NVIDIA GeForce GTX 780 Ti
Новый однопроцессорный король в 3D
Не успели отгреметь залпы фейерверков по поводу запуска новых флагманов AMD, как «зеленоватый краб» резко активизировался и мощным движением клешни погнал ранее приготовленный шар в свою норку. Почему ранее приготовленный? Да потому, что, если уйти от аллегорий, уже в трех продуктах для игрового рынка используется один и тот же чип (ядро) — GK110. Он и в GTX 780, и в GTX Titan. И теперь он же в GTX 780 Ti. Просто с разными степенями «обрезанности». Полноценный (если вести речь о вычислениях с двойной точностью) GK110 идет исключительно в рабочие станции Tesla. В остальном можно сказать, что GTX 780 Ti имеет ядро GK110 со всеми рабочими блоками.
Теория и архитектура
Было понятно, что после выхода топовой видеокарты Radeon R9 290X компании AMD ее конкурент, калифорнийская компания NVIDIA, обязательно выпустит еще более мощное решение. Да, номинально Radeon R9 290X не превзошла эксклюзивную модель GeForce GTX Titan по производительности, да и в сражении с GeForce GTX 780 она не всегда побеждает. Однако NVIDIA вряд ли потерпела бы посягательство на лидерство от представителя конкурента на базе видеочипа Hawaii, ведь возможности их лучшего графического процессора GK110 были не исчерпаны даже в GTX Titan, основанном на таком чипе с частично отключенными исполнительными блоками.
По этой причине почти сразу после выхода топовой платы конкурента компания NVIDIA на одном из своих мероприятий анонсировала скорый выход еще более мощной модели — GeForce GTX 780 Ti, которую мы сегодня и рассмотрим. Видеокарта модели GeForce GTX 780 Ti является самым мощным решением компании для тех, кто хочет играть в требовательные игры при максимальных настройках качества и в самых высоких разрешениях, включая Ultra HD. На момент своего выхода эта модель обеспечивает максимальную производительность в 3D-играх среди одночиповых видеокарт.
Чтобы добиться этого, в GeForce GTX 780 Ti применяется новая ревизия графического процессора GK110 с активными потоковыми вычислительными ядрами в количестве 2880 штук, что даже больше, чем у дорогущего эксклюзива GTX Titan! В число других улучшений, которыми отличается GTX 780 Ti, входит и повышенная до 7 ГГц эффективная частота работы видеопамяти, позволившая серьезно увеличить ее пропускную способность, а также более совершенная система управления питанием и частотой GPU, которая позволяет видеочипу работать на максимально возможной в текущих условиях частоте.
При этом, благодаря весьма энергоэффективной графической архитектуре Kepler, а также некоторым доработкам в последней ревизии видеочипа GK110 и примененной эффективной системе охлаждения, GeForce GTX 780 Ti остается достаточно тихой и прохладной видеокартой для своего уровня производительности. Это особенно важно для набирающих популярность компактных системных блоков, которые имеют жесткие ограничения по питанию, тепловыделению и шумности системы охлаждения. GeForce GTX 780 Ti вполне может применяться в данных решениях: пусть эта модель потребляет немало энергии, но она вполне соответствует требованиям по питанию и охлаждению даже для использования в таких ПК.
Графический ускоритель GeForce GTX 780 Ti
- Кодовое имя чипа GK110;
- Технология производства 28 нм;
- 7,1 миллиардов транзисторов;
- Унифицированная архитектура с массивом процессоров для потоковой обработки различных видов данных: вершин, пикселей и др.;
- Аппаратная поддержка DirectX 11 API, в том числе шейдерной модели Shader Model 5.0, геометрических и вычислительных шейдеров, а также тесселяции;
- 384-битная шина памяти, шесть независимых контроллеров шириной по 64 бита каждый, с поддержкой GDDR5-памяти;
- Частота ядра 875 (турбочастота — 928) МГц;
- 15 потоковых мультипроцессоров, включающих 2880 скалярных ALU для расчетов с плавающей запятой одинарной точности (FP32) в рамках стандарта IEEE 754-2008 и 960 ALU для расчетов с плавающей запятой двойной точности (FP64), работающих с темпом 1/8 (а не полноскоростными, как в GTX Titan;
- 240 блоков текстурной адресации и фильтрации с поддержкой FP16- и FP32-компонент в текстурах и поддержкой трилинейной и анизотропной фильтрации для всех текстурных форматов;
- 6 широких блоков ROP (48 пикселей) с поддержкой режимов сглаживания до 32 выборок на пиксель, в том числе при FP16- или FP32-формате буфера кадра. Каждый блок состоит из массива конфигурируемых ALU и отвечает за генерацию и сравнение Z, MSAA, блендинг;
- Интегрированная поддержка RAMDAC, двух портов Dual Link DVI, а также HDMI и DisplayPort;
- Интегрированная поддержка четырех мониторов, включая два порта Dual Link DVI, а также HDMI 1.4a и DisplayPort 1.2;
- Поддержка шины PCI Express 3.0.
Спецификации референсной видеокарты GeForce GTX 780 Ti
- Частота ядра 875 (928) МГц;
- Количество универсальных процессоров 2880;
- Количество текстурных блоков — 240, блоков блендинга — 48;
- Эффективная частота памяти 7000 (1750×4) МГц;
- Тип памяти GDDR5, 384-битная шина памяти;
- Объем памяти 3 ГБ;
- Пропускная способность памяти 336 ГБ/с;
- Вычислительная производительность (FP32) 5,0 терафлопс;
- Теоретическая максимальная скорость закраски 42 гигапикселя в секунду;
- Теоретическая скорость выборки текстур 210 гигатекселей в секунду;
- Два разъема Dual Link DVI-I, один Mini-HDMI, один DisplayPort 1.2;
- Шина PCI Express 3.0;
- Типичное энергопотребление (TDP) 250 Вт;
- Один 8-контактный и один 6-контактный разъемы питания;
- Двухслотовое исполнение;
- Рекомендуемая цена для рынка США — $699 (для России — 24990 руб).
Название новой платы соответствует системе наименований, принятой в рамках текущего семейства GeForce GTX 700. NVIDIA дала самой быстрой своей видеокарте такое же наименование, что и менее мощной GTX 780, но добавила к нему суффикс «Ti» (не путать с Titan!). Новинка GeForce GTX 780 Ti будет продаваться в США за $699 (у нас — за 25 тысяч рублей, с учетом налогов и дополнительных расходов). Она располагается в линейке компании NVIDIA над GeForce GTX 780, а поступление модели на наш рынок ожидается после 15 ноября.
Несмотря на мощную новинку, GeForce GTX Titan, за который просят аж $1000, продолжит существовать в параллельной вселенной продаваться как специализированное решение для CUDA-разработчиков, которым нужна полноскоростная обработка данных в формате с двойной точностью, а также большой объем локальной памяти в 6 ГБ. Тем же, кому не нужны эти возможности, а требуется просто максимальная 3D-производительность, лучше подойдет самая быстрая видеокарта GeForce GTX 780 Ti с увеличенным количеством вычислительных ядер, работающих на более высокой частоте.
Что касается решений компании AMD, которые могут быть конкурентами для представленной сегодня GTX 780 Ti, то тут всё просто. Прямого соперника для новой модели у AMD нет, Radeon R9 290X явно будет несколько медленнее, чем GTX 780 Ti, которая, в свою очередь, должна превзойти в играх даже GTX Titan. Однако несмотря на то, что настоящего соперника для GTX 780 Ti в семействе Radeon R9 не существует, сравнивать новинку мы будем с R9 290X — ближайшей к ней по цене и являющейся топовой одночиповой моделью AMD.
В характеристиках GTX 780 Ti нас немного тревожит лишь то, что объем видеопамяти, по сравнению с GTX Titan, всё-таки урезали, поставив на GTX 780 Ti лишь 3 ГБ видеопамяти, а не 6 ГБ, как у эксклюзивной платы. Да, сегодня такого объема всё еще вполне достаточно, и разница заметна лишь в сверхвысоких разрешениях, многомониторном выводе изображения или стереорендеринге. Но уже в ближайшем будущем, с распространением игр для следующего поколения консолей, объема в 3 ГБ может уже не хватить. Впрочем, всегда можно надеяться, что выпуск моделей GTX 780 Ti с 6 ГБ видеопамяти наладят партнеры NVIDIA, если это не будет строжайше запрещено калифорнийской компанией ради продаж пары десятков плат GTX Titan в год.
Графическая архитектура
Как и ее топовые предшественники, новая модель GeForce GTX 780 Ti основана на самом сложном графическом процессоре, который получил первое практическое применение в универсальных вычислительных устройствах NVIDIA Tesla. Топовый GPU компании поддерживает все возможности, известные со времен GK104 (GeForce GTX 680), и все особенности архитектуры Kepler относятся и к нему в полной мере. Полная версия графического процессора GK110 имеет в своем составе пять кластеров графической обработки Graphics Processing Cluster (GPC), каждый из которых состоит из трех мультипроцессоров SMX
В целом GK110 состоит из 15 мультипроцессоров SMX, содержащих по 192 вычислительных блока. Каждый мультипроцессор имеет по одному движку PolyMorph Engine и по 16 блоков текстурной фильтрации. Подсистема памяти GK110, лежащего в основе GeForce GTX 780 Ti, содержит шесть 64-битных каналов памяти, что в сумме дает 384-битный доступ к ней. И так как блоки растровых операций ROP «привязаны» к контроллерам памяти, то их количество в данном GPU равно 48 блокам. Объем кэш-памяти второго уровня на весь чип составляет 1,5 МБ.
Модель GeForce GTX 780 Ti основана на графическом процессоре GK110 с 2880 вычислительными ядрами и отличается от всех предыдущих моделей на базе этого чипа тем, что все 15 блоков SMX в GK110, объединенные в пять кластеров GPC, разблокированы и используются в работе. А ведь даже GeForce GTX Titan основан на версии GK110 с одним отключенным мультипроцессором SMX, не говоря уже о модели GTX 780, имеющей еще меньше активных вычислительных блоков. Топовая новинка NVIDIA содержит на четверть больше вычислительных ядер, по сравнению с GeForce GTX 780. Количество текстурных блоков TMU в данной версии чипа равно 240 штукам, да и по блокам ROP никаких ограничений нет — работают все 48.
Для того, чтобы это стало возможным, в NVIDIA выпустили специальную новую ревизию данного GPU, которая была оптимизирована для достижения лучшей энергоэффективности. С соотношением производительности и потребляемой энергии в видеочипах архитектуры Kepler и так всё весьма неплохо со времени GeForce GTX 680 на базе GK104, но в обновленном GK110 она была повышена дополнительно, что дало возможность обеспечить работу видеочипа на достаточно высокой тактовой частоте при всех разблокированных мультипроцессорах в GPU.
Подсистема памяти GeForce GTX 780 Ti не изменилась по отношению к предыдущим решениям на основе GK110 и она содержит шесть 64-битных контроллеров памяти, что в целом составляет 384-битную шину. Применяется GDDR5-память объемом 3 ГБ (в случае референсных вариантов партнеры компании могут выпустить и 6-гигабайтные варианты). А вот частота видеопамяти в GeForce GTX 780 Ti была повышена даже по сравнению с Titan, и она равна 7000 МГц (эффективная частота), поэтому обеспечивается приличная пропускная способность в 336 ГБ/с, что даже больше, чем у конкурирующей модели AMD Radeon R9 290X, имеющей 512-битную шину памяти. На сегодняшний день данная модель имеет самую быструю видеопамять и максимальную ПСП для одночиповых видеокарт.
Базовая частота GPU в модели GeForce GTX 780 Ti равна 875 МГц, а турбочастота («Boost Clock») составляет 928 МГц. Естественно, новой моделью поддерживается технология GPU Boost 2.0, обеспечивающая работу видеочипа на максимально возможной частоте в различных условиях. При этом Boost 2.0 гарантирует и минимальный уровень производительности, независимый от условий питания и охлаждения в виде базовой частоты, ниже которой частота не снизится. Указанная турбочастота является средней для набора современных игр и 3D-приложений, на которой работает графический процессор этой видеоплаты, а реальная частота в играх будет отличаться для каждого приложения, также она зависит и от условий охлаждения.
Понятно, что GeForce GTX 780 Ti поддерживает все современные технологии компании NVIDIA, о которых мы ранее неоднократно писали, в том числе Adaptive VSync и PhysX. Обо всех этих технологиях подробно написано в предыдущих обзорах видеокарты семейства Kepler, ссылки на которые даны в начале страницы. Так как GeForce GTX 780 Ti имеет в основе топовый графический процессор GK110 той же архитектуры, то новая модель предлагает все современные возможности в виде DirectX 11, PhysX, TXAA, адаптивного VSync и других технологий.
