

Компания MSI (MicroStar International, торговая марка MSI) основана в 1986 году в Китайской Республике (Тайвань). Выпускала ОЕМ-продукцию по сторонним заказам. Выпуск продуктов под своим брендом был начат только с 1994 года. Штаб-квартира в Тайбэе/Тайвань. Производство в Китае и на Тайване. 50% продукции — по заказам сторонних компаний (ОЕМ). На рынке в России с 1997 года.

MSI GeForce RTX 3090 Gaming X Trio 24G 24 ГБ 384-битной GDDR6X
Параметр	Значение	Номинальное значение (референс)
GPU	GeForce RTX 3090 (GA102)
Интерфейс	PCI Express x16 4.0
Частота работы GPU (ROPs), МГц	1395—1785(Boost)—2010(Max)	1395—1695(Boost)—1965(Max)
Частота работы памяти (физическая (эффективная)), МГц	4875 (19500)	4875 (19500)
Ширина шины обмена с памятью, бит	384
Число вычислительных блоков в GPU	82
Число операций (ALU/CUDA) в блоке	128
Суммарное количество блоков ALU/CUDA	10496
Число блоков текстурирования (BLF/TLF/ANIS)	328
Число блоков растеризации (ROP)	112
Число блоков Ray Tracing	82
Число тензорных блоков	328
Размеры, мм	320×125×55	310×125×53
Количество слотов в системном блоке, занимаемые видеокартой	3	3
Цвет текстолита	черный	черный
Энергопотребление пиковое в 3D, Вт	382	364
Энергопотребление в режиме 2D, Вт	35	38
Энергопотребление в режиме «сна», Вт	10	11
Уровень шума в 3D (максимальная нагрузка), дБА	26,9	34,7
Уровень шума в 2D (просмотр видео), дБА	18,0	18,0
Уровень шума в 2D (в простое), дБА	18,0	18,2
Видеовыходы	1×HDMI 2.1, 3×DisplayPort 1.4a	1×HDMI 2.1, 3×DisplayPort 1.4a
Поддержка многопроцессорной работы	SLI (NVLink)
Максимальное количество приемников/мониторов для одновременного вывода изображения	4	4
Питание: 8-контактные разъемы	3	1 (12-контактный)
Питание: 6-контактные разъемы	0	0
Максимальное разрешение/частота, Display Port	7680×4320@30 Гц
Максимальное разрешение/частота, HDMI	7680×4320@60 Гц
Максимальное разрешение/частота, Dual-Link DVI	2560×1600@60 Гц (1920×1200@120 Гц)
Максимальное разрешение/частота, Single-Link DVI	1920×1200@60 Гц (1280×1024@85 Гц)
Средняя розничная стоимость карты MSI

Память

Карта имеет 24 ГБ памяти GDDR6X SDRAM, размещенной в 24 микросхемах по 8 Гбит на обеих сторонах PCB (по 12 на каждой). Микросхемы памяти Micron (GDDR6X, MT61K256M32JE-21) рассчитаны на номинальную частоту работы в 5250 (21000) МГц. Расшифровщик кодов на упаковках FBGA находится здесь.

Особенности карты и сравнение с Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition

MSI GeForce RTX 3090 Gaming X Trio 24G (24 ГБ)	Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition (24 ГБ)
вид спереди
вид сзади

Напомним, что в Nvidia сделали два варианта дизайна PCB: для своих карт Founders Edition и для партнеров (платы без характерного выреза). Однако инженеры MSI создали собственный дизайн, который лишь в общих чертах базируется на эталонном.

Карта MSI получилась более габаритной, однако это определяется ее весьма громоздкой СО. Суммарное количество фаз питания у референс-карт — 22, а у карты MSI — 18. При этом распределение фаз разное: у MSI — 14 фаз на ядро и 4 на микросхемы памяти, а у Nvidia GeForce RTX 3090 Founders Edition — 18+4. У карты MSI на печатной плате есть свободное место — возможно, под более крутой вариант Lightning, который поддерживает более серьезный разгон.

Зеленым цветом отмечена схема питания ядра, красным — памяти. При этом никаких удвоителей (даблеров) фаз нет, для управления схемой питания GPU используются два ШИМ-контроллера uP9512R (uPI Semiconductor), каждый из которых способен управлять 8 фазами максимум. Оба расположены на оборотной стороне платы.

На лицевой же стороне имеется другой ШИМ-контроллер On Semiconductor NCP81611, который управляет 4-фазной схемой питания микросхем памяти.

В преобразователе питания, традиционно для всех видеокарт Nvidia, используются транзисторные сборки DrMOS — в данном случае NCP302045 (On Semiconductor), каждая из которых рассчитана максимально на 45 А.

Также имеются два контроллера uS5650Q (uPI Semiconductor), отвечающие за мониторинг карты (отслеживание напряжений и температуры).

А подсветкой управляет отдельный контроллер ITE8295FN (ITE Tech).

Штатные частоты памяти у карты MSI равны референсным значениям, а вот частота работы ядра немного выше (на 1,5%). Я попробовал ручной разгон, однако TDP можно поднять лишь до 106%, так что, скорее всего, драйверы ограничат разгон привычными 5% прироста производительности вне зависимости от установки частот. Я попытался выставить +120 МГц по ядру и +750 МГц по памяти, что дало максимальные частоты в 2100/21000 МГц.

Что касается пресловутого ранее растиражированного «скандала» с выпадениями игр на рабочий стол, с которыми столкнулись некоторые немногочисленные владельцы GeForce RTX 3080, то, во-первых, это были реально разовые случаи (просто благодаря соцсетям и блогерам даже пара случаев может быть растиражирована до уровня «все GeForce RTX 3080 / 3090 — брак и фуфло!»), во-вторых, выпуск версии драйверов 456.55 убрал проблему так таковую, а в-третьих, никакие танталовые конденсаторы не виноваты вообще. Мало того, что последние раз в 10 дороже керамических, что на корню уничтожает теорию о якобы жадных производителях, которые ради экономии чаще ставят танталовые конденсаторы, нежели керамические, так это еще и вообще ни при чем. По крайней мере, никто так и не смог установить закономерности во влиянии этих факторов на выпадение игр. Очевидно, что проблема была в конкретных экземплярах GPU, ее исправили программным путем. При этом никакого снижения частот ниже 2 ГГц, о чем также трубили блогеры, в новых драйверах нет. Можно убедиться в этом по результатам диагностики ниже.

Питание подается через три 8-контактных разъема (об этом сказано в начальном ролике).

Управление работой карты обеспечивается с помощью хорошо известной фирменной утилиты MSI Dragon Center.

Нагрев и охлаждение

В Nvidia решили сделать у карт GeForce RTX 3080/3090 более компактную PCB и придумали новую систему охлаждения, продувающую радиатор насквозь (при этом частично оставляющую нагретый воздух в объеме корпуса). Однако в MSI решили пойти старым проверенным путем, сделав PCB длиннее и установив кулер привычной конструкции. Поэтому перед нами огромный двухсекционный пластинчатый никелированный радиатор с тепловыми трубками, формирующими подошву прямого контакта с GPU. Микросхемы памяти охлаждаются пластиной, прикрученной к основанию радиатора, а преобразователи питания VRM охлаждаются с помощью отдельных подошв на том же радиаторе (одна из этих пластин служит еще и ребром жесткости). Задняя пластина служит не только элементом защиты PCB, но и участвует в охлаждении оборотной стороны платы через термоинтерфейс. Следует отметить, что из-за возросшей площади кристалла GPU стали применять «четырехлапый» прижим-амортизатор, который помогает равномерно распределять прижим подошвы радиатора по всей площади кристалла.

Поверх радиатора установлен кожух с тремя вентиляторами ∅95 мм типа Torx 4.0, имеющими особый дизайн лопастей (соединенных попарно) для усиления потока воздуха, направленного на радиатор.

Остановка вентиляторов при малой нагрузке видеокарты происходит, если выполняются все три условия: температура GPU опускается ниже 50 градусов, нагрев микросхем памяти — ниже 80 градусов, потребление GPU — ниже 35–45 Вт. Разумеется, СО при этом становится бесшумной. При запуске ПК вентиляторы работают, однако после загрузки видеодрайвера идет опрос рабочей температуры, и они выключаются. Ниже есть видеоролик на эту тему.

Мониторинг температурного режима с помощью MSI Afterburner:

После 6-часового прогона под нагрузкой максимальная температура ядра не превысила 74 градусов, что является приемлемым результатом для видеокарт флагманского уровня. Мониторинг подтвердил, что частота работы GPU с драйверами версии 456.55 поднимается выше 2 ГГц, да и вообще разницы между работой карты с разными версиями драйверов, включая исходную 456.38, нет, все в рамках погрешности измерений. Энергопотребление карты доходило до 382 Вт.

При ручном разгоне параметры нагрева и шума менялись очень мало, максимальное потребление выросло до 390 Вт.

Мы засняли и ускорили в 25 раз шестиминутный прогрев:

Максимальный нагрев наблюдался в центральной части PCB, в основном около ядра. Ранее я говорил, что стоит обратить особое внимание на разъемы питания у тех плат, у которых их было всего два. Здесь отчетливо видно, что действительно есть смысл распределить подвод питания на три 8-контактных разъема.

Шум

Методика измерения шума подразумевает, что помещение шумоизолировано и заглушено, снижены реверберации. Системный блок, в котором исследуется шум видеокарт, не имеет вентиляторов, не является источником механического шума. Фоновый уровень 18 дБА — это уровень шума в комнате и уровень шумов собственно шумомера. Измерения проводятся с расстояния 50 см от видеокарты на уровне системы охлаждения.

Режимы измерения:

• Режим простоя в 2D: загружен интернет-браузер с сайтом iXBT.com, окно Microsoft Word, ряд интернет-коммуникаторов
• Режим 2D с просмотром фильмов: используется SmoothVideo Project (SVP) — аппаратное декодирование со вставкой промежуточных кадров
• Режим 3D с максимальной нагрузкой на ускоритель: используется тест FurMark

Оценка градаций уровня шума следующая:

• менее 20 дБА: условно бесшумно
• от 20 до 25 дБА: очень тихо
• от 25 до 30 дБА: тихо
• от 30 до 35 дБА: отчетливо слышно
• от 35 до 40 дБА: громко, но терпимо
• выше 40 дБА: очень громко

В режиме простоя в 2D температура была не выше 41 °C, вентиляторы не работали, уровень шума был равен фоновому — 18 дБА.

При просмотре фильма с аппаратным декодированием вентиляторы иногда включались максимум на 500–600 оборотов в минуту, однако шум от них в таком режиме не регистрировался, уровень шума не менялся и составлял 18,0 дБА.

В режиме максимальной нагрузки в 3D температура достигала 74 °C. Вентиляторы при этом раскручивались до 1450 оборотов в минуту, шум вырастал до 26,9 дБА: это тихо. В видеоролике ниже хорошо видно, как шум практически не вырастает (он фиксировался на пару секунд через каждые 30 секунд).

С учетом того, сколько данная карта потребляет, столь тихая работа системы охлаждения заслуживает всяческих похвал.

Подсветка

Подсветка у карты реализована в виде горизонтальных полос вдоль верхнего и нижнего торцов карты, также подсвечены вставки между вентиляторами.

Управление подсветкой традиционно выполнено с помощью Dragon Center.

Выбор режимов очень широк (и это также традиционно для карт MSI).

Серия видеокарт Gaming этой компании хорошо известна своими световыми эффектами.

Комплект поставки и упаковка

Комплект поставки, кроме традиционного руководства пользователя и бонусных стикеров, включает металлический кронштейн-подставку под карту.

Подобную подставку компания MSI уже давно поставляет со своими массивными топовыми видеокартами, и за это их надо поблагодарить.

Подставка очень прочная и легко крепится в системном блоке. В ролике в начале статьи уделено внимание и этой конструкции.

Результаты тестирования

Список инструментов тестирования

Во всех играх использовалось максимальное качество графики в настройках.

• Gears 5 (Xbox Game Studios/The Coalition)
• Wolfenstein: Youngblood (Bethesda Softworks/MachineGames/Arkane Studios)
• Death Stranding (505 Games/Kojima Productions)
• Red Dead Redemption 2 (Rockstar)
• Star Wars Jedi: Fallen Order (Electronic Arts/Respawn Entertainment)
• Control (505 Games/Remedy Entertainment)
• Deliver Us The Moon (Wired Productions/KeokeN Interactive)
• Resident Evil 3 (Capcom/Capcom)
• Shadow of the Tomb Raider (Eidos Montreal/Square Enix), HDR включен
• Metro Exodus (4A Games/Deep Silver/Epic Games)

Стандартные результаты тестов без использования аппаратной трассировки лучей в разрешениях 1920×1200, 2560×1440 и 3840×2160

В поколении GeForce RTX 30 улучшены технологии RTX (расчет освещения с помощью трассировки лучей) и DLSS (интеллектуальная реализация антиалиасинга, обсчитываемая тензорными ядрами). Поэтому дополнительно мы приводим тесты с включенной RTX, а в ряде игр — и с DLSS. Разумеется, в этом случае сравнивать пока приходится только видеокарты Nvidia между собой.

Результаты тестов с включенной аппаратной трассировкой лучей и DLSS в разрешениях 1920×1200, 2560×1440 и 3840×2160

Также приводим результаты тестов в разрешении 8К.

Видеокарта GeForce RTX 3090, как мы уже говорили, не совсем игровое решение, поэтому у нее такой огромный объем памяти, а стоимость крайне высокая. Однако если в прошлом поколении Titan RTX все же был чисто профессиональным решением, то GeForce RTX 3090 сочетает в себе «два в одном». И ее мощь уже позволяет засматриваться на разрешение, максимально возможное на сегодня для стандартных способов вывода — 8К. Мы провели тестирование в играх с участием RTX/DLSS в этом разрешении.

Результаты тестов с включенной аппаратной трассировкой лучей и DLSS в разрешении 7680×4320

Рейтинг iXBT.com

Рейтинг ускорителей iXBT.com демонстрирует нам функциональность видеокарт друг относительно друга и нормирован по самому слабому ускорителю — Radeon RX 550 (то есть сочетание скорости и функций Radeon RX 550 приняты за 100%). Рейтинги ведутся по 28 ежемесячно исследуемым нами акселераторам в рамках проекта Лучшая видеокарта месяца. В данном случае из общего списка выбрана группа карт для анализа, в которую входят GeForce RTX 3090 и его конкуренты.

Для расчета рейтинга полезности использованы розничные цены на середину октября 2020 года. Рейтинг приведен суммарно для всех трех разрешений.

№	Модель ускорителя	Рейтинг iXBT.com	Рейтинг полезности	Цена, руб.
01	MSI RTX 3090 Gaming X Trio, разгон до 2100/21000	2560	171	150 000
02	MSI RTX 3090 Gaming X Trio, 1395—2010/19500	2480	165	150 000
03	RTX 3090 24 ГБ, 1395—1995/19500	2470	165	150 000
04	RTX 3080 10 ГБ, 1440—1995/19000	2200	324	68 000
05	RTX 2080 Ti 11 ГБ, 1350—1950/14000	1770	227	78 000
06	RTX 2080 Super 8 ГБ, 1650—1965/15500	1550	290	53 500
11	Radeon VII 16 ГБ, 1400—1750/2000	1140	238	48 000

Трудно удивить кого-то информацией, что GeForce RTX 3090 стал лидером по производительности: это было известно изначально :) Разумеется, в лидерах и карта MSI на этом GPU. Ее фабричный разгон обеспечивает некоторый прирост скорости, но совсем уж минимальный, а ручной разгон, из-за ограничения на потребление в драйверах, показал прирост около 4,5%.

Рейтинг полезности

Рейтинг полезности тех же карт получается, если показатели предыдущего рейтинга разделить на цены соответствующих ускорителей. Учитывая возможности карты и ее явную нацеленность на использование в высоких разрешениях, приводим рейтинг только для разрешения 4К (поэтому цифры в рейтинге отличаются).

№	Модель ускорителя	Рейтинг полезности	Рейтинг iXBT.com	Цена, руб.
02	RTX 3080 10 ГБ, 1440—1995/19000	617	4195	68 000
05	RTX 2080 Super 8 ГБ, 1650—1965/15500	486	2602	53 500
07	Radeon VII 16 ГБ, 1400—1750/2000	399	1915	48 000
08	RTX 2080 Ti 11 ГБ, 1350—1950/14000	391	3053	78 000
09	MSI RTX 3090 Gaming X Trio, разгон до 2100/21000	353	5294	150 000
10	MSI RTX 3090 Gaming X Trio, 1395—2010/19500	333	5001	150 000
11	RTX 3090 24 ГБ, 1395—1995/19500	330	4955	150 000

Обсуждение этого рейтинга бессмысленно, потому что GeForce RTX 3090 кроме игровых возможностей предоставляет еще и профессиональные, а на цену сильно влияет дефицит таких карт на момент подготовки обзора. Впрочем, топовые видеокарты все равно всегда проигрывают всем конкурентам в рейтинге полезности. Опять же, этот рейтинг не учитывает ни позиционирование и профпригодность продукта, ни особенности карты, типа габаритов, СО, шума, набора видеовыходов, энергопотребления и т. п.

Выводы

MSI GeForce RTX 3090 Gaming X Trio 24G (24 ГБ) — один из самых длинных, но при этом тихий и не шибко греющийся представитель мощнейшего на сегодня 3D-ускорителя GeForce RTX 3090. Габариты обязательно надо учитывать при выборе карты/корпуса! Карта сама по себе имеет весьма жесткую конструкцию, а еще в комплекте поставки есть кронштейн для ее монтажа. Система охлаждения и так тихая, но на сайте MSI предлагается версия BIOS с работой вентиляторов на еще более низкой частоте вращения (однако и частота работы при этом снижена до референсной). Выделим наличие трех 8-контактных коннекторов питания, что дает меньший нагрев в их области.

Стоит повторить (хотя в нашем первом материале по GeForce RTX 3090 мы это уже писали), что наличие большого объема памяти и прекрасная производительность дает GeForce RTX 3090 право называться первым видеоускорителем игрового класса для разрешения 8К. Игры должны поддерживать умный антиалиасинг DLSS 2.0 (причем именно для разрешения 4К и выше), тогда комфорт при игре на огромных 8К-телевизорах будет обеспечен при сохранении всех настроек графики по максимуму.

Даже в 8К для игр не требуется огромный объем памяти в 24 ГБ. Но перед нами, по сути, гибрид профкарты типа Titan с игровым флагманом, отсюда и огромная заявленная цена. Впрочем, все партнеры Nvidia предлагают GeForce RTX 3090 именно в игровых сериях видеокарт, поэтому Nvidia, скорее всего, будет вынуждена снизить цены на этот ускоритель. К тому же, ее партнеры (кроме пары компаний) никогда не продавали профессиональные карты. Но все это будет когда-то позже, а сейчас из-за дефицита многие энтузиасты готовы покупать GeForce RTX 3090 и за 150 тысяч рублей.

Напоминаю, что в целом GeForce RTX 3090 предназначен для тех энтузиастов ПК-игр, которые планируют играть в разрешении 4K при использовании максимальных настроек качества, с RTX и DLSS. В ряде игр редкие владельцы 8К-телевизоров смогут порадоваться и картинке в таком сверхвысоком разрешении, как 7680×4320.

Справочные материалы:

В номинации «Отличная поставка» плата MSI GeForce RTX 3090 Gaming X Trio (24 ГБ) получила награду:

Благодарим компанию MSI Russia
и лично Лизу Чень
за предоставленную на тестирование видеокарту

Для тестового стенда:
блок питания Seasonic Prime 1300 W Platinum предоставлен компанией Seasonic

Полный текст статьи читайте на iXBT