Karty graficzne
Artykuł
Łukasz Marek, Piotr Gontarczyk, Piątek, 19 września 2014, 04:32

GeForce GTX 980, a także przedstawiony w osobnym artykule GTX 970, to nowe karty graficzne w nowej architekturze Nvidia Maxwell. To dziesiąta generacja GPU tego producenta. Ta architektura już w kartach GeForce GTX 750/750 Ti okazała się bardzo efektywna energetycznie. GeForce GTX 980 (układ GM204) to nie tylko większy i szybszy Maxwell, dodano w nim również nowe funkcje. Zastępuje on GeForce'a GTX 780, jak również GTX-a 780 Ti. Dlaczego pominięto serię GTX 800 i czy rzeczywiście GeForce GTX 980 zasługuje na miano najszybszej karty graficznej? Oto test.

GeForce GTX 980

GeForce GTX 980 to nowy, obecnie czołowy model karty graficznej z serii GTX 900. W nowych konstrukcjach znalazł się procesor Nvidia GM204. Jest on zbudowany w już drugiej generacji architektury Maxwell, którą po raz pierwszy zastosowano w mniejszych rdzeniach GM107, montowanych na kartach GeForce GTX 750 i GTX 750 Ti. Szereg usprawnień, a także nieporównanie większa liczba jednostek wykonawczych mają zapewniać wydajność lepszą od osiągów „małego Maxwella”.

Zacznijmy jednak od początku: skąd seria GTX 900, skoro ostatnim czołowym układem poprzedniej generacji jest GTX 780 Ti? Nvidia nieco się pośpieszyła na rynku mobilnym, na którym seria GTX 800M pojawiła się już jakiś czas temu. Z pewnością niedługo po wprowadzeniu GTX-ów 900 do desktopowej oferty na sklepowe półki trafi seria mobilna o tym samym numerze i firma z Santa Clara po prostu chce zsynchronizować nazwy serii. I nie można mieć o to pretensji, dopóki wydajność i cena będą odpowiednie.

Nvidia Maxwell – architektura efektywna energetycznie

Nieco ponad godzinę temu zaczęła się 24-godzinna impreza Nvidii o nazwie Game24, z której transmisję można obejrzeć pod adresem http://game24.nvidia.com/event. To właśnie tam prezes „zielonych” właśnie zaprezentował dwie nowe karty graficzne. GeForce GTX 980 i towarzyszący mu GeForce GTX 970 mają być jednymi z najbardziej efektywnych energetycznie czołowych modeli w historii GPU, a sama Nvidia podkreśla to napisem na opakowaniu referencyjnej wersji: THE WORLD'S MOST ADVANCED GPU. Producent chwali się osiągnięciem w serii GeForce GTX 900 znacznie lepszej sprawności energetycznej bez przechodzenia na nowy proces technologiczny i pozostaje przy litografii 28-nanometrowej. Nieliczni twierdzą, że w sytuacji, gdy nie nastąpiło przejście na proces 20 nm, nowy Maxwell wcale nie jest poważnym następcą Keplera, ale już jego pierwsza generacja pokazała niemałe pazurki, a drugiej mają wyrosnąć jeszcze dłuższe – i to bez stosowania tipsów. A wszystko za sprawą nauki, którą jak przyznają sami inżynierowie firmy, wyniesiono z projektowania układu mobilnego Tegra K1. Tegra K1 to najwydajniejszy układ mobilny na rynku, który w zastosowaniach graficznych jest blisko trzy razy szybszy niż Exynos 5420, stosowany na przykład w tablecie Galaxy Tab S, i o połowę szybszy od Snapdragona 801, który jeszcze niedawno był montowany w czołowych smartfonach (a niektóre nadal go mają, na przykład nowa Motorola Moto X).

Wiemy już, że GM204 występuje w dwóch wersjach: GM204-200 w kartach GeForce GTX 970 oraz GM204-400 w kartach GeForce GTX 980. Procesor GM204 składa się z czterech klastrów GPC (Graphics Processing Cluster), z czego każdy zawiera cztery bloki SMM (Streaming Multiprocessor Maxwell). W każdym SMM są cztery jednostki logiczne, a w nich znajdują się po 32 rdzenie CUDA. Każdy blok SMM ma zatem 128 rdzeni CUDA, a skoro w GPU tych bloków jest 16, proste mnożenie daje łącznie 2048 rdzeni CUDA. Właśnie taką specyfikację ma GeForce GTX 980, ale model GTX 970 został, oczywiście, trochę „przycięty”. O nim piszemy w oddzielnym artykule.

Bardzo istotną kwestią jest też upakowana w GPU liczba tranzystorów. Wiemy, że GK110, który trafia do kilku najszybszych modeli serii GTX 700 (w tym kart Titan), składa się z aż 7,08 mld tranzystorów, podczas gdy jego słabszy brat, GK104 (GTX 680 i GTX 770), ma ich zauważalnie mniej, bo 3,54 mld. GM204 (GeForce GTX 980 i GTX 970) składa się z 5,2 mld tranzystorów, które upakowano w rdzeniu o powierzchni około 398 mm2. Dla porównania, rdzenie GK104 i GK110 mają, odpowiednio, 294 mm2 i 581 mm2. Zatem powierzchnia rdzenia sporo się zwiększyła w porównaniu z GK104.

Trudno sobie wyobrazić, jak mógłby wyglądać GM200, a więc następca GK110, wykonany w litografii 28-nanometrowej. Układ ten jednak wciąż jest sporo przed nami. Najprawdopodobniej będzie on jednym z pierwszych GPU Nvidii, które będą produkowane w procesie 20 nm, i pojawi się jako jeden z układów o nazwie GTX 980 z dopiskiem Titanium w nazwie, czy też po prostu jako następny Titan. Tak czy inaczej, nawet w przypadku „28-nanometrowego” GM204 udało się zauważalnie zmniejszyć TDP nowych kart. Deklarowane TDP GeForce'a GTX 980 wynosi zaledwie 165 W. Nvidia twierdzi, że pod względem efektywności energetycznej GM204 jest nawet dwukrotnie lepszy od kart z układami w architekturze Kepler.

Skoro siedzimy już dość głęboko we wnętrzu nowego procesora grafiki, to nie możemy pominąć jednostek teksturujących, których w GM204 (GTX 980) jest 128, a więc dokładnie tyle samo co w GK104 (GTX 680/770), ale zarazem o wiele mniej niż w GK110 (przykładowo GeForce GTX 780 ma ich 192). Zmiana, i to naprawdę duża, nastąpiła w przypadku jednostek ROP. W GM204 są aż 64, podczas gdy GK104 oraz GK110 mają ich „tylko” po 48. Mniejsza liczba jednostek teksturujących to niekoniecznie słabość nowego GPU, bo Nvidia kompensuje ją szybszym taktowaniem GPU.

W architekturze Maxwell (zwłaszcza w jej drugiej generacji) bardzo mocny nacisk położono na ulepszenie sprawności GPU w wykorzystywaniu podsystemu pamięci. Niektórzy martwią się tym, że w GTX-ie 980 zastosowano „zaledwie” 256-bitowy interfejs pamięci GDDR5, co ma rzekomo stanowić spory krok w tył w porównaniu z 384-bitowym interfejsem z GK110, a także powrót do czasów GTX-a 680. Węższa szyna danych wcale nie musi nowemu GPU przeszkadzać. Nvidia zastosowała ją po to, aby zmniejszyć skomplikowanie kontrolera, a także laminatu. „Odjęte” 128 b w GM204 zastępuje dodatkowa pamięć podręczna drugiego poziomu, której pojemność w nowym układzie to 2 MB, a więc jest ona o 0,5 MB większa niż w GK110. Dla przypomnienia, GK104 ma tylko 256 kB pamięci L2, a więc GM204 pod tym względem odskakuje mu o kilka długości. To jednak nie wszystko, co pozwoliło zrekompensować ewentualne straty wynikające ze zwężenia interfejsu GDDR5, ale do tej kwestii wrócimy za chwilę.

Procesor grafiki karty GeForce GTX 980 jest taktowany z częstotliwością 1126 MHz, która dzięki GPU Boost może wzrastać do 1216 MHz. Układy pamięci typu GDDR5 działają z częstotliwością 1,75 GHz, co przy 256-bitowym interfejsie przekłada się na przepustowość 224 GB/s. Znając już najważniejsze elementy specyfikacji procesora GM204, wiemy, że jego szczytowa wydajność w obliczeniach z pojedynczą precyzją wynosi około 4,61 teraflopa, a więc niewiele mniej, niż osiąga wydajnościowy potwór GK110, który potrafi dojść do około 5,3 teraflopa (w karcie GeForce GTX 780 Ti). Wydajność układu GM204 w wypełnianiu teksturami to maksymalnie 144 Gt/s (gigateksele). To wartość sporo mniejsza od tej, którą zapewnia na przykład GeForce GTX 780, osiągający 173,7 Gt/s. GM204 ogromnie nadrabia natomiast wydajnością wypełniania pikseli, na poziomie aż 72 Gp/s. Dla porównania: GeForce GTX 780 oraz GTX Titan osiągają 42,1 Gp/s, a GeForce GTX 780 Ti przetwarza nie więcej niż 44,1 Gp/s.

 

 GTX 980GTX 780 TiGTX 780R9 290X
Architektura Maxwell Kepler Kepler GCN
Jednostki cieniujące 2048 2880 2304 2816
ROP

64

48 48 64
Jednostki teksturujące 128 240 192 176
Zegar rdzenia

1126 MHz

1216 MHz (Boost)

876 MHz

928 MHz (Boost)

863 MHz

900 MHz (Boost)

1000 MHz
Moc obliczeniowa ~4612 gigaflopów ~5290 gigaflopów ~4169 gigaflopów ~5905 gigaflopów
Szybkość wypełniania pikselami ~72,0 Gp/s ~44,1 Gp/s ~42,1 Gp/s ~67,1 Gp/s
Szybkość wypełniania teksturami ~144,1 Gt/s ~220,5 Gt/s ~173,7 Gt/s ~184,5 Gt/s
Zegar pamięci 1750 MHz 1750 MHz 1502 MHz 1250 MHz
Szyna pamięci 256 b 384 b 384 b 512 b
Rodzaj pamięci 4096 MB GDDR5 3072 MB GDDR5 3072 MB GDDR5 4096 MB GDDR5
Przepustowość pamięci 224 GB/s 328,12 GB/s 281,60 GB/s 312,50 GB/s
Obsługiwane API DirectX 12 DirectX 11.1 DirectX 11.1 DirectX 11.1
Złącze graficzne PCI-E 3.0 PCI-E 3.0 PCI-E 3.0 PCI-E 3.0

 

DirectX 12

Jak widać w tabeli powyżej, GeForce GTX 980 (jak i GTX 970, rzecz jasna) jest zgodny z DirectX 12. Jest to bardzo ważna informacja, bo już w przyszłym roku ma się pojawić pierwsze oprogramowanie zgodne z tym API. DirectX 12 ma przynieść znaczącą poprawę efektywności wykorzystania mocy procesora. Tak przynajmniej twierdzą Microsoft i Nvidia, której nowe karty już teraz mają być w pełni przygotowane na obsługę tej techniki. Trudno jednak się do tego odnieść i w jakikolwiek sposób to zweryfikować, gdyż nie ma ani systemu operacyjnego, ani oprogramowania, które by w tym pomogły.

Rywale karty GeForce GTX 980

GeForce GTX 980 jest naturalnym następcą modelu GTX 780 oraz... GTX 780 Ti. Nvidia wprowadza do swojej oferty Maxwella, a dwie wymienione wcześniej karty po prostu znikną z półek sklepowych. Wielkiego dylematu co do wyboru GPU zatem nie będzie ani też nie dojdzie do bratobójczej walki. W tym czasie GTX Titan wciąż będzie dostępny, ponieważ zapewni w pełni odblokowaną wydajność w zaawansowanych obliczeniach. Rywalem GTX-a 980 teoretycznie jest czołowy model konkurencji, czyli Radeon R9 290X, który ostatnio staniał. Jednak z powodu sporej dysproporcji cen (karta AMD jest tańsza o blisko 1000 zł) trudno mówić o bezpośredniej rywalizacji. AMD w tym przedziale cen (powyżej 2000 zł, a poniżej 3000 zł) nie ma żadnego produktu. Można się spodziewać, że najważniejsze starcie na wykresach rozegra się właśnie pomiędzy kartami GeForce GTX 980, GTX 780 Ti oraz Radeon R9 290X.

Przetestowaliśmy już 5 niereferencyjnych kart GeForce GTX 980. Wszystkie są fabrycznie przyspieszone, a część jest bezgłośna poza grą. Pochwalamy ten trend, szczególnie w przypadku tak szybkich układów graficznych. Rywalizacja wciąż trwa i będziemy uaktualniali ten test o produkty kolejnych firm.

Ocena artykułu:
Ocen: 24
Zaloguj się, by móc oceniać
islandx (2014.09.19, 04:41)
Ocena: 14

0%
Ha lepiej niz ktokolwiek przypuszczal:D no toczas udac sie na zakupy:D
LJ19 (2014.09.19, 04:45)
Ocena: 4

0%
Bardzo proszę o dołożenie wykresów temperatury i hałasu po OC. 1,5 GHz na powietrzu?! A jakie są tego konsekwencje? Szok!
Doamdor (2014.09.19, 05:23)
Ocena: 31

0%
Kto by pomyślał, że z 28nm można jeszcze tyle wycisnąć i zmniejszy pobór o 100W. :E
Ciekawe kiedy AMD odpowie i czy w ogóle podoła temu wyzwaniu ?

Tak patrzę na cenę, to po prostu jest przepaść 1000 zł, a różnica w wydajności już nie taka duża. Dobrze, że GTX 970 nie ma ceny wygórowanej.
=-Mav-= (2014.09.19, 05:29)
Ocena: 33

0%
Intel produkuje wydajne i energooszczędne procesory, Nvidia - takież GPU, AMD zaś produkuje CPU i GPU zajmujące się głównie wytwarzaniem ciepła... Mam nadzieję że pod nowym kierownictwem wezmą się chłopaki do roboty, bo w innym przypadku marnie widzę naszą przyszłość pod rządami tego intelowo-nvidiowego duopolu.
hmm..ok.. (2014.09.19, 05:45)
Ocena: 12

0%
=-Mav-= @ 2014.09.19 05:29  Post: 785762
Intel produkuje wydajne i energooszczędne procesory, Nvidia - takież GPU, AMD zaś produkuje CPU i GPU zajmujące się głównie wytwarzaniem ciepła... Mam nadzieję że pod nowym kierownictwem wezmą się chłopaki do roboty, bo w innym przypadku marnie widzę naszą przyszłość pod rządami tego intelowo-nvidiowego duopolu.


Do końca 2015 roku czeka AMD bardzo ciężki okres.
vas quander (2014.09.19, 06:11)
Ocena: 21

0%
Karta piękna, i super wydajna. szkoda że nie sprawdziły się te oczekiwania pieniężne :/ 2400 to jednak dużo :(
dape (2014.09.19, 07:30)
Ocena: 11

0%
Różnica w cenie między 970 a 980 jest lekko dołująca jeśli się spojrzy na różnicę wydjaności.
miloszpnh (2014.09.19, 07:30)
Ocena: -3

0%
LJ19 @ 2014.09.19 04:45  Post: 785755
Bardzo proszę o dołożenie wykresów temperatury i hałasu po OC. 1,5 GHz na powietrzu?! A jakie są tego konsekwencje? Szok!


A po co ci wykres temperatury wystarczy że masz TDP na poziomie 165W to jest tak mało że GPU niewiele się grzeje w porównaniu do GTX 780,780 TI czy 770 ggdzie TDP wynosiło od 200-250W. Karta przy takim TDP może być podkręcana bez problemu i to jak się tylko da zaniedługo pewnie zobaczymy 2GHz na karcie więc pewnie będzie nieźle.
Zaloguj się, by móc komentować
Artykuły spokrewnione
Facebook
Ostatnio komentowane