Обзор видеоускорителя Nvidia GeForce RTX 3090 Ti (24 ГБ) на основе карты Gigabyte GeForce RTX 3090 Ti Gaming OC 24G

Особенности архитектуры

Вполне возможно, что сегодня мы рассмотрим последнюю видеокарту архитектуры Ampere компании Nvidia. Модель GeForce RTX 3090 Ti была анонсирована еще на CES 2022 в январе, затем ожидание затянулось, были слухи о задержках и даже об отмене, а Nvidia не давала никаких комментариев. Возможно, приостановка производства на китайский Новый год также повлияла на эту задержку, но в конце марта GeForce RTX 3090 Ti все же официально вышла.

Спецификации новой видеокарты утекли давно, в этой модели Nvidia выжала всё из топового GPU архитектуры Ampere и по производительности, и по энергопотреблению. В целом, топовый сегмент у компании и так не пустует, в нем есть и изначальная RTX 3090, и относительно недавняя модель RTX 3080 Ti — и все они основаны на чипе GA102. Да, в случае GeForce RTX 3090 Ti он применяется в полной конфигурации и с повышенными частотами, но дает ли это заметное преимущество по сравнению с той же GeForce RTX 3080 Ti, не говоря уже о RTX 3090? С этим мы сегодня и разберемся.

GeForce RTX 3090 Ti — это видеокарта, продолжающая дело решений, объединенных ранее именем Titan, как и ее предшественница RTX 3090. Последняя модель была выпущена в далеком уже 2020 году, тогда это было топовое решение архитектуры Ampere, самый производительный графический процессор в мире. А теперь выпустили ускоренную Ti-модель, которая еще чуть быстрее, и не только по самому GPU, но и по видеопамяти — RTX 3090 Ti имеет пропускную способность памяти 1 ТБ/с, а ее объем остался тем же — 24 ГБ, чего достаточно для любых применений, включая профессиональные.

Самое первое решение линейки Titan выпустили в 2013 году, и его делала только сама Nvidia. Одной из главных отличительных характеристик линейки стал увеличенный объем видеопамяти, который ранее встречался только в профессиональной линейке Quadro. Titan же предложил больший объем памяти, чем у GeForce, но несколько дешевле. Предложение было очень в тему еще и потому, что Titan был выгоден для исследователей, занимающихся искусственным интеллектом и глубоким обучением, которым очень полезен большой объем быстрой памяти, так как они работают с огромным количеством данных. Все эти задачи требовали новых решений, для них Nvidia и создала эту нишу с Titan.

Как раз для них же пару лет назад была выпущена модель RTX 3090 с 24 ГБ быстрой GDDR6X-памяти, что было более чем вдвое больше любой GeForce на то время, и совпадало с объемом памяти у Titan RTX. Теперь же была выпущена ускоренная модель RTX 3090 Ti, которая, по мнению Nvidia, является идеальным решением для тех, кому нужен большой объем видеопамяти, но не нужны специальные оптимизации ПО, имеющиеся в линейке Quadro.

Как и в случае с моделью без приставки Ti, компания Nvidia продвигает RTX 3090 Ti не только, да и не столько как игровое решение, но как удачный вариант GPU для тех, кто занимается серьезной 2D и 3D-графикой, включая 3D-рендеринг и редактирование видеороликов самого высокого разрешения. Главным преимуществом GeForce RTX 3090 Ti в этом деле можно считать объем локальной памяти, практически не ограничивающий создателей контента при работе — 24 ГБ быстрой памяти позволяют работать с большими объемами данных, а также использовать сразу несколько приложений одновременно.

Уже давно предпросмотр и даже финальный рендеринг в таких популярных приложениях, как Blender, Maya и Cinema4D, требует и достаточно мощный GPU и большой объем быстрой видеопамяти. По оценке Nvidia, производительность RTX 3090 Ti на 42%—102% выше, чем у предшествующих RTX 2080 Ti и Titan RTX в указанных 3D-приложениях, а 24 ГБ памяти позволяют работать с большими сценами, по сравнению с моделью RTX 3080, которая почти столь же быстра, но имеет заметно меньший объем видеопамяти.

Мы уже рассматривали несколько видеокарт архитектуры Ampere, основанных на разных модификациях чипа GA102, и сегодня в обзоре будет самый мощный вариант, основанный на полной версии GPU. Архитектура Ampere имеет достаточно много общего с предыдущими архитектурами Turing и Volta, и перед прочтением материала полезно ознакомиться с нашими предыдущими статьями по теме:

• [02.06.21] Nvidia GeForce RTX 3080 Ti: новый лидер, если не брать в расчет GeForce RTX 3090
• [30.09.20] Nvidia GeForce RTX 3090: самое производительное, но не чисто игровое решение
• [18.09.20] Nvidia GeForce RTX 3080, часть 2: описание карты Palit, игровые тесты, выводы
• [16.09.20] Nvidia GeForce RTX 3080, часть 1: теория, архитектура, синтетические тесты
• [19.09.18] Nvidia GeForce RTX 2080 Ti — обзор флагмана 3D-графики 2018 года
• [14.09.18] Игровые видеокарты Nvidia GeForce RTX — первые мысли и впечатления

Имя рассматриваемой сегодня модели соответствует принципу наименования решений компании — к RTX 3090 добавили суффикс Ti, означающий повышенную производительность. И повышенную цену тоже — новая модель на $500 дороже. Такую цену на RTX 3090 Ti в Nvidia объясняют именно тем, что эта модель как бы принадлежит к линейке Titan, а ведь Titan RTX в свое время продавали по $2500. Из конкурентов от AMD можно привести разве что Radeon RX 6950 XT — она чуть медленнее, но и заметно дешевле при этом.

У видеокарты Nvidia остается большое преимущество по скорости аппаратной трассировки лучей, ведь при включении эффектов, использующих трассировку, производительность Radeon падает заметно больше. А вот больший объем видеопамяти у решения Nvidia — 24 ГБ против 16 ГБ — вряд ли принесет преимущество в играх (о профессиональных применениях разговор отдельный). Так что 24 ГБ в случае RTX 3090 Ti можно считать небольшим перебором именно для игровой видеокарты. С другой стороны, это дает ей некий запас прочности на будущее.

Увы, но вместе с ростом производительности, выросло и потребление энергии, причем значительно. Для GeForce RTX 3090 Ti значение энергопотребления выставлено в 450 Вт, и это значительно больше, чем у RTX 3090, но лишь референсной. Некоторые модели видеокарт RTX 3090 могли работать с уровнем потребления до 450 Вт, но речь то идет о стандартном начальном значении, а партнеры наверняка дойдут и до полукиловатта, если не больше.

Неудивительно, что для такого уровня потребовались новые разъемы питания — 16-контактные 12VHPWR, стандартные для PCI Express 5.0. Собственно, Nvidia обкатала их в виде 12-контактных еще пару лет назад на видеокартах Founders Edition, к ним просто добавлены еще четыре контакта, используемых для определения необходимой подаваемой мощности. И так как соответствующих блоков питания в продаже особо нет, все GeForce RTX 3090 Ti комплектуются переходником на три привычных 8-контактных разъема. Существуют также и переходники от производителей блоков питания, например Seasonic.

Партнеры компании Nvidia, производящие видеокарты, анонсировали и выпустили множество решений собственного дизайна, включая разогнанные варианты, имеющие весьма массивную систему охлаждения с тремя вентиляторами, подходящую для такого мощного и горячего решения. К счастью, с доступностью в последние месяцы вопрос сам по себе решился, ведь спрос со стороны майнеров почти иссяк благодаря снижению доходности майнинга на GPU, что вызвало появление видеокарт в свободной продаже и заметное снижение цен.

Архитектурные особенности

В GeForce RTX 3090 Ti применяется графический процессор GA102, знакомый нам по предыдущим топовым моделям GeForce, ускорителям вычислений и профессиональным видеокартам. Как и все графические процессоры компании Nvidia, чип состоит из укрупненных кластеров Graphics Processing Cluster (GPC), которые включают несколько кластеров текстурной обработки Texture Processing Cluster (TPC), содержащих потоковые процессоры Streaming Multiprocessor (SM), блоки растеризации Raster Operator (ROP) и контроллеры памяти.

Полная версия чипа GA102 содержит семь кластеров GPC и 84 мультипроцессора SM — по 12 штук на каждый кластер. Каждый GPC содержит по шесть кластеров TPC, состоящих из пары мультипроцессоров SM, пары RT-ядер и одного движка PolyMorph Engine для работы с геометрией. И всего полная версия графического процессора GA102 содержит 10752 потоковых CUDA-ядра, 84 RT-ядра второго поколения и 336 тензорных ядер третьего поколения.

Это лишь на два мультипроцессора SM больше, чем у старичка RTX 3090, которому в сентябре исполнится уже два года. В полной конфигурации этот GPU использовался ранее только в ускорителях вычислений, а все остальные модели довольствовались вариантами GPU с отключенными блоками. И вот мы получили обновленное решение с чуть большим количеством блоков, работающих на слегка повышенных частотах, с ускоренной GDDR6X-памятью того же объема — и все за приличную добавку в цене и энергопотреблении.

Подсистема памяти новинки включает двенадцать 32-битных контроллеров памяти и 384-бит в общем — как и у всех других видеокарт на этом GPU. Каждый 32-битный контроллер связан с разделом кэш-памяти второго уровня объемом в 512 КБ, так что общий объем L2-кэша получается равным 6 МБ. GeForce RTX 3090 Ti использует 24 ГБ GDDR6X-памяти, которая работает на эффективной частоте в 21 ГГц, что дает аж 1008 ГБ/с пропускной способности, что больше, чем у RTX 3090.

Общий объем видеопамяти не изменился с RTX 3090, ее тут все так же — 24 ГБ, но куда важнее, что Nvidia в новой модели применила уже 16 Гбит (2 ГБ) GDDR6X-модули, поэтому все 12 чипов памяти припаяны на одной стороне печатной платы, а не на двух, как в RTX 3090, что серьезно облегчает охлаждение этих мини-печек даже при разгоне VRAM. И задняя накладная панель теперь нужна просто для отвода лишнего тепла от самой печатной платы, а не от горячих чипов памяти.

Давайте сравним некоторые теоретические показатели производительности всех вышедших на сегодня моделей видеокарт GeForce RTX 30, основанных на разных версиях чипа GA102, что позволит наглядно оценить разницу между ними.

Если сложить все, то по теории, новая модель RTX 3090 Ti где-то на 12% быстрее RTX 3090 по вычислительным блокам и почти на 8% — по пропускной способности памяти. Кажется, что разница по активным блокам между RTX 3080 Ti, RTX 3090 и RTX 3090 Ti не особо существенна, ведь у предыдущего топа RTX 3090 всего на 2,5% больше потоковых процессоров по сравнению с GeForce RTX 3080 Ti, а у RTX 3090 Ti их еще на 2,5% больше, уже по сравнению с RTX 3090.

Но ведь есть разница и по рабочей частоте — и в турборежиме для новинки она может достигать 1860 МГц (причем это референсная частота, производители могут еще повысить ее), что также сказывается на общей производительности GPU. Но еще важнее разница по видеопамяти — хотя ее все так же 24 ГБ, но используется более производительная GDDR6X-память.

Но есть еще один нюанс. И в синтетических и в игровых тестах разница между новой моделью RTX 3090 Ti и простой RTX 3090 оказалась несколько выше ожидаемой. Ведь на нее влияет не только ускоренный GPU и увеличение пропускной способности памяти, но и увеличенный предел энергопотребления, позволяющий графическому процессору работать на повышенных частотах, значительно превышающих уровень RTX 3090, что и привело к реальному росту производительности до 10%, а иногда даже выше.

Но и цена заметно выросла, так что прирост по скорости рендеринга традиционно меньше денежной доплаты. Но так ведь всегда — это элитное решение для узкого круга тех, кто готов доплатить за максимально возможную производительность — это и богатые игроки и профессионалы, которым пригодятся быстрые 24 ГБ локальной видеопамяти. Корону лидера Nvidia взяла в очередной раз, пусть и пожертвовав крайне высоким энергопотреблением в 450 Вт. Впрочем, многое указывает на то, что скоро мы привыкнем и не к таким значениям энергопотребления — не зря же новый 16-контактный разъем способен обеспечивать мощность до 600 Вт...

Ну а сейчас, если вам нужна самая быстрая видеокарта, а все остальное не важно, то GeForce RTX 3090 Ti — единственно возможный выбор, ведь это король из королей. Но при ее цене и энергопотреблении, мы вполне поймем и тех, кто выберет RTX 3080 Ti или даже RTX 3080 — при условии игрового применения, так как 12 ГБ может не хватать для некоторых профессиональных задач.

Как и ее предшественница, GeForce RTX 3090 Ti имеет на борту разъем Nvidia NVLink третьего поколения, обеспечивающий передачу данных между парой GPU на скорости до 112,5 ГБ/с. Правда, SLI-системы из двух видеокарт в последнее время явно потеряли актуальность, так как в крайне редких приложениях, использующих новые графические API вроде DirectX 12 и Vulkan, поддерживается работа в режиме SLI. Понятно, что системы из трех и четырех видеокарт в таком SLI не поддерживаются.

Технологии и профессиональное применение

Подробно рассматривать в очередной раз все архитектурные улучшения Ampere мы сегодня не будем, все уже было написано в теоретическом материале по GeForce RTX 3080. Там же есть вся информация по особенностям и поддерживаемым технологиям. Как и другие решения линейки, модель GeForce RTX 3090 Ti поддерживает все полезные технологии компании Nvidia, такие как RTX, DLSS, Reflex и Broadcast. Также важно, что видеокарты семейства GeForce RTX 30 используются не только в играх и майнинге, но и при создании различного контента. Многие профессионалы используют эти GPU для ускорения своих задач при редактировании видео и фото, при создании 3D-анимации и рендеринге в реальном времени.

Нельзя не упомянуть о Nvidia Omniverse — платформе для совместной работы в общем виртуальном пространстве на основе набора Nvidia Studio. Omniverse объединяет многолетний опыт компании по работе с графикой, искусственным интеллектом, физическими симуляциями, вычислительными задачами — и все это на единой платформе. Omniverse позволяет кардинально изменить рабочий процесс, объединив приложения разного направления под одной крышей, при этом визуализация в реальном времени будет ускорена на GeForce RTX с применением трассировки лучей или даже трассировки пути. При всем этом Omniverse бесплатна для индивидуальных пользователей и уже доступна к использованию.

Преимущество большого объема видеопамяти RTX 3090 Ti отмечается во многих случаях. Например, в аппаратно-ускоренном рендерере OTOY OctaneRender, который умеет использовать мощь RTX, есть настройка использования внешней памяти, которая позволяет не ограничиваться объемом видеопамяти, а записывать геометрические и текстурные данные и в системную память. Это дает возможность работы со сценой любой сложности и при меньшем объеме VRAM, но доступ в системную в несколько раз медленнее и это замедляет рендеринг. Сцена вполне может войти в 24 ГБ памяти RTX 3090 Ti, но не поместиться в меньшем объеме той же RTX 3080 Ti.

При работе в Blender с ускорением Nvidia OptiX в Blender Cycles, мощь GPU может использоваться и для предпросмотра и для финального рендеринга. Причем, просмотр качественного рендеринга в реальном времени чуть ли не важнее, так как сразу дает возможность оценить окончательный вид объектов, материалов, освещения, теней и т. д., что при работе очень полезно. Объем памяти 24 ГБ позволяет открыть несколько окон Blender одновременно, и во всех видеть качественный результат рендеринга на GPU, что будет невозможно при нехватке памяти на видеокартах с меньшим ее количеством.

Также большой объем VRAM полезен и в видеоредакторах. Например, работа с 8K-видео в формате REDCODE Raw (R3D) в приложении DaVinci Resolve сама по себе легко займет 10 ГБ памяти, которой обладает оригинальная модель GeForce RTX 3080, а если дополнить обработку видеоэффектами, вроде сложного шумопонижения с использованием временной компоненты, то этого объема может не хватить, и в результате приложение вылетит с ошибкой. Чего не будет наблюдаться при тех же действиях на RTX 3090 Ti (и RTX 3090, конечно). В общем, для профессионалов выбор RTX 3090 Ti вполне объясним.

Особенности карты Gigabyte GeForce RTX 3090 Ti Gaming OC 24G 24 ГБ

Сведения о производителе: Компания Gigabyte Technology (торговая марка Gigabyte) основана в 1986 году в Китайской Республике (Тайвань). Штаб-квартира в Тайбэе/Тайвань. Изначально создавалась как группа разработчиков и исследователей. В 2004 году на базе компании был образован холдинг Gigabyte, в который вошли Gigabyte Technology (разработка и производство видеокарт и материнских плат для ПК); Gigabyte Communications (производство коммуникаторов и смартфонов под маркой GSmart (с 2006 г.)

Объект исследования: серийно выпускаемый ускоритель трехмерной графики (видеокарта) Gigabyte GeForce RTX 3090 Ti Gaming OC 24G 24 ГБ 384-битной GDDR6X

Память

Карта имеет 24 ГБ памяти GDDR6X SDRAM, размещенной в 12 микросхемах по 16 Гбит на лицевой стороне PCB. Микросхемы памяти Micron (GDDR6X, MT61K512M32KPA-21 / D8BZC) рассчитаны на номинальную частоту работы в 2625 (21000) МГц.

Особенности карты и сравнение с Nvidia GeForce RTX 3090 FE

Gigabyte GeForce RTX 3090 Ti Gaming OC 24G (24 ГБ)	Nvidia GeForce RTX 3090 FE (24 ГБ)
вид спереди
вид сзади

Мы сравниваем карту Gigabyte с референс-продуктом на базе RTX 3090 по двум причинам: во-первых, эталонной карты Nvidia на базе RTX 3090 Ti (24 ГБ) никто из медиасообщества в РФ не получал; во-вторых, RTX 3090 — карта, наиболее близкая по производительности, имеющая такой же объем памяти и такую же шину обмена с ней.

Печатная плата рассматриваемой нами карты разработана инженерами Gigabyte, но полностью базируется на референс-дизайне. Если у RTX 3090 отличия между PCB карт Founders Edition и серийно выпускаемых карт партнеров Nvidia еще наблюдались (у FE размеры самые маленькие, а также имелся V-образный вырез в текстолите), то сейчас на дизайн Nvidia перешли и партнеры (включая Gigabyte). Настоящее же различие становится заметно, если сравнить оборотные стороны печатных плат: RTX 3090 комплектовался еще 8-гигабитными микросхемами памяти, поэтому для получения 24 ГБ их устанавливали 24 штуки, по 12 на каждой стороне, а у RTX 3090 Ti применяются уже 16-гигабитные чипы памяти, поэтому их всего 12, они все расположены на лицевой стороне карты.

Мы видим, что ядро имеет маркировку GA102-350 (полнофункциональный GPU), защиты от майнинга нет.

Суммарное количество фаз питания у GeForce RTX 3090 FE — 22, а у карты Gigabyte — 21. При этом распределение фаз такое: у GeForce RTX 3090 FE — 19 фаз на ядро и 3 на микросхемы памяти, а у карты Gigabyte — 18+3.

Зеленым цветом отмечена схема питания ядра, красным — памяти. Управляет ими один ШИМ-контроллер MP2891 (Monolithic Power Systems), расположенный на оборотной стороне PCB. Это совершенно новый контроллер, информацию по нему найти пока невозможно, однако есть некоторые данные, говорящие о том, что он рассчитан максимум на 16 фаз, поэтому очевидно, что идет параллельное управление фазами питания GPU (их не 18, а 9).

В преобразователе питания, традиционно для всех видеокарт Nvidia, используются транзисторные сборки DrMOS — в данном случае MP86957 (Monolithic Power Systems), каждая из которых рассчитана максимально на 70 А.

На обеих сторонах платы имеется по одному контроллеру uS5650Q (uPI Semiconductor), которые отвечают за мониторинг карты (отслеживание напряжений и температуры).

Карта имеет два режима работы, они заложены в двух вариантах BIOS, которые переключаются на верхнем торце карты: OC и Silent. Разница между режимами заключается лишь в оборотах вентиляторов, а Boost-частоты GPU и частоты памяти одинаковые.

Штатные частоты памяти у карты Gigabyte равны референсным значениям, а вот Boost-значение частоты работы ядра увеличено почти на 2,5% относительно референс-значения, при этом максимальная частота GPU (в режиме BIOS OC) выше референс-аналога уже на 3,8%. Энергопотребление карты Gigabyte в тестах доходило до 502 Вт (!). Исследования показали, что в среднем мы получили в играх прирост производительности в 3,4% относительно референс-карты.

Я попробовал ручной разгон, однако поскольку предел потребления сильно поднять нельзя, драйверы не позволили получить серьезный прирост: я получил максимальные частоты 2130/21616 МГц, что обеспечило прирост в играх в разрешении 4К в среднем почти на 8% относительно референсных значений. Энергопотребление карты при этом выросло до 510 Вт. Собственно, и так понятно, что RTX 3090 Ti выжимает из ядра GA102 все соки еще на фабрике.

Питание на карту Gigabyte подается через новый 16-контактный (12+4) разъем стандарта PCIe 5.0.

На данный момент из 16 контактов разъема задействованы только 12 (силовые, основной блок). В комплекте поставки карты имеется адаптер-переходник на 12-контактный разъем с трех 8-контактных (PCIe 2.0). При этом у Gigabyte уже есть блок питания на 1000 Вт, имеющий отдельный кабель с разъемом нового стандарта PCIe 5.0 (16-контактным), и мы использовали этот БП в тестах с данной видеокартой (видно в ролике ниже).

Отметим очень большие габариты данной карты, особенно по толщине — 7 см.

Поэтому видеокарта занимает 4 слота в системном блоке.

RTX 3090 Ti (как и RTX 3090) поддерживает мультиграфические конфигурации (технология SLI), для чего у карты имеется специальный разъем на верхнем торце. Две карты, соединенные через такие разъемы с помощью отдельно продаваемого моста NVLink, могут работать совместно. При этом ширина такого моста должна быть 8 см (напомню, что карта имеет толщину 7 см, плюс требуется минимум 1 см между картами для нормального охлаждения). Стоит напомнить, что на сегодня технология SLI играми практически уже не поддерживается, а поддержка SLI в драйверах Nvidia для игр давно прекращена. Так что NVLink актуален сейчас лишь в профессиональных приложениях, которым требуется огромный объем памяти и объединение усилий двух ускорителей уровня RTX 3090/3090 Ti.

Также отметим качество исполнения самой PCB.

Производитель декларирует просто фантастический уровень защиты печатной платы. Проверять влагостойкость и устойчивость к коррозии мы по понятным причинам не стали, а для проверки защиты от пыли нужно время.

Управление работой карты обеспечивается с помощью фирменной утилиты Aorus Engine.

Эта программа предоставляет управление вентиляторами, частотами работы карты, напряжением ядра и слежение за состоянием карты (мониторинг).

Нагрев и охлаждение

Еще при выпуске первого поколения ускорителей GeForce RTX 30 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). Здесь мы видим кулер, выполненный именно по этой концепции: его основой является огромный многосекционный пластинчатый никелированный радиатор с тепловыми трубками, распределяющими тепло по ребрам радиатора.

Трубки припаяны к огромному медному плато, скрывающему испарительную камеру (это, по сути, этакая огромная «расплющенная» тепловая трубка, в которой легкокипящая жидкость переносит тепло с нагреваемой стороны на охлаждаемую).

Микросхемы памяти и преобразователи питания VRM охлаждаются с помощью этой же огромной медной подошвы (через термопрокладки).

Задняя пластина не только служит элементом защиты PCB, но и участвует в охлаждении оборотной стороны платы через термоинтерфейс.

Поверх радиатора установлен кожух с тремя вентиляторами ∅100 мм, имеющими особые рифленые лопасти для разбиения потока воздуха и равномерного его распределения на входе в радиатор.

Стоит также отметить популярную технологию вращения центрального вентилятора в противоположную сторону, когда достигается «эффект шестеренок», снижающий турбулентность воздушного потока.

Остановка вентиляторов при малой нагрузке видеокарты происходит, если температура GPU опускается ниже 50 градусов, а нагрев микросхем памяти — ниже 80 градусов. 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:

Режим OC mode:

После 2-часового прогона под нагрузкой максимальная температура ядра не превысила 68 градусов, а температура микросхем памяти — 76 градусов, что является просто великолепным результатом для видеокарт флагманского уровня! Энергопотребление карты доходило до 502 Вт. Напомним, что безопасный предел нагрева памяти GDDR6X — 105 °C.

Режим Silent mode:

В этом случае максимальная температура ядра достигала 73 градусов, а микросхем памяти — 80 °C, что, в принципе, также является очень хорошим результатом для видеокарт такого уровня. Энергопотребление карты практически не изменилось (497 Вт).

При ручном разгоне (режим ОС) параметры нагрева и шума менялись очень мало, максимальное потребление выросло лишь до 510 Вт.

Мы засняли и ускорили в 50 раз 8-минутный прогрев (Gaming mode):

Максимальный нагрев наблюдался в центральной части PCB, в основном около преобразователей питания.

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 в обоих режимах ОС/Silent температура была не выше 37 °C, вентиляторы не работали, уровень шума был равен фоновому — 18 дБА.

При просмотре фильма с аппаратным декодированием ничего не менялось.

Режим BIOS: ОС

В режиме максимальной нагрузки в 3D температура достигала 68/76 °C (ядро/память). Вентиляторы при этом раскручивались до 1847 оборотов в минуту, шум вырастал до 35,4 дБА: это очень отчетливо слышно, на грани высокого шума. В видеоролике ниже можно оценить, как вырастает шум (он фиксировался на пару секунд через каждые 30 секунд).

Режим BIOS: Silent

В режиме максимальной нагрузки в 3D температура достигала 73/80 °C (ядро/память). Вентиляторы при этом раскручивались до 1600 оборотов в минуту, шум вырастал до 31,1 дБА: это тоже отчетливо слышно, но уже ближе к тихому режиму. В видеоролике ниже это продемонстрировано (шум фиксировался на пару секунд через каждые 30 секунд).

С учетом того, сколько данная карта потребляет, относительно тихая работа системы охлаждения в режиме Silent заслуживает похвалы. Правда, не стоит забывать, что тепло, выделяемое картой, остается внутри системного блока, так что использование корпуса с хорошей вентиляцией крайне желательно.

Подсветка

Подсветки у карты нет.

Собственно, ее отсутствие входит в концепцию дизайна карты: строгие черные поверхности с контрастными белыми линями.

Так что карта может «светить» только отраженным светом.

Комплект поставки и упаковка

Комплект поставки, кроме традиционного руководства пользователя и листовки с информацией о повышенной гарантии, включает разборную металлическую подставку-штатив под карту и адаптер-переходник питания на 12-контактный разъем с трех 8-контактных.

Раньше компания Gigabyte не поставляла в комплекте подпорки под видеокарты, но теперь мы видим подставку типа штатива, упирающегося в дно корпуса.

Понятно, что подставка легко регулируется по высоте, так что можно подобрать нужный вариант. Такой вариант опоры не перекрывает слоты ниже видеокарты в системном блоке. Однако не всегда прямо под видеокартой имеется открытое пустое пространство на дне корпуса для установки такой подставки-штатива (корпуса сейчас делают очень разные). В случае переноски системного блока, скорее всего, придется демонтировать подставку.

Тестирование: синтетические тесты

Конфигурация тестового стенда

• Компьютер на базе процессора Intel Core i9-12900K (Socket LGA1700):
  • Платформа:
    • процессор Intel Core i9-12900K (разгон до 5,1 ГГц по всем ядрам);
    • ЖСО Cougar Helor 360;
    • системная плата Asus ROG Maximus Z690 Extreme на чипсете Intel Z690;
    • оперативная память Kingston Fury (KF552C40BBK2-32) 32 ГБ (2×16) DDR5 4800 МГц (XMP 5200 МГц);
    • SSD Intel 760p NVMe 1 ТБ PCI-E;
    • жесткий диск Seagate Barracuda 7200.14 3 ТБ SATA3;
    • блок питания Gigabyte UD1000GM PG5 (1000 Вт);
    • корпус Thermaltake Level20 XT;
  • операционная система Windows 11 Pro 64-битная;
  • телевизор LG 55Nano956 (55″ 8K HDR, HDMI 2.1);
  • драйверы AMD версии 22.5.2;
  • драйверы Nvidia версии 512.95;
  • VSync отключен.

Мы провели тестирование новой модели видеокарты со стандартными частотами в нашем наборе синтетических тестов. Он продолжает меняться, иногда добавляются новые тесты, а устаревшие постепенно убираются. Мы бы хотели добавить еще больше примеров с вычислениями, но с этим есть определенные сложности. Постараемся расширить и улучшить набор синтетических тестов, и если у вас есть четкие и обоснованные предложения — напишите их в комментариях к статье или отправьте авторам.

Из более-менее новых бенчмарков мы начали использовать несколько примеров, входящих в DirectX SDK и пакет SDK компании AMD (скомпилированные примеры применения D3D11 и D3D12), а также несколько разнообразных тестов для измерения производительности трассировки лучей, программной и аппаратной. В качестве полусинтетических тестов у нас также используется набор подтестов из довольно популярного пакета 3DMark: Time Spy, Port Royal, DX Raytracing и др.

Синтетические тесты проводились на следующих видеокартах:

• GeForce RTX 3090 Ti со стандартными параметрами (RTX 3090 Ti)
• GeForce RTX 3090 со стандартными параметрами (RTX 3090)
• GeForce RTX 3080 Ti со стандартными параметрами (RTX 3080 Ti)
• GeForce RTX 2080 Ti со стандартными параметрами (RTX 2080 Ti)
• Radeon RX 6900 XT со стандартными параметрами (RX 6900 XT)

Для анализа производительности новой видеокарты GeForce RTX 3090 Ti, мы выбрали сразу несколько видеокарт компании Nvidia из двух последних поколений. В частности, это модели RTX 3080 Ti и RTX 3090, которые основаны на таком же графическом процессоре с разной степенью урезанности и находятся в современной линейке ниже новинки — посмотрим, насколько отличается производительность RTX 3090 Ti. Также мы взяли в некоторые тесты и топовое решение прошлого поколения — RTX 2080 Ti, чтобы посмотреть, насколько новый топовый GPU быстрее старого.

Соперник для новинки у компании AMD у нас только один. Главным конкурентом для GeForce RTX 3090 Ti является недавно вышедший ускоренный вариант Radeon RX 6950 XT, но у нас его пока нет, поэтому нам оставалось только добавить в тесты результаты Radeon RX 6900 XT, хотя по цене и производительности они и далеки друг от друга. Просто держим в уме, что RX 6950 XT несколько быстрее — примерно на 10%.

 

Тесты из 3DMark Vantage

Мы традиционно рассматриваем устаревшие синтетические тесты из пакета 3DMark Vantage, ведь в них зачастую можно найти что-то интересное, чего нет в других, более современных тестах. Feature тесты из этого тестового пакета имеют поддержку DirectX 10, они до сих пор более-менее актуальны и при анализе результатов новых видеокарт мы всегда делаем какие-то полезные выводы.

Feature Test 1: Texture Fill

Первый тест измеряет производительность блоков текстурных выборок. Используется заполнение прямоугольника значениями, считываемыми из маленькой текстуры с использованием многочисленных текстурных координат, которые изменяются каждый кадр.

Эффективность работы видеокарт AMD и Nvidia в текстурном тесте компании Futuremark обычно довольно высока, и тест показывает результаты, близкие к соответствующим теоретическим параметрам, хотя иногда они все же получаются несколько заниженными для некоторых GPU. Полная версия GA102 в исполнении RTX 3090 Ti имеет достаточно большое количество текстурных модулей и вполне ожидаемо опередила RTX 3090 и RTX 3080 Ti, которые основаны на урезанной версии этого же GPU.

Сравнение новинки с единственным конкурентом компании AMD повторяет предыдущие исследования. Скорость текстурирования у нового семейства Radeon весьма высока — из-за большого количества текстурных блоков. С количеством TMU в архитектуре RDNA 2 все отлично, и Radeon имеют большее количество блоков текстурирования и справляются лучше видеокарт конкурента с аналогичным ценовым позиционированием в таких тестах. Но сегодняшняя новинка за счет всех улучшений в этом тесте почти достала видеокарту RX 6900 XT, ранее бывшую единоличным лидером. Понятно, что RX 6950 XT еще быстрее, но все же.

Feature Test 2: Color Fill

Вторая задача — тест скорости заполнения. В нем используется очень простой пиксельный шейдер, не ограничивающий производительность. Интерполированное значение цвета записывается во внеэкранный буфер (render target) с использованием альфа-блендинга. Используется 16-битный внеэкранный буфер формата FP16, наиболее часто используемый в играх, применяющих HDR-рендеринг, поэтому такой тест является вполне современным.

Результаты второго подтеста 3DMark Vantage должны показывать производительность блоков ROP, без учета величины пропускной способности видеопамяти, и тест обычно измеряет именно производительность подсистемы ROP, но в этом случае разница между всеми GeForce получилась странной, как будто дело не в скорости ROP и не в ПСП. GeForce RTX 3090 Ti явно впереди RTX 3080 Ti и RTX 3090 — хотя блоков ROP во всех модификациях GA102 столько же, но частота чипов то отличается.

Единственный представленный в сегодняшнем сравнении Radeon показал просто отличную производительность и в этот раз, снова обогнав все представленные GeForce, включая новинку. Видеокарты компании Nvidia по пиковой скорости заполнения сцены почти всегда были не так хороши, и GeForce RTX 3090 Ti даже при приросте скорости вполне ожидаемо уступил даже Radeon RX 6900 XT, а ведь у конкурента есть еще и ускоренная модель.

Feature Test 3: Parallax Occlusion Mapping

Один из самых интересных feature-тестов, так как подобная техника давно используется в играх. В нем рисуется один четырехугольник (точнее, два треугольника) с применением специальной техники Parallax Occlusion Mapping, имитирующей сложную геометрию. Используются довольно ресурсоемкие операции по трассировке лучей и карта глубины большого разрешения. Также эта поверхность затеняется при помощи тяжелого алгоритма Strauss. Это тест очень сложного и тяжелого для видеочипа пиксельного шейдера, содержащего многочисленные текстурные выборки при трассировке лучей, динамические ветвления и сложные расчеты освещения по Strauss.

Результаты этого теста из пакета 3DMark Vantage не зависят исключительно от скорости математических вычислений, эффективности исполнения ветвлений или скорости текстурных выборок, а от нескольких параметров одновременно. Для достижения высокой скорости в этой задаче важен правильный баланс GPU, а также эффективность выполнения сложных шейдеров. Это довольно полезный тест, так как результаты в нем часто неплохо коррелируют с тем, что получается в игровых тестах.

Тут важны и математическая и текстурная производительность, и в этой «синтетике» из 3DMark Vantage новая модель GeForce RTX 3090 Ti также показала вполне ожидаемый результат явно быстрее и RTX 3090 и RTX 3080 Ti, так как она опережает их по скорости вычислений и в теории. Интересно, что прирост скорости позволил новинке даже опередить условного соперника в виде Radeon RX 6900 XT, но ведь его реальный конкурент — RX 6950 XT. Графические процессоры AMD в этом тесте всегда были сильны.

Feature Test 4: GPU Cloth

Четвертый тест интересен тем, что в нем рассчитываются физические взаимодействия (имитация ткани) при помощи GPU. Используется вершинная симуляция, при помощи комбинированной работы вершинного и геометрического шейдеров, с несколькими проходами. Используется stream out для переноса вершин из одного прохода симуляции к другому. Таким образом, тестируется производительность исполнения вершинных и геометрических шейдеров и скорость stream out.

Скорость рендеринга в этом тесте также должна зависеть сразу от нескольких параметров, и основными факторами влияния должны являться производительность обработки геометрии и эффективность выполнения геометрических шейдеров. Сильные стороны чипов Nvidia должны были проявиться, но мы давно уже получаем явно некорректные результаты в этом тесте, поэтому учитывать результаты всех видеокарт GeForce тут просто нет смысла, они неверны. И модель RTX 3090 Ti на полном чипе GA102 ничего не изменила, так как дело в драйверах, которые одинаковы для всех GPU — никто уже не оптимизирует их для столь древнего тестового пакета, да еще синтетики.

Feature Test 5: GPU Particles

Тест физической симуляции эффектов на базе систем частиц, рассчитываемых при помощи графического процессора. Используется вершинная симуляция, где каждая вершина представляет одиночную частицу. Stream out используется с той же целью, что и в предыдущем тесте. Рассчитывается несколько сотен тысяч частиц, все анимируются отдельно, также рассчитываются их столкновения с картой высот. Частицы отрисовываются при помощи геометрического шейдера, который из каждой точки создает четыре вершины, образующие частицу. Больше всего загружает шейдерные блоки вершинными расчетами, также тестируется stream out.

Во втором геометрическом тесте из 3DMark Vantage мы также видим далекие от теории результаты, но они хотя бы чуть ближе к правде, чем в прошлом подтесте этого же бенчмарка. Представленные видеокарты Nvidia и в этот раз необъяснимо медленны, и явным лидером снова является почти топовая видеокарта Radeon RX 6900 XT. Рассматриваемая сегодня RTX 3090 Ti выступила сильнее своих сестер на основе того же чипа, но все равно результаты некорректны и в ее случае.

Feature Test 6: Perlin Noise

Последний feature-тест пакета Vantage является математически-интенсивным тестом GPU, он рассчитывает несколько октав алгоритма Perlin noise в пиксельном шейдере. Каждый цветовой канал использует собственную функцию шума для большей нагрузки на видеочип. Perlin noise — это стандартный алгоритм, часто применяемый в процедурном текстурировании, он использует много математических вычислений.

В этом математическом тесте производительность решений хоть и не совсем соответствует теории, но она обычно близка к пиковой производительности видеочипов в предельных задачах. В тесте используются операции с плавающей запятой, и новая архитектура Ampere должна бы раскрыть свои уникальные возможности, но тест слишком устарел и не показывает современные GPU с лучшей стороны.

И все же, рассматриваемая сегодня новинка показала ожидаемый результат выше RTX 3090 и RTX 3080 Ti, как мы и ожидали. Правда, преимущество оказалось выше того, что должно быть в теории — скорее всего, дело в повышенном уровне энергопотребления, который позволил GPU работать на более высокой частоте, отсюда и преимущество такое. Решение компании AMD на основе архитектуры RDNA 2 в этом тесте также выступило неплохо, RX 6900 XT почти достала RTX 3080 Ti, хотя и сильно отстало от новой RTX 3090 Ti. Но не забываем, что у AMD есть уже более производительная модель — RX 6950 XT. Рассмотрим более современные тесты, использующие повышенную нагрузку на GPU.

 

Тесты Direct3D 11

Переходим к Direct3D11-тестам из пакета разработчиков SDK Radeon. Первым на очереди будет тест под названием FluidCS11, в котором моделируется физика жидкостей, для чего рассчитывается поведение множества частиц в двухмерном пространстве. Для симуляции жидкостей в этом примере используется гидродинамика сглаженных частиц. Число частиц в тесте устанавливаем максимально возможное — 64 000 штук.

В первом Direct3D11-тесте новая GeForce RTX 3090 Ti показала скорость почти как у других решений на том же графическом процессоре — они все явно во что-то упираются. Ну а Radeon RX 6900 XT тут опередила вообще все видеокарты Nvidia. Правда, по опыту предыдущих тестов мы знаем, что GeForce в этом тесте выступают не очень хорошо. Да и, судя по крайне высокой частоте кадров, вычисления в этом примере из SDK уже слишком просты для мощных видеокарт, и лучше рассматривать другие тесты.

Второй D3D11-тест называется InstancingFX11, в этом примере из SDK используются DrawIndexedInstanced-вызовы для отрисовки множества одинаковых моделей объектов в кадре, а их разнообразие достигается при помощи использования текстурных массивов с различными текстурами для деревьев и травы. Для увеличения нагрузки на GPU мы использовали максимальные настройки: число деревьев и плотность травы.

Производительность рендеринга в этом тесте больше всего зависит от оптимизации драйвера и командного процессора GPU. С ними дела неплохо обстоят у решений Nvidia, но видеокарты семейств RDNA 1 и 2 заметно улучшили позиции конкурирующей компании, особенно мощная Radeon RX 6900 XT. Но лидером сегодняшнего сравнения стала новая RTX 3090 Ti. По сравнению с другими решениями на том же чипе, она получила небольшой прирост, которого хватило для лидерства.

Третий D3D11-пример — VarianceShadows11. В этом тесте из SDK AMD используются теневые карты (shadow maps) с тремя каскадами (уровнями детализации). Динамические каскадные карты теней сейчас широко применяются в играх с растеризацией, поэтому тест довольно любопытный. При тестировании мы использовали настройки по умолчанию.

Производительность в этом примере из SDK зависит как от скорости блоков растеризации, так и от пропускной способности памяти. Новая видеокарта GeForce RTX 3090 Ti показала ожидаемый результат чуть выше показателей соседних по линейке RTX 3090 и RTX 3080 Ti, основанных на том же GPU. Единственная карта Radeon, представленная в нашем сравнении, в этот раз оказалась далеко позади. Хотя и в этом тесте частота кадров излишне высока — очередная задача является слишком простой, особенно для высокопроизводительных современных GPU.

 

Тесты Direct3D 12

Переходим к примерам из DirectX SDK компании Microsoft — все они используют последнюю версию графического API — Direct3D12. Первым тестом стал Dynamic Indexing (D3D12DynamicIndexing), использующий новые функции шейдерной модели Shader Model 5.1. В частности — динамическое индексирование и неограниченные массивы (unbounded arrays) для отрисовки одной модели объекта несколько раз, при этом материал объекта выбирается динамически по индексу.

Этот пример активно использует целочисленные операции для индексации, поэтому особенно интересен нам для тестирования графических процессоров семейства Ampere. Для увеличения нагрузки на GPU мы модифицировали пример, увеличив число моделей в кадре относительно оригинальных настроек в 100 раз.

Общая производительность рендеринга в этом тесте зависит от видеодрайвера, командного процессора и эффективности работы мультипроцессоров GPU в целочисленных вычислениях. Решения Nvidia лучше справляются с такими операциями, и новая модель GeForce RTX 3090 Ti показала ровно такой же результат, что и RTX 3080 Ti с RTX 3090. А вот единственная представленная сегодня видеокарта Radeon модели RX 6900 XT оказалась почти вдвое медленнее всех GeForce — вероятнее всего, дело в недостатке программной оптимизации в драйверах. Подождем тестов RX 6950 XT.

Очередной пример из Direct3D12 SDK — Execute Indirect Sample, он создает большое количество вызовов отрисовки при помощи ExecuteIndirect API, с возможностью модификации параметров отрисовки в вычислительном шейдере. В тесте используется два режима. В первом на GPU выполняется вычислительный шейдер для определения видимых треугольников, после чего вызовы отрисовки видимых треугольников записываются в UAV-буфер, откуда запускаются посредством ExecuteIndirect-команд, таким образом на отрисовку отправляются только видимые треугольники. Второй режим отрисовывает все треугольники подряд без отбрасывания невидимых. Для увеличения нагрузки на GPU число объектов в кадре увеличено с 1024 до 1 048 576 штук.

В этом тесте видеокарты Nvidia также всегда доминировали, и сегодняшний расклад сил это подтверждает. Производительность в тесте зависит от драйвера, командного процессора и мультипроцессоров GPU. Наш предыдущий опыт говорит также о влиянии программной оптимизации драйвера на результаты теста, и в этом смысле видеокартам AMD похвастать обычно нечем, включая и новые решения архитектуры RDNA 2 — RX 6900 XT далека от всех видеокарт Nvidia. Рассматриваемая сегодня GeForce RTX 3090 Ti ожидаемо справилась с задачей чуть быстрее младших решений RTX 3080 Ti и RTX 3090.

Последний пример с поддержкой D3D12 — известный тест nBody Gravity. В этом примере из SDK показана расчетная задача гравитации N-тел (N-body) — симуляция динамической системы частиц, на которую воздействуют такие физические силы, как гравитация. Для увеличения нагрузки на GPU число N-тел в кадре было увеличено с 10 000 до 64 000.

По количеству кадров в секунду видно, что эта вычислительная задача довольно сложна, хотя современные GPU справляются с ней заметно легче предыдущих поколений. Сегодняшняя новинка GeForce RTX 3090 Ti, основанная на полной версии топового графического процессора GA102, показала сильный результат, серьезно опередив RTX 3080 Ti и RTX 3090. Единственная Radeon в этой задаче явно не раскрыла свои возможности и сильно проиграла — под этот набор тестов драйверы AMD явно плохо оптимизированы.

В качестве дополнительного вычислительного теста с поддержкой Direct3D12 мы взяли известный бенчмарк Time Spy из 3DMark. В нем нам интересно не только общее сравнение GPU по мощности, но и разница в производительности с включенной и отключенной возможностью асинхронных вычислений, появившихся в DirectX 12. Для верности мы протестировали видеокарты сразу в двух графических тестах.

Если рассматривать производительность новой модели GeForce RTX 3090 Ti в этой задаче по сравнению с видеокартами на основе того же чипа, то новинка явно хорошо прибавила, заметно опередив RTX 3090 и RTX 3080 Ti, как и должна по теории. И не зря, ведь результаты Radeon RX 6900 XT показывают, что RX 6950 XT опередит их, а выпуск RTX 3090 Ti позволил выстрелить на опережение. Впрочем, столь мощные GPU может ограничивать сравнительно низкое разрешение 2560×1440, выбранное нами для тестов.

 

Тесты трассировки лучей

Одним из первых тестов производительности трассировки лучей стал бенчмарк Port Royal создателей известных тестов серии 3DMark. Этот тест работает на всех графических процессорах с поддержкой DirectX Raytracing API. Мы проверили несколько видеокарт в разрешении 2560×1440 при различных настройках, когда отражения рассчитываются при помощи трассировки лучей в двух режимах, а также традиционным для растеризации методом.

Бенчмарк показывает сразу несколько новых возможностей применения трассировки лучей через DXR API, в нем используются алгоритмы отрисовки отражений и теней с применением трассировки, но тест в целом не слишком хорошо оптимизирован и очень сильно загружает в том числе и мощные GPU. Но для сравнения производительности разных GPU в этой конкретной задаче тест отлично подходит.

Тест хорошо показывает разницу в подходах компаний AMD и Nvidia к поддержке аппаратного ускорения трассировки лучей. Рассматриваемая сегодня модель RTX 3090 Ti заметно быстрее RTX 3090 и RTX 3080 Ti, как и должно быть по всех теоретическим показателям, и разница между этими моделями оказалась очень приличной. А вот единственный (условный, при отсутствии у нас RX 6950 XT) конкурент в лице RX 6900 XT явно отстает, особенно в сложных условиях — мы давно знаем, что трассировка лучей в исполнении решений AMD куда менее эффективна.

Позднее вышел еще один подтест 3DMark, направленный на тестирование производительности трассировки лучей — DirectX Raytracing. В отличие от предыдущего, он не гибридный, и не использует растеризацию вовсе, а только трассировку лучей, поэтому гораздо лучше отражает скорость GPU именно по возможностям аппаратного ускорения трассировки. Сцена в бенчмарке используется уже известная нам по другим подтестам 3DMark, и она довольно небольшая — BVH-структура в теории может поместиться в Infinity Cache, что может помочь новым видеокартам серии Radeon RX 6000.

Новая модель GeForce RTX 3090 Ti снова прилично опережает RTX 3090 и RTX 3080 Ti, основанных на том же чипе, но с разной степенью урезанности. Что касается единственного условного конкурента от AMD, то RX 6900 XT уступает новинке более чем вдвое, эта видеокарта наравне с RTX 2080 Ti еще прошлого поколения. Соперничать с RTX 3090 Ti в таких задачах решения AMD не смогут, даже ускоренный RX 6950 XT. Выделенные RT-ядра Nvidia, использующие модель MIMD, выполняют заметно большую часть работы и более универсальны, они не теряют в производительности при включении трассировки так сильно, как ядра Ray Accelerator + обычные SIMD-ядра у решений AMD. Возможно (надеемся), в следующем поколении будет уже совсем не так.

Переходим к полусинтетическим бенчмаркам, которые сделаны на игровых движках, и соответствующие проекты должны выйти в скором времени. Первым тестом стал Boundary — один из китайских игровых проектов с поддержкой DXR и DLSS. Это бенчмарк с очень серьезной нагрузкой на GPU, трассировка лучей в нем используется весьма активно — и для сложных отражений с несколькими отскоками луча, и для мягких теней, и для глобального освещения. Также в тесте используется технология DLSS, качество которой можно настраивать, и мы протестировали два варианта — без DLSS, чтобы сравнить с AMD Radeon, и с максимально возможным качеством для DLSS.

Без включения DLSS даже в Full HD-разрешении приемлемо работают только мощные видеокарты серии GeForce RTX 30, а даже мощная карта RX 6000 сильно отстала от них, ну а 4K-разрешение без масштабирования неиграбельно вообще, даже на свежей RTX 3090 Ti. Новая модель снова прилично опередила RTX 3090, но это мало что поменяло для 4K. Результаты единственной представленной видеокарты Radeon вновь показали, что в тестах трассировки лучей они не могут конкурировать с GPU конкурента. Им поможет разве что масштабирование разрешения FSR 2.0, которое хоть и уступает DLSS 2 по качеству, но хотя бы даст поиграть. Но пока что рассматриваем только DLSS и только Nvidia:

В 4K-разрешении старшие видеокарты линейки RTX 30 вполне обеспечивают приемлемую частоту кадров с применением DLSS, хотя до 60 FPS не дотянула даже новинка, и в реальных условиях можно использовать менее качественный вариант этой технологии. Результат новой GeForce RTX 3090 Ti не удивил — она оказалась впереди RTX 3090 и RTX 3080 Ti чуть более чем на 10%, что вполне объяснимо теоретически. Так что делаем вывод — новинка позволит поиграть в 4K при максимальных настройках с включением DLSS даже в таких ресурсоемких играх.

Рассмотрим еще один полуигровой бенчмарк, также основанный на китайской игре — Bright Memory. Интересно, что оба теста довольно похожи по результатам и по качеству изображения, хотя по тематике они совсем разные. И все же этот бенчмарк даже еще чуть более требователен, особенно конкретно к производительности трассировки лучей. Жаль, что на видеокартах AMD он не работает, требуя именно Nvidia RTX.

В этом тесте новая модель на полной версии графического процессора GA102 показала чуть менее ожидаемый результат, обойдя RTX 3080 Ti и RTX 3090 совсем чуть-чуть. Похоже, тут не сказывается разная ПСП у этих моделей, как и количество и тактовая частота CUDA- и RT-ядер. Производительность упирается явно во что-то другое. Впрочем, видеокарта RTX 2080 Ti из прошлого поколения оказалась почти вдвое более медленной, так что результат для новинки неплохой.

 

Вычислительные тесты

Мы продолжаем поиск бенчмарков, использующих OpenCL для актуальных вычислительных задач, чтобы включить их в состав нашего пакета синтетических тестов. Пока что в этом разделе остается довольно старый и не слишком хорошо оптимизированный тест трассировки лучей (не аппаратной) — LuxMark 3.1. Этот кроссплатформенный тест основан на LuxRender и использует OpenCL.

Рассматриваемая сегодня модель GeForce RTX 3090 Ti прилично опередила обычную RTX 3090 — похоже, что памяти и ПСП тут хватает всем видеокартам, а скорость рендеринга упирается в производительность CUDA-ядер. Результат новинки позволил опередить все представленные в сравнении видеокарты. Особенно заметно преимущество над устаревшей RTX 2080 Ti, но и Radeon RX 6900 XT в сложном подтесте отстала более чем вдвое!

Рассмотрим еще один тест вычислительной производительности графических процессоров — V-Ray Benchmark — это тоже трассировка лучей без применения аппаратного ускорения. Тест производительности на базе рендерера V-Ray раскрывает возможности GPU в сложных вычислениях и также может показать преимущества новых видеокарт. В прошлых тестах мы использовали разные версии бенчмарка: которая выдает результат в виде времени, затраченного на рендеринг и в виде количества миллионов просчитанных путей за секунду.

Тест также показывает программную трассировку лучей, но на решениях архитектуры RDNA 2 нам не удалось запустить тест, к сожалению. Новая модель GeForce RTX 3090 Ti оказалась быстрее RTX 3090 на целых три секунды, что довольно много — похоже, что сказалось и повышенное энергопотребление и ускоренный GPU в полной версии. Про RTX 2080 Ti и не говорим, она далеко позади. В сложных вычислительных тестах все новые представители архитектуры Ampere показывают отличные результаты.

Рассмотрим еще одно приложение рендеринга — OctaneRender. Это довольно популярный рендерер, который можно использовать в большинстве приложений для создания 3D-контента, а главное, что он использует возможности CUDA и RTX, а версия OctaneRender 2020.1.5 получила поддержку Ampere. Бенчмарк на основе этого рендерера позволяет отключать RTX-ускорение и тестирует производительность сразу в нескольких тестовых сценах, отличающихся по нагрузке. Увы, но OpenCL тестом и рендерером не поддерживается. Приведем общее количество очков:

Новая модель GeForce RTX 3090 Ti ожидаемо опередила младшие модели из того же семейства, но есть интересный нюанс. Преимущество новинки больше при выключенном RTX, так как количество и скорость ядер CUDA в таком случае важнее. Но вообще, включение аппаратного ускорения RTX серьезно повысило результаты всех графических процессоров архитектуры Ampere — в этом виновата и повышенная производительность RT-ядер второго поколения, а также удвоенный темп FP32-вычислений и изменения в системе кэширования. Это хорошо заметно по сравнению с RTX 2080 Ti, которая отстала почти вдвое.

 

Тесты DLSS

Мы включаем в материалы и отдельный тест второй версии технологии DLSS, хотя ранее уже были проведены тесты с применением DLSS в приложениях с трассировкой лучей, мы посчитали полезным сделать и отдельное тестирование в разрешении 4K. Рассмотрим результаты четырех GPU компании Nvidia в популярном разрешении с включением технологии DLSS максимально возможного качества:

Без включения DLSS 2.0, рендеринг производится в полном разрешении, что сильно сказывается на производительности, и такого уровня частоты кадров будет явно недостаточно даже в случае RTX 3090, а вот сегодняшняя новинка дает более чем 30 FPS. Она опередила младшие решения и в случае включенной технологии, и обеспечивает почти 60 FPS, в то время как RTX 3090 дотянула лишь до 50 FPS — неплохой прирост производительности. Такие сложные сцены требуют применения видеокарт, основанных на чипе GA102, совместно с технологией повышения производительности DLSS, обеспечивающей отличное качество картинки, так как RTX 2080 Ti из прошлого поколения даже с DLSS дает лишь 36 FPS.

Тестирование: игровые тесты, майнинг

Список инструментов тестирования

Во всех игровых тестах использовалось максимальное качество графики в настройках.

• Hitman III (IO Interactive/IO Interactive)
• Cyberpunk 2077 (Софтклаб/CD Projekt RED), патч 1.4 (версия 1.5 еще не тестировалась)
• God of War (Sony IE/Sony IE)
• Assassin’s Creed Valhalla (Ubisoft/Ubisoft)
• Marvel’s Guardians of the Galaxy (Eldos/Square Enix)
• The Medium (Bloober/Bloober)
• Godfall (Gearbox Publishing/Counterplay Games)
• Resident Evil Village (Capcom/Capcom)
• Far Cry 6 (Ubisoft/Ubisoft)
• Battlefield 2042 (DICE/EA)

Для подсчета хэшрейта (hashrate) при майнинге «эфира» (Ethereum/ETH) использовался майнер T-Rex (0.26.30 c обходом защиты от майнинга), фиксировался средний показатель за 2 часа в двух режимах:

• по умолчанию (лимит потребления снижен до 70%, частота GPU снижена на 200 МГц, частота памяти по умолчанию, вентиляторы выставлены в ручном режиме на 70%)
• оптимизация (лимит потребления снижен до 70%, частота GPU снижена на 200 МГц, частота памяти повышена на 500—1000 МГц (в зависимости от карты), вентиляторы выставлены в ручном режиме на 80%)

Кратко о производительности в 3D-играх

Перед демонстрацией детальных тестов мы приводим краткие сведения о производительности семейства, к которому относится конкретный исследуемый ускоритель, а также его соперников. Все это нами субъективно оценивается по шкале из пяти градаций.

Игры без использования трассировки лучей (классическая растеризация)

Даже «базовая» версия RTX 3090 демонстрировала отменную производительность в классических играх во всех разрешениях, включая 4К, и это на максимальных настройках графики. Учитывая, что RTX 3090 Ti еще быстрее, очевидно, что этот очень дорогой ускоритель 3D-графики создан именно для высоких разрешений от 3840×2160 и даже выше: еще на примере RTX 3090 мы могли убедиться, что подобным флагманским видеокартам «по зубам» даже разрешение 8К, особенно если в игре имеется поддержка DLSS. Что касается карты Gigabyte, то она чуть быстрее референс-аналога.

Игры с использованием трассировки лучей

Конечно, падение производительности при активизации в играх трассировки лучей имеется, и подчас весьма существенное, при этом появляется все больше и больше игр с поддержкой Nvidia DLSS, а эта технология «умного» антиалиасинга позволяет резко поднять производительность, в том числе компенсируя падение от включения RT, а иногда DLSS поднимает производительность даже выше уровня, который выдают карты семейства RTX без трассировки лучей. Также все больше становится игр с поддержкой AMD FSR (еще одна технология умного масштабирования картинки). Все это говорит о том, что в целом выводы не меняются: RTX 3090 Ti и в играх с RT способен обеспечить полный комфорт на максимальных настройках графики в разрешении 4К, а подчас и в 8К (при наличии DLSS в игре). Карта Gigabyte немного быстрее референс-аналога, поэтому выводы по ней еще более оптимистичны.

Результаты тестирования в 3D-играх

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

 

Hitman III

 

Cyberpunk 2077

 

God of War

 

Assassin’s Creed Valhalla

 

Marvel’s Guardians of the Galaxy

 

The Medium

 

Godfall

 

Resident Evil Village

 

Far Cry 6

 

Battlefield 2042

Все регулярно тестируемые нами видеокарты сейчас поддерживают технологию RT, поэтому мы проводим тесты не только с использованием обычных методов растеризации, но и с включением RT и/или DLSS/FSR.

Результаты тестов со включенной аппаратной трассировкой лучей и/или DLSS/FSR в разрешениях 1920×1200, 2560×1440 и 3840×2160

 

Cyberpunk 2077, RT

 

Cyberpunk 2077, RT+DLSS/FSR

 

God of War, DLSS/FSR

 

Marvel’s Guardians of the Galaxy, RT

 

Marvel’s Guardians of the Galaxy, RT + DLSS/FSR

 

The Medium, RT

 

The Medium, RT + DLSS/FSR

 

Resident Evil Village, RT

 

Far Cry 6, RT

 

Far Cry 6, RT + FSR

 

Battlefield 2042, RT

 

Battlefield 2042, RT + DLSS

Учитывая, что RTX 3090 Ti является лидером по производительности на сегодня, а его предшественника RTX 3090 мы ранее исследовали в разрешении 8К, то логично было протестировать в этом огромном разрешении и новинку — разумеется, с применением DLSS/FSR и трассировки лучей.

Результаты тестов с включенной аппаратной трассировкой лучей и DLSS/FSR в разрешении 7680×4320 (8К)

 

Cyberpunk 2077, RT+DLSS/FSR

 

God of War, DLSS/FSR

 

Marvel’s Guardians of the Galaxy, RT+DLSS

 

The Medium, RT+DLSS/FSR

 

Far Cry 6, RT+FSR

Сегодня нормально поиграть в таком разрешении можно только на самых флагманских и дорогих видеокартах уровня RTX 3090 Ti/3090/3080 Ti/3080, а также RX 6950/6900 XT, да и то для приемлемого комфорта в таких играх требуется обязательная поддержка DLSS (или FSR). Однако поиграть все же можно, и учитывая, что разрешение 8К пока доступно только на огромных телевизорах (от 55″), эффект от игр может быть весьма впечатляющим.

Рейтинг iXBT.com

Рейтинг ускорителей iXBT.com демонстрирует нам функциональность видеокарт друг относительно друга и представлен в двух вариантах:

1. Вариант рейтинга iXBT.com без включения RT

Рейтинг составлен по всем тестам без использования технологий трассировки лучей. Этот рейтинг нормирован по наиболее слабому ускорителю из группы карт — Radeon RX 6500 XT (то есть сочетание скорости и функций Radeon RX 6500 XT приняты за 100%). Рейтинги ведутся по 19 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 Ti и его конкуренты.

Рейтинг приведен суммарно для всех трех разрешений.

Полагаем, что комментировать особо нечего: лидер есть лидер во всех отношениях. Правда, имеется одна оговорка: мы еще не тестировали новый флагман AMD — Radeon RX 6950 XT, который обещает быть чуть быстрее предшественника, поэтому не исключено, что он сможет догнать RTX 3090 Ti (при первой возможности изучим этот вопрос). Карта Gigabyte, как и ожидалось, чуть быстрее референс-аналога.

1. Вариант рейтинга iXBT.com с включением RT

Рейтинг составлен по 9 тестам, в которых используется технология трассировки лучей и одновременно технология Nvidia DLSS или AMD FSR. Этот рейтинг нормирован по самому слабому ускорителю в данной группе — Radeon RX 6500 XT (то есть сочетание скорости и функций Radeon RX 6500 XT приняты за 100%).

Рейтинг приведен суммарно для всех трех разрешений.

В данном случае все сказанное выше также справедливо. Единственное, что бросается в глаза — переход RX 6900 XT в группу аутсайдеров из-за более драматичного падения производительности при включении трассировки лучей. Полагаем, что даже RX 6950 XT не сумеет здесь не только обойти, но и догнать RTX 3080 Ti, не говоря уже о RTX 3090. В играх с трассировкой лучей достойных соперников у RTX 3090/3090 Ti пока нет.

Рейтинг полезности

Рейтинг полезности тех же карт получается, если показатель предыдущего рейтинга разделить на цены соответствующих ускорителей. Для расчета рейтинга полезности использованы розничные цены на июнь 2022 года. Учитывая нацеленность RTX 3090 Ti на разрешение 4К, мы привели рейтинг, подсчитанный только при использовании разрешения 3840×2160. Поэтому цифры отличаются от рейтинга iXBT.com.

1. Вариант рейтинга полезности без включения RT

В принципе, рейтинг полезности, основанный исключительно на игровой производительности, для карт уровня RTX 3090/3090 Ti не вполне корректен, ибо эти ускорители не чисто игровые — скорее, полупрофессиональные, предназначенные для использования в составе ПК для моделирования, проектирования и т. п. Оттого и ценники на такие карты изначально сильно выше, чем у чисто игровых решений типа RTX 3080/3080 Ti.

1. Вариант рейтинга полезности с включением RT

Все вышесказанное справедливо и здесь.

Результаты тестирования в майнинге (mining, hashrate)

 

Hashrate, MH/s

Как и RTX 3090, карты на базе RTX 3090 Ti не имеют защиты от майнинга Ethereum. Очевидно, что RTX 3090 Ti демонстрирует максимальный хэшрейт. Правда, на момент подготовки нашего обзора курс ETH катастрофически упал, а топовые видеокарты потребляют очень много электроэнергии, даже после оптимизации, поэтому вряд ли сейчас имеет смысл рассматривать покупку таких ускорителей для майнинга. Но для информации все же скажем, что при запуске майнинга ETH с параметрами работы карты по умолчанию температура памяти поднимается до 85 градусов, что не критично. При этом мы получаем около 108 МH/s, что сравнимо с хэшрейтом RTX 3090 (или RTX 3080 после очень агрессивной оптимизации).

Оптимизация настроек работы видеокарт под майнинг в нашем случае не предусматривает сильного разгона видеопамяти, также обязательным является внешний обдув видеокарт. Особо тщательно надо следить за нагревом GDDR6X, ибо максимум для этой памяти — 110 градусов, и она долго не проживет, постоянно работая в условиях нагрева выше 100 °C. В нашем случае после оптимизации параметров работы карты и принудительного улучшения охлаждения нагрев памяти при майнинге по алгоритму ethash не превышал 72 градусов. А хэшрейт вырос почти до 118 MH/s, что является почти максимально возможным результатом для одиночной карты.

Выводы

Nvidia GeForce RTX 3090 Ti (24 ГБ) — самое флагманское решение на базе последнего поколения GPU Nvidia на сегодня. По сути, это очередной король 3D-графики игрового уровня и отменный вариант для полупрофессионального применения.

GeForce RTX 3090 Ti имеет GPU с максимально возможным количеством активных вычислительных блоков, включая текстурные, тензорные и RT-ядра, то есть в таких GPU включены все имеющиеся блоки. Как и у GeForce RTX 3090, изюминкой нового ускорителя является реальная поддержка разрешения 8К, поскольку GeForce RTX 3090 Ti обладает достаточной производительностью, чтобы некоторые игры с использованием DLSS обеспечивали игроку нормальный комфорт на максимальных настройках графики в 8К. А объем памяти (24 ГБ) позволит свободно хранить необходимые текстуры и данные даже для столь высокого разрешения. От GeForce RTX 3080 Ti, как и от GeForce RTX 3080, такого ждать не приходится, их производительность в 8K будет на грани минимальной играбельности — в том числе из-за ограничения локальной видеопамяти объемом 10-12 ГБ.

Также мы помним, что GeForce RTX 3090 Ti (как и GeForce RTX 3090) нацелен не только на игровой сегмент, но и на использование в профессиональной сфере — например, для 3D-моделирования. И еще тестируя GeForce RTX 3090, мы убедились, что объем памяти в 24 ГБ позволяет этому ускорителю легко работать с высококачественными, очень сложными моделями, тогда как на GeForce RTX 3080/Ti реализация тех же сценариев может приводить к падению программы или вызывать ошибку нехватки памяти. Так что GeForce RTX 3090/Ti — это одновременно и самые быстрые на сегодня игровые решения, и очень мощные профессиональные. Но повторим: при всей высочайшей игровой скорости, это нишевый ускоритель.

Главная проблема GeForce RTX 3090 Ti на сегодня — не в цене и не в энергопотреблении, а в том, что карта вышла довольно поздно (в конце марта) и от GeForce RTX 3090 отличается незначительно, а этой модели скоро уже два года. Ранней осенью нынешнего года ожидается выход нового поколения видеокарт Nvidia, основанных на другой архитектуре, и гипотетическая GeForce RTX 4090 (или даже GeForce RTX 4080) просто обязана быть интереснее, чем GeForce RTX 3090 Ti. А еще гипотетическая GeForce RTX 4080 наверняка будет не только производительнее сегодняшней условной новинки, но и дешевле. И в условиях, когда рентабельность майнинга сильно упала, это применение уже не может оправдывать огромные цены времен «майнерского бума». Тем не менее, мы можем предположить, что с технической стороны нынешний выпуск RTX 3090 Ti – это проверка будущих печатных плат, так как сказать, испытание на прочность, ибо есть предположение, что будущие RTX 4xxx в части своей будут электрически совместимы по контактам с нынешним флагманом.

Так ли уж необходим был выпуск GeForce RTX 3090 Ti при наличии GeForce RTX 3090 и не слишком сильно отличающейся от них GeForce RTX 3080 Ti, которая разве что имеет вдвое меньший объем памяти? Эти три модели довольно близки по скорости в типичных игровых режимах — так может, хватило бы пары таких моделей или даже одной? Видимо, Nvidia не захотела позволить конкуренту стать быстрейшим, к тому же это был повод еще раз блеснуть своими возможностями, воспользовавшись лучшим выходом годных чипов по прошествии почти двух лет на отработанном техпроцессе. Понятно, что у компании сейчас есть большее количество GPU, способных на работу всех блоков на высокой частоте, поэтому можно выпустить новую модель и продавать ее дороже, что они и сделали.

Теперь о конкретной карте Gigabyte GeForce RTX 3090 Ti Gaming OC 24G (24 ГБ). Для ее тестирования мы использовали блок питания того же производителя со штатным кабелем, имеющим 16-контактный разъем для подключения новых флагманских видеокарт.

Так вот, карта Gigabyte — это очень мощное решение для энтузиастов, желающих играть в очень высоких разрешениях при максимальных настройках графики, причем практически без компромиссов. Разгонный потенциал позволяет еще чуть улучшить комфорт в тяжелых игровых режимах. Это одна из самых длинных видеокарт, которые когда-либо выпускались, ее почти 34 см влезут далеко не в каждый корпус. При этом видеокарта еще и очень широкая, занимает 4 слота в корпусе, это надо учитывать при планировании апгрейда своего ПК. В комплекте поставки есть поддерживающий штатив для опоры на дно корпуса, поэтому за прогибание карты в системном блоке можно не волноваться.

Система охлаждения относительно тихая в режиме Silent, при этом частоты практически не снижены относительно режима ОС. Карта может потреблять до 500 Вт, она требует три 8-контактных разъема питания (подключаются к прилагаемому адаптеру-переходнику на 16-контактный разъем на самой плате), так что наличие мощного БП обязательно! Заодно требуется хорошо продуваемый корпус, поскольку почти весь нагретый воздух видеокарта оставляет внутри системного блока.

Производитель декларирует наличие 4-летней гарантии на эту карту.

Отметим еще раз, что GeForce RTX 3090 Ti отлично подходит для игры в разрешении 4К с максимальным качеством графики с трассировкой лучей даже без DLSS и для разрешения 8К в играх с поддержкой DLSS. Также для него справедливы все особенности семейства GeForce RTX 30, включая поддержку стандарта HDMI 2.1, позволяющего выводить 4K-изображение со 120 FPS или 8K-разрешение при помощи одного кабеля, поддержку аппаратного декодирования видеоданных в формате AV1, технологию RTX IO, способную обеспечить быструю передачу и распаковку данных с накопителей прямо в GPU, а также технологию снижения задержек Reflex, полезную для киберспортсменов.

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 Gigabyte GeForce RTX 3090 Ti Gaming OC 24G (24 ГБ) получила награду:

В номинации «Отличная поставка» плата Gigabyte GeForce RTX 3090 Ti Gaming OC 24G (24 ГБ) получила награду:

Благодарим нашего читателя
Александра Кожевникова
за предоставленную на тестирование видеокарту