nVidia GeForce GTX 1080 Founders Edition Review: The new King - Pascal GP104-400

Σελίδα 2 από 16: Pascal GP104-400

• Review Link

The new era: the 16nm Pascal Architecture

Πάμε στην ανάλυση των νέων τεχνολογιών της νέα κάρτας της NVIDIA. Η GeForce GTX 1080 βασίζεται στην αρχιτεκτονική Pascal και το κωδικό όνομα του ASIC είναι πλέον GP104 και κατασκευάζεται στα 16nm από την TSMC.

 Αρχιτεκτονική

Το GP104 είναι ένα μικρότερο σε μέγεθος chip σε σχέση με την GTX980 (314 mm² σε σχέση με τα 398 mm² του GM204). Βέβαια τα 16 nm FinFET process του επιτρέπουν μέσα σε αυτό το μαζεμένο μέγεθος να χωρέσει 7.2 δισεκατομμύρια transistor και εκτός αυτού να ανεβάσει αρκετά τα stock clocks με χαμηλές τάσεις. Για να σας προλάβουμε, 8873 GFLOPs στις Boost συχνότητες, οπότε όχι, κάθε πονηρή σκέψη για χαλαρούς κύκλους δεν έχει βάση. Το GP104 της GeForce GTX 1080 περιέχει τέσσερις GPCs, είκοσι Pascal Streaming Multiprocessors, και οκτώ memory controllers. Στην GeForce GTX 1080, το κάθε GPC διαθέτει μία raster engine και πέντε SMs. Κάθε SM περιέχει 128 CUDA cores, 256 KB register file capacity, 96 KB shared memory unit, 48 KB L1 cache, και οκτώ texture units. Και επειδή το ξέρουμε ότι βαρεθήκατε από τα τεχνικά, κρατήστε μόνο τα εξής: 2560 CUDA cores και 160 texture units. Base Clock 1607 MHz και GPU Boost Clock 1733 MHz για τον πυρήνα καθώς και ουσιαστικά 10 Gbps για τις νέες GDDR5X μνήμες της Micron, που αποδίδουν τα μέγιστα με μόλις 1.35 V.

Enhanced Memory Compression

Επιπλέον, στο κομμάτι των μνημών η Pascal φέρνει το Enhanced Memory Compression που με έξυπνες τεχνικές μειώνει ακόμα περισσότερο την ανάγκη για bandwidth στην νέα κάρτα. Η nVidia υποστηρίζει ότι οι νέες τεχνικές συμπίεσης μειώνουν περίπου κατά 20% τις απαιτήσεις σε bandwidth, πράγμα που σε συνδυασμό με τις νέες GDDR5X δίνουν στην GTX 1080 ένα 1,7x προβάδισμα σε bandwidth σε σχέση με την GTX 980.

Επιπλέον ο νέος πυρήνας φέρει νέες Asynchronous Compute τεχνικές που επιτρέπουν στην GPU να παίζει πιο έξυπνα και δυναμικά τα compute και graphics workload της ενώ έχουν γίνει βελτιώσεις και στις δυνατότητες για Graphics Preemption σε επίπεδο pixel και Compute Preemption σε επίπεδο thread, έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθούν οι νεκροί χρόνοι παραμονής σε ουρές. Και οι δύο τεχνικές έχουν πρακτικά αρκετές προεκτάσεις στις VR εφαρμογές.

Simultaneous Multi-Projection Engine

Μια από τις τεχνολογίες που συναντάμε στη νέα γενιά είναι το Simultaneous Multi-Projection (SMP) που επί της ουσίας, μέσω hardware acceleration η κάρτα δημιουργεί με μεγαλύτερη ευχέρεια πολλαπλές σκηνές από τις ίδιες γεωμετρίες. Έτσι, έχοντας στην διάθεσή της μέχρι και 16 προβολές της ίδιας σκηνής (με 2 κεντρικές προβολές η κάθε μία) η κάρτα είναι πολύ πιο αποδοτική οπουδήποτε απαιτείται διόρθωση της θέσης προλαμβάνοντας οποιαδήποτε παραμόρφωση έχει αρνητικές συνέπειες στο gameplay. Αυτό εφαρμόζεται τόσο πλαϊνές οθόνες σε Surround (με την τεχνολογία Perspective Surround) όσο και σε περιβάλλον VR. Στις επιδόσεις στο VR κομμάτι δε, βοηθάει και το χαρακτηριστικό Lens Matched Shading που αναδιοργανώνει έξυπνα τον τρόπο που η κάρτα γνωρίζει τα pixel που πραγματικά χρειάζονται για μια non-planar προβολή της σκηνής, έτσι ώστε οι νέες Pascal GPUs να γλυτώνουν αρκετούς κύκλους όταν ο χρήστης φοράει το headset του.

Enhanced SLI Interface

Με αρχή τις νέες Pascal η nVidia υποστηρίζει επίσημα μόνο διπλό SLI. Ναι, υπάρχει ακόμα τρόπος να τρέξετε τρεις ή τέσσερις κάρτες σε SLI για τα benchmarks σας, αλλά η εταιρία καθιστά σαφές ότι δεν θα αναπτύσσει πλέον τους drivers για τέτοια setups και με τις εταιρίες ανάπτυξης παιχνιδιών να είναι απρόθυμες να επωμισθούν τέτοιον άθλο, στην ουσία οι δύο κάρτες είναι το όριο. Εξάλλου με τον νέο τύπο γέφυρας SLI HB, και τα δύο SLI Fingers των (δύο) καρτών απαιτούνται για να έχετε τα βέλτιστα αποτελέσματα, επομένως ο περιορισμός στις δύο κάρτες είναι πλέον σχεδόν μηχανικός. Οι παλιότερες SLI Bridges δουλεύουν, αλλά περιορίζουν τις επιδόσεις. Με αυτές και ένα key που η nVidia θα σας δίνει μετά από register θα μπορείτε να πειραματιστείτε με 3/4-way, καθαρά για bench λόγους.

Fast Sync

H NVIDIA πλασάρει το Fast Sync ως μία latency-conscious εναλλακτική του V-SYNC. Έτσι με την αποσύνδεση του render και display κομματιού της διαδικασίας, η απεικόνιση γίνεται χωρίς tearing αλλά όλο το backend κομμάτι τρέχει σαν να είχαμε το V-SYNC στο off, γλιτώνοντας από αρκετό input latency τον χρήστη. Το αξιοσημείωτο στην υλοποίηση αυτή είναι ότι αρκεί μια ρύθμιση στο NVIDIA Control Panel για να παίξετε με Fast Sync και ότι με την χρήση επιπλέον buffer το τελικό input lag είναι οριακά χειρότερο από αυτό της V-SYNC off λειτουργίας.

Αυτά, μαζί με την αυξημένη υποστήριξη encode και decode 4Κ video καθώς και κάποιες τεχνικές λεπτομέρειες σε σχέση με το VRWorks, το Ansel (μια ελεύθερη in game κάμερα, για δημιουργικά screenshot σε μεγάλες αναλύσεις) καθώς και την επιτάχυνση HDR περιεχομένου είναι μερικά από αυτά που αξίζει να κρατήσετε από το technical marketing υλικό της NVIDIA, εάν πέσει στα χέρια σας κάποια κάρτα γραφικών Pascal γενιάς..

Ξεκινώντας από σήμερα, σας παρουσιάζουμε την νέα και βελτιωμένη Μεθοδολογία Μετρήσεων και Αξιολόγησης. Ο λόγος αυτού του ανασχεδιασμού ήταν να καταλήξουμε σε έναν όσο το δυνατόν περισσότερο αντικειμενικό τρόπο αξιολόγησης των δειγμάτων που αποστέλλονται στα HwBox Labs με απώτερο σκοπό την καλύτερη ενημέρωσή σας. Έτσι, πριν αρχίσετε να διαβάζετε το παρόν review, καλό θα ήταν να ρίξετε μια ματιά στον τρόπο που μετρήσαμε το προς αξιολόγηση προϊόν, και το σκεπτικό που κρύβεται πίσω από την τελική βαθμολογία που του απονεμήθηκε.

To σύστημα δοκιμών που χρησιμοποιήσαμε:

Σημείωση: Όλες οι κάρτες δοκιμάζονται με τον αντίστοιχο driver της περιόδου του review. Τυχόν διαφορές από τις επιδόσεις θα πρέπει να λαμβάνονται υπ' όψην, αλλά καθώς δεν υπάρχει τρόπος εμφάνισης των βέλτιστων αποτελεσμάτων δεν αλλοιώνουμε τα αποτελέσματα που έχουμε λάβει.

Gaming Performance

Με κύριο στόχο να καλύψουμε όσο το δυνατόν περισσότερες δυνατότητες μιας κάρτας γραφικών, επικεντρωθήκαμε σε 3 βασικές κατηγορίες παιχνιδιών, 4 3D Benchmarks και 3 General Purpose GPU (GPGPU) Benchmarks. Οι κάρτες τίθενται στα βέλτιστα εργοστασιακά clocks αποφεύγοντας ρυθμίσεις όπως το Quiet mode, και οι μετρήσεις ξεκινούν.

Οι 3 κατηγορίες παιχνιδιών που επιλέξαμε αποτελούν και ένα μεγάλο ποσοστό των πιο απαιτητικών σε υπολογιστικούς πόρους μιας κάρτας γραφικών. Οι κατηγορίες αυτές είναι οι εξής: Action – Adventure, First Person Shooter, και Strategy, με τις δύο πρώτες να έχουν περισσότερους αντιπροσώπους, ενώ οι υπόλοιπες έχουν από τουλάχιστον έναν γνωστό τίτλο. Έτσι, τα παιχνίδια που διαλέξαμε ήταν τα εξής:

Action – Adventure

• Tomb Raider (2013)
• Assassins Creed: Unity

First Person Shooter

• Crysis 3
• Bioshock Infinite
• Call of Duty: Advanced Warfare
• Alien: Isolation
• Metro: Last Light

Racing

• Grid 2
• Project CARS

Επειδή όμως δεν προορίζονται όλες οι κάρτες για την ίδια χρήση, επιβάλλεται η παρουσίαση των αποτελεσμάτων σε αναλύσεις για τις οποίες προορίζεται η συγκεκριμένη κάρτα γραφικών. Αυτό προκύπτει βάση του price range που ανήκει. Έτσι, χωρίζουμε τα κυκλώματα γραφικών σε 4 διαφορετικές κατηγορίες: Intergrated (IGP), Entry level, Mainstream και High end.

Επίσης, δεν μπορούμε να μετρήσουμε όλες τις κάρτες με την ίδια ποιότητα εικόνας. Συνεπώς, καταλήξαμε σε 5 δημοφιλείς αναλύσεις και επιλέξαμε συγκεκριμένα φίλτρα και image Quality presets. Για την ακρίβεια, τα settings που χρησιμοποιούνται σε όλες τις δοκιμές είναι τα εξής:

Εν τέλει, προκύπτει μια άμεση συσχέτιση μεταξύ κατηγορίας GPU και ανάλυσης δοκιμών. Το κοινό σημείο αποτελεί η ανάλυση των 1920x1080 η οποία είναι και η πιο δημοφιλής ανάλυση μεταξύ των χρηστών του HwBox, όπως αυτή προέκυψε από την δημοσκόπηση που υποβάλαμε και είστε ευπρόσδεκτοι να συμμετέχετε!

Από τα παιχνίδια αυτά εξάγουμε τα Framerate και Frame Times που συγκεντρώσαμε μέσω της καταγραφής του FRAPS σε διάστημα 60 δευτερολέπτων. Τα παραγόμενα CSV αρχεία αναλύονται μέσω του προγράμματος FRAFS Benchmark Tools από το οποίο παρουσιάζονται γραφικά τα Frames per Second καθώς και τα Frame Times συναρτήσει του χρόνου δειγματοληψίας.

Synthetics Performance

Η ομάδα των Synthetic Benchmarks αποτελείται από τα εξής:

• 3DMark 11 Performance Preset
• 3DMark Vantage Performance Preset
• 3DMark Firestrike
• Unigine Heaven v4.0

Τέλος, τα GPGPU Benchmarks είναι τα εξής:

• Luxmark LuxBall Preset
• SystemCompute AMP Score
• CompuBench CL 1.1.3

Από τα οποία benchmarks λαμβάνουμε και αξιολογούμε τους πόντους που παρήγαγαν.

Overclocking

Για το overclocking χρησιμοποιούμε μια απλή διαδικασία. Ελέω διαφόρων τεχνολογιών μεταβλητών χρονισμών στον πυρήνα κάθε GPU, προσπαθούμε να κάνουμε την κάρτα να αποδώσει στα καλύτερα δυνατά ρολόγια που μπορεί σε πυρήνα και μνήμες, ανεξαρτήτως εάν μας είναι δυνατή η ρύθμιση του Vcore. Αφού κατασταλάξουμε στο μέγιστο stable OC, επαναλαμβάνουμε τα εξής benchmarks:

• Games @ 1920x1080: Crysis 3, Tomb Raider, Bioshock Infinite
• Synthetic Benchmarks: 3DMark 11, 3DMark Firestrike, Unigine Heaven, Unigine Valley, 3DMark Vantage, Catzilla 720p, GPUPI 2.1, 3DMark SkyDiver, 3DMark IceStorm Extreme και HWBot Heaven.

Έπειτα, συγκρίνουμε την μεταβολή στα αποτελέσματα που λάβαμε σε σύγκριση με τα εργοστασιακά ρολόγια και αξιολογούμε το πόσο αξίζει αυτή η προσπάθεια.

Στην τελική αξιολόγηση του κατηγορίας, τόσο το εργοστασιακό OC όσο και η προσπάθεια που καταβάλαμε για τα δικά μας custom ρολόγια, έχουν ειδικό βάρος από 50% έκαστο.

Cooling

Έπειτα από 30 λεπτά OCCT σε GPU 3D με DX11 και windows 1080p mode, μετράμε μέσω του MSI Afterburner την μέγιστη θερμοκρασιακή τιμή που σημειώθηκε. Έχοντας καταγράψει την θερμοκρασία δωματίου, αφαιρούμε αυτήν την τιμή από την θερμοκρασία που λάβαμε από την κάρτα γραφικών μας. Συνεπώς, η φόρμουλα υπολογισμού που προκύπτει είναι η εξής:

Από το οποίο ο δείκτης Δ θα αποτελεί το μέτρο σύγκρισης για την GPU μας.

Βαθμολογία

Με στόχο την όσο το δυνατόν αντικειμενικότερη αξιολόγηση του προϊόντος, δημιουργήσαμε ένα σύστημα βαθμολόγησης το οποίο λειτουργεί με το σύστημα των βαρών, δηλαδή λαμβάνονται υπʼ όψη όλες οι κατηγορίες τις οποίες αξιολογήθηκε το προϊόν, και οι οποίες συμμετέχουν με διαφορετικό βάρος (ποσοστό) στην τελική Γενική Βαθμολογία (Final Score).

Οι κατηγορίες αξιολόγησης καθώς και τα βάρη τους, παρουσιάζονται στον παρακάτω αναλυτικό πίνακα:

Οι κατηγορίες αξιολόγησης είναι λίγο – πολύ αυτό-επεξηγούμενες. Χρησιμοποιώντας λοιπόν ένα εύρος τιμών από το 0,0 έως το 10,0, κάθε κατηγορία ή υπο-κατηγορία λαμβάνει ένα υποκειμενικό σκορ. Οι 5 βασικές κατηγορίες βαθμολόγησης συμμετέχουν στο 80% της Γενικής Βαθμολογίας και είτε λειτουργούν ως αυτόνομες, είτε διαμορφώνονται με βάση το ποσοστό συμμετοχής που έχουν οι υποκατηγορίες τους, όπως φαίνεται στον παραπάνω πίνακα. Η τελευταία κατηγορία βαθμολόγησης είναι η Τιμή, η οποία έχει ειδικό βάρος 20%. Η τελική Γενική Βαθμολογία (Final Score) διαμορφώνεται από το άθροισμα των πόντων των επιμέρους κατηγοριών. Εάν στο άθροισμα προκύψουν 2 ή περισσότερα δεκαδικά ψηφία, τότε το αποτέλεσμα στρογγυλοποιείται με βάση την γνωστή μέθοδο.

Η βαθμολόγηση αυτή δημιουργεί κάποια – συνειδητά – τρικ. Επειδή αρκετά προϊόντα παρουσιάζουν αρκετά κοινά στοιχεία μεταξύ τους, κάποιες κατηγορίες μπορούν να έχουν το ίδιο σκορ και να διαφοροποιούνται σε άλλες κατηγορίες. Για παράδειγμα, οι κάρτες γραφικών που έχουν τον ίδιο πυρήνα και κατʼ επέκταση περίπου πανομοιότυπη απόδοση, θα αξιολογούνται με βάση τα υπόλοιπα features που έχει ενσωματώσει ο κατασκευαστής. Έτσι, οι προσπάθειες όπως ένα όμορφο σύστημα ψύξης ή ένα μεγαλύτερο εργοστασιακό overclock, μπορούν να έχουν μερικούς έξτρα κερδισμένους πόντους.