RECENZJE | Test GeForce GTX 670 - trzeci Kepler atakuje
Test GeForce GTX 670 - trzeci Kepler atakuje
Autor: DYD & Zbyszek | Data: 10/05/12
Dziś ma miejsce oficjalna premiera nowej karty NVidii zbudowanej w oparciu o 28-nanometrowy układ GK104 (Kepler). GeForce GTX 670, bo o nim mowa, to trzeci przedstawiciel serii GTX600, po wypuszczonym 22 marca modelu GTX 680 oraz dwuprocesorowym GTX 690 mającym swoją premierę 4 maja. NVidia wycenia swój nowy produkt w cenie 1699 zł brutto i jeśli karty na półce będą oferowane w przybliżonej cenie, będzie on stanowić mocną konkurencje dla układów AMD Radeon 7950 i 7970. Jak wypada nowe dziecko NVidii na tle konkurencji, czym się charakteryzuje, o tym piszemy w niniejszej recenzji, na którą serdecznie zapraszamy.
NVidia GeForce GTX 670
GeForce GTX 670 jest zbudowany z 2GB pamięci GDDR5 z 256-bitową magistralą oraz układu GK104 - tego samego, który jest podstawą kart GeForce GTX 680 i 690. Układ składa się z 3,54 miliarda tranzystorów umieszczonych na powierzchni 294 mm2 i zawiera 1536 procesorów strumieniowych, 128 jednostek mapowania tekstur (TMU) i 32 jednostki cieniowania pikseli (ROP). Układ jest podzielony na osiem bloków SMX, z których każdy zawiera 192 procesory strumieniowe, 16 jednostek mapowania tekstur (TMU), pamięci podręczne oraz silnik PolyMorph 2.0 odpowiedzialny za teselację. Dwa takie bloki składają się na blok jednostek nazywany Graphics Processor Cluster (GPC), który jest wyposażony w rasteryzator.
(kliknij, aby powiększyć)
W GeForce GTX 670 jeden z ośmiu bloków SMX umieszczonych w układzie GK104 został zablokowany, co spowodowało obniżenie liczby jednostek względem karty GeForce GTX 680. Liczba procesorów strumieniowych wynosi 1344 (zamiast 1536), jednostek TMU 112 (zamiast 128), a silników PolyMorph 2.0 siedem zamiast ośmiu. Niezmieniona pozostała liczba jednostek ROP (32), bloków GPC i rasteryzatorów (4) oraz szerokość kontrolera pamięci. Oprócz zablokowania części układu obniżono jego taktowanie, które w GeForce GTX 670 wynosi standardowo 915 MHz i może wzrastać do 980 MHz dzięki funkcji GPU Boost (w GeForce GTX 680 wartości te wynoszą 1006 i 1058 MHz). Niezmienione pozostało natomiast taktowanie pamięci - 1502 MHz (6008 MHz) efektywnie.
(kliknij, aby powiększyć)
Karta jest nieco krótsza od GeForce GTX 680 i składa się ze znacznie krótszej płytki drukowanej. Jej długość jest mniejsza od długości obudowy systemu chłodzenia, co dobrze widać na zdjęciu ukazującym tył karty - turbina wdmuchująca powietrze jest już umieszczona poza krańcem PCB. Wskaźnik TDP karty wynosi 170W, względem 195W w GeForce GTX 680. Do zasilania służą dwie 6-pinowe wtyczki, natomiast na śledziu tak jak w droższym modelu znajdują się dwa złącza DL-DVI i po jednym HDMI 1.4a oraz DisplayPort 1.2. Według Nvidii karta ma być nawet 30% bardziej wydajna od GeForce GTX 570 i o 10-20% wyprzedzać standardowo taktowane Radeony HD 7950.
(kliknij, aby powiększyć)
(kliknij, aby powiększyć)
Mniejsza liczba niektórych jednostek, zmniejszone taktowanie układu graficznego oraz niższy wskaźnik TDP i inny wygląd, to w zasadzie jedyne różnice, poza nazwą i ceną, odróżniające nowy GeForce GTX 670 od obecnego na rynku od kilku tygodniu i droższego GeForce GTX 680. Z tego powodu Nvidia podkreśla, że nowa karta czerpie pełnymi garściami z DNA starszego i potężniejszego brata. GeForce GTX 670 również korzysta z architektury Kepler, która w stosunku do starszej architektury Fermi została znacznie zmieniona. Dla porównania układ GF110 kart GeForce GTX 580 zawiera 512 procesorów strumieniowych i 64 jednostki TMU, podzielone na 16 bloków SM - w każdym po 32 procesory strumieniowe i 4 jednostki TMU.
(kliknij, aby powiększyć)
W przypadku architektury Kepler blok SMX zawiera sześciokrotnie więcej procesorów strumieniowych i 4 razy więcej jednostek TMU niż blok SM Fermi, co poprawia dwukrotnie jego wskaźnik wydajności na wat. Ponadto w najnowszej architekturze procesory strumieniowe nie są już taktowane podwójnym zegarem jak w przypadku Fermi, ale za to w stosunku do jednostek TMU jest ich dwukrotnie więcej (niż np. w układach GF104). Zdaniem Nvidii takie rozwiązanie daje zbliżoną wydajność, ale zmniejsza skomplikowanie układu i ilość pobieranej energii. Energia niezbędna do rozprowadzania sygnału taktującego zmniejsza się o połowę, natomiast energia potrzebna do pracy nowych procesorów strumieniowych jest o 10% niższa, niż dla o połowę mniejszej liczby analogicznych procesorów strumieniowych Fermi, ale taktowanych 2-krotnie wyższym zegarem. Skutkiem ubocznym jest wzrost powierzchni - osiągnięcie tej samej wydajności wymaga dwukrotnie większej liczby procesorów strumieniowych, które zajmują 80% większą powierzchnię, niż o połowę mniej analogicznych procesorów strumieniowych Fermi wraz z obwodami odpowiadającymi za ich podwójne taktowanie.
(kliknij, aby powiększyć)
Oprócz zmienionej budowy bloków SM/SMX w architekturze Kepler dodano także obsługę najnowszych bibliotek DirectX 11.1 i znacznie usprawniono silniki polimorficzne (PolyMorph Engine) odpowiadające za teselację, obsługę vertexów i transformacje oraz rasteryzatory do obliczeń geometrycznych. Nowe silniki polimorficzne mają zapewniać 2-krotnie wyższą wydajność niż analogiczne w układach ze starszą architekturą Fermi. Wydajność rasteryzatorów została zwiększona do tego stopnia, aby odpowiada wydajności jednostek ROP i nie stanowiła wąskiego gardła. Zdaniem Nvidii wydajność teselacji w nowej architekturze w przypadku wysokich współczynników teselacji jest do 4 razy większa niż w architekturze GCN firmy AMD i karcie Radeon HD 7970.
(kliknij, aby powiększyć)
Kolejną znaną już nowością jest funkcja GPU Boost, odpowiadająca za zwiększanie taktowania układu graficznego w celu poprawy wydajności. Funkcja monitoruje pobór energii i kiedy nie przekracza on TDP może zwiększać taktowanie układu graficznego ponad standardową wartość. W przypadku debiutującego dziś GeForce GTX 670 taktowanie może wzrastać z 915 do 980 MHz. Jak już pisaliśmy w naszym mega-teście kart graficznych, aby funkcjonowanie GPU Boost było możliwe w chip GK104 najprawdopodobniej wbudowano rozwiązanie podobne do funkcji PowerTune kart Radeon HD 6900 i 7000. Funkcja ta polega na pomiarze poboru energii elektrycznej przez układ graficzny w czasie rzeczywistym oraz możliwości jego regulacji i dostosowywania do wcześniej ustalonej wartości. Dzięki temu w sterownikach i oprogramowaniu do GeForce GTX serii 600 pojawił się suwak znany dotychczas ze sterowników AMD, którym można zmniejszać lub zwiększać ilość pobieranej przez kartę energii.
(kliknij, aby powiększyć)
W nowej architekturze znacznie usprawniono obsługę wyświetlaczy i technologię 3D Vision Surround oraz dodano obsługę ekranów o rozdzielczości 4K/Quad HD (3840x2160 pikseli). Karty z architekturą Kepler potrafią jednocześnie obsłużyć cztery monitory, natomiast na trzech z nich wyświetlać jednocześnie obraz stereoskopowy z częstotliwością 120 Hz. Maksymalna obsługiwana rozdzielczość ekranu wzrosła do 3840x2160 pikseli. Podobnie jak w technologii Eyefinity firmy AMD tak i w nowej architekturze Nvidii zastosowano funkcję kompensacji obrazu ukrytego za ramkami ustawionych obok siebie monitorów (tzw. Bezel Correction). Nvidia ulepszyła dodatkowo tę funkcję o możliwość chwilowego wyłączenia za pomocą wybranego klawisza, w przypadku, gdyby za ramką monitora znalazła się na przykład część menu gry.
(kliknij, aby powiększyć)
(kliknij, aby powiększyć)
Kolejną z nowości jest specjalny silnik sprzętowego wspomagania konwersji materiałów wideo o nazwie NVENC. Jednostka potrafi konwertować materiały H.264/MVC 1080p w czasie od 4 do 8-krotnie szybszym od rzeczywistego, zużywając zaledwie kilka wat energii elektrycznej. NVENC jest już obsługiwany m.in. przez oprogramowanie CyberLink MediaEspresso. Ulepszeniu uległ także silnik odpowiadający za sprzętową akcelerację samego odtwarzania materiałów wideo, który zapewnia pełną akcelerację dla materiałów w rozdzielczości 3840x2160 pikseli, a nie tylko Full HD (1920x1080 pikseli) jak dotychczas.
Architektura Kepler udostępnia również nowy algorytm wygładzania krawędzi, znacznie lepszy od dotychczas znanych, oraz funkcję adaptacyjnej synchronizacji pionowej (Adaptive V-Sync). TXAA jest porównywany pod względem obciążenia karty z MSAA x8, jednak zapewnia wyraźnie wyższą jakość wygładzania krawędzi. Adaptive V-sync synchronizuje liczbę klatek z częstotliwością monitora tylko w przypadku, gdy przekracza ona 60 fps - gdy jednak chwilowo jest mniejsza synchronizacja zostaje na ten moment wyłączona, dzięki czemu płynność gry nie spada od razu do 30 fps.
(kliknij, aby powiększyć)
(kliknij, aby powiększyć)
Karta - referencyjny GTX 670
(kliknij, aby powiększyć)
(kliknij, aby powiększyć)
(kliknij, aby powiększyć)
Do testów otrzymaliśmy referencyjną kartę firmowaną przez producenta układu, czyli NVidię. Opakowanie z logo NVidii zawierało tylko i wyłącznie samą kartę graficzną bez dodatkowego wyposażenia. Pierwsze co rzuca się w oczy trzymając w ręce nowego GeForce'a to nietypowa konstrukcja płytki PCB, o czym już wspominaliśmy w poprzednim rozdziale. Krótsza niż to standardowo ma miejsce płytka PCB oddaje sporo miejsca konstrukcji chłodzącej. Z tego względu również nietypowo umieszczono dwa, 6-pinowe wyprowadzenia zasilania PCI-E, umiejscowione tym razem bliżej środka karty niż jej końca. Sama karta jest względnie lekka, względem modelu GTX 680 ubyło jej blisko 300g.
Karta posiada referencyjne taktowanie dla układu GTX 670 w postaci 915 MHz-owego rdzenia oraz pamięci pracujące z częstotliwością 1502 MHz. Dynamiczne przyspieszenie (GPU Boost) podczas wymagającej pracy wedle specyfikacji wynosi 980MHz, jednak jest to wartość umowa. W rzeczywistości sprawdziliśmy podczas testów, że aktywny Boost wynosi zegar układu powyżej 1 GHz-a do wartości z przedziału 1010 - 1030 MHz. Z kolei zegary podczas bezczynności schodzą do poziomu 324/162 (rdzeń/pamięci) powodując, że karta wytwarza wówczas niskie TDP (do 13% całości TDP).
Referencyjny system chłodzenia pracuje względnie poprawnie, nie wpadając w zbyt hałaśliwy stan. Podczas bezczynności słychać jedynie delikatne terkotanie wiatraka. W takich warunkach cooler pracuje z wartością 30% swoich pełnych obrotów wytwarzając 960RPM. Natomiast w momencie wytężonej pracy hałas jest słyszalny, jednak na szczęście do wytężonej suszarki mu jeszcze daleko.
Specyfikacja GTX 670
Poniżej prezentujemy tabele specyfikacji technicznej układów AMD i NVidii wraz z wyróżnionym nowym dzieckiem NVidii.
(kliknij, aby powiękrzyć)
Platforma testowa
Tabela poniżej zawiera listę kart wraz z GTX 670, które wystąpiły w niniejszym porównaniu. Jeśli dana karta zawierała fabrycznie zwiększone taktowanie, jest to oznaczone w tabeli, a na wykresach testowych taki podrasowany układ posiada oznaczenie w postaci gwiazdki.
Testy wykonane zostały w systemie Windows 7 Ultimate PL 64-bit SP1, wgrane najnowsze aktualizacje, użyte sterowniki dla GTX 670 to ForceWare 301.33. Ustawienie sterowników standardowe poza wyłączoną synchronizacją VSync.
A poniżej tabela ze szczegółową listą kart biorących udział w teście. Część kart była fabrycznie podkręcona, informacje o zegarach można znaleźć w tabeli.
Testy
Metro 2033 (DX11)
Metro 2033 korzysta z autorskiego silnika 4A Engine, wspiera DX11. W pomiarze liczony jest średni framerate.
Pierwszy test w 1920x1200, detale Very High, MSAA4x, Tesselacja i DAO włączone, zaawansowany PhysX wyłączony.
Drugi test w 1920x1200, detale High, AAA, Tesselacja włączona i DAO wyłączone, zaawansowany PhysX wyłączony.
Mafia II (DX9)
Mafia II korzysta z nowego, stworzonego specjalnie dla niej silnika Illusion. Test w 1920x1200, max detale, Apex wyłączony. AA włączony. PhysX wyłączony. Liczony średni framerate.
Call of Juarez (DX10)
Test w 1920x1200, wysokie detale i cienie, MSAAx4. Liczony średni i minimalny framerate.
Hard Reset (DX10)
Hard Reset zbudowany jest w oparciu o autorski silnik, którego mocną stroną jest możliwość budowania dużych, otwartych lokacji z interaktywnym otoczeniem. Test w 1920x1200, detale Ultra MSAA4x. Liczony średni i minimalny framerate.
Aliens vs Predator (DX11)
Ustawienia ma maskimum, texture Quality: 2; Shadow Quality: 3; Anisotropic Filtering: 16; SSAO: ON; DX11 Tessellation: ON; DX11 Advanced Shadows: ON; DX11 MSAA Samples: 1. Liczony średni i minimalny framerate.
Just Cause 2 (DX10)
Just Cause 2 to zwariowana gra akcji typu TPP, w której możemy demolować co popadnie oraz prowadzić różnej maści pojazdy. Grafika, szczegółowość otoczenia oraz efekty zniszczeń to prawdziwy majstersztyk. Test w 1920x1200, max detale, MSAA x8. Liczony średni framerate.
S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat (DX11)
Kolejna odsłona klimatycznej gry S.T.A.L.K.E.R., tym razem w środowisku DX11. Benchmark składa się z czterech scen. Test w 1920x1200, Ultra detale, MSAA x4, wyniki fps podane w wersji średniej i minimalnej.
Far Cry 2 (DX10)
Far Cry2, już nie tak dobry jak pierwszy Far Cry, ale do pomiarów się nadaje. Pomiar w środowisku DX10, w najwyższych detalach z użyciem dema Playback Action Scene w ustawieniach AA4x i AA8x. Wyniki średnie i minimalne.
Crysis Warhead (DX10)
Crysis Warhead w trzech pomiarach Very High, High i Medium. Rozdzielczość 1920x1200px, wykorzystane demo Airfiled2. Wyniki średnie i minimalne.
DiRT3 (DX11)
Chyba najładniejsze obecnie wyścigi samochodowe na peceta. Piękna i płynna (na odpowiednim sprzęcie) grafika, powinna spodobać się fanom rajdowej jazdy. Pomiar w 1920x1200 w ustawieniach MSAA4x i MSAA8x, ultra detale, pomiar średni i minimalny.
Unigine Heaven DX11 2.5 Pro
Unigine Heaven to nowoczesny silnik ze wsparciem DX11. Test w 1920x1200, w dwóch ustawieniach: Tesselacja Extreme|Normal oraz różne ustawienia fliltrowania Anizo i wygładzania krawędzi. Liczony średni, minimalny i maksymalny framerate.
3DMark 11 (DX11)
3DMarka pracujący w środowisku DX11. Test w dwóch wersjach: Performance i Extreme. Wyniki cząstkowe czterech testów graficznych.
I w wersji ustawień Extreme:
Pobór mocy, temperatury, oc
Pobór mocy
Do testów poboru prądu wykorzystano miernik Voltcrafta. Mierzony był całkowity pobór mocy z całej platformy testowej. Innymi słowy, wartości na wykresach nie dotyczą tyko karty graficznej, lecz całej platformy testowej.
Voltcraft - miernik mocy (kliknij, aby powiększyć)
Karta w zależności od testu pobierała szczytowo wartości od 397W (3DMark 11) do 512W (Mafia 2). Średnio ze wszystkich testów była więc to wartość 449W. Na wykresie zbiorczym wszystkich kart podajemy jednak wartość najwyższą uzyskaną podczas testów, która i tak jest całkiem akceptowalna przy tym poziomie wydajności. Z kolei podczas bezczynności (idle) pobór mocy wynosił jedynie 216W, co jest bardzo dobrym wynikiem w swojej klasie.
Temperatury
Podczas wymagającej pracy temperatura układu GeForce GTX 670 z referencyjnym chłodzeniem dochodziła do 82 °C. Przy bezczynności układ generował temperaturę 40 °C. Temat kultury pracy układu chłodzenia poruszyliśmy we wcześniejszym rozdziale z opisem karty GTX 670.
Overclocking
Do podkręcania użyliśmy programu MSI Afterburner. Zwiększyliśmy limit mocy do 112% zaś zegary powiększyliśmy o 122 MHz (rdzeń) oraz 123MHz (efektywnie) pamięci. Karta w takich warunkach pracowała wciąż stabilnie, temperatura zwiększyła się o 4 stopnie do poziomu 86 °C. Rdzeń karty uzyskiwał więc grubo ponad 1.1GHz podczas doładowania GPU Boost. Spójrzmy teraz jak podkręcanie przełożyło się na rzeczywistą wydajność, na przykładzie gry Hard Reset.
Podsumowanie
Nowy GeForce GTX 670 to bardzo ciekawa propozycja w segmencie wyższym. Karta oferuje niewiele niższą wydajność od GeForce GTX 680, a przy tym jest znacznie tańsza i pobiera mniej energii elektrycznej. Jeśli jej cena w sklepach nie będzie odbiegać od sugerowanej przez Nvidię (1699 PLN) karta będzie o prawie 500zł tańsza od bardziej wydajnego i nieco starszego brata, stając się zakupem bardziej opłacalnym. GeForce GTX 670 łatwością pokonuje też kartę Radeon HD 7950, dla której według Nvidii jest głównym konkurentem. W dodatku, testowany przez nas model karty Radeon HD 7950 miał fabrycznie zwiększone zegary taktujące (taktowanie rdzenia zwiększone z 800 do 900 MHz), co i tak okazało się niewystarczające do dogonienia GeForce GTX 670. Nowa karta Nvidii pod względem wydajności konkuruje raczej z kartami Radeon HD 7970 i według naszych testów jest to walka wyrównana.
Wszystko jak zwykle rozbija się o ceny. Aktualnie karty Radeon HD 7950 są dostępne już za około 1500 złotych lub nawet mniej, co sprawia, że grają raczej w innej lidze niż GeForce GTX 670, zarówno pod względem wydajności jak i ceny, i w nowej serii Nvidi wciąż nie mają bezpośredniego konkurenta. Porównywalny pod względem wydajności standardowo taktowany Radeon HD 7970 jest dostępny już za około 1750-1770 zł, a w wersji niereferencyjnej z układem graficznym taktowanym zegarem 1000 MHz kosztuje tylko kilkadziesiąt złotych więcej. To sprawia, że wybór zależnie od własnych preferencji i upodobań powinien rozegrać się pomiędzy tymi dwoma modelami.
GeForce GTX 670 wydziela mniej ciepła i pobiera mniej energii niż Radeon HD 7970, jednak porównywalną wydajność osiąga dzięki przewadze taktowania układu graficznego, które jak sprawdziliśmy często osiąga pułap 1010-1030 MHz podczas obciążenia. Przy porównywalnej wydajności karta firmy AMD wciąż pracuje z zegarem 925 MHz, z tego powodu ma większy zapas taktowania i powinna z łatwością oferować wyższą wydajność po podkręceniu. Wybór należy do Was.
Sprzęt do testów dostarczyły firmy: