• GPU: Geforce Titan (GK110)
• інтерфейс: PCI Express x16
• Частота роботи GPU (ROPs): 875-1020 МГц (номінал - 875-1020 МГц)
• Частота роботи пам'яті (фізична (ефективна)): 1750 (7000) МГц (номінал - 1750 (7000) МГц)
• Ширина шини обміну з пам'яттю: 384 біт
• Число обчислювальних блоків в GPU / частота роботи блоків: 15 / 875-1020 МГц (номінал - 15 / 875-1020 МГц)
• Число операцій (ALU) в блоці: 192
• Сумарне число операцій (ALU): 2880
• Число блоків текстурування: 240 (BLF / TLF / ANIS)
• Число блоків растеризації (ROP): 48
• розміри: 270 × 100 × 37 мм (карта займає 2 слота в системному блоці)
• Колір текстоліту:чорний
• Споживання енергії (пікове в 3D / в режимі 2D / в режимі «сну»): 264/86/70 Вт
• Вихідні гнізда: 1 × DVI (Dual-Link / HDMI), 1 × DVI (Single-Link / VGA), 1 × HDMI 1.4a, 1 × DisplayPort 1.2
• Підтримка багатопроцесорної роботи: SLI (Hardware)

Карта має 3072 Мб пам'яті GDDR5 SDRAM, розміщеної в 12 мікросхемах на лицьовій стороні PCB.

Карта вимагає додаткового живлення у вигляді двох роз'ємів 8- і 6-контактного.

Про систему охолодження.

Nvidia Geforce GTX 780 Ti 3072 Мб 384-бітної GDDR5 PCI-E
Система охолодження повністю повторює еталонний кулер від GTX Titan. Кулер має традиційну закриту форму з циліндричним вентилятором на кінці. Радіатор, притискається до ядра, заснований на випарної камері, всередині якої знаходиться особлива легкоиспаряющихся рідина. Нижня пластина камери притискається до ядра, тепло передається рідини, яка випаровується і забирає тепло до верхньої пластині (має ребра охолодження), де пари конденсуються і т. Д. Ми вже не раз розповідали про таку схему сучасного охолодження топових прискорювачів. Вентилятор жене повітря через вищезгаданий радіатор і має особливу форму крильчатки, що дає знижений рівень шуму. Повинні сказати, що при максимальному навантаженні шум все ж злегка відчувається, адже максимальна частота обертання - вище 2200 оборотів в хвилину. Мікросхеми пам'яті охолоджуються центральним радіатором (у кулера є спеціальна пластина, притискає до мікросхем пам'яті і транзисторів силового блоку).

Ми провели дослідження температурного режиму за допомогою нової версії 4.2.1 утиліти EVGA PrecisionX (автор А. Ніколайчук AKA Unwinder) і отримали наступні результати.

Після 6 години прогону карти під максимальним ігровий навантаженням максимальна температура ядра склала 84 градуса, що для такого потужного прискорювача більш ніж нормально.

Комплектація. Референс-карта прибула до нас в ОЕМ-упаковці, тому комплекту немає.

Установка і драйвери

Конфігурація тестового стенда:

• Комп'ютери на базі процесора Intel Core i7-3960X (Socket 2011):
  • 2 процесора Intel Core i7-3960X (o / c 4 ГГц);
  • СО Hydro SeriesT H100i Extreme Performance CPU Cooler;
  • СО Intel Thermal Solution RTS2011LC;
  • системна плата Asus Sabertooth X79 на чіпсеті Intel X79;
  • системна плата MSI X79A-GD45 (8D) на чіпсеті Intel X79;
  • оперативна пам'ять 16 ГБ DDR3 Corsair Vengeance CMZ16GX3M4A1600C9 1600 МГц;
  • жорсткий диск Seagate Barracuda 7200.14 3 ТБ SATA2;
  • жорсткий диск WD Caviar Blue WD10EZEX 1 TБ SATA2;
  • 2 SSD Corsair Neutron SSD CSSD-N120GB3-BK;
  • 2 блоки живлення Corsair CMPSU-1200AXEU (1200 Вт);
  • корпус Corsair Obsidian 800D Full Tower.
• операційна система Windows 7 64-бітова; DirectX 11;
• монітор Dell UltraSharp U3011 (30 ");
• монітор Asus ProArt PA249Q (24 ");
• драйвери AMD версії Catalyst 13.11beta8; Nvidia версії 331.70 (для GTX 780 Ti) / 331/58 (для інших Geforce)

VSync відключений.

синтетичні тести

Використовувані нами пакети синтетичних тестів можна скачати тут:

• D3D RightMark Beta 4 (1050)з описом на сайті 3d.rightmark.org.
• D3D RightMark Pixel Shading 2 і D3D RightMark Pixel Shading 3- тести піксельних шейдеров версій 2.0 і 3.0, посилання.
• RightMark3D 2.0з коротким описом: під Vista без SP1, під Vista c SP1.

Як синтетичних тестів DirectX 11 ми використовували приклади з пакетів SDK компаній Microsoft і AMD, а також демонстраційну програму Nvidia. По-перше, це HDRToneMappingCS11.exe і NBodyGravityCS11.exe з комплекту DirectX SDK (February 2010). Ми взяли і додатки обох виробників відеочіпів: Nvidia і AMD. З ATI Radeon SDK були взяті приклади DetailTessellation11 і PNTriangles11 (вони також є і в DirectX SDK). Додатково використовувалася демонстраційна програма компанії Nvidia - Realistic Water Terrain, також відома як Island11.

Синтетичні тести проводилися на наступних відкритих:

• Geforce GTX 780 Ti GTX 780 Ti)
• Geforce GTX Titanзі стандартними параметрами (далі GTX Titan)
• Geforce GTX 780зі стандартними параметрами (далі GTX 780)
• Radeon R9 290Xзі стандартними параметрами в режимі «Uber Mode» (далі R9 290X)
• Radeon HD 7990зі стандартними параметрами (далі HD 7990)

Для аналізу результатів нової відеокарти вищого класу Geforce GTX 780 Ti були обрані саме ці рішення з наступних причин. Geforce GTX Titan є ексклюзивною моделлю на базі того ж чіпа GK110, має великий обсяг відеопам'яті і продається набагато дорожче. Titan - перш найпотужніше одночіпове рішення компанії Nvidia, і буде цікаво подивитися, наскільки швидше вийшла новинка. Порівняння з Geforce GTX 780 буде цікаво тому, що це менш дорога відеокарта компанії, заснована на такому ж чіпі, але має на чверть менше активних виконавчих блоків.

Від конкуруючої компанії AMD для нашого порівняння були обрані дві відеокарти, засновані на різних графічних процесорах і навіть різному їх кількості. Radeon R9 290X на час виходу новинки Nvidia є її найближчим конкурентом за ціною, а заодно і найпродуктивнішою відеокартою компанії AMD. А Radeon HD 7990 має відразу два відеочипа Tahiti і не є конкурентом для GTX 780 Ti, але нам буде цікаво подивитися, як швидкість такого потужного двочіпового рішення співвідноситься з найкращим одночіповим у виконанні Nvidia.

Direct3D 9: тести Pixel Shaders

Тести текстурирования і заповнення (філлрейта) з пакету 3DMark Vantage ми розглянемо трохи пізніше, а перша група піксельних шейдеров, яку ми використовуємо, включає в себе різні версії піксельних програм порівняно низькою складності: 1.1, 1.4 і 2.0, що зустрічаються хіба що в старих іграх, дуже простих для сучасних відеочіпів.

З найпростішими тестами сучасні GPU справляються з легкістю, швидкість потужних рішень в них завжди впирається в різні обмежувачі, що особливо відноситься до Geforce. Ці тести не здатні показати можливості сучасних відеочіпів і цікаві лише з точки зору застарілих ігрових додатків. Продуктивність сучасних відеокарт в них часто обмежена швидкістю текстурування або філлрейта, а відеокарти Nvidia давно перестали оптимізуватися для таких завдань, що відмінно показують результати сьогоднішнього порівняння.

Подивіться, всі плати Geforce слабо відрізняються за швидкістю один від одного, різниця між GTX 780 Ti і Titan складає лише 1-4% при набагато більшій теоретичної. Що вийшла сьогодні нова модель відеокарти в цьому порівнянні хоч і виявляється кращою серед плат Nvidia, але явно поступається головному конкурентові в особі Radeon R9 290X, яка завжди виявляється помітно попереду. Подивимося на результати більш складних піксельних програм проміжних версій:

Тест Cook-Torrance більш інтенсивний обчислювально, і швидкість в ньому більше залежить від кількості ALU і їх частоти, але також і від швидкості TMU. Цей тест історично краще підходить для графічних рішень компанії AMD, хоча нові топові плати Geforce на базі архітектури Kepler в ньому також показують добрі результати, що ми і бачимо по непоганим в цілому цифрам нової Geforce GTX 780 Ti.

Найпотужніша плата з сімейства Geforce GTX 700 виявилася швидше ексклюзивної GTX Titan на 5-6%, що також менше, ніж теоретична різниця, і може бути пояснено хіба що упором в продуктивність блоків ROP. Свого головного конкурента новинка компанії Nvidia в одному з тестів злегка обходить - в тесті Water, де важливіше швидкість текстурування, я не математична продуктивність, по якій у плат AMD є деяка перевага. Тому в другому тесті результати Geforce GTX 780 Ti трохи нижче, ніж у Radeon R9 290X. В середньому ж в цих тестах явний паритет.

Direct3D 9: тести піксельних шейдеров Pixel Shaders 2.0

Ці тести піксельних шейдеров DirectX 9 складніше попередніх, вони близькі до того, що ми зараз бачимо в мультиплатформових іграх, і діляться на дві категорії. Почнемо з більш простих шейдеров версії 2.0:

• Parallax Mapping- знайомий по більшості сучасних ігор метод накладення текстур, докладно описаний в статті «».
• Frozen Glass- складна процедурна текстура замороженого скла з керованими параметрами.

Існує два варіанти цих шейдеров: з орієнтацією на математичні обчислення і з перевагою вибірки значень з текстур. Розглянемо математично інтенсивні варіанти, більш перспективні з точки зору майбутніх додатків:

Це універсальні тести, продуктивність в яких залежить і від швидкості блоків ALU, і від швидкості текстурирования, також в них важливий загальний баланс чіпа і ефективність виконання обчислювальних програм. Минулі наші дослідження показують, що в цих конкретних завданнях архітектура GCN від AMD виступає значно краще графічної архітектури Nvidia Kepler, так вийшло і цього разу.

У тесті «Frozen Glass» швидкість більше залежить від математичної продуктивності, і в разі всіх плат Geforce завжди є якась перешкода, через яку плати Nvidia програють майже вдвічі майже кращої одночіповою Radeon. Модель Geforce GTX 780 Ti виявляється лише на 1% швидше GTX Titan, що лише підтверджує дивний упор продуктивності для всіх Geforce.

А ось у другому тесті «Parallax Mapping» нова відеокарта Geforce GTX 780 Ti показала продуктивність на 15% вище, ніж у GTX Titan, що вже дуже близько до теорії. Що стосується порівняння з конкурентом, то зіставлення новинки з змагається моделлю Radeon HD R9 290X не саме райдужне - плата AMD швидше і в цьому тесті - майже на третину. Розглянемо ці ж тести в модифікації з перевагою вибірок з текстур математичних обчислень:

У цих умовах становище відеоплат виробництва компанії Nvidia дещо поліпшилася, адже вони традиційно справляються з текстурними вибірками краще, ніж з математичними обчисленнями. Але Radeon R9 290X все одно випереджає сьогоднішню новинку з хорошим запасом, особливо в тесті Frozen Glass, де різниця залишається непристойною. Новинка на 4-12% швидше, ніж GTX Titan, що більш-менш співвідноситься з теорією. Що стосується порівняння з R9 290X, то GTX 780 Ti близька до неї тільки в тесті Parallax Mapping, та й то різниця перевищує 20%.

Втім, це були давно застарілі завдання, з упором в текстурирование, чого майже не зустрічається в іграх. Далі ми розглянемо результати ще двох тестів піксельних шейдеров, але вже версії 3.0, найскладніших з наших тестів піксельних шейдеров для Direct3D 9. Вони більш показові з точки зору сучасних ігор на ПК, серед яких багато мультиплатформових. Тести відрізняються тим, що сильно навантажують і ALU, і текстурні модулі, обидві шейдерниє програми складні і довгі і включають велику кількість розгалужень:

• Steep Parallax Mapping- значно більш «важка» різновид техніки parallax mapping, також описана в статті «Сучасна термінологія 3D-графіки».
• Fur- процедурний шейдер, що візуалізує хутро.

Ці тести вже зовсім не обмежені продуктивністю тільки текстурних вибірок або філлрейтом, і швидкість в них найбільше залежить від ефективності виконання складного шейдерного коду. У найважчих DX9-тестах з першої версії пакету RightMark відеокарти виробництва Nvidia в попередні роки були кілька сильніше, але архітектура GCN допомогла відеокарт AMD вирватися вперед як мінімум в тесті складного паралакс-маппінга, особливо після ретельної доведення драйверів Catalyst.

Топова новинка компанії Nvidia показує в цих завданнях дуже хороший результат, випереджаючи кращу з попередниць на базі того ж чіпа GK110 на 11%, що близько до теоретичним цифрам різниці в математичної продуктивності. Що стосується порівняння з найпотужнішою топової відеокартою на базі чіпа Hawaii від конкурента, то GTX 780 Ti відстає від неї лише в тесті паралакс-маппінга. А ось в тесті Fur нова плата Radeon R9 290X все ж програла Geforce GTX 780 Ti, хоча і не так вже сильно. Загалом, в цих тестах ситуація неоднозначна.

Direct3D 10: тести піксельних шейдеров PS 4.0 (текстурирование, цикли)

У другу версію RightMark3D увійшли два вже знайомих нам тесту PS 3.0 під Direct3D 9, які були переписані під DirectX 10, а також ще два нових тесту. В першу пару додалися можливості включення самозатінення і шейдерного суперсемплінг, що додатково збільшує навантаження на відеочіпи.

Дані тести вимірюють продуктивність виконання піксельних шейдеров з циклами при великій кількості текстурних вибірок (в найважчому режимі до декількох сотень вибірок на піксель) і порівняно невеликому завантаженні ALU. Іншими словами, в них вимірюється швидкість текстурних вибірок і ефективність розгалужень в піксельні шейдери.

Першим тестом піксельних шейдеров буде Fur. При найнижчих настройках в ньому використовується від 15 до 30 текстурних вибірок з карти висот і дві вибірки з основної текстури. Режим Effect detail - «High» збільшує кількість вибірок до 40-80, включення «шейдерного» суперсемплінг - до 60-120 вибірок, а режим «High» спільно з SSAA відрізняється максимальною «вагою» - від 160 до 320 вибірок з карти висот.

Перевіримо спочатку режими без включеного суперсемплінг, вони відносно прості, і співвідношення результатів в режимах «Low» і «High» має бути приблизно однаковим.

Продуктивність в цьому тесті залежить від кількості і ефективності блоків TMU, впливає і ефективність виконання складних програм. А у варіанті без суперсемплінг додатковий вплив на продуктивність надає ще й ефективний філлрейт і пропускна здатність пам'яті. Результати при деталізації рівня «High» виходять до півтора рази нижче, ніж при «Low».

У завданнях процедурної візуалізації хутра з великою кількістю текстурних вибірок за пару поколінь графічних архітектур компанія AMD скоротила різницю з платами Nvidia, а з випуском відеочіпів на базі архітектури GCN і зовсім вирвалася вперед, і тепер саме плати Radeon є лідерами в цих порівняннях, що говорить про високої ефективності виконання ними цих програм.

Нова топова плата Geforce GTX 780 Ti випереджає ексклюзивну модель GTX Titan на 11-12%, обходячи інші рішення Nvidia, що відповідає теорії. Але, з урахуванням того, що в цьому тесті навіть плати AMD попереднього покоління швидше новинок серії Geforce GTX 780, розглядати порівняння R9 290X і GTX 780 Ti немає сенсу - модель компанії AMD показує дуже високий результат, не кажучи вже про двочіпової мапі попереднього покоління, яка стала тут якнайшвидшої.

Подивимося на результат цього ж тесту, але з включеним «шейдерний» суперсемплінг, що збільшує роботу в чотири рази: можливо, в такій ситуації щось зміниться, і ПСП з філлрейтом впливатимуть менше:

Ситуація схожа на ту, що ми бачили на попередній діаграмі, але відеокарти Nvidia поступаються своїм суперникам від AMD навіть ще трохи більше. Новинка Geforce GTX 780 Ti виявляється швидше моделі GTX Titan також до 11%, що близько до теоретичної різниці по математичної продуктивності. На жаль, програш прямому конкуренту в вигляді Radeon R9 290X дуже вражаючий. Знову підтверджується те, що перевага в подібних обчисленнях явно у чіпів компанії AMD, що вважають за краще попіксельно обчислення.

Наступний DX10-тест вимірює продуктивність виконання складних піксельних шейдеров з циклами при великій кількості текстурних вибірок і називається Steep Parallax Mapping. При низьких налаштуваннях він використовує від 10 до 50 текстурних вибірок з карти висот і три вибірки з основних текстур. При включенні важкого режиму з самозатінення число вибірок зростає в два рази, а суперсемплінг збільшує це число в чотири рази. Найбільш складний тестовий режим з суперсемплінг і самозатінення вибирає від 80 до 400 текстурних значень, тобто у вісім разів більше в порівнянні з простим режимом. Перевіряємо спочатку прості варіанти без суперсемплінг:

Другий піксель-шейдерний тест Direct3D 10 цікавіше з практичної точки зору, так як різновиду parallax mapping широко застосовуються в іграх, а важкі варіанти, на кшталт steep parallax mapping, давно використовуються в багатьох проектах, наприклад у іграх серій Crysis і Lost Planet. Крім того, в нашому тесті, крім суперсемплінг, можна включити самозатінення, що збільшує навантаження на відеочіп ще приблизно в два рази - такий режим називається «High».

Діаграма в цілому схожа на попередню, також без включення SSAA, і в цей раз Geforce GTX 780 Ti випереджає модель GTX Titan аж на 16-18%, що навіть більше теоретичної різниці в швидкості ALU. Швидше за все, швидкість тут залежить ще і від ПСП відеопам'яті. Але так як відеокарти Nvidia в цьому тесті завжди справляються з роботою гірше конкуруючих рішень від AMD, то модель Geforce GTX 780 Ti в оновленому D3D10-варіанті тесту без суперсемплінг знову показує результат гірше, ніж Radeon R9 290X, не кажучи вже про двочіпової HD 7990. подивимося, що змінить включення суперсемплінг:

Все знову приблизно так само, як і в «Fur» - при включенні суперсемплінг і самозатінення, завдання виходить ще більш важкою, спільне включення відразу двох опцій збільшує навантаження на карти майже у вісім разів, викликаючи серйозне падіння продуктивності. Різниця між швидкісними показниками протестованих відеокарт змінилася лише трохи, включення суперсемплінг позначається менше, ніж в попередньому випадку.

Ми знову бачимо, що графічні рішення Radeon в наших D3D10-тестах піксельних шейдеров працюють більш ефективно, порівняно з конкуруючими Geforce, і старша топова плата на чіпі Hawaii обганяє анонсовану сьогодні Geforce GTX 780 Ti з величезною перевагою. У порівнянні з іншими платами Nvidia, новинка показує кращу продуктивність, випереджаючи модель GTX Titan на 10-11%, наскільки приблизно повинна і по теорії. Зрозуміло, що GTX 780 відстала ще більше. Подивимося, що буде в чисто обчислювальних завданнях.

Direct3D 10: тести піксельних шейдеров PS 4.0 (обчислення)

Наступна пара тестів піксельних шейдеров містить мінімальну кількість текстурних вибірок для зниження впливу продуктивності блоків TMU. У них використовується велика кількість арифметичних операцій, і вимірюють вони саме математичну продуктивність відеочіпів, швидкість виконання арифметичних інструкцій в піксельні шейдери.

Перший математичний тест - Mineral. Це тест складного процедурного текстурирования, в якому використовуються лише дві вибірки з текстурних даних і 65 інструкцій типу sin і cos.

Результати граничних математичних тестів зазвичай лише приблизно відповідають різниці в частотах і кількості обчислювальних блоків, на них впливає різна ефективність їх використання в конкретних рішеннях, також важлива і оптимізація драйверів. У разі тесту Mineral, нова модель Geforce GTX 780 Ti всього лише на 8% обганяє GTX Titan, що явно нижче теоретичної різниці по математичної продуктивності між ними. Мабуть, далося взнаки якесь обмеження, тому що різницею в характеристиках цього не пояснити.

Як ми вже знаємо, архітектури AMD в таких тестах завжди мали значну перевагу перед конкуруючими рішеннями Nvidia, але в архітектурі Kepler каліфорнійської компанії вдалося збільшити число потокових процесорів, і пікова математична продуктивність моделей Geforce, починаючи з GTX 680, серйозно зросла. Це ми бачимо за результатами нашого першого математичного тесту, де краща відеокарта Geforce хоча все ще і поступається платі на основі чіпа Hawaii, але конкурент GTX 780 Ti випереджає її вже лише на 9%. Втім, судячи з цін, відеокарта Nvidia повинна бути попереду, так що є ще над чим попрацювати.

Розглянемо другий тест шейдерних обчислень, який носить назву Fire. Він важче для ALU, і текстурная вибірка в ньому тільки одна, а кількість інструкцій типу sin і cos збільшено вдвічі, до 130. Подивимося, що змінилося при збільшенні навантаження:

А ось у другому математичному тесті ми бачимо зовсім інші результати відеокарт відносно один одного. Різниця між GTX Titan і сьогоднішньої новинкою в цьому тесті стала навіть трохи більше теоретичної - 19%. Це набагато більше схожий на справжню різницю в математичної продуктивності.

На жаль, навіть при такому сильному результаті, новий одночіповий топ Nvidia серії Geforce GTX 700 не може впоратися зі своїм конкурентом від AMD, ще й мають меншу ціну. Geforce GTX 780 Ti не може нічого протиставити свіжої платі компанії AMD, яка виявляється швидше неї в другому математичному тесті на 12%. Радує лише те, що GTX 780 Ti явно швидше GTX 780 і ​​Titan.

Direct3D 10: тести геометричних шейдерів

У пакеті RightMark3D 2.0 є два тести швидкості геометричних шейдерів, перший варіант носить назву «Galaxy», техніка аналогічна «point sprites» з попередніх версій Direct3D. У ньому анімується система частинок на GPU, геометричний шейдер з кожної точки створює чотири вершини, що утворюють частку. Аналогічні алгоритми повинні отримати широке використання в майбутніх іграх під DirectX 10.

Зміна балансування в тестах геометричних шейдерів не впливає на кінцевий результат рендеринга, підсумкова картинка завжди абсолютно однакова, змінюються лише способи обробки сцени. Параметр «GS load» визначає, в якому з шейдеров виробляються обчислення - в верховому або геометричному. Кількість обчислень завжди однаково.

Розглянемо перший варіант тесту «Galaxy», з обчисленнями в вершинні шейдери, для трьох рівнів геометричній складності:

Співвідношення швидкостей при різної геометричної складності сцен приблизно однаково для всіх рішень, продуктивність відповідає кількості точок, з кожним кроком падіння FPS близько до двократного. Завдання це для сучасних відеокарт не надто складна, і продуктивність в ній обмежена швидкістю обробки геометрії, а іноді - пропускною здатністю пам'яті.

Є деяка різниця між результатами відеокарт на чіпах Nvidia і AMD, обумовлена ​​відмінностями в геометричних конвеєрах чіпів цих компаній. Якщо в попередніх тестах з пиксельними шейдерами плати AMD були помітно ефективніше і швидше, то тести геометрії показують, що в таких завданнях плати Nvidia виявляються продуктивніше, навіть незважаючи на збільшення кількості геометричних блоків в Hawaii.

Але різниця між AMD і Nvidia вже не така велика, як це було раніше. У рішень Nvidia з геометричною продуктивністю справи завжди були краще, і тому вони виявляються швидше. Сьогоднішня новинка Geforce GTX 780 Ti виявляється приблизно рівною по продуктивності більш раннього вирішення у вигляді GTX Titan, що говорить про тестування продуктивності саме геометричного конвеєра. Подивимося, як зміниться ситуація при перенесенні частини обчислень в геометричний шейдер:

При зміні навантаження в цьому тесті цифри злегка покращилися і для плат AMD, і для рішень Nvidia. Відкрите в цьому тесті геометричних шейдерів слабо реагують на зміну параметра GS load, що відповідає за перенесення частини обчислень в геометричний шейдер, тому і всі висновки залишаються колишніми. Нова модель Geforce GTX 780 Ti все так же показує продуктивність на одному рівні з іншими платами на базі чіпа GK110. А конкуруючий Radeon R9 290X все так же відстає від них, так що у висновках нічого не змінюється.

«Hyperlight» - це другий тест геометричних шейдерів, що демонструє використання відразу декількох технік: instancing, stream output, buffer load. У ньому використовується динамічне створення геометрії за допомогою відтворення в два буфера, а також нова можливість Direct3D 10 - stream output. Перший шейдер генерує напрямок променів, швидкість і напрямок їхнього росту, ці дані містяться в буфер, який використовується другим шейдером для відтворення. По кожній точці променя будуються 14 вершин по колу, всього до мільйона вихідних точок.

Новий тип шейдерних програм використовується для генерації «променів», а з параметром «GS load», виставленим в «Heavy» - ще й для їх відтворення. Інакше кажучи, в режимі «Balanced» геометричні шейдери використовуються тільки для створення і «зростання» променів, висновок здійснюється за допомогою «instancing», а в режимі «Heavy» висновком також займається геометричний шейдер.

На жаль, але «Hyperlight» просто не працює на всіх сучасних відкритих компанії AMD, включаючи і топову Radeon R9 290X. У якийсь момент чергове оновлення драйверів призвело до того, що даний тест просто не запускається на платах цієї компанії. І тому найцікавіший геометричний тест нашого пакета, який передбачає велике навантаження саме на геометричні шейдери, нічого не може сказати про порівняння плат AMD і Nvidia.

Але ми хоча б можемо подивитися, що змінилося в разі рішень Nvidia. Відносні результати рішень в різних режимах приблизно відповідають зміни навантаження: у всіх випадках продуктивність непогано масштабується і близька до теоретичним параметрам, за якими кожен наступний рівень «Polygon count» повинен бути трохи менше ніж в два рази повільніше.

Швидкість рендеринга в цьому тесті обмежена в основному геометричній продуктивністю, але в разі збалансованої завантаження геометричних шейдерів все результати близькі. Geforce GTX 780 Ti показала швидкість на 6-8% вище за рівень Titan, що говорить про те, що справа явно не тільки в геометричній продуктивності. Втім, цифри можуть серйозно змінитися на наступній діаграмі, в тесті з більш активним використанням геометричних шейдерів. Також буде цікаво порівняти один з одним результати, отримані в режимах «Balanced» і «Heavy».

У цьому тесті найбільш важливим параметром є швидкість обробки геометрії, з якої справи у Nvidia йдуть прекрасно, особливо у повністю розблокованого чіпа GK110, на якому заснована розглянута модель Geforce GTX 780 Ti. Через більшої кількості геометричних блоків Geforce GTX 780 Ti перевершує плату GTX Titan на 14-19%, а остання, в свою чергу, відчутно швидше молодшої плати на базі чіпа GK110 - GTX 780.

Direct3D 10: швидкість вибірки текстур з вершинних шейдеров

У тестах «Vertex Texture Fetch» ​​вимірюється швидкість великої кількості текстурних вибірок з вершинного шейдера. Тести схожі, по суті, так що співвідношення між результатами карт в тестах «Earth» і «Waves» має бути приблизно однаковим. В обох тестах використовується displacement mapping на підставі даних текстурних вибірок, єдина істотна відмінність полягає в тому, що в тесті «Waves» використовуються умовні переходи, а в «Earth» - немає.

Розглянемо перший тест «Earth», спочатку в режимі «Effect detail Low»:

Попередні дослідження показали, що на результати цього тесту може впливати і філлрейт, і пропускна здатність пам'яті, що особливо помітно в легкому режимі. Результати відеокарт Nvidia часто обмежені чимось дивним, про що говорять схожі результати всіх відеокарт, заснованих на графічному процесорі GK110.

Найшвидшим серед одночипових рішень в порівнянні очікувано стала топова Radeon R9 290X, а представлена ​​сьогодні новинка Geforce GTX 780 Ti програє їй у всіх режимах, навіть у важкому, де різниця найменше. Нова топова плата Nvidia перевершила за швидкістю GTX Titan в цьому тесті на 10-13%, що близько до теорії. Подивимося на продуктивність в цьому ж тесті із збільшеною кількістю текстурних вибірок:

Ситуація на діаграмі серйозно змінилася - результати рішень компанії AMD в важких режимах погіршилися, а для Geforce - залишилися майже на тих же позиціях. Тепер Radeon R9 290X показує результат помітно вище швидкості новинки Nvidia тільки в найпростішому режимі, а в середньому і важкому анонсована сьогодні Geforce GTX 780 Ti її випереджає. Різниця між GTX 780 Ti і GTX Titan складає 9-12%, що відповідає теорії.

Розглянемо результати другого тесту текстурних вибірок з вершинних шейдеров. Тест «Waves» відрізняється меншою кількістю вибірок, зате в ньому використовуються умовні переходи. Кількість білінійних текстурних вибірок в даному випадку до 14 ( «Effect detail Low») або до 24 ( «Effect detail High») на кожну вершину. Складність геометрії змінюється аналогічно попередньому тесту.

Результати в другому тесті вершинного текстурирования «Waves» в цілому схожі з тими, що ми бачили на попередніх діаграмах. З якихось причин показники всіх плат Geforce на базі GK110 в легкому режимі залишаються сильно заниженими, і вони мало не вдвічі гірше швидкості двочіпової Radeon HD 7990. А швидкість нової топової плати Geforce GTX 780 Ti щодо своїх побратимів в цьому тесті непогана, новий одночіповий топ на базі GK110 виявився швидшим GTX Titan на 8-10%. Розглянемо другий варіант цього ж тесту:

У другому тесті текстурних вибірок з ускладненням завдання швидкість всіх рішень стала нижче, і особливо серйозно постраждали відеокарти Geforce в легких режимах. Результати сьогоднішньої новинки в особі Geforce GTX 780 Ti від Nvidia виявилися лише на 5% краще, ніж у GTX Titan на базі того ж чіпа, що говорить про те, що основним лімітом продуктивності в цьому тесті для відеокарт Nvidia є продуктивність блоків ROP, швидше за все .

3DMark Vantage: тести Feature

Синтетичні тести з пакета 3DMark Vantage покажуть нам те, що ми раніше упустили. Feature тести з цього тестового пакета мають підтримку DirectX 10 і цікаві тим, що відрізняються від наших і до цих пір актуальні. Ймовірно, при аналізі результатів нової відеокарти Geforce GTX 780 Ti в цьому пакеті ми зробимо якісь нові корисні висновки, які вислизнули від нас в тестах з пакетів сімейства RightMark.

Перший тест вимірює продуктивність блоків текстурних вибірок. Використовується заповнення прямокутника значеннями, що зчитуються з маленькою текстури з використанням численних текстурних координат, які змінюються кожен кадр.

Ефективність відеокарт AMD і Nvidia в текстурному тесті компанії Futuremark досить висока і порівняльні цифри моделей близькі до відповідних теоретичних параметрам. Старша топова модель Geforce GTX 780 Ti, яка вийшла сьогодні, в цьому тесті лише на 2% швидше колишньої недавно найбільш продуктивною відеокартою GTX Titan, що не дуже близько до теорії, треба визнати.

Природно, що GTX 780 відстає від пари найдорожчих рішень Nvidia за швидкістю текстурування ще більше. Що стосується порівняння плати Geforce GTX 780 Ti з рішенням конкурента Radeon R9 290X, то новинка Nvidia по текстурной швидкості трохи швидше плати, заснованої на графічному процесорі Hawaii. Що було очікувано, виходячи з теоретичних показників.

Друге завдання - тест швидкості заповнення. У ньому використовується дуже простий піксельний шейдер, що не обмежує продуктивність. Інтерпольоване значення кольору записується у позаекранного буфер (render target) з використанням альфа-блендінга. Використовується 16-бітний позаекранного буфер формату FP16, найбільш часто використовуваний в іграх, які використовують HDR-рендеринг, тому такий тест є цілком своєчасним.

В даному випадку вимірюється не пікова швидкість блоків ROP, цифри з подтеста 3DMark Vantage показують продуктивність блоків ROP з урахуванням величини пропускної здатності відеопам'яті (т. Зв. «Ефективний філлрейт»), і тест вимірює саме пропускну здатність, а не продуктивність ROP.

Тому результат анонсованої плати Nvidia в тесті продуктивності блоків ROP вийшов на 10% кращим, в порівнянні з GTX Titan, так як теоретична різниця по ПСП між ними є. Те ж саме стосується і випередження конкурента в особі Radeon R9 290X - на ділі швидкість саме блоків ROP у плати AMD вище, але через меншу ПСП вона програє новинці Geforce GTX 780 Ti.

Один з найцікавіших feature-тестів, так як подібна техніка вже використовується в іграх. У ньому малюється один чотирикутник (точніше, два трикутника) із застосуванням спеціальної техніки Parallax Occlusion Mapping, що імітує складну геометрію. Використовуються досить ресурсомісткі операції по трасуванні променів і карта глибини високої розподільчої здатності. Також ця поверхня затінюється за допомогою важкого алгоритму Strauss. Це тест дуже складного і важкого для відеочипа пиксельного шейдера, що містить численні текстурні вибірки при трасуванні променів, динамічні розгалуження і складні розрахунки освітлення по Strauss.

Цей тест пакета 3DMark Vantage відрізняється від проведених нами раніше тим, що результати в ньому залежать не тільки від швидкості математичних обчислень, ефективності виконання розгалужень або швидкості текстурних вибірок, а від декількох параметрів одночасно. Для досягнення високої швидкості в цьому завданні важливий правильний баланс GPU, а також ефективність виконання складних шейдеров.

В даному випадку важливі і математична, і текстурная продуктивність, а можливо і швидкість ROP, так як в цій «синтетиці» з 3DMark Vantage нова плата Geforce GTX 780 Ti випереджає дорожчу плату Nvidia лише на 5%, що не зовсім відповідає теоретичної різниці в швидкості текстурирования і обчислювальної продуктивності.

Якщо порівнювати новинку з рішенням конкурента, то в цьому тесті GTX 780 Ti не може протистояти Radeon R9 290X, не кажучи про двочіпової HD 7990, так як GPU виробництва AMD є більш ефективними в цій конкретній задачі. На жаль, але відставання GTX 780 від найближчого за ціною конкурента становить 20%, що досить багато.

Четвертий тест цікавий тим, що розраховує фізичні взаємодії (імітація тканини) за допомогою відеочипа. Використовується верхова симуляція, за допомогою комбінованої роботи вершинного і геометричного шейдеров, з декількома проходами. Використовується stream out для перенесення вершин з одного проходу симуляції до іншого. Таким чином, тестується продуктивність виконання вершинних і геометричних шейдерів і швидкість stream out.

Швидкість рендеринга в цьому тесті також повинна залежати відразу від декількох параметрів і основними факторами впливу повинна бути продуктивність обробки геометрії і ефективність виконання геометричних шейдерів. Але картина на діаграмі вийшла досить дивна, обидві відеокарти Radeon показують частоту кадрів близько 130 FPS, а результати трьох Geforce також вперлися в межу, але вже на рівні близько 95-100 FPS, як ми бачили і раніше.

І все ж, новинка випередила дорогущую GTX Titan на 7%, як не дивно. Нова модель топового сімейства від Nvidia показує швидкість на третину гірше, ніж старша плата конкурента - Radeon R9 290X. І все це незважаючи на те, що геометрична продуктивність відеокарт Nvidia повинна бути вище, ніж у рішень конкурента, так як вони мають більшу кількість відповідних виконавчих блоків. Ми ще перевіримо геометричну продуктивність в тестах DirectX 11.

Тест фізичної симуляції ефектів на базі систем частинок, що розраховуються за допомогою відеочипа. Також використовується верхова симуляція, кожна вершина являє одиночну частку. Stream out використовується з тією ж метою, що і в попередньому тесті. Розраховується кілька сотень тисяч частинок, все анімуються окремо, також розраховуються їх зіткнення з картою висот.

Аналогічно одному з тестів нашого RightMark3D 2.0, частки отрісовиваємих за допомогою геометричного шейдера, який з кожної точки створює чотири вершини, що утворюють частку. Але тест найбільше завантажує шейдерниє блоки вершинними розрахунками, також тестується stream out.

У другому геометричному тесті з 3DMark Vantage ситуація змінилася, і в цей раз явним лідером є двухчиповая Radeon HD 7990, яка йде у нас сьогодні поза заліком. Новинка компанії Nvidia змогла лише на 1% перевершити плату GTX Titan на базі того ж чіпа GK110, що говорить про упорі саме в геометричну продуктивність, принаймні для плат Nvidia.

Якщо порівнювати швидкість новинки Geforce з єдиним конкурентом від AMD, то нова плата дуже близька до свого суперника - вони обидві показують схожий результат в даній задачі. І це хороший результат швидше для Radeon, адже він і коштує дешевше, та й раніше синтетичні тести імітації тканин і частинок з тестового пакета 3DMark Vantage, в яких активно використовуються геометричні шейдери, показували, що плати Nvidia значно випереджають конкуруючі моделі компанії AMD, а тепер все не так очевидно.

Останній feature-тест пакета Vantage є математично-інтенсивним тестом відеочипа, він розраховує кілька октав алгоритму Perlin noise в піксельні шейдери. Кожен колірної канал використовує власну функцію шуму для більшого навантаження на відеочіп. Perlin noise - це стандартний алгоритм, часто вживаний в процедурному текстуруванні, він використовує багато математичних розрахунків.

У чисто математичному тесті з пакету компанії Futuremark, що показує пікову продуктивність відеочіпів в граничних задачах, ми бачимо відрізняється розподіл результатів, в порівнянні з аналогічними тестами з нашого тестового пакета. У цьому випадку продуктивність рішень не зовсім відповідає теорії і розходиться з тим, що ми бачили раніше в математичних тестах з пакета RightMark 2.0.

Відкрите Radeon компанії AMD, створені на базі чіпів архітектури GCN, дуже добре справляються з подібними завданнями і показують кращі результати у випадках, коли виконується інтенсивна «математика». Це не відноситься хіба що до двочіпової платі Radeon HD 7990, яка явно неефективно відпрацювала в цьому випадку. Однак якщо порівнювати анонсовану сьогодні Geforce GTX 780 Ti з Radeon R9 290X, то остання обходить плату Nvidia на 18%.

Що вийшла сьогодні на ринок відеокарта GTX 780 Ti показала швидкість навіть трохи повільніше моделі GTX Titan того ж виробника і засновану на такому ж чіпі, що абсолютно не відповідає теорії. Сьогоднішня новинка все-таки перевершила GTX 780 на 11%, хоча мала б перемогти з куди більшим перевагою. Ймовірно, позначилося якесь обмеження GPU Boost, що знизила частоту GK110 в складі GTX 780 Ti під час виконання останнього синтетичного тесту пакета.

Direct3D 11: Обчислювальні шейдери

Щоб протестувати нове рішення компанії Nvidia в задачах, що використовують такі можливості DirectX 11, як тесселяция і обчислювальні шейдери, ми скористалися прикладами з пакетів для розробників (SDK) і демонстраційними програмами компаній Microsoft, Nvidia і AMD.

Спочатку ми розглянемо тести, які використовують обчислювальні (Compute) шейдери. Їх поява - одне з найбільш важливих нововведень в останніх версіях DX API, вони вже використовуються в сучасних іграх для виконання різних завдань: постобработки, симуляцій і т. П. У першому тесті показаний приклад HDR-рендеринга з tone mapping з DirectX SDK, з постобработкой , що використовує піксельні і обчислювальні шейдери.

Швидкість розрахунків в обчислювальному і піксельному шейдерах для всіх плат AMD і Nvidia приблизно однакова, хоча у відеокарт з GPU попередніх архітектур були відмінності (цікаво, що у відеокарти на Hawaii вона знову проявилася, хоч і невелика). Судячи з нашим попереднім тестам, результати в завданні явно залежать не тільки від математичної мощі і ефективності обчислень, але і від інших факторів, на зразок пропускної здатності пам'яті та продуктивності ROP.

В даному випадку швидкість відеокарт впирається в ПСП. Нова топова плата компанії Nvidia в цьому тесті виявилася на 12% швидше попередньої моделі GTX Titan. Якщо порівнювати новинку з платою AMD, то Geforce GTX 780 Ti і прямий конкурент Radeon R9 290X приблизно рівні, хоча плата Nvidia коштує трохи дорожче.

Другий тест обчислювальних шейдеров також взятий з Microsoft DirectX SDK, в ньому показана розрахункова задача гравітації N тел (N-body) - симуляція динамічної системи частинок, на яку впливають фізичні сили, такі як гравітація.

У разі цього тесту розклад сил між рішеннями різних компаній вийшов зовсім інший. У відеоплат Nvidia є явна перевага в подібних розрахункових задачах, а відеокарти Radeon не дуже добре справляються з ними. Тому було б логічно, якби в цьому тесті перемогла найпотужніша з плат Nvidia - представлена ​​сьогодні карта моделі Geforce GTX 780 Ti, що має більше активних обчислювальних блоків і працює на високій частоті.

Але немає, GTX 780 Ti в обчислювальної задачі знову поступилася пару відсотків дорожчий GTX Titan. Швидше за все, в розрахункових задачах частота графічного процесора GK110 в разі ігрової відеокарти опускається нижче рівня, встановленого в разі «обчислювального» варіанту - GTX Titan. Що ж стосується конкурента, то Radeon R9 290X залишився далеко позаду, майже вдвічі поступившись новинці Nvidia.

Direct3D 11: Продуктивність тесселяции

Обчислювальні шейдери дуже важливі, але ще одним цікавим нововведенням в Direct3D 11 вважається апаратна тесселяция. Ми дуже детально розглядали її в своїй теоретичній статті про Nvidia GF100. Тесселяцию вже досить давно почали використовувати в DX11-іграх, таких як STALKER: Поклик Прип'яті, DiRT 2, Aliens vs Predator, Metro Last Light, Civilization V, Crysis 3, Battlefield 3 і інших. У деяких з них тесселяция використовується для моделей персонажів, в інших - для імітації реалістичною водної поверхні або ландшафту.

Існує кілька різних схем розбиття графічних примітивів (тесселяции). Наприклад, phong tessellation, PN triangles, Catmull-Clark subdivision. Так, схема розбиття PN Triangles використовується в STALKER: Поклик Прип'яті, а в Metro 2033 - Phong tessellation. Ці методи порівняно швидко і просто впроваджуються в процес розробки ігор і існуючі движки, тому і стали популярними.

Першим тестом тесселяции буде приклад Detail Tessellation з ATI Radeon SDK. У ньому реалізована не тільки тесселяция, а й дві різні техніки попиксельной обробки: просте накладення карт нормалей і parallax occlusion mapping. Що ж, можна порівняти DX11-рішення AMD і Nvidia в різних умовах:

У тесті простого бампмаппінга швидкість найчастіше впирається в ПСП або продуктивність ROP, і результат нової відеокарти Geforce GTX 780 Ti підтверджує це - він майже ідентичний швидкості GTX Titan в цьому тесті. Все Geforce в цьому подтестов далеко позаду Radeon R9 290X, але вже не через ПСП, а через швидкості блоків ROP.

У другому подтестов з помітно більш складними попіксельно розрахунками все дещо цікавіше. Ефективність виконання таких математичних обчислень в піксельних шейдерах у чіпів архітектури GCN вище, ніж у Kepler, тому не дивно, що все плати Nvidia знову програли з новим рішенням на базі чіпа Hawaii. Radeon R9 290X на базі нового графічного процесора помітно швидше в тому числі і новинки Geforce GTX 780 Ti, яка, в свою чергу, обігнала GTX Titan на вражаючі 18%, що приблизно відповідає теорії по швидкості математичних обчислень.

У тесті з тесселяції результат новинки приблизно такий же, що і в першому подтестов. Модель GTX 780 Ti показала майже однакову з GTX Titan швидкість, програвши прямому супернику в особі Radeon R9 290X. Так вийшло тому, що в цьому тесті тесселяции розбиття трикутників помірне і швидкість в ньому не впирається в продуктивність блоків обробки геометрії, тому швидкості обробки трикутників у плат компанії AMD вистачає для того, щоб показати високі результати.

Другим тестом продуктивності тесселяции буде ще один приклад для 3D-розробників з ATI Radeon SDK - PN Triangles. Власне, обидва приклади входять також і до складу DX SDK, так що ми впевнені, що на їх основі створюють свій код ігрові розробники. Цей приклад ми протестували з різним коефіцієнтом розбиття (tessellation factor), щоб зрозуміти, як сильно впливає його зміна на загальну продуктивність.

А в цьому прикладі застосовується вже більш складна геометрія, тому і порівняння геометричній мощі різних рішень з цього тесту приносить і інші висновки. Всі представлені в матеріалі сучасні рішення добре справляються з легкої і середньої геометричної навантаженням, показуючи високу швидкість, але в важких умовах графічні процесори Nvidia все ж набагато продуктивніше.

Анонсована сьогодні модель Geforce GTX 780 Ti показала аномально низький результат, в порівнянні з GTX Titan на такому ж чіпі GK110. І відставання в 15-20% при трьох найпростіших рівнях тесселяции нічим не пояснити, адже GTX 780 Ti за всіма теоретичним параметрам (крім обсягу відеопам'яті) швидше Titan. Ймовірно, ми бачимо результат програмної помилки у вигляді неоптимізованих драйверів. І тільки при найскладнішою тесселяции новинка виривається вперед, як і повинна.

І порівняння з конкурентом в важких умовах для новинки позитивне, адже у неї більше геометричних блоків, в порівнянні з Hawaii. Тому GTX 780 Ti набагато швидше карти AMD нового покоління, але тільки в важких умовах, коли швидкість Radeon серйозно знижується, в той час як у нової плати Nvidia вона залишається досить високою.

Розглянемо результати ще одного тесту - демонстраційної програми Nvidia Realistic Water Terrain, також відомої як Island. У цій демке використовується тесселяция і карти зміщення (displacement mapping) для рендеринга реалістично виглядає поверхні океану і ландшафту.

Тест Island не є чисто синтетичним тестом для вимірювання виключно геометричній продуктивності GPU, так як він містить і складні піксельні і обчислювальні шейдери в тому числі, і таке навантаження ближче до реальних ігор, в яких використовуються всі блоки GPU, а не тільки геометричні, як в попередніх тестах геометрії. Втім, основний все одно залишається саме навантаження на блоки обробки геометрії.

Ми протестували рішення при чотирьох різних коефіцієнтах тесселяции - в даному випадку настройка називається Dynamic Tessellation LOD. Якщо при найпершому коефіцієнті розбиття трикутників, коли швидкість не обмежена продуктивністю геометричних блоків, нова топова відеокарта від компанії AMD показує досить високий результат, намагаючись конкурувати з Geforce, але до рівня GTX 780 Ti вона не дотягується навіть в цьому випадку. А при збільшенні геометричній роботи, новинка Nvidia виривається вперед ще далі.

Відкрите Nvidia в цьому тесті дуже швидкі, нова Geforce GTX 780 Ti виявилася на 5-10% продуктивніше дорожчий GTX Titan, як і повинно бути по теорії, на відміну від попереднього тесту. Конкуренту ж для суперництва з картами Nvidia швидкості все ще не вистачає, хоча в реальних іграх навантаження на геометричні блоки набагато менше, і там все буде зовсім інакше.

Висновки по синтетичним тестам

Результати синтетичних тестів відеокарти Geforce GTX 780 Ti, яка стала найпотужнішою платою топової серії компанії Nvidia, а також результати інших моделей відеокарт виробництва обох виробників дискретних відеочіпів показали, що нова плата є одним з найпотужніших рішень на ринку, і вона повинна успішно конкурувати з іншими топовими платами, незважаючи на досить високу ціну.

Головне, що ми визначили - новинка явно швидше Geforce GTX Titan в більшості тестів, і це при відчутній різниці в ціні на користь GTX 780 Ti. Не дивно, що для ігор нова плата Nvidia стає одним з найбільш потужних пропозицій в самому верхньому ціновому діапазоні. За винятком деяких завдань, анонсована сьогодні модель Nvidia непогано виступила і в порівнянні з найпотужнішим Radeon R9 290X. Наш набір синтетичних тестів показав, що по продуктивності вони будуть змагатися один з одним і в іграх, тим більше що рішення Nvidia там традиційно виступають краще, ніж в «синтетиці».

Нова модель Geforce GTX 780 Ti явно націлена на тих ентузіастів, які не готові на компроміси і планують грати в сучасні і майбутні ігри при максимальних налаштуваннях у найвищих дозволах, і готові заплатити за це трохи більше грошей, ніж коштує конкуруюча Radeon R9 290X. Найбільше зрадіють ті, хто вже хотів купувати Geforce GTX Titan для ігор, а найменше - ті, хто її недавно купив. Адже нова модель Nvidia коштує дешевше, але в іграх буде навіть продуктивніше. Давайте якраз і перейдемо до оцінки реальної продуктивності GTX 780 Ti в іграх в наступній частині статті.