Testujeme najvýkonnejšie grafické karty na trhu

Staré dobré prímerie medzi grafickými čipmi GeForce GTX 680 a Radeon HD 7970 už neplatí, na náš trh sa totiž po mesiacoch nedostupnosti konečne reálne dostáva GeForce Titan, vskutku obrovské GPU, ktoré zabralo výkonnostný trón. A ako oponenti sa mu v našom teste postavili najsilnejšie pretaktované edície spomínaných dvoch čipov.

V tomto článku vám poradíme, aké GPU si vybrať, ak chcete vyskladať supersilný herný počítač a nespoliehať sa pri tom na zradné dvojčipové riešenia.

Titanské GPU

GeForce Titan nie je až taká horúca novinka, toto GPU bolo oznámené už pred pár mesiacmi, lenže do predaja sa dostávalo veľmi pozvoľna, aj to len v západných krajinách. U nás sa Titan objavil až teraz a pri jeho cene predpokladáme, že ide len o pár kusov. No pre spoločnosť NVIDIA je Titan ešte menšia novinka, ide totiž o rovnaký čip, aký NVIDIA už dlhšie predáva výrobcom superpočítačov pod označením Tesla K20, zatiaľ čo v PC verzii nesie krycie meno GK110. V spoločnosti NVIDIA si zrejme povedali, že na takéto silné GPU už nestačí číselné označenie, a po inšpiráciu na nové meno nemuseli chodiť ďaleko: ten najsilnejší superpočítač v Národnom laboratóriu Oak Ridge obsahuje skoro 19-tisíc týchto kariet a hovorí sa mu Titan.

V plnej výbave, ako sa dodáva do superpočítačov, má GK110 presne 15 aktívnych modulov SMX, ktoré v sebe ukrývajú výpočtové jednotky, nazývané stream procesory (či ako im hovorí NVIDIA, jadrá CUDA); na jeden modul SMX pripadá 192 SP. Titan však využíva iba 14 SMX, z hľadiska výroby ide teda o „nepodarky", ktoré neprejdú testami na funkčnosť aspoň 15 SMX, čo je takisto dôvod, prečo je Titan na PC oveľa lacnejší než plnofunkčná Tesla K20. Výsledný počet použiteľných SP je teda 14 × 192 = 2688. Porovnanie parametrov vidíte v tabuľke - náskok Titanu na GTX 680 je doslova brutálny a porovnávať tieto čísla s Radeonmi priamo nie je celkom možné, ide totiž o odlišné architektúry. V prípade Titanu, samozrejme, narástli adekvátne aj počty ostatných jednotiek dôležitých na grafický výkon, jeho architektúra by teda nemala byť brzdená ani textúrovacím výkonom, ani rasterizačným. Inak povedané, majiteľ GeForce Titan si môže dopriať maximálne rozlíšenie aj herné detaily.

Referenčné parametre testovaných GPU

Všetky tieto impresívne počty si však vyžiadali daň v podobe počtu tranzistorov a priestoru, ktorý zaberú na waferi počas výroby. Na čipe je o niečo viac než 7 miliárd tranzistorov, ktoré napriek miniatúrnej 28 nm výrobe zaberú dovedna vyše 550 štvorcových milimetrov. Titan je naozaj obor a v plnej záťaži si aj povie o veľké množstvo energie - TDP je až 250 W. Môže sa však pochváliť veľmi efektívnym riadením spotreby, ktorá v 2D režime klesá na úroveň GTX 680 (naše testovacie PC s Titanom spotrebúvalo v 2D len o 3 watty viac než s GTX 680).

Slušné prevádzkové vlastnosti doplňuje aj chladič, ktorého hlučnosť nedosahuje nepríjemnú úroveň a zvláda pritom udržať GPU na rozumných teplotách - maximom pri našom testovaní bolo 81 °C. S teplotou priamo súvisí aj zlepšená funkcia GPU Boost 2.0, ktorá už dokáže pri pretaktovávaní počítať aj s teplotnou rezervou a pridať na frekvencii a napätí, pokiaľ je GPU dostatočne chladené. Vo výsledku sme potom pozorovali, že Titan bežne pracoval na frekvencii 992 MHz. Pri jednoduchom pretaktovaní v reálnom čase pomocou utility GIGABYTE OC Guru II sme dosiahli stabilné maximum pri nastavení Boost frekvencie 1037 MHz, pričom vďaka GPU Boost dosahoval čip chvíľkové maximum 1146 a reálne frekvencie oscilovali medzi 1097 až 1110 MHz.

Titan ako nástroj

Titan je prelomový aj z ďalšieho, trošku menej nápadného hľadiska. Ide o prvú grafiku NVIDIA, ktorá nemá oproti profesionálnym kartám umelo znížený výpočtový výkon pre „compute" aplikácie, teda neherné výpočty. Doteraz bola bežná prax, že výpočty v presnosti FP64 (floating point, teda 64-bitové desatinné čísla) prebiehajú pomalšie než tie v presnosti FP32, s osminovou či dokonca dvanástinovou rýchlosťou. Neobmedzená rýchlosť Titanu v FP64 znamená spracovanie výpočtov v tretinovej rýchlosti oproti FP32. Výkon v FP64 je pritom doslova kľúčový pre každé vedecké či podnikové použitie vyžadujúce vysokú presnosť.

Naši univerzitní kolegovia preto pozerajú na Titan veľmi zaľúbeným pohľadom, veď jedna karta by im poskytla lepšiu akceleráciu vedeckých výpočtov ako niekoľko GeForce GTX 680. My by sme pre našich čitateľov radi presne namerali, aké výhodné sú jednotlivé karty na vedecké výpočtové účely. Lenže tu je situácia trošku neprehľadná a platí, že každá architektúra sa kamaráti s iným druhom algoritmickej záťaže. Takže Titan napriek tomu, že by vyšiel ako dominantné GPU v mnohých testoch, môže v niektorých zaostať za Radeonmi z rodu Tahiti a v niektorých testoch mať len mizivý náskok na GTX 680. Pokiaľ hľadáte kartu na akceleráciu modelovania či optimalizácie vedeckého problému, zrejme najlepšia možnosť je nechať si na internetových fórach poradiť, ktorá je najvhodnejšia pre vaše konkrétne programové vybavenie. Titan však má predpoklady byť najlepšou voľbou vo väčšine prípadov.

Titan ako hračka

Herný výkon Titanu nakoniec nie je vôbec prekvapujúci, dominuje presne tak, ako by ste podľa parametrov čakali. Čím viac je počítač limitovaný výkonom grafickej karty, tým väčší náskok predvádza. Ako vidíte v tabuľke, niektoré hry sú na nižších nastaveniach limitované procesorom a Titan má len o máličko lepšie výsledky než konkurenti. No pri najvyšších kvalitatívnych nastaveniach hier a benchmarkov im uteká pokojne o 30 či 40 % ich výkonu, inde si drží náskok aspoň 15 %. Titan dokáže vyčariť plynulú animáciu z úžasného dema Firestrike v 3DMarku, zobraziť krásne plynule Crysis Warhead v plných detailoch a najvyššom rozlíšení. V Crysis 2 je dokonca v troch najvyšších kvalitatívnych nastaveniach limitovaný procesorom napriek tomu, že testujeme pomocou pretaktovaného Core i7. Skrátka a jednoducho, GeForce Titan je nový etalón grafických kariet, žiaľ, tomu primeraná je aj jeho cena.

Suma 950 eur je viac, než býva rozpočet na celé PC. Je tu však aj iná možnosť - máličko sa uskromniť, zvoliť do herného stroja jednu z nasledujúcich dvoch kariet a za ušetrené peniaze kúpiť zvyšné hardvérové vybavenie. S podobným rozpočtom by sa už dala poskladať veľmi slušná zostava. Poďme sa teda pozrieť na dve karty súperiace o pozíciu druhej najrýchlejšej grafiky na trhu. Nebudeme už podrobne opisovať čipy, ide o starých známych, ibaže v trošku revitalizovanom vyhotovení.

GTX 680 na 1137 MHz a k tomu 4 GB

GeForce GTX 680 s dvojnásobnou porciou grafickej pamäte a extrémnou frekvenciou je najrýchlejšia GTX 680 od spoločnosti Gigabyte. Využíva mimoriadne účinné chladenie Windforce, ktoré s tromi ventilátormi dokáže udržať kartu aj počas pretaktovanej prevádzky pod hranicou 60 °C, čo je pre takúto silnú kartu skoro neuveriteľná hodnota. Pritom chladenie nemá väčšiu hlučnosť než modely strednej triedy, ktoré produkujú omnoho menej zvyškového tepla. Nízka teplota znamená aj slušný pretaktovací potenciál - stačí meniť požadované nastavenie frekvencií v programe OC Guru II a grafika už si sama nastaví zodpovedajúce napätie.

Pri základnej hodnote Boost frekvencie 1137 MHz dosahuje čip reálne hodnotu 1163 MHz. Nám sa po dlhšom laborovaní podarilo získať stabilnú frekvenciu až 1,3 GHz, pri ktorej karta občas využila rezervy a boostovala až na 1320 MHz. Pri takýchto hodnotách už pomaly výkonom siaha na Titan. Môžeme povedať, že z hľadiska pomeru ceny a výkonu je to podstatne výhodnejšia karta než Titan. Pre toto a pre príjemné prevádzkové vlastnosti ide z hľadiska kariet vyššej triedy o našu novú favoritku - zvolili sme ju aj za hlavnú grafiku do našej aktualizovanej redakčnej zostavy na testovanie procesorov.

Platinový Radeon HD 7970

Ďalšiu špecialitu sme do testu získali od spoločnosti ASUS. Jej karty s prívlastkom Matrix vždy znamenajú najvýkonnejší variant daného čipu v ponuke. Tentoraz však existuje navyše aj „platinová" matrixová edícia, ktorá vyťahuje frekvencie do nebeských výšin. Posúďte sami: 1,1 GHz frekvencia jadra Tahiti a k tomu 3 GB pamäte taktovanej na neuveriteľných 6,6 GHz, čo musí byť nový rekord pre výrobnú frekvenciu pamätí GDDR5 na grafickej karte.

Radeon HD 7970 si na prevádzku v tejto bleskovej rýchlosti, samozrejme, zapýta poriadne vysoké napätie a prúd, takže vo výsledku spotrebúvala testovacia zostava s touto kartou viac, ako keď v nej bol GeForce Titan či už v 2D, alebo 3D režime. Trojslotové chladenie karty Matrix si však s obrovským TDP dokáže poradiť a bez priveľkého hluku udrží kartu na bezpečnej teplote 74 °C. Vďaka ohromným frekvenciám najmä pri pamätiach (priepustnosť pamäťovej zbernice vďaka frekvencii činí 317 GB/s), má tento Radeon vynikajúci výkon, často predbiehajúci aj pretaktovanú GeForce GTX 680. Obzvlášť toto vidieť v 3DMarku a hrách zo série Crysis, ktoré si s Radeonmi a ich ovládačmi skvele rozumejú. Za slušný výkon vďačí karta aj ovládačom Catalyst verzie 13.3, s ktorými stúpol výkon napríklad v teste 3DMark 11 Extreme o celých 200 bodov oproti ovládačom verzie 12.8.

Verdikt PC REVUE

Z oboch kariet sa nám o niečo viac pozdávala štvorgigová GeForce GTX 680 od Gigabytu, predovšetkým vďaka príjemnejším prevádzkovým vlastnostiam - je tichšia, chladnejšia, lepšie sa taktuje. Ceny aj výkon majú pritom obe karty zhodné, takže môžete voliť podľa obľuby značky alebo podľa výkonu v hrách - Radeonu sedia lepšie série Crysis a Metro, GeForce je zase lepšia v ostatných hrách. Pokiaľ však chcete to najlepšie na trhu, budete musieť investíciu zdvojnásobiť, Titan je skvelý, ale drahý. Našťastie NVIDIA už pripravuje novinky, ktoré by sa mali zaradiť výkonovo aj cenovo medzi Titan a GTX 680.

Výkonové a prevádzkové výsledky testovaných grafických kariet. Červené čísla - menšie hodnoty sú lepšie. Čierne čísla - vyššie hodnoty sú lepšie.

GeForce GTX 780 – super pomer cena/výkon

Symbolicky minútu pred dvanástou hodinou a našou uzávierkou dorazila k nám karta GIGABYTE GeForce GTX 780 v referenčnom vyhotovení a my sme prijali výzvu a stihli ju otestovať v rekordnom čase.

Toto nové GPU predstavuje najvyšší model v sedemstovkovej generácii a po GeForce Titan ide druhú najsilnejšiu kartu v ponuke spoločnosti NVIDIA a vlastne aj vôbec na trhu. S Titanom má mnoho spoločného – ide totiž o rovnaký čip GK110, v prípade GTX 780 však ešte viac oklieštený a čiastočne povypínaný. Z hľadiska blokov SMX, ktoré združujú skupiny špecializovaných výpočtových jednotiek, je konfigurácia nasledujúca: tam, kde Titan využíva 14 blokov SMX, operuje GTX 780 len s 12 blokmi SMX, čo karta dáva do vienka 2304 stream procesorov, k tomu 192 textúrovacích jednotiek, zatiaľ čo počet ROPS ostal nezmenený, teda 48. Mierne sa zmenila základná aj boost frekvencia jadra, a to o necelých 30 MHz smerom nahor. Potešiteľné je, že šírka pamäťovej zbernice ani rýchlosť pamätí sa nezmenili, platia teda rovnako úžasné čísla ako pri GeForce Titan – 384-bitová šírka a pamäte na 6 GHz efektívne. NVIDIA vďaka tomu môže maximálne efektívne využiť produkciu čipov GK110 a predať aj produkty s viacerými nefunkčnými blokmi SMX. Nám to zase dáva možnosť zakúpiť si kartu, ktorá je výkonom blízko ku GeForce Titan, no je dostupná za podstatne nižšiu cenu – 610 eur. Je to stále veľa, o 150 eur viac, než možno kúpiť pretaktovaný model GTX 680, ale podstatne menej než ceny Titanu útočiace na hranicu tisícky eur.

Na Titan sa GTX 780 podobá aj vyhotovením a prevádzkovými vlastnosťami. Referenčný návrh karty využíva rovnaký dizajn chladenia a zrejme aj rovnaký plošný spoj, takže sa skoro nelíšia v dosahovaných teplotách ani spotrebe (tá je v plnej záťaži o 30 W nižšie). To isté môžeme povedať o produkovanom hluku – karty po dlhšej 3D záťaži rozhodne počuť, no nie sú nepríjemne hlučné. Karta sa nebránila ani pretaktovacím pokusom, podarilo sa nám dokonca zvýšiť základné frekvencie o 200 MHz – na hodnoty 1063/1102 MHz, pri ktorých sa vďaka dynamickému riadeniu frekvencií jadro ustálilo na 1124 MHz v plnej 3D záťaži. Veľmi pekný výsledok, dosiahnuteľný po chvíľke úsilia v program GIGABYTE OC Guru II.
Každého určite najviac zaujíma herný výkon a z tohto hľadiska máme len dobré správy. GTX 780 zapadá medzi GTX 680 a Titan, no výsledky v testoch ukazujú, že výkonom má bližšie k výkonnejšej z týchto dvoch kariet. Pritom cenovo je omnoho bližšie k pomalšej, takže po aplikácii jednoduchej logiky dostávame kartu s lepším pomerom cena/výkon, než ponúka predražený Titan. V testovaných hrách vždy predviedla GeForce GTX 780 aspoň 85 % výkonu GeForce Titan, v niektorých tituloch toto číslo stúplo na 93 % či dokonca aj vyššie v situáciách, keď začal byť obmedzením procesor. Je to rozhodne zaujímavá karta s adekvátnou cenou, ktorá osloví hlavne majiteľov monitorov s rozlíšením 2560 × 1440, prípadne hráčov na trojmonitorových konfiguráciách, kde je vysoký výkon GeForce GTX 780 potrebný.

Zapožičal: AGEM Computers
Cena: 610 EUR