Обзор видеокарты Nvidia GeForce RTX 3080 Founders Edition (10 ГБ)

Примечание: карта была получена нами на тесты в середине октября, однако по ряду технических и организационных причин обзор опубликован на 3 недели позже. В ролике детали.

Объект исследования: серийно выпускаемый ускоритель трехмерной графики (видеокарта) Nvidia GeForce RTX 3080 Founders Edition 10 ГБ 320-битной GDDR6X.

Кратко о главном

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

В базовых обзорах GeForce RTX 3080 и GeForce RTX 3090 мы всё детально рассказали о новинках Nvidia, включая все детали архитектуры. На сегодня это самые производительные ускорители 3D-графики, точка. При этом GeForce RTX 3090 все же не является чисто игровым решением (его 24 ГБ памяти сейчас не востребованы даже в самых современных играх), поэтому самым быстрым именно игровым 3D-ускорителем на сегодня является GeForce RTX 3080. Разумеется, такая видеокарта нацелена на разрешение 4К при максимальном качестве графики в играх, и она может обеспечить полный комфорт в игре именно в 3840×2160 даже при активном использовании RT (а если игра поддерживает DLSS, то скорость может быть даже выше, чем без RT).

Для меня это первый в жизни отдельный обзор референс-карты — не в рамках изучения нового GPU в огромном обзоре с теоретической частью, синтетическими тестами и т. д. (такие материалы у нас традиционно выходят в соавторстве с Алексеем Берилло). В этот раз так сложились обстоятельства, что референс-карты самой Nvidia (Founders Edition) добрались до Москвы и до российских медиа с огромным опозданием из-за логистических и технических проблем. Поэтому наш первый материал по GeForce RTX 3080 вышел на базе карты Palit, да и базовый обзор по GeForce RTX 3090 сильно задержался из-за того, что мы ждали прибытия GeForce RTX 3090 Founders Edition.

Таким образом, данная статья является восполнением упущенного относительно карты самой Nvidia. Все-таки карты Founders Edition — не просто сэмплы, попадающие в руки лишь обозревателям. Это серийно выпускаемые видеокарты, присутствующие в продаже. Да, сейчас из-за сложившегося дефицита их купить крайне сложно, однако вскоре ситуация может поменяться к лучшему, и я не исключаю, что какой-то читатель может открыть этот обзор, купив или встретив в продаже данное изделие.

Также в этом материале мы немного поговорим о Nvidia Broadcast — технологии, представленной одновременно с серий GeForce RTX 30.

Характеристики карты

Сведения о производителе: Компания Nvidia Corporation (торговая марка Nvidia) основана в 1993 году в США. Штаб-квартира в Санта-Кларе (Калифорния). Разрабатывает графические процессоры, технологии. До 1999 года основной маркой была Riva (Riva 128/TNT/TNT2), с 1999 года и по настоящее время — GeForce. В 2000 году были приобретены активы 3dfx Interactive, после чего торговые марки 3dfx/Voodoo перешли к Nvidia. Своего производства нет. Общая численность сотрудников (включая региональные офисы) — около 5000 человек.

Память

Карта имеет 10 ГБ памяти GDDR6X SDRAM, размещенной в 10 микросхемах по 8 Гбит на лицевой стороне PCB. Микросхемы памяти Micron (GDDR6X, MT61K256M32JE-19) рассчитаны на номинальную частоту работы в 4750 (19000) МГц. Расшифровщик кодов на упаковках FBGA находится здесь.

Особенности карты и сравнение с Palit GeForce RTX 3080 GamingPro OC 10 ГБ

Nvidia GeForce RTX 3080 Founders Edition (10 ГБ)	Palit GeForce RTX 3080 GamingPro OC (10 ГБ)
вид спереди
вид сзади

Также впервые в таблице с фотографиями карт референс-образец представлен не справа, как обычно, а слева. Выше я уже пояснял, почему мы сравниваем текущую карту с вариантом Palit: продукт Palit — первая карта на GeForce RTX 3080, протестированная нами. К тому же я еще раз напомню, что Nvidia сделала два варианта дизайна PCB GeForce RTX 3080: для своих карт Founders Edition и для партнеров, и карта Palit основана на втором варианте. То есть перед нами — оба эталонных дизайна.

Я уже отмечал, что для своих собственных карт инженеры Nvidia сделали дизайн не только уникальным, но и весьма забавным внешне. Хорошо видно, что два варианта отличаются системой питания, а также наличием или отсутствием пресловутого выреза в PCB. В целом карта Founders Edition получилась очень компактной, несмотря на шину обмена с памятью в 384 бита (да-да, несмотря на используемую шину 320 бит реально на плате разведена шина шириной в 384 бит, просто не установлены 2 микросхемы памяти, вследствие чего объем стал не 12, а 10 ГБ, а шина потеряла 2×32 бит).

Суммарное количество фаз питания у GeForce RTX 3080 Founders Edition впечатляет: 18! Это на 2 больше, чем у GeForce RTX 2080 Ti (там 16), и на 2 меньше, чем у GeForce RTX 3090 (там 20). При этом распределение фаз у GeForce RTX 2080 Ti — 13 фаз на ядро и 3 на микросхемы памяти, у GeForce RTX 3080 — 15+3.

Зеленым цветом отмечена схема питания ядра, красным — памяти. При этом никаких удвоителей (даблеров) фаз нет, для управления схемой питания GPU используются три ШИМ-контроллера Monolithic Power Systems: MP2884 рассчитан на 4 фазы, MP2886 — на 6 фаз, а MP2888 — на управление 10 фазами питания. Первые два расположены на оборотной стороне платы, а третий — на лицевой.

Совместными усилиями они обеспечивают 15 фаз схемы питания GPU (малопонятно, зачем для 15 фаз три таких ШИМ-контроллера). Система питания микросхем памяти включает 3 фазы, которыми заведует один из uS5650Q (uPI Semiconductor).

Второй такой контроллер отвечает за мониторинг состояния платы.

В преобразователе питания, традиционно для всех видеокарт Nvidia, используются транзисторные сборки DrMOS — в данном случае, MP86957 той же Monolithic Power Systems.

У карты необычный коннектор питания — 12-контактный. Причем один.

Ряд производителей блоков питания, прежде всего Seasonic, объявили о выпуске отдельных кабелей («хвостов») для своих модульных БП для подключения к референс-картам серии GeForce RTX 30 (см. видеоролик ниже).

Ну а с самой картой, конечно же, поставляется переходник, позволяющий подключить два 8-контактных коннектора к новому разъему.

Возникает вопрос: зачем эти сложности, если для питания карты все равно задействованы те же два 8-контактных коннектора, под которые совершенно спокойно распаивают два 8-контактных разъема на своих GeForce RTX 3080/3090 партнеры Nvidia? Ведь новый 12-контактный разъем пока встречается только у карт серии Founders Edition. Ответ на этот вопрос очевиден: из-за нового дизайна FE традиционные два 8-контактных разъема сюда не вписались бы. Возможно также, распределение тока по проводникам в 12-контактном разъеме, как у Founders Edition, более рационально.

Что касается темы про нашумевшие вылеты в играх и якобы виноватые в этом тантал-полимерные конденсаторы на тыльной стороне PCB в районе GPU, то все исправлено с выпуском новой версии драйверов 456.55. В интернете широко разошлась информация, что танталовые конденсаторы якобы дешевле и хуже, чем Multilayer Ceramic Chip Capacitor (групповые керамические чипы), поэтому последних мало, а первых много. На деле все наоборот: танталово-полимерные конденсаторы стоят примерно в 10 раз дороже керамических, и они намного надежнее. В данном же случае дело вообще не в конденсаторах.

Что касается возможности разгона, то Nvidia не выпускает собственных утилит по управлению частотами. Для этих целей следует использовать программы сторонних авторов (например, тот же MSI Afterburner). С его помощью удалось поднять лимит TDP до 115% и выставить прирост частот +120/+500 МГц для ядра и памяти. В результате по частоте работы памяти удалось получить искомые 20 ГГц, а вот по ядру выше 2,1 ГГц разогнать карту не удалось (по идее, максимум должен быть 2,3 ГГц, но очевидно, что драйверы такого не допустят).

Нагрев и охлаждение

Такой футуристический дизайн не является самоцелью: в Nvidia решили кардинально переделать референс-дизайн, сделать PCB более компактной, а также для новых карт задумана специальная система охлаждения.

Основной пластинчатый радиатор, выполненный из медного сплава и очень тяжелый (в начальном видеоролике это обыграно), имеет тепловые трубки, подведенные к теплосъемнику на GPU. Массивная основа (по сути, настоящая рама) охлаждает также микросхемы памяти с лицевой стороны и преобразователи питания VRM. Задняя пластина участвует в охлаждении мосфетов схемы питания микросхем памяти и оборотной стороны печатной платы в области мосфетов схемы питания GPU.

Вентиляторов здесь два (∅90 мм), в обоих используются двойные подшипники. Особенность СО состоит в том, что вентиляторы установлены с разных стороны карты: один с лицевой, другой с оборотной. Замысел создателей прост и сложен одновременно:

Как видно по схеме, правый вентилятор продувает радиатор (ту его часть, куда выведены тепловые трубки) насквозь (через решетку на оборотной стороне). Нагретый воздух поднимается вверх (при типичном расположении видеокарты в корпусе), и его должен подхватить вытяжной вентилятор в корпусе системного блока. Левый же вентилятор сразу выдувает горячий воздух за пределы корпуса сквозь отверстия в брекете карты. PCB имеет характерный вырез именно для эффективной работы правого вентилятора. Для эффективной работы такого кулера должна быть организована хорошая вентиляция, потому что часть нагретого воздуха будет оставаться в корпусе. Впрочем, абсолютное большинство партнеров Nvidia выпускают карты с системами охлаждения, которые не выбрасывают воздух сразу за пределы корпуса, поэтому такая ситуация является на сегодняшний день совершенно привычной.

Демонтаж такой СО — это целая история, Nvidia даже выпустила руководство по корректному снятию и установке кулера.

Напомним, что обычно видеокарты останавливают свои вентиляторы в простое, при работе в 2D, если температура GPU опускается ниже примерно 60 градусов, и СО при этом становится бесшумной. В случае карты Nvidia GeForce RTX 3080 Founders Edition режим работы кулера иной: для остановки вентиляторов температура GPU должна быть ниже 50 °C, температура чипов памяти — ниже 80 °C, а энергопотребление самого GPU — ниже 35 Вт. Только при соблюдении всех трех условий вентиляторы остановятся. Как правило, в режиме простоя эти условия соблюдаются. Ниже есть видеоролик на эту тему.

Мониторинг температурного режима с помощью утилиты MSI Afterburner:

После 6-часового прогона под нагрузкой максимальная температура ядра не превысила 79 градусов, что является как минимум нормальным результатом для видеокарт топового уровня. Нагрев измерялся в условиях работы в просторном, но закрытом корпусе с фронтальными нагнетающими вентиляторами и задним вытяжным.

Ниже можно посмотреть, как нагревалась видеокарта в течение 15 минут под экстремальной нагрузкой.

Максимальный нагрев наблюдался в центральной части PCB, в основном около ядра (и основным источником нагрева является память). Максимальное энергопотребление было зафиксировано на уровне 329,8 Вт.

При ручном разгоне параметры работы карты особо не менялись.

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 достигала 40 °C вентиляторы не вращались, уровень шума был равен фоновому.

При просмотре фильма с аппаратным декодированием особо ничего не менялось, шум сохранялся на том же уровне (вентиляторы изредка включались, но вращались максимум на 500—600 оборотах в минуту).

В режиме максимальной нагрузки в 3D температура достигала 79 °C. Вентиляторы при этом раскручивались до 1970 оборотов в минуту, шум вырастал до 35,0 дБА: это отчетливо слышно и даже громко. В видеоролике ниже видно, как растет шум (шум фиксировался пару секунд через каждые 30 секунд).

Заодно попробовал ПО для смартфонов, но постоянно прыгающие числа тяжело использовать, невозможно даже выявить среднее значение.

Подсветка

Подсветка у карты белого цвета и реализована на верхнем торце СО в виде логотипа и в изогнутых линиях вдоль направляющих в центре СО.

Подсветка не регулируется. Однако ее свечение совершенно не яркое, и вряд ли оно сможет кому-нибудь помешать.

Комплект поставки и упаковка

Комплект поставки, кроме традиционного руководства пользователя, включает переходник питания на новый 12-контактный разъем с двух 8-контактных коннекторов.

Упаковка очень стильная и вызывает ощущение премиального продукта.

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

 

Gears 5

 

Wolfenstein: Youngblood

 

Death Stranding

 

Red Dead Redemption 2

 

Star Wars Jedi: Fallen Order

 

Control

 

Deliver Us The Moon

 

Resident Evil 3

 

Shadow of the Tomb Raider

 

Metro Exodus

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

 

Death Stranding, DLSS

 

Control, RT

 

Control, RT+DLSS

 

Shadow of the Tomb Raider, RT

 

Metro Exodus, RT

 

Metro Exodus, RT+DLSS

Серия карт GeForce RTX 30 работает с RT и DLSS 2.0 более эффективно, чем предыдущая: прирост производительности в таких тестах у GeForce RTX 30 относительно GeForce RTX 20 выше, нежели в тестах без RT/DLSS. Также надо отметить работу новой версии DLSS: в отличие от традиционных методов АА, здесь мы видим либо незначительное падение производительности, либо и вовсе отсутствие такого падения. При этом, как мы уже писали в материалах по исследованию новых технологий Nvidia, на качестве картинки применение DLSS почти не сказывается.

Рейтинги

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 3080 и его конкуренты.

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

Понятно, что если брать только игровые карты, то GeForce RTX 3080 — лидер. Разгон (максимальные частоты 2100/20000 МГц) обеспечил карте Founders Edition в среднем не более 4,6% прироста производительности, проявлялся он только в разрешении 4К, а подчас — и только при включенных RT/DLSS. Учитывая, что выше в рейтинге все равно есть GeForce RTX 3090, а реальных соперников из стана AMD для топовых карт новой линейки Nvidia пока нет, не видим смысла приводить данные с разгоном на диаграммах.

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).

Конечно, цены тут взяты ориентировочные. До сих пор в продажу поступают лишь очень маленькие партии ускорителей GeForce RTX 3080, и то — карты партнеров Nvidia. А варианты Founders Edition были в продаже вообще в штучных количествах. Компания Nvidia пообещала продать GeForce RTX 3080 FE по выставленной цене 63 490 рублей всем успевшим заказать эти карты ранее, однако это тоже лишь малая партия, а затем цены будут выше. Ожидаемая цена GeForce RTX 3080 Founders Edition — 68 000 рублей. В текущих условиях комментировать рейтинг полезности не имеет смысла.

Ну а если стабилизировавшиеся цены окажутся завышены, то рейтинг GeForce RTX 3080 упадет, и тогда уж каждый должен будет сам для себя решить, ждать ли падения цен до «нормального» уровня или покупать задорого. Также традиционно напоминаем, что рейтинг полезности не учитывает особенности той или иной карты: габариты, тип СО, шум, набор видеовыходов, подсветку и пр.

Nvidia Broadcast

Как известно, технологии Nvidia Ampere имеют очень широкое применение. Целью внедрения «умных» тензорных ядер является их использование не только в играх (где они реализуют DLSS), но и в иных сферах работы ПК. На основе тензорных ядер работают алгоритмы искусственного интеллекта (нейронные сети). И одна из новых технологий очень поможет тем, кто часто стримит или сидит в видеочатах.

Nvidia Broadcast использует возможности GeForce RTX, поэтому будет работать только на этих картах (и на GeForce RTX 20, и на GeForce RTX 30). Разумеется, где-то далеко установлены мощнейшие компьютеры на базе Nvidia DGX, которые уже обработали огромные массивы поступивших данных со стримов, натренировав ИИ до такого уровня, когда тот умеет определять направление и виды звуков, обеспечивая шумоподавление и со стороны слушающего (динамики), и со стороны передающего аудиосигнал (микрофон).

Более того, обеспечиваются виртуальные эффекты, когда от фона отделяется сам ведущий чата или стрима и в реальном времени отслеживается его движение, постоянно меняется его фигура, как и фон для тех, кто его смотрит.

Мы с Олегом Шкода из российского офиса Nvidia попробовали работу Broadcast на примере видеочата в Skype. Собственно, вначале с сайта Nvidia надо скачать само приложение, после установки появится управляющая оболочка (на видео слева), где следует выбрать микрофон, динамики и вебкамеру. Nvidia Broadcast устанавливает свой собственный виртуальный драйвер, к которому оказываются привязанными вышеуказанные мультимедийные устройства.

Затем уже в приложении стриминга или видеочата (в нашем случае Skype) надо выбрать микрофон, динамики и видеокамеру, привязанные к Broadcast (они появятся там в меню настроек). Затем с помощью работающей оболочки Nvidia Broadcast мы можем на ходу применять те или иные эффекты — в частности, четко определяется человеческая речь, а другие звуки отсеиваются, включая, например, крики моих какаду (слава богу, они не говорят, потому ИИ уверенно считал их фоновым шумом). Кстати, работу этой технологии очень интересно проверить владельцам говорящих попугаев: сможет ли ИИ отделить речь попугаев от реальной человеческой? :)

Разумеется, технология постоянно совершенствуется, самообучаясь на мощных серверах, куда поступают новые виды видеостримов и чатов. Пока еще есть некоторые огрехи: например, спинку кресла и сидящего на плече попугая система четко отделила от фона, а вот по стоящему сзади вентилятору определенности не было, потому он постоянно то пропадал, то снова появлялся.

Когда какаду Чип двигался, иногда ИИ и его относил к фону, размывая фигуру.

Но в целом надо сказать, что проделанная работа очень впечатлила, и я очень жду обновления программной части (пока не понял, надо ли скачивать новые версии и устанавливать их вручную). Если появятся существенные изменения/улучшения, то в очередном материале по GeForce RTX 30 я вновь вернусь к теме Nvidia Broadcast.

Выводы

Nvidia GeForce RTX 3080 Founders Edition (10 ГБ) — специфический вариант самого быстрого игрового ускорителя на сегодня. Это некий базис для партнеров компании Nvidia, отталкиваясь от которого, те могут выпускать более успешные и интересные решения. Однако карта Founders Edition обладает рядом собственных преимуществ: прежде всего она имеет относительно компактные размеры, очень близкие к недавнему стандарту 270×100×35 мм, которого придерживались все ранее выпущенные карты серии Founders Edition и до которого могли дотянуться лишь некоторые партнеры Nvidia. Сейчас 99% видеоускорителей топового уровня имеют ширину в три слота материнской платы, а длину в районе (и даже больше) 300 мм. Здесь же — 285×100×37 мм.

Расплатой за это стал нагрев GPU почти до 80 градусов (а память может нагреваться аж до 100 °C). И это при том, что новая реализация системы охлаждения должна позволять более эффективный отвод тепла. Разумеется, потребуется корпус с хорошо организованной вентиляцией, чтобы нагретый видеокартой воздух эффективно удалялся из корпуса. Кроме того, кулер достаточно шумный. Но размеры карты все-таки впечатляют.

Надо отметить использование нестандартного пока 12-контактного разъема питания, однако для него в комплекте поставки имеется переходник, а производители БП вскоре представят соответствующие решения (как я отмечал в одном из видеороликов выше, Seasonic уже поставляет соответствующие кабели бесплатно). Что касается подставок (кронштейнов) для установки карты, которыми стали снабжать свои GeForce RTX 3080/3090 некоторые производители: в данном случае подставка, на мой взгляд, не нужна: у видеокарты широкая крепежная планка, а радиатор кулера образует большую металлическую раму, так что карта не будет прогибаться под своей тяжестью и не будет испытывать слот PCIe на прочность.

Возвращаясь к игровому предназначению RTX 3080, можно сказать, что новый видеоускоритель Nvidia GeForce RTX 3080 уже позволяет комфортно играть в 4К при максимальных настройках графики со включенной трассировкой лучей. А при использовании «умных ядер» для реализации DLSS падение производительности от включения RT может быть полностью (и даже с излишком) компенсировано по сравнению с тем, что мы имеем без RT+DLSS.

В целом не просто так интерес к новой серии RTX 30 оказался огромным: несмотря на высокие цены, даже флагманские решения могут стать выгодным приобретением.

Справочные материалы:

• Руководство покупателя игровой видеокарты
• Справочник по AMD Radeon HD 7xxx/Rx
• Справочник по Nvidia GeForce GTX 6xx/7xx/9xx/1xxx

В номинации «Оригинальный дизайн» плата Nvidia GeForce RTX 3080 Founders Edition (10 ГБ) получила награду:

Благодарим компанию Nvidia Russia
и лично Ирину Шеховцову
за предоставленную на тестирование видеокарту

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