Privítajte novú architektúru Maxwell
NVIDIA minulý mesiac uviedla na trh prvé grafické karty s architektúrou nasledujúcej generácie, ktorá dodržuje doterajší trend pomenúvania podľa významných fyzikov. Prvé čipy v našom testovacom laboratóriu však sú trochu netradične modelmi z dolnej časti výkonového spektra. Oboznámte sa s cenovo orientovanými modelmi: testovali sme GeForce GTX 750 Ti a jej mierne orezanú verziu GeForce GTX 750.
Pomalá evolúcia
J. C. Maxwell bol mimoriadne významný fyzik 19. storočia, ktorého najväčším príspevkom k vede bola formulácia rovníc dodnes používaných na opis elektromagnetického poľa. Maxwell zjednotil elektrické, magnetické a optické javy a zaslúžil sa tým o veľký prielom. Architektúra Maxwell ho však v pokrokovosti akosi nenasleduje, je skôr nenápadným zlepšením doterajšej architektúry Kepler. Nezmenil sa dokonca ani výrobný proces čipov, ktoré budú tak ako ich súčasníci vyrábané 28 nm procesom. V tomto je NVIDIA limitovaná rovnako ako AMD výrobnými schopnosťami taiwanskej spoločnosti TSMC, ktorá zatiaľ jednoducho neponúka žiadny pokročilejší proces výroby, aj keď na jeho príprave už dlhší čas pracuje. NVIDIA tak musela zapracovať na dizajne čipu a všetky zdokonalenia pochádzajú čisto z optimalizácie jej inžinierov. A hoci sa to z podporovaných funkcií či marketingových vyhlásení nezdá, je ich pomerne veľa.
Spotreba je významný parameter
NVIDIA v tomto tvrdení začína súhlasiť s Intelom. Asi preto, že obe firmy vo veľkom stavili na mobilné technológie. Súhlasí až do takej miery, že čipy svojej najnovšej generácie navrhuje s podobnou filozofiou ako Intel - s primárnym zameraním na efektivitu a spotrebu energie. Ide o zásadnú zmenu vo filozofii firmy: preč sú časy, keď sa začínalo od návrhu najsilnejšieho čipu a ostatné boli zoškálované odvodeniny. Tentoraz je to naopak a začína sa od návrhu najmenšieho z rodiny čipov a od neho sa postupným nabalením hardvérových prvkov odvodia silnejšie modely.
Podobný trend začal už Kepler, kde sme najprv videli GK104 (GTX 680) a až neskôr GK110 (Titan, GTX 780). A tentoraz je hneď prvý čip dizajnovaný s primárnym cieľom poskytnúť čo najlepšiu efektivitu v mobilnom segmente. Zatiaľ to ešte neznamená, že by prvý čip z generácie mal ísť rovno na mobilné platformy, začíname ešte stále od PC, ale teraz predstavovaná novinka s označením GM107 je pripravená práve tak, aby onedlho dobyla mobilný trh. A aj celá architektúra je vystavaná tak, aby jej umiestnenie do jednočipových systémov (SoC, teda napríklad do tabletov) bolo čo najjednoduchšie a aby sa zároveň čo najlepšie vtesnala do energetickej obálky poskytnutej batériami mobilných zariadení. Ak sa takto navrhovaná architektúra objaví na PC, viete si iste domyslieť, čo to môže znamenať - lámanie rekordov v pomere výkonu na watt.
Maxwell nám ušetrí za elektrinu
Vo finále sa všetky optimalizácie premietli do jednej hlavnej zmeny: zdvojnásobenia výkonu na watt oproti doterajšej architektúre Kepler. Čo to znamená? V prípade testovaných low-end kariet to znamená možnosť ponúknuť výkon dodatočne napájaných kariet bez potreby extra napájacieho konektora PCIE. Znamená to, že môžete v HTPC vymeniť doterajšiu kartu s TDP tesne pod 75 W za novšiu s TDP 50 W, ktorá bude podstatne výkonnejšia. Znamená to takisto, že nahrádzané karty GTX 650 Ti (modelom GTX 750) a GTX 650 Ti Boost (modelom GTX 750 Ti) skončia a ich miesto zaujmú novinky s podobným výkonom, ale podstatne nižšou spotrebou a zahrievaním. A čo konkurencia? Radeon HD 7790 alias R7 260X má TDP 115 W, zatiaľ čo jeho nový súper GTX 750 Ti má TDP len 65 W.
Architektonické zmeny
ASUS GTX 750 Ti OC 2GB
GTX 750 alias GM107 je nástupcom GK107, známeho z kariet GeForce GT 640 a GTX 650, pričom jeho výrobné parametre sú 1,3 miliardy tranzistorov na ploche 118 mm2. GM107 oproti tomu disponuje 1,87 miliardami tranzistorov na ploche 148 mmZo všetkého, čo vieme o fungovaní čipov, by sa dalo odvodiť, že novinka bude mať väčšiu spotrebu, obzvlášť keď pracuje na vyššej frekvencii, lenže opak je pravda.
Zaujímavý je aj fakt, že napriek nárastu počtu tranzistorov o vyše 40 % vzrástla plocha len o 25 %, čo je dôkazom zvýšenej efektivity. NVIDIA to vysvetľuje prechodom od SMX (symetrických multiprocesorov) Keplera k novému usporiadaniu SMM v architektúre Maxwell. Toto usporiadanie počíta s oveľa menším zdieľaním hardvérových prvkov, umožňuje väčšiu mieru lokálnejšieho riadenia zdrojov, ktoré môžu byť podľa potreby vypínané a zapínané. Výsledkom je podobný, no podstatne efektívnejší dizajn ako Kepler, a to z hľadiska výkonu aj priestorových nárokov na výrobu.
Ďalšie zefektívnenie nových čipov môžeme hľadať v zlepšenom riadení taktov pre jednotlivé časti čipu. NVIDIA urobila aj mnoho zmien, ktoré však neprezradila. Takže ďalej sa pozrieme už len na zjavné zlepšenia, napríklad väčšiu vyrovnávaciu pamäť. Keďže nové čipy pracujú len so 128-bitovou šírkou pamäťovej zbernice, bolo treba nejako predísť vyčkávaniu na dáta z pamäte. To by mali zaručiť zväčšené registre v jednotlivých častiach čipu, ako aj globálna pamäť L2 cache s veľkosťou až 2 MB, veľký skok z 256 KB pri GK107. A hádajte, aký vedľajší efekt má zväčšená cache? Kto tipoval zníženie spotreby, má pochvalu - menej časté využívanie pamäťovej zbernice má presne tento efekt.
Z herného hľadiska sa mnoho technológií neukázalo, čipy síce hardvérovo podporujú niektoré funkcie z Direct3D 11.1 a 11.2, no nie všetky, takže nejaké širšie prijatie tohto štandardu asi očakávať nemožno. Je to trochu škoda, na druhej strane aspoň to sprehľadňuje situáciu a všetky karty sedemstovkového radu sú na tom zhruba rovnako.
Novým grafikám nechýba ani podpora všemožných softvérových technológií a utilít od spoločnosti NVIDIA. Menujme napríklad G-Sync na dokonalú synchronizáciu s refreshom obrazu na monitore. Ďalej Gamestream a Shadowplay, stále sa zlepšujúce utility na výpomoc so streamovaním, respektíve záznamom hrania. Chýbať rozhodne nemôže ani podpora GeForce Experience, programu, ktorý vypomáha s optimálnym nastavením hernej grafiky pre váš systém. Očakáva sa aj zrýchlenie NV-ENC, teda enkodéra videa. Ten je zhruba raz taký rýchly ako jeho predchodca, no vzhľadom na čas uvedenia mu chýba hardvérová podpora kodeku H.265.
Testované karty
Z dvoch testovaných modelov má vyložene nereferenčný dizajn len ten rýchlejší - ASUS GTX 750 Ti OC 2GB (s obchodným označením ASUS GTX750 Ti OC-2GD5). Táto verzia má všetky jednotky SMM, čo znamená 640 jadier CUDA, 40 textúrovacích jednotiek a 16 ROPS. Čísla môžu byť na pohľad malé, no nezabúdajte, že ide o efektívnejšiu architektúru než tie doterajšie, takže sa nedá priamo porovnávať. Karta je od výroby mierne pretaktovaná, pri pamätiach je to o 200 MHz viac oproti referenčnému návrhu 5,4 GHz, pri jadre sú takty podvihnuté menej, a to na hodnotu 1072 MHz, respektíve 1150 MHZ v režime Boost. V reálnej prevádzke sme pozorovali dlhodobú prácu na frekvencii 1201 MHz. ASUS vybavil kartu skvelým tichým chladičom, ktorý dosahuje hlasitosť len 39 dBA v záťaži a 36 dBA v pokoji, čo je jeden z najlepších dosiaľ nameraných výsledkov. Úžasná je aj spotreba karty, ktorú si môžete porovnať v grafe.
ASUS GTX 750 1GB
Pomalšia verzia GTX 750 má len 1 GB pamäte a je málo odlišná od referenčného dizajnu. Z dostupných 5 jednotiek SMM má aktívne 4, čo znamená 512 jadier CUDA, 32 textúrovacích jednotiek a nezmenený počet 16 ROPS. Karta je aj mierne pretaktovaná, takže pracuje na frekvenciách 1059 až 1137 MHz pri GPU a 5 GHz pri pamätiach. V plnom režime Boost pri dobrom vetraní pravidelne dosahuje až 1188 MHz. Z hľadiska parametrov je teda od výkonnejšieho modelu slabšia o 10 až 20 %. Má však podobne dobré prevádzkové vlastnosti - hlučnosť 35 až 39 dBA a veľmi málo sa zahrievajúci čip.
Pre všetky čipy GM107 platí, že sú veľmi naklonené pretaktovaniu. Ich limity vraj dokonca ležia vyššie, než možno softvérovo nastaviť. Maximálny ofset, ktorý môžete kartám pridať, je totiž +150 MHz, pri ktorom pracujú na frekvencii až 1,3 GHz.
Výkon
Dôležité upozornenie dáme hneď na začiatok: stále platí, že významnejším ukazateľom výkonu v modelovom označení karty je druhé číslo. Prvé určuje generáciu, druhé výkonovú pozíciu v rámci generácie. Medzigeneračné rozdiely vo výkone sú primalé na to, aby GTX 750 bola rýchlejšia než GTX 660. Ako vidíte z grafov, opak je pravda, veľmi výrazne. Azda sme týmto trochu pomohli predísť častej mýlke, že väčšie číslo vždy znamená silnejšiu kartu.
Výkonové grafy tiež môžete použiť na odhadnutie výkonu nových low-end Radeonov, ktoré by sme mali do najbližšieho čísla stihnúť otestovať. Boli síce oznámené už dávnejšie, no na trh sa dostávajú len v posledných týždňoch, a to dosť pozvoľna. Jednoduché porovnanie vzhľadom na totožné čipy je takéto: Radeon HD 7850 je zhruba to isté ako Radeon R7 265, Radeon HD 7790 bol znovu vydaný v pretaktovanej forme ako R7 260X, slabší R7 260 bude v podstate novinka, Radeon HD 7770 edícia GH sa vráti pod označením R7 250X. A nakoniec R7 250 bude opäť novinka a jej výkon bude niekde tesne pod uvedeným Radeonom HD 7750.
Nezabúdajte, že NVIDIA sa novými kartami snaží vytvoriť prirodzený upgrade pre majiteľov troj- až štvorročných kariet typu GTX 550 Ti či GTX 450. Aj GTX 750 ponúka aspoň dvojnásobok ich výkonu pri znížení spotreby. V grafoch uvádzame karty zoradené podľa ceny, ktorá je asi jedinou slabinou nových modelov GeForce. Oproti niektorým aktuálnym riešeniam totiž vychádzajú nevýhodne, ale to by mohlo byť spôsobené len tým, ako skoro pripravujeme tento článok. Pracujeme tu s oficiálnou distribučnou cenou, no kým si článok prečítate, budú mať ceny v obchodoch čas na vývoj a prispôsobenie trhu.
Takže naše finálne dojmy? Maxwell je neuveriteľne silný prísľub. Už sa nevieme dočkať, kedy budú na trhu silnejšie karty s touto architektúrou. Ak budú tiež predvádzať o toľko lepšiu spotrebu než ich konkurenti, ako vidno v našom grafe spotreby, čakajú nás zaujímavé časy. Ktovie, možno NVIDIA zoberie AMD jeho popularitu v ťažení kryptomien, kde je efektivita karty veľmi dôležitá. A samotné GTX 750 Ti a GTX 750 dostávajú od nás pochvalu za výbornú kombináciu výkonu a prevádzkových vlastností - sú to karty, ktoré zvládnu aj náročné herné zaťaženie a vyčarujú plynulú snímkovú frekvenciu (aj keď v určitých prípadoch len veľmi tesne). Zatiaľ sú síce trošku drahšie než podobne výkonní či silnejší konkurenti, no túto investíciu časom splatia v účtoch za elektrinu. Kompletnú tabuľku s podrobnejšie nameraným výkonom a vlastnosťami kariet nájdete na virtuálnom DVD.
Grafické karty ASUS GTX 750 Ti a GTX 750 nájdete v počítačoch Prestigio, ktoré môžete zakúpiť napríklad na stránke online.asbis.sk.
