Битва титанов: тест видеокарт класса High-End

Битва титанов: тест видеокарт класса High-End

Новые графические процессоры NVIDIA с архитектурой Kepler вызывают на дуэль чипы Tahiti от AMD. CHIP выяснил, какое решение обеспечивает наивысшую производительность в современных играх.

Новые графические процессоры NVIDIA с архитектурой Kepler вызывают на дуэль чипы Tahiti от AMD. CHIP выяснил, какое решение обеспечивает наивысшую производительность в современных играх. Высокая мощность видеоподсистемы в современных ПК и лэптопах имеет решающее значение: благодаря ей мобильный компьютер может использоваться не только для работы, но и мультимедийных развлечений, а в десктопах производительная графическая плата просто необходима для запуска динамичных игр.

За корону победителя в этом сегменте сегодня борются компании AMD и NVIDIA, идущие разными путями при разработке своих продуктов. В начале года пальму первенства в классе топовых видеоплат удерживала фирма AMD благодаря архитектуре GCN и графическому процессору Tahiti, который не только обеспечил рывок в быстродействии топовых видеоплат, но и отражает новый взгляд AMD на предназначение GPU. Теперь же компания NVIDIA заявляет, что наиболее высокую производительность предлагают ее графические процессоры GK104, основанные на архитектуре Kepler. Мы сравнили представленные архитектуры, а также подвергли десктопные видеоплаты премиум-сегмента и их мобильные версии тщательному тестированию. Графический процессор GK104 от NVIDIA, на котором построены видеоплаты GeForce GTX 690 и GTX 680, содержит 3,54 млрд транзисторов на кристалле площадью 294 мм2. Чип Tahiti от AMD в видеокарте Radeon HD 7970, в свою очередь, состоит из 4,31 млрд транзисторов, которые располагаются на кристалле площадью 365 мм2. Необходимость столь большого количества транзисторов в чипе от AMD обусловлена тем, что данный GPU может использоваться как для обработки графики в играх, так и в качестве универсального видеопроцессора GPGPU (от англ. «видеочип общего назначения»), уменьшая нагрузку на центральный процессор компьютера. Чип NVIDIA GK104 также может использоваться не только в играх в рамках технологии CUDA: четыре графических кластера (GPC) составляют его основную структуру. Каждый из них содержит четыре оптимизированных потоковых мультипроцессора SMX, а каждый SMX, в свою очередь, работает со 192 ядрами CUDA. К тому же в SMX используются четыре планировщика для групп потоков данных, восемь диспетчеров инструкций и 16 текстурных блоков. Всего в распоряжении нового GPU находится 1536 шейдерных процессоров. Шейдер — программа для одной из ступеней графического конвейера, применяемая в трехмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения. Для сравнения, чип Tahiti оснащен 2048 шейдерными процессорами: компания AMD отказалась от архитектуры VLIW (Very Lange Instruction Word — очень длинная машинная команда) в пользу новой архитектуры GCN и, как и компания NVIDIA, теперь использует так называемые одномерные шейдеры. Последние практически все без исключения могут быть загружены на 100%, в то время как уровень загрузки основанных на VLIW шейдерных блоков достигает максимум 70–80%. Новые шейдерные процессоры были объединены инженерами AMD в так называемые вычислительные блоки. Каждый вычислительный блок (см. схему в разделе «Сравнение архитектур») содержит четыре векторных блока, которые, в свою очередь, включают в себя 16 арифметико-логических вычислительных блоков. Каждый векторный блок может получать на выполнение отдельные задачи. Это позволяет эффективно решать задачи в пределах обрабатываемого списка команд.

Обмен данными в видеоплатах от AMD с памятью стандарта GDDR5 осуществляется по шине 384 бита. NVIDIA работает с 256-битной шиной. Как Kepler, так и Tahiti осуществляют связь с центральным процессором посредством интерфейса PCI Express версии 3.0. Видеоплаты на базе данных чипов предлагают разъемы для подключения нескольких мониторов, поддерживают HDMI 1.4a и способны работать с дисплеями, обеспечивающими сверхвысокое разрешение 4K. Решения NVIDIA поддерживают также режим Surround Gaming, в рамках которого к одной видеоплате можно подключать одновременно до четырех мониторов. К слову, у видеоплат AMD данная возможность появилась достаточно давно. Оба графических процессора имеют встроенные функции автоматического увеличения тактовой частоты, которые при высоких требованиях к производительности позволяют использовать весь потенциал GPU. При этом также достигается максимальный уровень рассеиваемой тепловой мощности TDP: у NVIDIA GTX 680 данный показатель составляет 195 Вт, у AMD Radeon HD 7970 — 230 Вт.

Топовые видеоплаты NVIDIA и AMD предоставляют возможность вывода изображения на несколько мониторов. У AMD данная технология называется Eyefinity, у NVIDIA — Surround Gaming. В обоих случаях использование нескольких экранов подарит геймерам в процессе игры новые ощущения. Топовые видеоплаты NVIDIA и AMD предоставляют возможность вывода изображения на несколько мониторов. У AMD данная технология называется Eyefinity, у NVIDIA — Surround Gaming. В обоих случаях использование нескольких экранов подарит геймерам в процессе игры новые ощущения.

Сравнение архитектур

NVIDIA Kepler В потоковом мультипроцессоре SMX (на схеме он в центре) имеется 192 ядра CUDA. Каждые два SMX образуют один кластер графической обработки (GPC), у чипа GK104 на базе архитектуры Kepler их четыре. Он располагает 1536 шейдерными процессорами, которые используются весьма эффективно.

AMD Tahiti В решениях AMD четыре векторных блока, в каждом из которых имеется 16 шейдеров, объединены в один вычислительный (Compute Unit). Графический процессор Tahiti имеет 32 вычислительных блока и, соответственно, 2048 шейдеров. Каждый векторный блок работает независимо от других, благодаря чему достигается высокая эффективность при выполнении одновременно нескольких списков команд.

Преимущество NVIDIA

Несмотря на то что видеоплата GeForce GTX 680 в сравнении с Radeon HD 7970 имеет меньшее количество шейдеров, в среднем она обеспечивает более высокую производительность при меньшем энергопотреблении. GeForce GTX 690 класса High-End оснащена двумя графическими процессорами GK104, и, как показали результаты бенчмарков, они обеспечивают высочайшую вычислительную мощь. Однако отметим, что сегодня лишь немногие игры (например, S.T.A.L.K.E.R.) способны использовать потенциал обоих GPU.

Результаты тестирования мобильных GPU поставили нас в тупик: в то время как GTX 680M в 3DMark по уровню производительности приближается к десктопным видеоплатам GTX 680 и HD 7970, в реальных играх, особенно при высоком разрешении, она значительно отстает от них. Здесь более выгодно смотрится решение AMD HD 7970M, которое, однако, при невысоких разрешениях значительно уступает своим конкурентам. Вполне ожидаемыми оказались результаты сравнительного тестирования встроенных графических чипов центральных процессоров Intel: видеоядро HD 4000 в CPU Core i7 показало лишь малую долю той вычислительной мощи, на которую способны дискретные решения.

Результаты тестирования

Без сомнения, тем пользователям, которые хотят играть в современные, графически сложные игры с высоким разрешением и хорошим уровнем детализации, не обойтись без мощной дискретной видеоплаты. Отметим, что все участники нашего сегодняшнего тестирования вас не разочаруют.

Победитель теста — двуядерная видеоплата GeForce GTX 690, предлагаемая по весьма нескромной цене, обеспечивает высочайшую производительность в сложных современных играх. Но в настоящий момент лишь немногие игры способны задействовать оба графических процессора одновременно. Самый грозный конкурент буквально дышит в спину — это также один из продуктов NVIDIA, модель GeForce GTX 680.

Видеоплата AMD Radeon HD 7970, удостоившаяся звания «оптимальный выбор», немного проигрывает новой GeForce GTX 680 от NVIDIA в производительности. Несмотря на это, она является очень мощным дискретным решением и справится со всеми современными играми при максимальных настройках. Кроме того, она значительно дешевле, чем модель от NVIDIA.

Мобильные дискретные видеоплаты последнего поколения обеспечивают до десяти раз более высокую производительность, чем встроенное графическое решение HD 4000 от Intel. Они находятся на уровне моделей среднего класса для настольных компьютеров. В области мобильных решений GeForce GTX 680M от компании NVIDIA также опережает HD 7970M от AMD.

 

Теги amd