Maxwell на форсаже: обзор видеокарты Gigabyte GeForce GTX 750 Ti

18 февраля компания NVIDIA представила новую энергоэффективную архитектуру Maxwell, графический процессор GM107 и первые видеокарты на его основе — GeForce GTX 750 Ti и GTX 750. Обозревателей больше всего впечатлило не столько низкое энергопотребление новой видеокарты (всего 60 ватт) или её производительность на ватт, сколько превосходный оверклокерский потенциал ядра. Не удивительно, что одновременно с анонсом GeForce GTX 750 Ti все именитые производители видеокарт представили оригинальные модели с повышенными частотами (в момент выхода новинки их было анонсировано сразу восемь).

Причём если, например, в случае с Radeon R9 290(X) можно говорить лишь о формальном увеличении частоты на 30, 50 или 80 МГц в лучшем случае, то с разгоном GeForce GTX 750 Ti компании явно не поскромничали. Так, с номинальных частот 1020-1085/5400 МГц EVGA разогнала свою FTW-версию GeForce GTX 750 Ti до 1189-1268/5400 МГц, Palit выпустила StormX Dual с частотами 1202-1281/6008 МГц, ASUS выставила частоты 1072-1150/5400 МГц, MSI — 1085-1163/5400 МГц, Gainward — 1202-1281/6008 МГц и так далее. Однако наивысший заводской разгон графического процессора оказался у видеокарты Gigabyte GeForce GTX 750 Ti 2 Гбайт (GV-N75TWF2OC-2GI), которую мы сегодня изучим и протестируем.

⇡#Технические характеристики и рекомендованная стоимость

Технические характеристики и рекомендованная стоимость видеокарты Gigabyte GeForce GTX 750 Ti приведены в сравнении с эталонными вариантами NVIDIA GeForce GTX 750 Ti и GTX 750, а также AMD Radeon R7 260X.

Технические характеристики

Дополнительные характеристики

⇡#Упаковка и комплектация

На лицевой стороне компактной коробки, выполненной из плотного картона, изображена голова совы с очень грозным взглядом, как бы подчёркивающим самые серьёзные намерения продукта. Рядом кроме модели видеокарты приведена информация о разгоне её ядра и поддержке Ultra HD-разрешений (4096×2160 при 60 Гц).

Традиционно более информативная обратная сторона отведена под описание особенностей системы охлаждения, элементов печатной платы и системных требований.

Комплектация видеокарты минималистичная: кабель-переходник для дополнительного питания, компакт-диск с драйверами и утилитой для разгона, краткая инструкция по установке. Всё.

Видеокарта выпускается в Китае, и на неё должна предоставляться трёхлетняя гарантия. Рекомендованная стоимость составляет 169 долларов США, реальная розничная на момент подготовки статьи — от 5 600 рублей.

Оригинальность модели

Оригинальность данной игровой референсной модели заключается в отсутствии дополнительных разъёмов питания и кулера, место которого занимает относительно небольшой радиатор в форме цилиндра, оснащённый вентилятором.

Далее мы рассмотрим эксплуатационные характеристики новинки от четырёх различных производителей видеокарт, это Gigabyte, MSI, Zotac и Nvidia соответственно.

⇡#Дизайн и особенности печатной платы

Gigabyte GeForce GTX 750 Ti получилась компактной, аккуратной и в то же время достаточно привлекательной видеокартой. Её размеры составляют 190х133х38 мм. Изящные контуры тонкой пластиковой рамки вентиляторов и сами вентиляторы с полупрозрачными лопастями придают продукту законченный и утончённый вид.

Несколько портит общую картину выходящая вверх тепловая трубка, но её, в конце концов, можно не замечать. Бирюзовый цвет текстолита, нередко применяемый в продуктах Gigabyte, лично мне нравится больше всего в печатных платах. Но это дело вкуса. Всё это, конечно, здорово, но всё же саму видеокарту вы будете видеть редко, поэтому перейдём к её оснащению.

В отличие от эталонной версии NVIDIA GeForce GTX 750 Ti, имеющей в своём арсенале выходы DVI-I, DVI-D и один mini HDMI, на Gigabyte установлены DVI-I и DVI-D (оба Dual-Link), а также два полноценных разъёма HDMI версии 1.4a.

Благодаря наличию двух последних выходов, Gigabyte GeForce GTX 750 Ti может выводить изображение с разрешением Ultra HD (4096×2160 пикселей) при 60 Гц.

Как уже было отмечено выше, GeForce GTX 750 Ti обходится 60-ваттным питанием по шине PCI-Express, поэтому эталонные варианты этой видеокарты не оснащены разъёмом для дополнительного питания. Другое дело — Gigabyte GeForce GTX 750 Ti, при разработке которой инженеры не стали экономить на питании и установили на видеокарту один шестиконтактный разъём.

Впрочем, на стандартной печатной плате, которая здесь и используется, есть контактная площадка для этого разъёма, так что доработка в данном случае оказалась минимальной.

Система питания не подверглась какому-либо усилению (ещё со времени появления GeForce GTX 650 Ti), в ней используются две фазы на графический процессор и одна на память с силовыми цепями.

Кристалл графического процессора размерами 12х13 мм размещён на подложке без защитной рамки. Не было её и на эталонном варианте GeForce GTX 750 Ti, посему странно, что производители серийных видеокарт не озаботились защитой 1,87 млрд самых современных транзисторов. Наш экземпляр GM107 относится к версии А2 и выпущен на Тайване на 8-й неделе 2014 года (середина февраля).

Базовая частота графического процессора в 3D-режиме повышена на 195 МГц, или 19,1%. В boost-режиме частота может увеличиваться до 1294 МГц, а по данным мониторинга, она поднималась до — внимание — 1346 Мгц! Впечатляет, не правда ли? На сегодняшний день ни одна серийно выпускаемая видеокарта не работает на такой частоте в 3D-режиме. При переходе в 2D-режим частота снижается до 135 МГц. Качество ASIC нашего экземпляра процессора Gigabyte GeForce GTX 750 Ti оценено в 70,4%.

Что касается видеопамяти, то здесь всё стандартно: 2 Гбайт, GDDR5, FCBGA-упаковка, чипы SK Hynix (маркировка H5GC4H24MFR-T2C), эффективная частота — 5400 МГц, теоретическая пропускная способность — 86,4 Гбайт/с.

Добавим, что при переходе видеокарты в 2D-режим частота памяти снижается до 810 МГц.

GPU-Z расскажет нам обо всех характеристиках Gigabyte GeForce GTX 750 Ti.

Дополняем обзор видеокарты ссылкой на её BIOS — и сразу к системе охлаждения.

Первая реализация

GM107 состоит из одного GPC, пяти SMM и двух контроллеров памяти. 128 ядер CUDA на каждый SMM составляют 640 единиц, что на 66 % больше, чем 384 в архитектуре «Кеплер», использовавшейся в GTX 650. Справедливости ради следует сказать, что GeForce для видеокарты 650 Ti имеет 768 ядер CUDA, но почти с двукратным TDP. Базовая частота 1020 МГц и разгон до 1085 МГц на самом деле очень занижены. Даже при скромном разгоне легко достичь уровня 1300 МГц!

Пиковая теоретическая производительность вычислений составляет 1,3 TFLOPS (на 60 % больше, чем в GK107), несмотря на то что пропускная способность памяти остается в основном на том же уровне. Вот почему появление 2 МБ кэша L2 имеет решающее значение для эффективной оптимизации архитектуры Maxwell.

GM107 по-прежнему базируется на 28-нм технологии TSMC, но увеличивает размер чипа на 25 % по сравнению с GK107 при числе транзисторов на 43 % большем. С учетом 60 % вычислительного превосходства «Максвелла» над «Кеплером» 25%-е изменение площади указывает ориентацию компании Nvidia на снижение размера чипа и повышение эффективности его работы. Если добавить двукратное увеличение производительности на каждый потребленный ватт для того же 28-нм процесса, то новая архитектура впечатляет.

⇡#Система охлаждения — эффективность и уровень шума

Под стать самой видеокарте и её система охлаждения. Простая, компактная и эффективная WindForce 2X.

Алюминиевый радиатор трижды пронзён восьмимиллиметровой тепловой трубкой, которая запрессована в его центре, одновременно является основанием и контактирует напрямую с кристаллом графического процессора.

Правда, судя по отпечатку кристалла GPU на основании, трубка перекрывает не всю его площадь. Вероятно, правильнее было бы использовать две шестимиллиметровые трубки, спаянные друг с другом в основании и выходящие в разные стороны. Но как сделано, так сделано. Будем надеяться, что этого достаточно.

Охлаждается вся конструкция двумя вентиляторами компании Power Logic (модель PLD08010S12H) с одиннадцатью полупрозрачными лопастями.

Реальный размер крыльчатки — 74 мм. Скорость вращения вентиляторов регулируется автоматически в диапазоне от 1500 до 3650 об/мин посредством изменения напряжения.

Для проверки температурного режима работы видеокарты Gigabyte GeForce GTX 750 Ti в качестве нагрузки мы использовали пять циклов теста весьма ресурсоёмкой игры Aliens vs. Predator (2010) при максимальном качестве графики в разрешении 2560х1440 пикселей с анизотропной фильтрацией уровня 16х, но без активации MSAA-сглаживания:

Для мониторинга температур и всех прочих параметров применялись программа MSI Afterburner версии 3.0.0 beta 19 и утилита GPU-Z версии 0.7.7. Все тесты проводились при средней комнатной температуре около 25 градусов Цельсия в закрытом корпусе системного блока, конфигурацию которого вы сможете увидеть в следующем разделе статьи.

Учитывая крайне низкое тепловыделение нового GM107, нам не приходилось сомневаться в том, что WindForce 2X справится с охлаждением этой видеокарты на любых частотах. Так и произошло.

Автоматический режим

Всего 54 градуса на графическом процессоре в пике нагрузки при частоте 1346 МГц и максимальной скорости вентиляторов 1915 об/мин. Увеличив скорость до максимальных 3650 об/мин, температуру можно снизить ещё на 6 градусов Цельсия.

Максимальная скорость

Но нужно ли? Ведь при максимальной скорости кулер начинает шуметь, а в автоматическом режиме регулировки его попросту не слышно даже на фоне очень тихого системного блока. Так что и за уровень шума мы ставим Gigabyte WindForce 2X оценку отлично.

Обзор GTX 750

Данный видеоускоритель – оптимальный вариант для сборки недорого компьютера. Главное, что стоит сделать во время сборки ПК – определиться с процессором и блоком питания.

В качестве процессора подойдут модели от компании Intel, начиная от i3 и выше. Мощностей этих чипов будет достаточно для максимального раскрытия видеокарты и запуска игр. Среднее количество FPS при связке с i3 – 35-40 кадров на средних настройках.

Энергопотребление GTX 750 – 55 Вт. Из этого следует вывод, что оптимальным вариантом будет блок питания мощностью в 300 Вт. Даже при наличии мощного процессора, указанного объема будет достаточно.

⇡#Оверклокерский потенциал

Понимая, что Gigabyte GeForce GTX 750 Ti уже серьёзно разогнана по ядру на заводе, мы не надеялись на ещё какое-то возможное повышение частот, но всё же смогли выжать из графического процессора дополнительные 60 МГц. Видеопамять порадовала на порядок сильнее, без потери стабильности разогнавшись на 1160 МГц.

Итоговые частоты после разгона видеокарты составили 1275-1354/6560 МГц.

На повышенных частотах в тех же условиях тестирования Gigabyte GeForce GTX 750 Ti стала греться едва сильнее: температура GPU выросла на 2 градуса Цельсия, а скорость вентиляторов увеличилась на считаные десятки оборотов в минуту.

Отметим, что в отдельные моменты частота разогнанного графического процессора увеличивалась до 1406 МГц. На воздухе. Тихом воздухе…

Тесты в играх

Тесты проводились в максимальном разрешении в нескольких популярных играх и были получены следующие результаты:

⇡#Тестовая конфигурация, инструментарий и методика тестирования

Тестирование производительности видеокарт было проведено на системе следующей конфигурации:

• Системная плата: Intel Siler DX79SR (Intel X79 Express, LGA2011, BIOS 0594 от 06.08.2013);
• Центральный процессор: Intel Core i7-3970X Extreme Edition 3,5/4,0 ГГц (Sandy Bridge-E, C2, 1,1 В, 6×256 Kбайт L2, 15 Мбайт L3);
• Система охлаждения CPU: Phanteks PH-TC14PЕ (2х900 об/мин);
• Термоинтерфейс: ARCTIC MX-4;
• Видеокарты: HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock 2 Гбайт 952/5600 МГц;
• Gigabyte GeForce GTX 750 Ti 2 Гбайт 1215-1294/5400 МГц и 1275-1354/6560 МГц;
• NVIDIA GeForce GTX 750 Ti 2 Гбайт 1020-1085/5400 МГц;
• MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST Twin Frozr III 2 Гбайт 1033-1098/6008 МГц;
• AMD Radeon R7 260X 2 Гбайт 1100/6500 МГц;

При своей розничной стоимости от 5 600 руб. Gigabyte GeForce GTX 750 Ti будет конкурировать с оригинальными версиями GeForce GTX 650 Ti BOOST, которые сейчас присутствуют на рынке пока ещё в достаточно широком ассортименте. Эту видеокарту у нас сегодня представляет MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST Twin Frozr III. Немногим дороже стоит HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock, которую мы включили в тесты в качестве ориентира, как следующую ступеньку по производительности.

Добавлены в тестирование и эталонные версии NVIDIA GeForce GTX 750 Ti с AMD Radeon R7 260X.

Это позволит оценить преимущество Gigabyte GeForce GTX 750 Ti перед ними. Справедливости ради отметим, что Radeon R7 260X стоит дешевле, чем GeForce GTX 750 Ti.

Для снижения зависимости производительности видеокарт от скорости платформы 32-нм шестиядерный процессор при множителе 48, опорной частоте 100 МГц и активированной функции Load-Line Calibration был разогнан до 4,8 ГГц при повышении напряжения в BIOS материнской платы до 1,38 В:

Технология Hyper-Threading активирована. При этом 32 Гбайт оперативной памяти функционировали на частоте 2,133 ГГц с таймингами 9-11-11-20_CR1 при напряжении 1,6125 В.

Тестирование, начатое 4 апреля 2014 года, было проведено под управлением операционной системы Microsoft Windows 7 Ultimate x64 SP1 со всеми критическими обновлениями на указанную дату и с установкой следующих драйверов:

• Чипсет материнской платы Intel Chipset Drivers — 9.4.4.1006 WHQL от 21.09.2013;
• Библиотеки DirectX End-User Runtimes, дата выпуска — 30 ноября 2010 года;
• Драйверы видеокарт на графических процессорах AMD — AMD Catalyst 14.3 Beta v1.0 от 17.03.2014;
• Драйверы видеокарт на графических процессорах NVIDIA — GeForce 335.23 WHQL от 10.03.2014.

С учётом сравнительно невысокой производительности тестируемых сегодня видеокарт, они были проверены только в разрешении 1920х1080 пикселей. Для тестов использовались два режима качества графики: «Quality + AF16x» — качество текстур в драйверах по умолчанию с включением анизотропной фильтрации уровня 16х и «Quality + AF16x + MSAA 4х» с включением анизотропной фильтрации уровня 16х и полноэкранного сглаживания степени 4x. В отдельных играх, в силу специфики их игровых движков, были использованы другие алгоритмы сглаживания, что будет указано далее в методике и на диаграммах. Включение анизотропной фильтрации и полноэкранного сглаживания выполнялось непосредственно в настройках игр. Если же данные настройки в играх отсутствовали, то параметры изменялись в панели управления драйверов Catalyst или GeForce. Там же была принудительно отключена вертикальная синхронизация. Кроме указанного, никаких дополнительных изменений в настройки драйверов не вносилось.

Видеокарты были испытаны в двух графических тестах и тринадцати играх, обновлённых до последних версий на дату начала подготовки материала:

• 3DMark (2013) (DirectX 9/11) — версия 1.2.250.0, тестирование в сценах Cloud Gate, Fire Strike и Fire Strike Extreme;
• Unigine Valley Bench (DirectX 11) — версия 1.0, максимальные настройки качества, AF16x и (или) MSAA 4x, разрешение 1920х1080;
• Total War: SHOGUN 2 — Fall of the Samurai (DirectX 11) — версия 1.1.0, встроенный тест (битва при Sekigahara) на максимальных настройках качества графики и при использовании в одном из режимов MSAA 8x;
• Sniper Elite V2 Benchmark (DirectX 11) — версия 1.05, использовался Adrenaline Sniper Elite V2 Benchmark Tool v1.0.0.2 BETA максимальные настройки качества графики (Ultra), Advanced Shadows: HIGH, Ambient Occlusion: ON, Stereo 3D: OFF, Supersampling: OFF, двойной последовательный прогон теста;
• Sleeping Dogs (DirectX 11) — версия 1.5, использовался Adrenaline Action Benchmark Tool v1.0.2.1, максимальные настройки качества графики по всем пунктам, Hi-Res Textures pack установлен, FPS Limiter и V-Sync отключены, двойной последовательный прогон теста с суммарным сглаживанием на уровне Normal и на уровне High;
• Hitman: Absolution (DirectX 11) — версия 1.0.447.0, встроенный тест при настройках качества графики на уровне Ultra, тесселяция, FXAA и глобальное освещение включены.
• Crysis 3 (DirectX 11) — версия 1.2.0.1000, все настройки качества графики на максимум, степень размытости — средняя, блики включены, режимы с FXAA и с MSAA4x сглаживанием, двойной последовательный проход заскриптованной сцены из начала миссии Swamp продолжительностью 110 секунд;
• Tomb Raider (2013) (DirectX 11) — версия 1.1.748.0, использовался Adrenaline Action Benchmark Tool, настройки качества на уровне Ultra, V-Synс отключён, режимы с FXAA и с 2xSSAA сглаживанием, технология TressFX активирована, двойной последовательный проход встроенного в игру теста;
• BioShock Infinite (DirectX 11) — версия 1.1.25.5165, использовался Adrenaline Action Benchmark Tool с настройками качества High и Ultra, двойной прогон встроенного в игру теста;
• Metro: Last Light (DirectX 11) — версия 1.0.0.15, использовался встроенный в игру тест, настройки качества графики и тесселяции на уровне High, технология Advanced PhysX выключена, тесты с SSAA-сглаживанием и без него, двойной последовательный проход сцены D6.
• GRID 2 (DirectX 11) — версия 1.0.85.8679, использовался встроенный в игру тест, настройки качества графики на максимальный уровень по всем позициям, тесты с MSAA4x сглаживанием и без него, восемь машин на трассе «Чикаго»;
• Company of Heroes 2 (DirectX 11) — версия 3.0.0.13106, двойной последовательный прогон встроенного в игру теста при максимальных настройках качества графики и физических эффектов;
• Batman: Arkham Origins (DirectX 11) — версия 1.0 (update 8), настройки качества на уровне Ultra, V-Synс отключён, все эффекты активированы, все функции DX11 Enhanced задействованы, Hardware Accelerated PhysX = Normal, двойной последовательный проход встроенного в игру теста;
• Battlefield 4 (DirectX 11) — версия 111433, все настройки качества графики на Ultra, двойной последовательный проход заскриптованной сцены из начала миссии TASHGAR продолжительностью 110 секунд;
• Thief (DirectX 11) — версия 1.4 build 4133.3, настройки качества графики на максимальный уровень, технологии Paralax Occlusion Mapping и Tessellation активированы, двойной последовательный проход встроенного в игру бенчмарка.

Как видим, в отдельных играх не были использованы максимальные настройки качества графики, чтобы сохранить FPS на хотя бы минимально приемлемом для игры уровне.

Если в играх реализована возможность фиксации минимального числа кадров в секунду, то оно также отражалось на диаграммах. Каждый тест проводился дважды, за окончательный результат принималось лучшее из двух полученных значений, но только в случае, если разница между ними не превышала 1%. Если отклонения превышали 1%, то тестирование повторялось ещё, как минимум, один раз, чтобы получить достоверный результат.

⇡#Результаты тестов производительности и их анализ

• 3DMark (2013)

На номинальных частотах оригинальная Gigabyte GeForce GTX 750 Ti в 3DMark (2013) на 6-12,7% быстрее эталонного варианта такой же модели видеокарты и немного быстрее MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST. AMD Radeon R7 260X здесь ей вообще не соперник, впрочем, этого никто и не ждал. При разгоне новинка серьёзно наращивает свою производительность, но до уровня HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock дотягивает только в наименее ресурсоёмком режиме тестирования.

• Unigine Valley Bench

В тесте Unigine Valley ситуация складывается иным образом.

Благодаря серьёзно повышенной частоте графического процессора, Gigabyte GeForce GTX 750 Ti на 12,3% опережает обычную GeForce GTX 750 Ti, но в то же время не превосходит MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST. Лишь дополнительный разгон ядра и памяти видеокарты выводит её на первое место, правда с совсем уж небольшим опережением оригинальных видеокарт HIS и MSI.

• Total War: SHOGUN 2 — Fall of the Samurai

Total War: SHOGUN 2 — Fall of the Samurai шустрее идёт на видеокартах с графическими процессорами AMD, так что даже самая дешёвая видеокарта сегодняшнего тестирования не выглядит в этой игре «мальчиком для битья».

В свою очередь, Gigabyte GeForce GTX 750 Ti примерно на 12% быстрее NVIDIA GeForce GTX 750 Ti и не уступает MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST. Разгон видеокарты Gigabyte увеличивает её производительность ещё на 6-8% и вплотную приближает к результатам более дорогой HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock.

• Sniper Elite V2 Benchmark

Интересно выглядят результаты в Sniper Elite V2.

MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST каким-то непостижимым образом захватывает лидерство в этой игре, и даже очень высокие частоты Gigabyte GeForce GTX 750 Ti ей не помогают. Вероятно, здесь играет свою роль 192-битная шина GTX 650 Ti BOOST против 128-битной у GTX 750 Ti. C остальными видеокартами Gigabyte расправляется без труда, не считая HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock, которая относится к более высокому классу.

• Sleeping Dogs

В Sleeping Dogs новая Gigabyte GeForce GTX 750 Ti не уступает MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST и на 9-12% быстрее обычной GeForce GTX 750 Ti.

В то же время уровень производительности HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock остался не достигнут видеокартой Gigabyte даже на частотах 1275-1354/6560 МГц.

• Hitman: Absolution

Похожим образом складывается ситуация и в игре Hitman: Absolution.

• Crysis 3

Особенностью теста Crysis 3 является уверенное выступление MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST, опередившей разогнанную Gigabyte GeForce GTX 750 Ti.

Виновница сегодняшнего «торжества» на 1-2 FPS быстрее эталонной версии этой же модели видеокарты и ещё на столько же быстрее AMD Radeon R7 260X. Отметим, что для Crysis 3 при максимальных настройках качества все сегодняшние видеокарты удручающе слабы.

• Tomb Raider (2013)

Немногим лучше ситуация и в игре Tomb Raider (2013).

Расстановка сил между видеокартами не меняется.

• BioShock Infinite

В этой игре по среднему числу кадров в секунду Gigabyte GeForce GTX 750 Ti на заводских частотах опережает NVIDIA GeForce GTX 750 Ti на 9-11% и чуть-чуть быстрее MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST. Более того, разогнанная Gigabyte GeForce GTX 750 Ti совсем немного уступает HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock.

• Metro: Last Light

Как и в Crysis 3 или Tomb Raider, в Metro: Last Light даже без активации технологии Advanced PhysX и на упрощённых настройках качества графики производительность тестируемых сегодня видеокарт оставляет желать лучшего.

Зато разогнанной Gigabyte GeForce GTX 750 Ti удаётся выйти на уровень HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock, а на своих номинальных частотах на 10-11% опережать обычную GeForce GTX 750 Ti.

• GRID 2

Быстра Gigabyte GeForce GTX 750 Ti и в игре GRID 2, но всё же до производительности HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock ей ещё далековато даже при разгоне. В целом расстановка сил не изменилась.

• Company of Heroes 2

В Company of Heroes 2 лидируют видеокарты на графических процессорах AMD.

Максимум, на что оказывается способна Gigabyte GeForce GTX 750 Ti, — это уровень номинальной Radeon R7 260X. Преимущество новинки перед эталонным вариантом GeForce GTX 750 Ti составляет 14-16%.

• Batman: Arkham Origins

Зато поклонники видеокарт на GPU NVIDIA могу порадоваться скорому реваншу в игре Batman: Arkham Origins.

Кроме общей победы «зелёных» отметим, что Gigabyte GeForce GTX 750 Ti проиграла MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST. Стоит сказать и о сравнительно низком минимальном FPS на NVIDIA GeForce GTX 750 Ti.

• Battlefield 4

Расстановка видеокарт в игре Battlefield 4 в целом повторяет общую картину всего тестирования.

• Thief

В Thief отдельные видеокарты отметились низким минимальным FPS, но в целом картина также не изменилась.

В завершение основного раздела с тестированием приведём итоговую таблицу с результатами тестов:

Далее у нас на очереди сводные диаграммы.

Архитектура «Максвелл»

В ходе проектирования архитектуры «Кеплер», а затем при реализации ее в Tegra K1 команда инженеров компании Nvidia получила опыт и представление о том, как улучшить производительность и эффективность базовых вычислительных схем. Kepler представлял собой огромный скачок вперед по сравнению с «Ферми», и «Максвелл» обещает стать столь же революционным. Компания-производитель хотела снизить энергопотребление видеокарты, а также найти способы повышения быстродействия с сохранением того же уровня мощности.

Логика дизайна ГПУ осталась похожей на «Кеплер». Есть кластер обработки графики GPC, который включает мультипроцессоры SMM, созданные из большого количества ядер CUDA (потоковых процессоров). Изменения в организации различных блоков Maxwell касаются увеличения числа разделов и групп, но уменьшения количества ядер CUDA на один блок. Эта реорганизация стала частью усилий Nvidia по повышению производительности и эффективного энергопотребления новой видеокарты.

Наибольшие изменения произошли в каждом ядре, вычислительная мощность которых увеличилась на 35 %. Nvidia заменила механизм распределения ресурсов SMM более интеллектуальным, что позволило значительно сократить задержки. Новые мультипроцессоры создавались, чтобы улучшить производительность, как на единицу мощности, так и на единицу площади – эту цель преследуют все дизайнеры ЦПУ и ГПУ.

Nvidia смогла этого добиться благодаря изменению логики управления разделами, распределения нагрузки, управления тактовыми импульсами, планирования на уровне компилятора, количества команд за такт и многого другого. Вместо одного блока из 192 шейдеров SMM разделен на четыре, каждый из которых имеет отдельный буфер инструкций, планировщик и 32 выделенных ядра CUDA. Согласно Nvidia, такая конструкция упрощает дизайн и логику планирования, необходимые для экономии площади кристалла и мощности.

Эти блоки сгруппированы попарно и разделяют четыре блока фильтров и кэша текстур. Память тоже разделена между четырьмя блоками каждого SMM. С этими изменениями мультипроцессоры обеспечивают 90 % производительности предыдущей архитектуры, но на меньшей площади кристалла. GM107, первый чип, основанный на Maxwell, состоит из 5 SMM (640 ядер CUDA), а прежний GK107 имел 2 SMK (384 ядра CUDA), что дает 2,3-кратный рост эффективности работы.

Другим значительным изменением структуры мультипроцессора стало повышение объема кэша второго уровня до двух мегабайт. Учитывая, что в «Кеплере» его реализация ограничивалась размером 256 кБ, 8-кратное увеличение мощности должно снизить нагрузку на интегрированный контроллер памяти GM107. Со 128-битным интерфейсом доступный объем хранения данных GTX 750 Ti узким местом не станет определенно.

Компания Nvidia в новой архитектуре также улучшила возможности проигрывания видео путем повышения скорости кодирования в 2 раза и декодирования в 10 раз.

Было создано новое состояние питания GC5, призванное уменьшить энергопотребление GPU во время легких нагрузок, таких как воспроизведение видео. Поддержка API осталась прежней. Это значит, что реализованы не все возможности DirectX 11.2.

⇡#Сводные диаграммы

Прежде всего оценим преимущество оригинальной видеокарты Gigabyte GeForce GTX 750 Ti 2 Гбайт на частотах 1215-1294/5400 МГц перед эталонной версией NVIDIA GeForce GTX 750 Ti 2 Гбайт на своих штатных частотах 1020-1085/5400 МГц.

Частота графического процессора видеокарты Gigabyte выше номинала на 195 МГц, или 19,1%, а преимущество в производительности в среднем по всем игровым тестам вылилось в 11% в режимах без использования сглаживания и в 9,6% при его активации.

Следом идёт сводная диаграмма сравнения Gigabyte GeForce GTX 750 Ti 2 Гбайт и AMD Radeon R7 260X 2 Гбайт. С точки зрения цены эти видеокарты несопоставимы, но GTX 750 Ti можно рассматривать как следующую ступеньку по производительности. И вот насколько быстрее она оказалась.

Лишь в Company of Heroes 2 AMD Radeon R7 260X смогла вырвать победу у GeForce GTX 750 Ti. В остальных играх новинка оказалась закономерно быстрее, и в среднем её преимущество составляет 16,3% без использования режимов сглаживания, а также 14,8% при их включении.

Не менее интересна, на наш взгляд, и диаграмма сравнения Gigabyte GeForce GTX 750 Ti с MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST Twin Frozr III. Обе видеокарты выполнены по оригинальному дизайну, имеют повышенные частоты и высокоэффективные системы охлаждения. Только вот GTX 750 Ti относится к новому поколению Maxwell, а GTX 650 Ti BOOST — к старому Kepler.

Благодаря 192-битной шине памяти и её более высокой пропускной способности старая MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST Twin Frozr III опередила новинку в таких играх, как Sniper Elite V2, Crysis 3 и Batman: Arkham Origins. В свою очередь, Gigabyte GeForce GTX 750 Ti быстрее в Company of Heroes 2, GRID 2, Battlefield 4, Thief, BioShock Infinite и Tomb Raider (2013). В оставшихся играх производительность этих видеокарт практически одинакова. То есть с точки зрения производительности менять GeForce GTX 650 Ti BOOST на GeForce GTX 750 Ti всё же не стоит. Даже если последняя является одной из самых быстрых оригинальных GeForce GTX 750 Ti.

Теперь оценим прирост производительности Gigabyte GeForce GTX 750 Ti при разгоне с частот 1215-1294/5400 МГц до 1275-1354/6560 МГц.

Частоту ядра при разгоне мы подняли всего на 4,9%, а вот частоту видеопамяти сразу на 21,5%. Это позволило ускорить видеокарту Gigabyte в среднем по всем играм на 7,1% без сглаживания и на 8,5% при активации АА.

Несмотря на неплохой разгон, Gigabyte GeForce GTX 750 Ti всё равно не догоняет HIS Radeon R9 270 iPower IceQ X2 Boost Clock в подавляющем большинстве тестов.

Только в Batman: Arkham Origins без использования сглаживания GeForce GTX 750 Ti оказалась быстрее соперницы и очень близка к ней в Metro: Last Light. Остальные игры остались за Radeon R9 270. То есть в данном случае действительно есть за что переплатить.

Контроллеры питания памяти видеокарт

Контроллер памяти находится в чипе GPU и генерирует тепло, которое должно учитываться при подсчете TDP. Однако ни AMD, ни NVIDIA не учитывают его в общем потреблении. В видеокартах Nvidia питание памяти осуществляется через фазы MVDD и storage-контроллер. В видеокартах AMD Radeon VII питание памяти идет по цепям VDDRC HBM и VDDCI, у Vega – по линиям MVDD и VDDCI. Основной ток в цепях питания памяти поступает по линии MVDD (VDDRC). Напряжение VDDCI используется на шине I/O между GPU Core и чипами памяти.

⇡#Энергопотребление

Измерение энергопотребления системы с различными видеокартами осуществлялось с помощью многофункциональной панели Zalman ZM-MFC3, которая показывает потребление системы «от розетки» в целом (без учёта монитора). Измерение было проведено в 2D-режиме, при обычной работе в Microsoft Word или «интернет-сёрфинге», а также в 3D-режиме. В последнем случае нагрузка создавалась с помощью четырёх последовательных циклов вступительной сцены уровня Swamp из игры Crysis 3 в разрешении 2560х1440 пикселей при максимальных настройках качества графики, но без использования сглаживания MSAA.

Давайте сравним уровень энергопотребления систем с протестированными сегодня видеокартами:

Если в противостоянии Gigabyte GeForce GTX 750 Ti и MSI GeForce GTX 650 Ti BOOST Twin Frozr III по производительности сложно отдать предпочтение какой-то из этих видеокарт, то по энергоэффективности новинка кладёт оппонента на лопатки. Разница в энергопотреблении систем с этими видеокартами при пиковой нагрузке в 3D-режиме достигает 56 ватт в пользу новой GTX 750 Ti. Что интересно, при разгоне потребление системы с видеокартой Gigabyte GeForce GTX 750 Ti возрастает всего на 8 ватт, и она по-прежнему оказывается экономичнее всех других сегодняшних конфигураций, за исключением эталонной NVIDIA GeForce GTX 750 Ti. Так что с точки зрения энергоэффективности NVIDIA удалось создать невероятно привлекательный графический процессор и первую модель видеокарты на его основе.

Потери постоянного напряжения

Эффективность работы цепей видеокарт значительно ниже, чем у импульсных блоков питания. Это связано с ограничениями, связанными с размером деталей на платах, а также с потерями, связанными с согласованием работы множества фаз. Среди основных компонентов, которые снижают КПД – фильтрация и сглаживание напряжения. При выборе видеокарт рекомендуем обращать внимание на количество фаз питания видеопроцессора. Чем больше их количество, тем меньше пульсаций выходного напряжения.

Для повышения качества выходного напряжения можно поставить параллельные сглаживающие конденсаторы на каждую фазу. Увеличение емкости сглаживающего конденсатора в два раза уменьшает амплитуду пульсаций на выходе преобразователя почти в вдвое. Это благотворно сказывается на стабильности работы GPU и его разгонном потенциале.

Миниатюризация компонентов ухудшает условия их охлаждения. Это негативно влияет на общую эффективность работы цепей питания. Производители NVIDIA отказались от использования виртуальных фаз питания в устройствах.

Для улучшения балансировки работы фаз питания карт NVIDIA используются смарт-контроллеры DCR (Direct Current Resistance). В режиме реального времени они корректируют работы фаз в зависимости от температуры и проходящего тока.

Балансировка работы фаз карт Nvidia достигается за счет постоянного отслеживания и регулировки тока затвора полевых транзисторов каждой фазы. Измерения производятся не с помощью отслеживания тока на шунте или на выходе сглаживающего фильтра, а с помощью цепей DCR.

У большинства видеокарт AMD дешевого и среднего ценового сегмента для балансировки фаз используются цепи, связанные с катушками индуктивности LC-фильтров. Они отличаются в худшую сторону наличием больших погрешностей. В дорогих видеокартах AMD используются более совершенные способы контроля и балансировки работы фаз.