Содержание
- Часть 1 — Теория и архитектура
- Часть 2 — Практическое знакомство
- Часть 3 — Результаты игровых тестов (производительность)
Мы уже говорили о том, что когда-то было негласное правило для рынка среднебюджетных видеокарт: один GPU устанавливается в несколько ускорителей в рамках одной серии Geforce: GTX 56x, GTS 45x и т. д. Теперь же мы видим, как топовый GK104 распространился не только на GTX 680/670, но и на 660 Ti, тогда как GTX 660 уже основан на другом ядре: GK106. И вот следующее по нисходящей шкале решение — GTX 650 Ti также имеет в своей основе GK106. При этом более низший GTX 650 уже основан на GK107. Впрочем, это все интересно лишь продвинутым специалистам в этой области, а также завсегдатаям трехмерной десктопной графики. Обычному потребителю все равно — какие ядра в какой карте, ему важно лишь, чтобы цена была адекватна возможностям того или иного ускорителя. Вот сегодня мы изучим как аспекты теории и архитектуры нового продукта (что интересно специалистам), так и результаты практических исследований на предмет — чего же такого интересного может дать потребителю новый ускоритель.
По традиции тему по архитектурным особенностям продолжит Алексей Берилло.
Часть 1: Теория и архитектура
Нынешняя осень принесла уже несколько новинок, и мы продолжаем их рассматривать. Как обычно, в летнее время анонсов не очень много, а вот к осени все начинают развёртывать активные действия, готовясь к наиболее прибыльному сезону. Ранее компания Nvidia уже выпустила несколько моделей видеокарт новой линейки Geforce GTX 600, которые мы рассматривали, но это ещё не всё. После выхода решений на чипах GK106 и GK107 линейка компании заполнила те дыры, которые в ней были, но не до конца — остались ещё маленькие ниши, не охваченные решениями компании.
Например, хотя Geforce GTX 660 имеет меньшую цену и мощность, по сравнению с топовыми видеокартами, но между ними и бюджетными платами на базе GK107 осталась слишком большая ниша, которая заполняется анонсированной не так давно видеокартой модели Geforce GTX 650 Ti. Данный ей суффикс говорит о том, что данная плата быстрее обычной GTX 650 (которую мы также скоро рассмотрим) на базе GK107, но медленнее, чем уже рассмотренная нами ранее GTX 660, основанная на чипе GK106.
Выход большой части линейки именно осенью 2012 года вполне оправдан. Именно это время (да и год в целом) стало одним из наиболее удачных периодов для рынка PC-игр. Так, в 2012 году вышло продолжение известнейшей игры Diablo, побившей рекорды продаж на ПК — было продано 3,5 миллиона копий игры Diablo III за первые сутки и более 10 миллионов за три месяца продаж. Вышли в текущем году и другие популярные игры, такие как Max Payne 3, GuildWars 2, Borderlands 2, World of Warcraft: Mists of Pandaria и др. В большинстве из них применяются эффекты, выполненные при помощи DirectX 11, в том числе тесселяция. ПК-версии этих игр выгодно отличаются от консольных собратьев графически и привлекают игроков к персональным компьютерам, а не консолям.
И это ещё не всё, в нынешнем году планируется выход таких ожидаемых игр, как Call of Duty: Black Ops II, Far Cry 3, Assasin’s Creed III, MechWarrior Online, Hawken. Эти проекты были названы потому, что все они обладают поддержкой DirectX 11, для которой игрокам понадобится иметь современную видеокарту. И если у них до сих пор нет таковой, то Nvidia делает всё, чтобы они выбрали новинку из серии Geforce GTX 600, выпуская всё новые и новые модели по разным ценам и под любые запросы.
Рассматриваемый сегодня Geforce GTX 650 Ti дополняет линейку решений на основе архитектуры Kepler. Ещё в марте компания Nvidia выпустила первый графический процессор с этой архитектурой, а также первую модель видеокарты на его основе, предназначенную для энтузиастов — Geforce GTX 680. Эта модель стала быстрейшей на рынке, но почти сразу в апреле была представлена Geforce GTX 690, отличающаяся применением двух чипов GK104 на одной плате, и это решение стало самой быстрой видеокартой среди двухчиповых (да и вообще).
Отвечая на запросы менее богатых игроков, в мае Nvidia выпустила модель Geforce GTX 670, которая быстро стала одной из самых популярных из-за отличного сочетания цены и производительности. По данным Steam Hardware Survey, их GTX 670 обогнала по популярности Radeon HD 7970, HD 7950 и даже HD 7800. Немудрено, что они продолжили выпуск ещё менее дорогих решений, к осени вышла модель Geforce GTX 660 Ti, основанная на том же чипе GK104, применённом в топовых платах, но отличающаяся меньшей производительностью и ценой, и стала ещё одной весьма популярной среди игроков моделью.
Ну а осенью появилось ещё несколько моделей линейки GTX 600. Так, в сентябре были анонсированы Geforce GTX 660 и GTX 650, основанные на разных чипах архитектуры Kepler. Но сегодня мы остановимся на вышедшей в начале октября модели Geforce GTX 650 Ti, которая стала последним на текущий момент дополнением для всей современной линейки видеокарт компании Nvidia. Она может стать лучшим выбором для игроков с ограниченным бюджетом, которые не хотят тратить на 3D-видеокарту слишком много денег, ведь, по данным компании, типичный игрок обновляет видеоподсистему своего ПК в среднем раз в три года, а более половины пользователей сервиса Steam до сих пор имеют устаревшие видеокарты без поддержки DirectX 11.
Так как рассматриваемая нами сегодня видеокарта Nvidia основана на базе графического процессора архитектуры «Kepler», о которой мы уже подробно рассказывали не раз и которая близка к родственной архитектуре «Fermi», то читателям будет полезно ознакомиться со статьями о других моделях графических решений компании:
- [13.09.12] Nvidia Geforce GTX 660 — хороший добротный современный середнячок
- [10.05.12] Nvidia Geforce GTX 670 — 7/8 от однопроцессорного лидера GTX 670: много это или мало?
- [22.03.12] Nvidia Geforce GTX 680 — новый однопроцессорный лидер 3D-графики
- [09.11.10] Nvidia Geforce GTX 580 — новый король 3D-графики на закате 2010 года
- [27.03.10] Nvidia Geforce GTX 480 — архитектура нового графического процессора изнутри; как реализована поддержка DirectX 11
А теперь давайте рассмотрим подробные характеристики анонсированной в октябре видеоплаты Geforce GTX 650 Ti, основанной на графическом процессоре GK106.
Графический ускоритель Geforce GTX 650 Ti
- Кодовое имя чипа GK106;
- Технология производства 28 нм;
- 2,54 миллиардов транзисторов;
- Унифицированная архитектура с массивом процессоров для потоковой обработки различных видов данных: вершин, пикселей и др.;
- Аппаратная поддержка DirectX 11 API, в том числе шейдерной модели Shader Model 5.0, геометрических и вычислительных шейдеров, а также тесселяции;
- 128-битная шина памяти, два независимых контроллера шириной по 64 бита каждый, с поддержкой GDDR5-памяти;
- Частота ядра 925 МГц;
- 4 потоковых мультипроцессора, включающих 768 скалярных ALU для расчётов с плавающей запятой (поддержка вычислений в целочисленном формате, с плавающей запятой, с FP32- и FP64-точностью в рамках стандарта IEEE 754-2008);
- 64 блоков текстурной адресации и фильтрации с поддержкой FP16- и FP32-компонент в текстурах и поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов;
- 2 широких блока ROP (16 пикселей) с поддержкой режимов антиалиасинга до 32 выборок на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Каждый блок состоит из массива конфигурируемых ALU и отвечает за генерацию и сравнение Z, MSAA, блендинг;
- Интегрированная поддержка RAMDAC, двух портов Dual Link DVI, а также HDMI и DisplayPort;
- Интегрированная поддержка четырёх мониторов, включая два порта Dual Link DVI, а также HDMI 1.4a и DisplayPort 1.2;
- Поддержка шины PCI Express 3.0.
Спецификации референсной видеокарты Geforce GTX 650 Ti
- Частота ядра 925 МГц;
- Количество универсальных процессоров 768;
- Количество текстурных блоков — 64, блоков блендинга — 16;
- Эффективная частота памяти 5400 (1350×4) МГц;
- Тип памяти GDDR5, 128-битная шина памяти;
- Объем памяти 1 или 2 ГБ;
- Пропускная способность памяти 86,4 ГБ/с;
- Теоретическая максимальная скорость закраски 14,8 гигапикселей в секунду;
- Теоретическая скорость выборки текстур 59,2 гигатекселей в секунду;
- Два разъема Dual Link DVI-I, один mini HDMI;
- Шина PCI Express 3.0;
- Энергопотребление до 110 Вт;
- Один 6-контактный разъём питания;
- Двухслотовое исполнение;
- Рекомендуемая цена для рынка США — $149.
Совершенно логично, что новая модель Geforce GTX 650 Ti в продуктовой линейке компании Nvidia расположилась между Geforce GTX 660 и GTX 650. Она замещает платы предыдущего поколения среднего уровня, вроде Geforce GTX 560 и GTX 550 Ti, предлагаемые до выхода решений на базе архитектуры Kepler. Принцип наименования видеокарт Nvidia не изменился, бюджетная модель получила цифру «5» в середине индекса, но так как это быстрейшая из двух бюджетных GTX 650, то к наименованию прикрепили и суффикс «Ti», который и отличает новинку от GTX 650 на базе GK107, о которой мы ещё поговорим позднее.
Выпуск видеокарты на базе урезанного чипа GK106 говорит о том, что на производстве уже скопился кое-какой брак от чипов, не прошедших GTX 660, но который можно пустить на GTX 650 Ti. Что касается решений конкурирующей компании AMD, то новая GTX 650 Ti не имеет прямого соперника. Рекомендованная цена новинки уложилась между ценами моделей Radeon HD 7770 и HD 7850, но всё же гораздо ближе к первой. Поэтому мы будем сравнивать плату Nvidia с Radeon HD 7770, но и про HD 7850 не забудем.
В отличие от видеокарты на базе полноценного чипа GK106, новая модель имеет лишь 128-битную шину памяти, и объём установленной на неё видеопамяти равен 1 или 2 ГБ. Для платы такого уровня даже 1 ГБ — это вполне нормальное значение. Лишь в условиях наиболее требовательных приложений и максимальных настроек качества с полноэкранным сглаживанием высокого уровня его может не хватить. Впрочем, производители уже предлагают и 2-гигабайтные варианты, так что выбор у покупателя будет.
Архитектура
Модель Geforce GTX 650 Ti основана на базе известного нам видеочипа среднего уровня, получившего название GK106, на котором основана видеокарта GTX 660. Этот GPU поддерживает все возможности, появившиеся в топовом GK104 (Geforce GTX 680) и все особенности архитектуры Kepler относятся к нему в полной мере, включая организацию мультипроцессоров SMX. Архитектура Kepler давно нам известна, и все её особенности мы уже рассматривали. В данном материале мы лишь остановимся на отличиях чипа GK106 в данном конкретном случае.
Мы уже отмечали в обзоре Geforce GTX 660, что хотя эта модель основана на полной версии чипа GK106, но она включает пять мультипроцессоров SMX, а не шесть, как было бы логичнее. И эти пять SMX собраны в три кластера графической обработки Graphics Processing Clusters (GPC), то есть GK106 — это чип с нечётным количеством блоков, да и несимметричный. Тем более интересно, что же урезали в нём при создании GTX 650 Ti. Для наглядности сразу же рассмотрим диаграммы чипа:
Стоп, а почему диаграмма не одна, а две? Всё объясняется как раз этой несимметричностью и нечётностью. В чипе есть три GPC, два их которых включают по два мультипроцессора SMX, а один из GPC содержит лишь один SMX. Поэтому при отключении SMX в таком GPC, отключится он весь целиком. Другими словами, в GTX 650 Ti идут чипы, содержащие по четыре активных блока SMX, но собранные в два или три кластера GPC — как повезёт. На что это может повлиять? Теоретически в «неудачном» GPU с двумя активными GPC будут работать два блока растеризации Raster Engine, а не три, как в «удачном». Таким образом, в некоторых случаях возможна даже разная производительность у разных GTX 650 Ti, особенно в специфических задачах. Впрочем, потребителей бюджетных чипов такие мелочи не должны волновать, да и не волнуют. Ну а мы снова вспоминаем об интересной логике инженеров Nvidia, побудившей сделать несимметричную конфигурацию GK106 — именно из-за неё и возникли такие вот странности.
Итак, в случае модели Geforce GTX 650 Ti, в чипе GK106 активны четыре из пяти имеющихся физически блоков SMX, что в целом составляет 768 потоковых процессоров и 64 текстурных модуля. В отличие от Geforce GTX 660, имеющего все три 64-битных контроллера памяти активными, подсистема памяти Geforce GTX 650 Ti задействует лишь два 64-битных контроллера из имеющихся на чипе трёх, что в сумме составляет лишь 128-битную шину. А частота видеопамяти была уменьшена с 6000 до 5400 МГц. В итоге получившейся пропускной способности в 86,4 ГБ/с может быть маловато, учитывая мощность GK106 и высокие требования к ПСП у современных игр, особенно с включением полноэкранного сглаживания. Так как блоки растровых операций ROP «привязаны» к контроллерам памяти, то их количество также изменилось по сравнению с GTX 660, и в нашем случае равно 16 активных блоков.
Нас немного удивило, что Geforce GTX 650 Ti не поддерживает технологию GPU Boost. Напомним, это комбинация программно-аппаратных решений, позволяющая автоматически увеличивать рабочие частоты GPU, в зависимости от его энергопотребления для достижения максимальной производительности. Данная технология обеспечивает работу на максимально возможных частотах в рамках выбранного теплопакета и работает независимо от драйверов или иного ПО. Видимо, в Nvidia решили, что нечего баловать «бюджетников» такими сложнейшими технологиями, и так должны быть счастливы уже при виде Kepler за $149. В общем, номинальная (и единственная) тактовая частота видеочипа GK106, применённого в Geforce GTX 650 Ti, равна 925 МГц, и она фиксированная, в отличие от более мощных решений.
Производительность
Переходим к вопросу производительности новой модели Geforce GTX 650 Ti. В теоретической части мы приводим лишь данные от самой Nvidia, и по сравнению с теми конкурентами, которых они сами себе назначили. Как обычно, Nvidia первым делом отмечает преимущества новинки, по сравнению со своими древними видеокартами — в данном случае, по сравнению с Geforce 9600 GT. Эта модель была довольно удачной, начиная с 2008 года, когда вышла в продажу по цене порядка $169. Ещё интереснее сравнение потому, что 9600 GT до сих пор остаётся одной из наиболее популярных видеокарт! В уже упомянутой статистике из Steam она занимает 9 место среди всех графических решений.
Так вот, новинка на базе архитектуры Kepler до 5 раз быстрее этого решения, а также обеспечивает поддержку DirectX 11 и эффектов PhysX в играх при разрешении Full HD с приемлемой производительностью, что устаревшая плата сделать просто не в состоянии. Игрок, проапгрейдивший свою систему с Geforce 9600 GT до Geforce GTX 650 Ti, получит пятикратный прирост в чистой скорости, не говоря уже о тех новых возможностях, что у него появятся. Но не только сравнением со «старичком» Geforce 9600 GT забавляется Nvidia. Более интересным и актуальным стало сравнение Geforce GTX 650 Ti с прошлогодней GTX 550 Ti, которая оказалась в полтора раза медленнее.
Естественно, что пятикратный рост мощности приводит к тому, что и настройки в играх можно выставить куда выше, чем раньше. Рассмотрим сравнение картинки, получаемой на Geforce 9600 GT и GTX 650 Ti при сохранении играбельности на примерах из конкретных игр, вроде World of Warcraft: Mists of Pandaria:
В общем, на старой видеокарте Geforce 9600 GT вы сможете поиграть в Mists of Pandaria только с очень низкими настройками и в DX9 режиме, а GTX 650 Ti позволит поднять настройки до высоких и при этом использовать как DX11 режим, так и полноэкранное сглаживание методом 4xAA, что приводит к итоговой картинке гораздо лучшего качества.
Не забывает Nvidia и свою технологию ускорения обработки физических эффектов PhysX, поддержкой которой обладает и Geforce GTX 650 Ti. Во многих играх мощь GPU используется для таких задач, как имитация тканей и жидкостей, а также применяются системы частиц для взрывов и других аналогичных эффектов. Geforce GTX 650 Ti не только позволяет поднять производительность в таких задачах, но и даёт большие возможности при включении PhysX-ускорения:
Разница между картинкой с физическими эффектами и без них также показана на игровых скриншотах. Для этого сравнения была выбрана игра Hawken — выходящий в скором времени проект с поддержкой эффектов DirectX 11 и PhysX. Может быть, это и не самый наглядный вариант (в других играх, вроде Borderlands 2, PhysX-эффектов явно больше), но зато вполне реальный.
Но не только качеством картинки отличается новинка GTX 650 Ti от старушки 9600 GT. Если устаревшая модель Geforce показывает лишь 22 кадров в секунду в DX9 режиме с включенным PhysX, то GTX 650 Ti работает в DX11 режиме при 52 FPS, что более чем вдвое больше:
В паре других современных DirectX 11 игр разница ещё более впечатляющая, тем более что в Mists of Pandaria для устаревшей Geforce 9600 GT выбранные условия даже в режиме DX9 оказались не по силам:
А в MechWarrior Online разница между производительностью GTX 650 Ti и 9600 GT весьма велика даже с учётом запуска в разных режимах (DX9 и DX11):
В общем, как видите, Geforce GTX 650 Ti явно быстрее, чем Geforce 9600 GT (вот так сюрприз!). Но не только эту видеокарту обгоняет новинка, лучше сравнить её производительность с решением из предыдущей линейки, предназначенным для аналогичного ценового диапазона — GTX 550 Ti. Во всех играх наблюдается очень приличный прирост в скорости, от 30% до 70%. Даже в таких тяжёлых играх, как Crysis 2, разница составляет более чем 55%:
При этом новая видеоплата ещё и потребляет меньше энергии. Благодаря улучшениям энергоэффективности в архитектуре Kepler, Geforce GTX 650 Ti не просто заметно обгоняет GTX 550 Ti, но и потребляет примерно на 20% меньше энергии. Да и по сравнению с другими видеокартами этого класса, GTX 650 Ti предлагает лучшее сочетание производительности и потребления/тепловыделения. Это решение — выбор для тех игроков, кто ограничен в бюджете, но хочет получить все возможности новой линейки Geforce GTX 600 в разрешении Full HD.
По сравнению с младшей моделью линейки — Geforce GTX 650 — новая GTX 650 Ti имеет вдвое большее количество потоковых процессоров и текстурных модулей, а также более высокую пропускную способность памяти. Поэтому неудивительно, что Geforce GTX 650 Ti примерно на 40% быстрее GTX 650 в среднем. Но мы пока что сравнивали только с видеокартами Nvidia, а что будет, если сравнить новинку с конкурентами от AMD? Речь идёт пока что о данных самой Nvidia, естественно.
Итак, мы видим, что в современных играх Geforce GTX 650 Ti должен обеспечить на 20-25% большую частоту кадров, по сравнению с Radeon HD 7770, имеющим несколько меньшую цену. В среднем по набору из 25 популярных игр и тестов производительности и при разных настройках, GTX 650 Ti опережает конкурента на 15%, что совсем неплохо. Мы обязательно проверим эти данные в практической части материала, сравнив соответствующие решения одного ценового сегмента в современных играх.
Другие особенности
Печатная плата Geforce GTX 650 Ti меньше платы GTX 660, она очень и очень короткая, и для неё возможно применение компактных кулеров, хотя и всё равно двухслотового размера. PCB эталонного дизайна заметно упрощена по сравнению с более дорогими решениями, длина платы Geforce GTX 650 Ti составляет лишь 145 мм, а для дополнительного питания используется один 6-контактный разъём, как и на GTX 660.
Как в последнее время получается у Nvidia почти каждый раз, сразу же после анонса новых решений в продаже появляются фабрично разогнанные варианты с оригинальными системами охлаждения и т. п. Вот и для Geforce GTX 650 Ti производители разрабатывали собственный дизайн и продают такие решения с самого начала продаж. Различные модели GTX 650 Ti могут иметь свой дизайн печатных плат, систем питания и охлаждения, а также повышенные тактовые частоты. Подобные решения выпустили многие партнёры Nvidia, и вот лишь малая их часть:
Некоторые из подобных моделей имеют усиленные системы питания, с увеличенным числом фаз, собственные системы охлаждения, которые могут оказаться более эффективными. Многие из разогнанных вариантов Geforce GTX 650 Ti или весьма компактны или имеют эффективные кулеры с увеличенным количеством вентиляторов большого диаметра, что позволяет улучшить эффективность охлаждения и даёт возможность выбора.
Плата в целом двухслотовая и требует подключения дополнительного питания по одному 6-контактному разъёму PCIe. Для вывода изображения на референсной плате имеются следующие разъёмы: два Dual-Link DVI и один mini-HDMI. И хотя референсный дизайн обеспечивает вывод изображения лишь на три устройства, все Geforce GTX 650 Ti поддерживают четыре дисплея, и некоторые из партнёров Nvidia такую возможность предлагают. Решение позволяет вывести стереоизображение сразу на несколько мониторов при помощи технологии 3D Vision Surround, что ранее было доступно лишь в SLI-конфигурации.
Естественно, новая модель поддерживает и все остальные технологии компании Nvidia, о которых мы ранее неоднократно писали, в том числе Adaptive VSync и PhysX. Обо всех этих технологиях подробно написано в базовом обзоре Geforce GTX 680 — первой видеокарты семейства Kepler. И так как Geforce GTX 650 Ti имеет в своей основе графический процессор GK106 на основе этой архитектуры, то новая модель предлагает все современные возможности в виде DirectX 11, PhysX, TXAA, адаптивного VSync и других технологий. Владельцы устаревших игровых систем, имеющих DirectX 10-совместимое аппаратное обеспечение, получили ещё один вариант для выбора современной видеокарты за сравнительно небольшие деньги. Вопрос лишь в розничных ценах.
В качестве дополнения к теоретическому материалу о Geforce GTX 650 Ti можно упомянуть то, что покупатели Geforce GTX 650 Ti во всём мире (исключая Китай и Японию) получат бесплатные копии игры Assassin’s Creed III, которая будет стоить в североамериканской рознице полновесные $60. Для этого производители видеокарт будут прикладывать соответствующие купоны в комплект поставки. Правда, игру придётся подождать до 23 ноября, когда она станет доступна.
Assasin’s Creed III — это один из долгожданных игровых экшн-проектов, выходящий этой осенью. С момента выхода первой игры в 2007 году в серии Assassin’s Creed было продано более 35 миллионов копий игры во всём мире. Это один из самых популярных игровых сериалов вообще, а игра AC III является одним из наиболее амбициозных проектов для компании Ubisoft. Для нас же наиболее важно то, что в отличие от своих консольных собратьев, ПК-версия будет отличаться улучшенной графикой с поддержкой технологий DirectX 11.
На этом теоретическая часть материала закончена. Следующая часть статьи традиционно посвящена практической части исследования в синтетических тестах, в которой мы сравним производительность новой видеокарты Geforce GTX 650 Ti со скоростью других решений компаний Nvidia и AMD в наборе предельных тестов.
Nvidia Geforce GTX 650 Ti — Часть 2: видеоплаты и синтетические тесты →
