Обзор Nvidia GeForce GTX 960: Maxwell в центре внимания. Часть 1 – THG.RU

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Maxwell за $200

После появления видеокарты GeForce GTX 970 за $330, модели GeForce GTX 760 и GeForce GTX 770 остались не у дел. GeForce GTX 770 слишком дорогая по сравнению с новой картой, а GeForce GTX 760 выглядит хуже Radeon R9 285. Таким образом, Nvidia необходимо было заполнить пробел между видеокартами GeForce GTX 750 Ti за $150 и GeForce GTX 970 за $330 на базе новой архитектуры Maxwell. Эту задачу решает GeForce GTX 960, которую мы сегодня и изучим.

Мы долго ждали замену для GeForce GTX 760. С тех пор как Nvidia представила свою эффективную архитектуру Maxwell в видеокарте GeForce GTX 750, прошло одиннадцать месяцев. Четыре месяца назад компания заменила GeForce GTX 780 и GeForce GTX 780 Ti новыми GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980.

Все это время GeForce GTX 760 пыталась конкурировать с AMD Radeon R9 280 и Radeon R9 285. Смогут ли приверженцы Nvidia, наконец, вздохнуть с облегчением в связи с появлением GPU GM 206?

Ходили слухи, что GeForce GTX 960 будет использовать урезанную версию процессора GM204, уже знакомого нам по моделям GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980. Но это не так. GM206 – это самостоятельный чип. Он гораздо меньше, чем GM204.

В спецификациях GeForce GTX 960 имеется лишь половина блоков из тех, что есть у GeForce GTX 980: два кластера обработки графики (GPC), восемь потоковых мультипроцессоров (SM), 1024 ядра CUDA, 256 блоков загрузки/хранения, интерфейс памяти 128-бит, 64 блока текстурирования, 32 блока ROP, восемь движков PolyMorph Engine, два конвейера рендеринга, два 64-битных контроллера памяти и 1 Мбайт кэша L2 на весь GPU.

Несмотря на меньший размер, GM206 имеет присущие GM204 усовершенствования. Каждый SMM имеет по 96 Кбайт от общего адресного пространства для вычислительных задач, размер кэша L1/хранения текстур составляет 24 Кбайт на каждые два ядра обработки блоков CUDA (48 Кбайт на SMM) и так далее.

Графический процессор GeForce GTX 960 работает на базовой тактовой частоте 1126 МГц (аналогично GeForce GTX 980), которая с помощью технологии GPU Boost может повышаться до 1178 МГц (на 38 МГц ниже потолка GeForce GTX 980). Карта оснащается видеопамятью GDDR5 объемом 2 Гбайт с частотой 1750 МГц. Самое интересное, как GeForce GTX 960 выглядит в сравнении с GeForce GTX 760 и Radeon R9 285, с которой ей придется конкурировать?

Основная проблема GeForce GTX 960 – это 128-битный интерфейс памяти, обеспечивающий пиковую пропускную способность 112,2 Гбайт/с. GeForce GTX 760 и Radeon R9 285 оснащаются 256-битным интерфейсом памяти, позволяющим развивать теоретическую пропускную способность соответственно 192,2 и 176 Гбайт/с. Nvidia утверждает, что эффективный блок компрессии цвета третьего поколения позволяет GeForce GTX 960 выдержать конкуренцию, несмотря на меньшую пропускную способность памяти. Учитывая результаты GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980, мы склонны этому верить. Тем не менее, на высоких разрешениях пониженная пропускная способность может быть ограничивающим фактором. Мы постараемся проверить этот аспект в наших тестах.

Также хотим отметить, что менее сложный интерфейс памяти GeForce GTX 960 Nvidia снизить цены в будущем. Но даже с ориентировочной ценой $200 у новой модели есть все шансы на успех. Для справки, GeForce GTX 760 дебютировала при цене $250.

Теперь несколько слов про TDP. Maxwell зарекомендовала себя как наиболее эффективная настольная графическая архитектура, и GeForce GTX 960 тут не исключение. Тепловой пакет новой карты составляет 120 Вт, и он на 50 Вт ниже, чем у GeForce GTX 760, и на 70 Вт ниже, чем у Radeon R9 285. Для питания карте требуется один 6-контактный кабель PCIe, естественно, в дополнение к слоту PCIe. В спецификациях Nvidia рекомендуется скромный блок питания мощностью 450 Вт.

У GeForce GTX 760 больше ядер CUDA и блоков текстурирования, но GeForce GTX 960 частично компенсирует недостаток повышенной тактовой частотой ядра. Сегодня мы хорошо понимаем, что архитектура Maxwell делает больше с меньшими затратами энергии, поэтому ждем, что GeForce GTX 960 будет наравне или быстрее предшественника, и сможет активно конкурировать с Radeon.

Блок декодирования видеосигнала H.265 (HEVC)

Одним из преимуществ GPU GM206 перед GM204 является его новый блок обработки видео. GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980 поддерживают кодирование видео в H.265 (HEVC), но только GeForce GTX 960 может декодировать этот перспективный формат. GeForce GTX 960 может стать отличным вариантом для домашнего кинотеатра на ПК с возможностью воспроизведения 4K-видео при малой потребляемой мощности и встроенной поддержке контента HDCP 2.2 через HDMI 2.0.

В остальном GeForce GTX 960 имеет те же особенности, что и старшие модели GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980, в том числе поддержку DirectX 12, поддержку VR Direct, Voxel Global Illumination (VXGI), Multi-Frame Sampled Anti-Aliasing (MFAA) и Dynamic Super Resolution (DSR). Дополнительную информацию о новых технологиях можно найти в “Обзоре видеокарт Nvidia GeForce GTX 970 и 980: максимум возможностей от Maxwell”.

Драйверы Nvidia последней версии добавили поддержку DSR не только для карт на базе Maxwell, но и для старых моделей GeForce на архитектурах Fermi и Kepler. Хотя DSR не особенно эффективна в тяжелых играх, технология будет актуальна для тех, кто любит играть на высокой частоте кадров. В эту категорию попадают игры жанра MOBA, такие как League of Legends и DOTA 2. DSR предлагает способ увеличить четкость графики на мониторах 1080р.

Кроме того, нам интересно попробовать сглаживание MFAA на GeForce GTX 960. На момент выхода GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980 эта функция была не готова. Она появилась только в драйверах версии 344.75, вышедших в ноябре прошлого года. Данная технология может частично компенсировать низкую пропускную способность памяти, что как раз на руку GeForce GTX 960.

В этот раз Nvidia не рассылала обозревателям образцы карт, поэтому нам пришлось использовать партнерские решения. Мы подобрали несколько различных моделей GeForce GTX 960, которые стали доступны одновременно с основным анонсом.

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Сравнение карт от партнеров Nvidia

Asus GTX 960 Strix DirectCU II OC

EVGA GTX 960 SuperSC ACX 2.0

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Сравнение карт от партнеров Nvidia. Продолжение

Galax/KFA? GTX 960 EX OC

Gigabyte GTX 960 Gaming G1

Примечание: Для всех тестов в данном обзоре использовался новый BIOS 86.06.0D.00.76, но с первой партией видеокарт Gigabyte его не было. Последнюю версию драйвера можно загрузить на веб-странице компании.

Gigabyte GTX 960 WindForce OC

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Сравнение карт от партнеров Nvidia. Продолжение

inno3D GTX 960 iChill

Palit GTX 960 Super JetStream

Zotac GTX 960 AMP! Edition

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Тестовый стенд и бенчмарки

Игры

В этой статье впервые используется наш новый стенд на процессоре Intel Core i7-5930K, который мы разогнали до частоты 4,2 ГГц, чтобы максимально нивелировать узкие места платформы в игровых тестах.

Как всегда, мы стремимся представить результаты на широком диапазоне видеокарт соответствующего уровня. Сегодняшнее тестирование включает GeForce GTX 760 и GeForce GTX 770. От AMD мы взяли основного конкурента GeForce GTX 960 – модель Radeon R9 285, а также Radeon R9 280X. Следующий уровень производительности представят модели GeForce GTX 970 и Radeon R9 290X.

Повторимся, что Nvidia не прислала референсную карту для тестирования. Вместо нее мы примем за точку отсчета Asus Strix GeForce GTX 960 с заводским разгоном. Хотя мы несколько разочарованы отсутствием результатов производительности карты в базовой конфигурации, модели с агрессивным заводским разгоном производители планируют продавать всего на $10 дороже базовой стоимости. Таким образом, Asus Strix дает адекватное представление о возможностях моделей с заводским разгоном и оптимальными ценами.

Мы протестировали популярные игры в разрешениях 1920×1080 и 3840×2160 пикселей. Разрешение 4K эквивалентно четырем мониторам 1080p. Несмотря на огромное количество пикселей, 4K-дисплеи с каждым днем набирают популярность, благодаря решениям в ценовом диапазоне до $600, например Asus PB298Q:

В отличие от старых моделей, требующих разделения одного видеосигнала на два входа HDMI, этот 28-дюймовый дисплей способен выводить видео в разрешении 3840×2160 точек при частоте обновления 60 Гц по одному кабелю DisplayPort 1.2. Дополнительную информацию можно найти в нашем обзоре монитора Asus PB287Q.

Мы постарались использовать такие графические настройки игр для выбранных разрешений, с которыми GeForce GTX 960 смогла бы совладать. Во многих случаях GeForce GTX 960 просто не могла “переварить” 4K даже с минимальным уровнем детализации. Однако во всех тестах в разрешении 1080p мы смогли выбрать высокие, а иногда и максимальные настройки графики, обеспечивающие очень привлекательную картинку.

Энергопотребление

Архитектура Nvidia Maxwell преподносит нам новые трудности в плане измерения потребления энергии. Если измерять все четыре шины (чтобы узнать секрет эффективности Maxwell), то в общей сложности потребуется восемь каналов аналогового осциллографа. Это связано с тем, что напряжение и ток необходимо регистрировать одновременно для каждой шины в реальном времени. Если провести измерения сначала с одной половиной шин, а затем с другой, результаты могут получиться не точными. Так как же мы решили эту проблему?

Мы обратились за помощью к HAMEG (Rohde & Schwarz). В итоге нам пришлось параллельно использовать два осциллографа (в конфигурации ведущий-ведомый), так мы смогли точно измерить и записать сразу восемь показателей напряжения/тока с временной разрешающей способностью до микросекунды.

Естественно, интервалы измерений должны корректироваться в зависимости от требований конкретной задачи, иначе можно получить переизбыток данных. Например, при создании графика энергопотребления длительностью в одну минуту с временным разрешением 1 мс, сначала нужно, чтобы осциллограф усреднил измерения в микросекундах.

Для шин 3,3 В и 12 В мы используем специальную надстройку в слоте PCIe (PEG), чтобы измерить потребление энергии непосредственного на материнской плате.

Отдельно измеряется напряжение и ток на каждом из двух разъемов питания PCIe.

Температура

Низкое энергопотребление, как правило, внешне заметно по меньшей температуре GPU под нагрузкой, что в свою очередь позволяет использовать более простую и тихую систему охлаждения. Мы уделяем особое внимание поведению карт в закрытом корпусе, поскольку наши читатели часто указывают на необходимость таких измерений.

Чтобы проверить показания встроенных датчиков, мы используем тепловизионный прибор PI450 от Optris. Он оснащается инфракрасной камерой, разработанной специально для слежения за процессами теплообмена.

Тепловизор предоставляет показатели температуры в реальном времени при частоте обновления 80 Гц. Фотографии передаются через USB на отдельную платформу, где они могут быть записаны в формате видеоролика. Температурная чувствительность PI450 составляет 40 мК, что идеально подходит для измерений небольших температурных отклонений.

Уровень шума

Шум видеокарты мы измеряем с помощью откалиброванного студийного микрофона, расположенного перпендикулярно центру видеокарты на расстоянии 50 см. Сочетание такого расстояния и направленности микрофона представляет собой компромисс между снижением шума, генерируемого вентиляторами, и минимизацией влияния фонового шума, от которого практически невозможно избавиться. Кстати, по этой причине мы проводим измерения шума ночью.

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Игровые тесты

Battlefield 4

Battlefield 4 является одним из наших основных тестов, а учитывая скорое появление Battlefield: Hardline на базе того же движка Frostbite 3, он становится еще более актуальным.

Asus Strix GTX 960 оказалась на несколько кадров в секунду быстрее, чем эталонная Radeon R9 285. Обе карты обеспечивают приемлемую производительность в разрешении 1080p на ультра детализации. При повышении разрешения до 4К и снижения уровня детализации до среднего, частота кадров на GeForce GTX 960 не опускается ниже 30 FPS. Radeon R9 285 в данном случае ее немного обгоняет.

Assassin’s Creed Unity

Теперь перейдем к Assassin’s Creed Unity. Игра отличается очень высокими минимальными системными требованиями. Интересно, справиться ли с ними новая GeForce GTX 960:

Даже при минимальном уровне детализации в разрешении 1080p, Asus GTX 960 едва удерживает частоту кадров выше 30 FPS. В некоторых сценах скорость снижается до 26 кадров. Radeon R9 285 оказалась немного быстрее, хотя и ее минимальный FPS ниже 30.

Движок этой игры, кажется, не очень хорошо оптимизирован для 4K, поскольку при установке разрешения 3840×2160 пикселей мы наблюдали “слайд-шоу”. Даже GeForce GTX 970 и Radeon R9 290X не в состоянии обеспечить минимальную частоту кадров 30 FPS.

Far Cry 4

При разрешении 1920×1080 точек Asus Strix GTX 960 может обеспечивать работу Far Cry 4 на высоком уровне детализации, на скорости не ниже 54 кадров в секунду, при этом демонстрируя небольшое преимущество над Radeon R9 285. В разрешении 4К эти видеокарты не могут обеспечить приемлемую скорость, даже на минимальных графических параметрах.

Middle-Earth Shadow Of Mordor

Далее по списку идет Middle-earth: Shadow of Mordor – на удивление достойное творение студии Monolith:

В разрешении 1080p при ультра детализации Asus GTX 960 с заводским разгоном удерживает частоту кадров выше 40 FPS (хотя Radeon R9 285 ее обгоняет).

Когда мы установили разрешение 4К и снизили детализацию до среднего уровня, AMD Radeon смогла обеспечить приемлемую частоту кадров, при этом GeForce GTX 960 демонстрировала заметные проседания в FPS.

Thief

Thief, конечно, не самая популярная игра, но и у нее много фанатов. Кроме того, она позволяет проанализировать работу API Mantle.

В этой игре все карты GeForce, кроме GeForce GTX 970, оказались позади соперников от AMD. Тем не менее, Strix GTX 960 поддерживает как минимум 40 кадров в секунду в разрешении 1920×1080 пикселей с очень высокими параметрами детализации. Увеличение разрешения до 3840×2160 пикселей при одновременном снижении параметров графики до низкого уровня вывело Asus Strix 960 вперед Radeon R9 285.

К сожалению, мы не смогли протестировать Mantle на 4К с низкой детализацией, поскольку игра дает сбой.

ARMA III

В 1080p с ультра графикой Asus Strix GTX 960 показала заметный отрыв от Radeon R9 285. Но с разрешением 4K и пользовательскими параметрами детализации результат отличается.

Alien: Isolation

Серия игровых тестов заканчивается небезызвестным фантастическим ужастиком Alien: Isolation.

При максимальных настройках в FHD-разрешении все карты из нашей выборки обеспечили более 58 FPS. GeForce GTX 960 показала значительный отрыв от конкурента AMD.

GeForce GTX 960 и Radeon R9 285 сравнялись при увеличении разрешения до 4К и снижении детализации графики. В такой конфигурации обе карты едва переваливают за отметку 30 FPS в среднем.

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Тестирование MFAA

Для тех, кто незнаком с мультикадровым сглаживанием, напомним, что данная технология использует временной сэмплинг в сочетании со сглаживающим фильтром, чтобы приблизиться к результатам более ресурсоемких уровней MSAA. Например, 2x MSAA в сочетании с MFAA, которые Nvidia называет 4x MFAA, сравнимы со стандартным четырехкратным MSAA, но производительность падает не так сильно.

Слабость MFAA в том, что фильтр не работает при быстрых движениях камеры. Но на практике данное ограничение выражено не сильно, так как вы не замечаете артефакты отсутствия сглаживания при быстром перемещении камеры.

В наших тестах 4x MFAA выглядел лучше, чем 2х MSAA. Иногда даже кажется, что картинка находится на одном уровне с 4x MSAA. Мы не заметили ухудшения качества изображения во время перемещения камеры и резких движений. Но на скриншотах выше видно, как MFAA добавляет лишний шум по краям объектов. Технология не идеальная, но вполне может прийтись вам по вкусу. А что насчет производительности?

Результаты впечатляют. MFAA действительно является приятным дополнением для владельцев карт GeForce. Хотя в свое время технология ограничивалась лишь несколькими играми, сегодня Nvidia утверждает, что MFAA работает со всеми играми на базе DirectX11, которые поддерживают MSAA (кроме Dead Rising 3, Dragon Age 2 и Max Payne 3). Огорчает тот факт, что многие новые игры полагаются на сглаживание методом пост-обработки, например, FXAA или SMAA. К нашему удивлению, из всех протестированных сегодня игр на выбранных настройках только Battlefield 4 поддерживает 4x MSAA. Как бы то ни было, MFAA определенно порадует любителей реалистичной графики, желающих повысить частоту кадров в любимых играх.

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Сравнение видеокарт от различных производителей

Сравнение производительности

С результатами производительности GeForce GTX 960 от Asus мы уже ознакомились, но хотелось бы знать возможности видеокарт от других производителей. К сожалению, прогнать все карты через весь пакет игровых тестов за отведенное время просто невозможно, поэтому мы использовали только Battlefield 4.

Full HD (1920×1080)

Full HD – это основное разрешение, на котором играют владельцы видеокарт уровня GeForce GTX 960. Судя по результатам на диаграмме, видеокарты GeForce GTX 960 от разных производителей, кроме моделей с низкой тактовой частотой и настройками эталонной карты, смогли обойти GeForce GTX 760, а также AMD Radeon R9 280 и Radeon R9 285. Однако новые видеокарты Nvidia практически не приблизились к уровню более дорогих Radeon R9 280X и HD 7970, работающих на штатных частотах.

UHD (3840×2160)

Мы были удивлены, насколько старая GeForce GTX 760 отстает от новых решений при установке более высоких разрешений. Ее шина памяти просто не в состоянии справиться с потоком данных в этой задаче. Однако и для GeForce GTX 960 включение 4K не прошло безболезненно. Сжатие текстур, хоть и полезное, но не идеальное решение. Следовательно, мы видим, как Radeon R9 285 обходит все новые карты от Nvidia. Хотим заметить, что BF 4 – очень динамичная игра, и 38 FPS в данном случае трудно назвать приемлемым результатом. Мы хотим сказать, что в теории результаты неплохие, но на практике для игры в 4K требуются видеокарты большего калибра.

Разница в производительности между самой быстрой и самой медленной GeForce GTX 960 составляет всего 8% (или около того)! Какую бы высокую базовую частоту и ее теоретический потолок не показал GPU-Z, выигрывает карта с самым высоким фактическим уровнем GPU Boost. Что и доказала Gigabyte GTX 960 Gaming G1 с новым BIOS.

Обзор Nvidia GeForce GTX 960 | Производительность 2D и 3D CAD

2D и 3D AutoCAD

Даже простые игровые видеокарты показали неплохие результаты, поскольку Autodesk переключил весь пакет на DirectX. Мы сравнили показатели производительности в 2D, где все карты продемонстрировали похожие результаты, а также производительность в 3D, где видеокарты от Nvidia, похоже, имеют преимущество. В целом, GeForce GTX 960 показала приемлемые результаты.

Autodesk Fusion 2013

Fusion 2013 – еще один пакет на базе DirectX. Но здесь в лидеры вышли карты AMD. Причина в том, что Fusion 2013 активнее использует шину памяти видеокарты, чем AutoCAD.

Autodesk Maya 2013

Чтобы показать различия с DirectX, для теста мы выполняем рендеринг сложной модели в Maya 2013 с помощью OpenGL. В этом тесте видеокарты GeForce GTX 960 имеют явное преимущество.

SPECViewperf 12

Поскольку большинство приложений в этой главе малоинтересны потенциальным покупателям GeForce GTX 960, мы решили ограничиться наиболее распространенными. Результаты Showcase 2013 похожи на результаты Autodesk Fusion 2013, и видеокарты AMD снова выходят вперед. Showcase 2013 также использует DirectX.

Catia выводит в лидеры продукцию AMD благодаря или вопреки OpenGL. Эти бенчмарки доказывают одну простую истину: победа зеленых или красных во многом зависит от оптимизации драйверов. Так что судить о реальной производительности железа довольно сложно.

В итоге, данные тесты снова напомнили нам о роли драйверов в работе видеокарты.