Preizkusili smo GK104: GeForce GTX 680 in vrhunske pištole

Čas je! Dolgo smo ga čakali, o njem smo veliko slišali od marsikje, a končno je prispela arhitektura NVIDIA, imenovana Kepler, ki jo lahko štejemo za naslednico Fermija. Ali ne? V našem članku ne samo, da glede tehnologije popravimo stvari, ampak seveda opišemo tudi vse značilnosti opisa duhovnega sveta kartice GeForce GTX 104 s kodnim imenom GK680, poleg porabe in ogrevanja pa tudi izvedla preizkušanje zmogljivosti na več načinov. Zarežemo vanj!

TECHNOLOGIA

Doslej je bilo soglasje, da na dolgi rok celotna računalniška moč GPU predstavlja večjo vrednost kot hitrost, prikazana v tridimenzionalnih igrah. Ta trend je pomembno vplival na grafične kartice NVIDIA Fermi, vendar je prvi Keplerjev čip zlomil to načelo. Če se je splačalo narediti ta korak, bo jasno čez nekaj strani.

Spoznavanje grafičnega procesorja GK104 

Grafična kartica GeForce GTX 680 temelji na prej omenjenem grafičnem procesorju GK104. Čip, izdelan z 28-nm proizvodno tehnologijo TSMC, je velik 294 kvadratnih milimetrov in je sestavljen iz 3,54 milijarde tranzistorjev. V primerjavi z AMD-jevo rešitvijo Tahiti s kodnim imenom je to zelo dobra vrednost - odraža se lahko predvsem v proizvodnih stroških. Najbolj presenetljiv parameter GPU je jedro 1536 CUDA, kar je trikrat več kot GeForce GTX 580. Čip ima 4 GPC-je (Graphics Processing Cluster), kjer sta nameščena dva SMX-ja (Shader Multiprocessors). SMX vključuje motor PolyMorph 2.0, predpomnilnik navodil, 192 jeder CUDA, 16 teksturizatorjev in seveda predpomnilnik prve stopnje. Tukaj bi ugotovili, da je bila do zdaj uporabljena Shader ura preteklost, zato zdaj vse komponente čipa sledijo enaki frekvenci, kar je v smislu razporejanja dejansko dobro.

[+] 

[+] 

Shranite v načinu NVIDIA 

Na podlagi preteklih izkušenj lahko vidimo, da ima čip, ki je osnova novega topa, zdaj presenetljivo ugodne fizične parametre. V primerjavi s kartami GeForce GTX 280, 480 in 580 se novinec premika v povsem drugi kategoriji. Zdaj bomo na kratko predstavili razvoj in novosti, s pomočjo katerih so inženirji uspeli nadzorovati število tranzistorjev in velikost čipa.

[+] 

Vsak Shader Multiprocessor se ponaša z enoto tessellator, kar pomeni skupno 8 procesorjev. Če samo pogledamo številke, bi lahko pomislili, da je na tej točki prišlo do nazadovanja v primerjavi s prejšnjo generacijo, a ker se je zmogljivost teselatorjev na splošno podvojila, je vsekakor treba doseči napredek. Največja sprememba je bila v ozadju. GPU GK104 dostopa do 256 GB vgrajenega pomnilnika GDDR2 prek 5-bitnega pomnilniškega vodila, pri čemer pomnilniški čipi utripajo na efektivnih 6,0 GHz. Kaj to pomeni v praksi? V primerjavi z GeForce GTX 580 je bila širina pomnilniškega vodila prepolovljena, vendar jo je v celoti izravnala pomirjajoča ura pomnilnika. To je tudi velik zagon, saj je bil AMD v tem trenutku v drugi dimenziji, zdaj pa je Radeon HD 7970 prehitel za pol GHz. Tudi optimizacija števila enot ROP ne pomeni velikega prihranka. Zaenkrat je domača naloga pet zvezdic, zdaj pa prihaja črna juha. 

 [+]

Čeprav ima GeForce GTX 680 izjemno obsežno podporo API (CUDA C, CUDA C ++, CUDA Fortran, OpenCL, DirectCompute in Microsoft C ++ AMP), ki so resnično ključne za splošno uporabnost, je nekaj stvari zelo pomembno manjka. Računalniška moč z dvojno natančnostjo je pomemben dejavnik na trgu GPGPU za naloge, bogate z zmogljivim računalništvom s plavajočo vejico, pa tudi na splošno. Na tej točki je mogoče novo Kepler ploščico napasti zelo resno. Čip je teoretično zmožen dvajset četrtin enonatančne računalniške moči z dvojno natančnostjo, kar takoj naleti na merilni program SiSoftware Sandra 2012. GeForce GTX 680 niti predhodnika ne more premagati, serija AMD Radeon HD 7900 pa se uvršča v povsem drugo kategorijo. Za nadaljnjo optimizacijo inženirji niso uvedli podpore ECC in navideznega pomnilnika, velikost različnih predpomnilnikov pa je bila omejena na tisto, kar je bilo še sprejemljivo, zato je imel GeForce GTX 580 eno in pol več sekundarnega pomnilnika kot novinec. Srce nas boli predvsem zaradi pomanjkanja strojne opreme za virtualno teksturiranje, saj lahko to povzroči resen glavobol grafičnemu procesorju za obdelavo večjih količin tekstur. Zanima nas, ali bo med Doom 4 še kakšen post. Zmogljivost GPGPU je obravnavana na naslednji strani. Predgovor je, da je šampanjec morda vredno spraviti nazaj v hladilnik.

Inovacij ne manjka (kljub temu) 

Seveda je GeForce GTX 680 v skladu s standardom PCI Express 3.0 in podpira DirectX 11.1 ter NVIDIA GPU Boost tehnologijo. Postopek GPU Boost omogoča samodejno nastavitev ure jedra. Da bi zagotovili, da je zmogljivost vedno na idealni ravni, Keplerjevi čipi upoštevajo tudi obremenitev grafičnega procesorja, porabo energije in trenutno temperaturo ter temu primerno povečajo tempo. Po uradni dokumentaciji se povišanje ure zgodi v 100 ms, zato uporabniki na tem ne opazijo ničesar. V praksi to pomeni, da GK104 deluje z osnovno osnovno hitrostjo 1006 MHz (osnovno jedro), toda po oceni prejšnjih dejavnikov ga lahko čip poveča do 1110 MHz (ojačanje jedra). NVIDIA izračuna, da je povprečni rezultat, ki ga doseže GPU Boost, 1056 MHz, v ugodnem primeru pa je res mogoče ujeti 1,10 GHz. Primer tega smo videli na tujih računalniških spletnih straneh na dan začetka. Tempo je kar super, zato ni čudno, da ste se uspeli približati prejšnjemu dvoglavemu topu, GeForce GTX 590. Pripomočka za uglaševanje MSI Afterburner in EVGA Precision X lahko uporabite tudi za nastavitev največje zmogljivosti in odmika ure.

Podjetje želi zaradi zdrsa kompenzirati oboževalce z dodatnimi ekskluzivnimi funkcijami, kot so Target Frame Rate, Adaptive Vertical Sync in NVENC. Prvi je praktično nič drugega kot prilagodljiva omejitev FPS. To je lahko srečno, če se naša najljubša igra vrti s po nepotrebnimi hitrostmi. Če želite zmanjšati emisije in porabo hrupa, boste morda želeli razmisliti o uporabi ciljne hitrosti sličic. 

 [+]

Adaptive Vertical Sync, dinamično omogočanje vertikalne sinhronizacije, je zasnovano tako, da vzdržuje enakomerno hitrost. Ko hitrost določene aplikacije pade pod hitrost osveževanja monitorja, boste morda želeli izklopiti sinhronizacijo za boljše delovanje. Postopek v bistvu to doseže - seveda brez posredovanja uporabnika.

NVENC je enota s fiksno funkcijo, zasnovana za pospešitev kodiranja videoposnetkov H.264. Tu ne gre pričakovati predvsem izjemnega povečanja zmogljivosti, temveč to, da bo potek dela potekal z veliko manjšo porabo energije kot prej. CyberLink MediaEspresso je že pripravljen izkoristiti NVENC. V primerjavi s prejšnjo generacijo je razvoj precej osupljiv. Po meritvah nemške ComputerBase je GeForce GTX 680 deloval hitreje kot njegov predhodnik z več kot 100 vati manjšo porabo energije.

Za tiste, ki nimajo niti dovolj, si oglejte postopek glajenja FXAA. Algoritem temelji na visoki zmogljivosti osenčenja GK104. FXAA dosega kakovost slike, kot je 4x MSAA (Multi-Sample AntiAliasing), vendar s 60-odstotno višjo stopnjo. Žal je, vendar postopek zmanjšanja porabe AMD ZeroCore ni bil vključen v nobeni obliki, vendar na splošno sploh nimamo razloga za pritožbo.

[+] 

GeForce GTX 680 podpira tehnologijo NVIDIA 3D Vision Surround. Srečni lastniki lahko za boljšo vizualno izkušnjo uporabljajo do štiri monitorje. 

Po kratkem pregledu lahko rečemo, da NVIDIA GeForce GTX 680 ni naključno najmočnejša posamezna GPU kartica na trgu, vendar lahko 2 GB VRAM-a postane zelo malo v izjemno visoki ločljivosti. Po govoricah naj bi zeleni pozneje morda celo prišli do modela, opremljenega s 4 GB vgrajenega pomnilnika, vendar ni problem, če se to na koncu ne zgodi. Partnerja sta že dokončala številne različice s turbopuhalom.  
Številčenje uporabljene ploščice potrjuje, da GK104 predstavlja igralno linijo, ki sta se je GF104 in GF114 že kar dobro dotaknila. V skladu s tem prvi čip, ki temelji na Keplerju, ni primeren za aplikacije GPGPU, je pa v igrah nepremagljiv, velikost čipa in poraba energije pa sta bili izrazito privlačni. To hkrati odraža dejstvo, da je AMD s čipom GCN zelo močno usmeril poklicne potrebe, širšo uporabo GPU-ja. Zaradi tega kartice na Tahitiju ponujajo manj zmogljivosti v večini iger kot GeForce GTX 104, ki uporablja GK680.