Огляд відеокарт Nvidia GeForce: порівняння поколінь GTX 10 Series, RTX 20 Series та RTX 30 Series

У цій статті ми порівняємо три останніх покоління відеокарт Nvidia GeForce:

• GTX 10 Series;
• RTX 20 Series;
• RTX 30 Series.

Розповімо, як змінювалися технології від покоління до покоління, які моделі представлені в рамках кожної серії і які моделі найвигідніше брати у 2021 році.

Nvidia GeForce 10 Series – західна зірка Золотої епохи

Свого часу серія відеокарт на архітектурі Pascal справила локальну революцію, забезпечивши 50% приріст продуктивності в порівнянні з мікроархітектурою попереднього покоління Maxwell. GTX 1060 з об’ємом пам’яті 6 GB раптово стала хітом продажів, а власники дорогих GTX 980 в цей час кусали себе за лікті, бо їх дорога за тодішніми мірками відеокарта виявилася переоціненим шматком заліза з практично ідентичною продуктивністю. Приблизно та ж ситуація зараз спостерігається при переході з RTX 20 Series на RTX 30 Series, але про це ми поговоримо трохи пізніше.

Отже, лінійка відеокарт GeForce 10 Series принесла з собою низку фундаментальних нововведень:

1. Перехід на 16-нанометровий техпроцес TSMC. GPU відеокарт Maxwell будувалися за 28-нм техпроцесом.
2. Підтримка інтерфейсу DisplayPort 1.4 і HDMI 2.0b.
3. Можливість обчислень CUDA 6.0 на чіпах GP100 та CUDA 6.1 на чіпах GP102 (GTX 1080 Ti), GP104 (GTX 1070 та GTX 1080), GP106 (GTX 1060), GP107 (GTX 1050 Ti), GP108 (GT 1030). Технології багатопотокових обчислень ресурсами GPU отримали великий приріст із виходом відеокарт GTX 10 Series, і це відчутно позначилося на всій індустрії.
4. Збільшилася пропускна здатність пам’яті завдяки вдосконаленню технології Delta Color Compression 4-го покоління
5. Перехід на відеопам’ять GDDR5X у випадку з чіпами G104 і G102.
6. Оптимізована технологія асинхронних обчислень, завдяки чому відеокарти на архітектурі Pascal стали більш грамотно розподіляти ресурси і краще навантажувати GPU.
7. Потрійну буферизацію реалізували на рівні драйвера

Якщо спростити, то відеокарти GTX 10 Series стали працювати швидше, стабільніше і надійніше. Тепловиділення знизилося, продуктивність на ват виросла, а вартість нових моделей при цьому залишилася колишньою, як в момент виходу попередньої генерації.

Десята серія виявилася настільки успішною, що залишається лідером за кількістю користувачів навіть через 4 роки після виходу. Згідно зі статистикою Steam, GTX 1060 займає 10% ринку:

На другому місці GTX 1050 Ti, яка свого часу вважалася королевою бюджетного цінового сегмента. Уже вийшло 2 нових покоління, а бабуся все ніяк не поспішає на спокій. Можливо, саме тому Дженсен Хуанг на вересневій презентації відеокарт RTX 30 Series сказав фразу «Всі мої друзі, які використовують Pascal! Зараз прийшов час оновитися ». Ця ситуація як ніщо інше підтверджує тезу, що епоха відеокарт Nvidia GeForce GTX 10 Series була в якомусь сенсі золотою для ігрової індустрії. Але час іде, й топові відеокарти тих часів уже не справляються з сучасними відеоіграми, тож Хуанг правий. Прийшов час рухатися далі.

Всім, хто планує покупку ігрового ноутбука, рекомендуємо ознайомитися з цим відео:

Тут докладно розглянуті відмінності між популярними відеокартами 10-ї і 20-ї серії, які найчастіше використовують у ноутбуках. З тестуванням в актуальних іграх, звичайно ж.

Nvidia GeForce RTX 20 Series – епоха променів і 4К-геймінг

Сімейство графічних прискорювачів Turing, яке принесло з собою технологію трасування променів. Для апаратного прискорення Ray Tracing кожна відеокарта нового покоління отримала виділені RT-ядра. Друге нововведення – тензорні ядра для прискорення функцій штучного інтелекту, операцій глибинного навчання і DLSS. За рахунок виділених тензорних і RT-ядер GPU нового покоління отримали шестиразовий приріст продуктивності в області трасування променів в порівнянні з попередньою генерацією. Без Ray Tracing приріст більш скромний – 20-30%, в залежності від порівнюваних моделей і умов тестування.

Наприклад, без включеного трасування RTX 2070 Super всього на 15-20% продуктивніше GTX 1070 Ti при тестуванні у розширенні Full HD (1920×1080):

У Quad HD відрив більш відчутний за рахунок збільшеної пропускної здатності підсистеми відеопам’яті:

Схожа ситуація спостерігається і при порівнянні інших моделей. Однак архітектура Turing все ж виявилася досить вдалою і принесла безліч корисних інновацій:

• перехід на більш тонкий техпроцес 12-нм дозволив знизити енергоспоживання і тепловиділення, збільшивши продуктивність на ват;
• Nvidia GeForce RTX 20 Series отримали підтримку шейдерів нового покоління Variable Rate Shading, які оптимально розподіляють ресурси на обробку ділянок зображення з різною деталізацією, за рахунок чого збільшилася загальна продуктивність і стабільність на графіках frame time;
• графічні процесори Turing отримали можливість одночасно обробляти дані з плаваючою точкою і цілі числа, що також позитивно вплинуло на стабільність FPS і продуктивність;
• підвищена підтримка API DX12;
• здійснено перехід на відеопам’ять GDDR6.

Стандарт відеопам’яті GDDR6 виявився помітно швидше попередників:

	GDDR5	GDDR5X	GDDR6
Швидкість передачі даних	до 8 Гбіт/с	до 12 Гбіт/с	до 16 Гбіт/с
Ширина шини	512 біт	512 біт	512 біт
Обсяг відеопам’яті	12 Гбайт	12 Гбайт	12 Гбайт
Робоча напруга	1.5V	1.35V	1.35V
Щільність чіпа	до 8 Гбіт	до 16 Гбіт	до 8 Гбіт
Загальна швидкість	512 Гбіт/с	768 Гбіт/с	1024 Гбіт/с

Пропускна здатність відеопам’яті нового покоління помітно позначилася на збільшенні продуктивності, а за рахунок зниження робочої напруги зменшилося тепловиділення.

Эталоном у плані продуктивності й одночасно з тим найдорожчою відеокартою минулого покоління стала RTX 2080 Ti на базі топового чіпа TU102, яка отримала просто захмарні характеристики за мірками 2018 року:

• 11 ГБ відеопам’яті GDDR6;
• 18,6 млрд транзисторів, розміщених на чіпі площею 754 мм²;
• 4352 ядер CUDA;
• 544 тензорних ядер;
• 68 RT ядер;
• 352-бітну шину пам’яті.

Загальна пропускна здатність шини склала значні 616 Гб / с, а її продуктивність становить близько 13 TFLOPS, що досить багато навіть за мірками 2020 року. Наприклад, у ігрової консолі нового покоління Sony PlayStation 5 всього 10.28 TFLOPS. І хоча порівнювати топову відеокарту вартістю понад тисячу доларів безглуздо з ігровою консоллю за $400, ми це наводимо для загального розуміння картини, наскільки далеко просунулися відеокарти Nvidia GeForce RTX 20 Series з переходом на мікроархітектуру Turing. Ця карта, до слова, стала, по суті, першою в історії, яка повноцінно підходить для 4K-гейминга на максимальних налаштуваннях графіки. Ось актуальні результати тестування у зв’язці з процесором Intel Core i7-8700K.

Незважаючи на всі очевидні плюси, відеокарти Turing погано продавалися через високу вартість, і ситуація не сильно змінилася до цього дня. Єдині дві моделі, які мають гарне співвідношення ціни і продуктивності – GTX 1660 Ti и RTX 2060 Super. Вони досить непогано показували себе двома роками раніше і до цього дня залишаються популярними завдяки помірній ціні. Для Full HD мониторов must have.

GeForce 30 Series – феноменальний успіх та колосальний дефіцит

1 вересня 2020 року грянув грім. На офіційній презентації генеральний директор Nvidia Дженсен Хуанг розповів про нову лінійку RTX 30 серії на архітектурі Ampere, які повинні були забезпечити 80% приріст у порівнянні з попереднім поколінням. Мимохідь бізнесмен показав RTX 3070, яка, виявляється, коштує 500 доларів без урахування податків, а за продуктивністю впритул наближається до RTX 2080 Ti і навіть трохи її обходить. Чи так це, можете подивитися в відповідних відео:

 

А ось тут порівняння флагмана минулого покоління з RTX 3080, який і зовсім обходить свого більш дорого попередника на 20-30%:

 

Тепер докладно розповімо про Nvidia GeForce RTX 30 Series: як це було, до чого ми прийшли і чи варто оновлювати ПК.

Що нового принесла RTX 30 серії

Мало того що продуктивність збільшилася на 50-80% в порівнянні з попереднім поколінням, так Nvidia ще й презентували кілька інноваційних технологій:

1. RTX IO. Суть цієї технології в виключенні процесора при зверненні відеокарти до вмісту SSD-накопичувача. Простіше кажучи, текстури і всі інші файли під час гри завантажуються безпосередньо з SSD у фреймбуфер відеокарти, минаючи CPU. За рахунок цього швидкодія і швидкість завантаження зростає в рази. Цю технологію поки рідко де застосовували, але в перспективі вона дасть про себе знати.

• Nvidia DLSS 2.0 – вдосконалена технологія масштабування в реальному часі із застосуванням машинного навчання, яка дозволяє отримати картинку в більш високому дозволі без підвищення навантаження на GPU.
• Перехід на графічну пам’ять GDDR6X з подвоєною пропускною здатністю, зниженим тепловиділенням і меншою робочою напругою.
• NVIDIA Reflex. Ця розробка покликана знизити затримки в іграх за рахунок хитромудрих програмних алгоритмів. Подробиці поки невідомі, але результат вражає.
• Перехід на мікроархітектуру Ampere з більш тонким техпроцесом Samsung 8-нм.

При цьому заявлена вартість RTX 30 Series значно нижче в порівнянні з сімейством Turing. Рекомендована вартість RTX 3060 Ti складає $400, а за продуктивністю вона впевнено обходить дорожчу RTX 2070:

Правда, через великий попит і нездатність Nvidia цей попит задовольнити реальна ринкова вартість відеокарт Ampere поки що значно вище рекомендованої. Якщо це вас не зупиняє, можна сміливо брати – нові технології дійсно проривні, як це було під час переходу з Maxwell на Pascal.

Найпотужнішою відкритою Nvidia GeForce 30 Series стала RTX 3090, про яку у нас є детальний огляд:

 

Ця карта відразу відібрала пальму першості у RTX 2080 Ti, але коштує значних грошей. Якщо питання вартості не стоїть, брати можна – на найближчі 5-6 років її вистачить для гри на моніторі з роздільною здатністю 4К. А на цьому у нас все, дякуємо за увагу і до нових зустрічей!

Зображення взято з джерел: unsplash.com