Az X-faktor

Az NVIDIA még tavaly februárban indította útjára a Maxwell GPU mikroarchitektúrát, mely a középkategóriás GTX 750-es szériával rajtolt el. Ezt követve, nagyjából fél évvel később futott be a felsőkategóriás GTX 980 és GTX 970, melyeket idén januárban a közép és felsőkategória határán tanyázó GTX 960 követett. Az i-re a pontot (vagy inkább a Maxwell sorozatra a koronát) a minden szempontból hatalmas GM200-as GPU tette fel, mely végül a GTX Titan X névre keresztelt videokártyával mutatkozott be a nagyközönségnek.

[+]

Mindezen történésekre idáig nem nagyon tudott mivel előrukkolni a konkurencia, bár azt már hónapok óta tudni lehet, hogy azért az AMD sem nézi ölbe tett kézzel az NVIDIA sikeres ténykedéseit. Az aktuálisan elérhető leggyorsabb egy GPU-s Radeon továbbra is az R9 290X, mely éppen az első Titan ellen került bevetésre, még 2013 őszén. Ezt már a tavaly nyár végén megjelent GTX 980 is beelőzte, így ebből a szempontból nem számíthatunk túl nagy meglepetésre, ergo annak kijelentéséhez nem kell jóstehetség, hogy bizony a GTX Titan X számára sem okoz gondot az AMD jelenlegi csúcskártyája.

[+]

Míg erős dupla pontosságú végrehajtási tempója okán az első Titan alapjául szolgáló GK110-es GPU a szuperszámítógépekbe szánt Tesla kártyákon is helyet kapott, addig a GM200 ilyen szempontból zabigyerek, hisz mindössze 0,19 TFLOPS-os számítási teljesítményével nem állná meg a helyét ezen a téren. Mindez azt jelenti, hogy a legújabb csúcs GPU csak a grafikai megjelenítésekhez tervezett GeForce és Quadro márkanevek alatt kap szerepet.

A Maxwell nagyon nagyban

A Titan X természetesen a Maxwell architektúra második generációs dizájnját használja, amely tartalmaz érdekességeket, bár ezt a Titan termékcsalád iránt érdeklődő réteg jellemzően negatívan fogja fel – de ne rohanjunk ennyire előre. Az új GM200-as kódnevű lapka megmaradt a 28 nm-es gyártástechnológián, és a 8 milliárd tranzisztorból felépülő, 601 mm²-es chipbe 24 darab streaming multiprocesszort sikerült beépíteni, amit az NVIDIA a Maxwell esetében már SMM-nek, azaz Maxwell streaming multiprocesszornak hív.

[+]

A streaming multiprocesszorok felépítése semmit sem változott a GM204-ben és a GM206-ban megismert megoldáshoz képest, ennek köszönhetően az SMM esetében megismételhetnénk mindazt, amit a GM204-ről leírtunk az alábbi oldalon. A linkelt cikkben részleteztük az architektúra működését, így most inkább a változásokra koncentrálunk.

Bár memóriahierarchia szempontjából a GM200 nem módosult, de a lapka már 3 MB kapacitású megosztott L2 gyorsítótárat tartalmaz, amit mindegyik streaming multiprocesszor elérhet, és a CUDA magok írhatnak is bele. Ennek egy része most is a mozaikos optimalizálást segíti, amolyan lapkán belüli dedikált memóriaként. Memóriavezérlő tekintetében az NVIDIA továbbra is maradt a crossbarnál. A GM200 384 bites szélességű buszt használ, ami három, 64 bites csatornára van szétosztva. Egy-egy csatornához egy ROP-blokk tartozik, ami összesen 96 blending és 384 Z mintavételező egységet eredményez.

[+]

A GM200 dupla pontosság tekintetében másolja a GM204 és a GM206 dedikált egységeket bevető megoldását. Ez a Titan X egyik érdekessége, ugyanis az NVIDIA ezt a kategóriát azért hozta létre, hogy megfizethető áron (a professzionális megoldásokhoz viszonyítva a kicsivel 1000 dollár feletti árcédula annak számít) is lehessen dupla pontosságra tervezett GeForce VGA-kat vásárolni, de a GM200 esetében a dupla pontossággal elérhető elméleti számítási tempó a szimpla pontosság mellett felmutatott elméleti sebesség 32-ed része lesz, ami jóval gyengébb eredmény bármelyik korábbi Titan VGA-nál.

A setup területén sem módosult a GM200, így az NVIDIA továbbra is egy raszteres és egy úgynevezett PolyMorph részre vágja a hagyományos értelemben vett setup motort. Az előbbi egységből hat található a lapkában, azaz egy raszter motor négy darab streaming multiprocesszor ellátásáról gondoskodik. Ezt a felállást a vállalat Graphics Processing Clusternek (GPC) szokta nevezni, és ez most sincs másképp. A raszter motor órajelenként 16 pixelt képes feldolgozni, ami természetesen a teljes lapkára nézve 96 pixelt jelent, és ez tökéletesen egyensúlyban van a 96 blending egységgel is, azaz a friss lapka ezen a ponton kiegyensúlyozott. Mindemellett a GM200 órajelenként hat háromszöget képes feldolgozni.

Multimédiás szempontból a GM200 a GM206-zal egyezik, így megkapja a frissített NVENC nevű hardveres blokkot, amely a H.264-es videók transzkódolása mellett a HEVC-vel is megbirkózik.

[+]

A GM200 esetében érdemes megjegyezni, hogy az NVIDIA ezeket az óriási lapkákat jellemzően a Tesla termékcsaládhoz tervezte a múltban, de a Maxwell architektúrára esetében ez megváltozott, mivel az ultramobil piac került a fókuszba. A GM200 a HPC szerverek területén sok esetben versenyképtelen is lenne, éppen ezért a GeForce GTX Titan X egy olyan fejlesztés, amelyet az NVIDIA bizonyos HPC munkafolyamatokhoz is ajánl, mivel GM200-as Tesla VGA előreláthatólag úgy sem lesz. Persze a fókuszt itt a gépi tanulás kapja, ahol a rendkívül gyenge dupla pontosság melletti teljesítmény nem számít, mivel más területre sokkal jobb hardvereket is lehet vásárolni, akár házon belül is.

Az ASUS GeForce GTX TITAN X

Szerkesztőségünkbe az ASUS által csomagolt GeForce GTX Titan X referenciakártya érkezett, mely a közelmúltban megszokott formájú és színvilágú dobozban landolt az asztalunkon.

[+]

A gyártó csomagolása most sem rejt túl sok mindent a kártyán kívül, így a szokásos driverlemezen és leíráson túl csak egy tápátalakító kábelt találtunk.

[+]

A kártya külsőre abszolút az elődökre hajaz, csupán a színezés változott, ami jelen esetben a (majdnem) teljesen feketét takarja. Az egyetlen GPU okán a légkavaró a kártya hátuljában található. A Titan X minden részletében minőségi hatást kelt, ami a jó anyagválasztásnak és a remek összeszerelésnek köszönhető. A burkolat nagy része fémből készült, amiből még a ventilátor közepére is jutott egy apró szelettel. A bordát egy kis plexiablakon keresztül szemlélhetjük, ami már csak a porosodás ellenőrzése miatt is hasznos lehet. A Titan X teljes hossza körülbelül 27 centiméter, ami ugyan alapvetően már hosszúnak számít, de ebben a kategóriában jelenleg (még) inkább csak átlagosnak nevezhető.

[+]

A kártya oldala szintén a közelmúlt referencia modelljeire hasonlít, ugyanis itt is visszaköszön a világító, zöld színben pompázó GeForce GTX felirat, melynek világítását egy kis segédprogrammal akár ki is kapcsolhatjuk. A felirattól jobbra húzódik a két PCI Express szabványú tápcsatlakozó, melyek közül az egyik 8, míg a másik 6 tűs, így a PCI Express slot segítségével összesen 300 watt maximális áramfelvétel biztosítható a kártyának.

[+]

A hűtés egy PWM-es légkavaróból és egy méretes alumíniumbordából áll. A bevett gyakorlat szerint egy fekete fémlap fedi le a NYÁK további, nagyobb részét, ami a memóriák és a tápellátás hűtéséért felel. A borda két részből áll: a sok függőleges lamellát tartalmazó felső szekció alatt egy rézbetétes rész kapott helyet, melyben hőkamra lapul. GM200 kódjelű egység 601 mm² területű, ami igencsak nagynak számít még a csúcs GPU-k között is. Viszonyításképpen az előd, GK110 kódjelű egység 551 mm², míg a konkurens AMD Hawaii csupán 438 mm². Mindezen tulajdonságok a fogyasztás mellett a gyártási költségekre is komoly hatással vannak.

Ahogy már említettük, a grafikus processzor alapórajele 1000 MHz, melyet a GPU Boost 1075 MHz-ig képes feltolni. A GPU körül szokás szerint a memóriák kaptak helyet, melyek 384 bites buszon keresztül csatlakoznak a központi egységhez. A GDDR5-ös memóriák most épp a Hynix műhelyéből származnak; a H5GQ4H24MFR-R2C típusjelzésű chipek papíron 7 GHz-es effektív sebességre képesek. Az egyenként 1 gigabit (512 MB) kapacitású egységekből huszonnégy darab került a NYÁK-ra, mely így összesen nem kevesebb mint 12 GB memóriát jelent az egyetlen szál GPU-ra. A GPU tápellátása 6 fázisból áll, melyek meglehetősen minőségi komponensekből épülnek fel. A rendszer vezérléséről OnSemi NCP8114 chip gondoskodik.

Végül jöjjön a hátlapi szekció, ami megegyezik a GTX 980 esetében látottal. Mindez azt jelenti, hogy DVI-ból (ami jelen esetben dual-link DVI-I típust jelent) egyetlen darab került a kártyára, a többi helyet a DisplayPort 1.2 és HDMI 2.0 oltárán áldozták fel: előbbiből három, utóbbiból egy darabot kapunk. Ami a többmonitoros felhasználást illeti, összesen négy kijelző (amelyek lehetnek akár 4K felbontásúak is MST módban) egyidejű meghajtására van lehetőség, a legnagyobb felbontás pedig 5120x3200 képpontnál tetőzik 60 hertzes frissítés mellett, hála az új HDMI szabványnak.

Tesztkonfig, fogyasztás, hűtés, specifikációk

Csúcskategóriás kártyákról lévén szó most is úgy döntöttünk, hogy Intel Core i7-3770K processzorunk órajelét egy egészséges tuning keretein belül 4,3 GHz-re emeljük, ami mellé a 16 GB G.Skill márkájú memóriánk üzemi órajelét 1866 MHz-re srófoltuk fel. Ami a meghajtóprogramokat illeti, a Radeon kártyákat a Catalyst 15.4 beta driverrel teszteltük, míg az NVIDIA kártyáihoz a 350.12-es WHQL drivert telepítettük fel.

A játékokat a tesztben szereplő kártyákban lapuló számítási teljesítmény miatt 1920x1080-as (Full HD) és 2560x1440-es (WQHD) felbontásban teszteltük. A képminőséget játéktól függetlenül maximálisra állítottuk. A meghajtóprogramban mindent alapértelmezett beállításokon hagytunk, az anizotropikus szűrést, illetve az élsimítást pedig mindig az adott játékban aktiváltuk. Korábbi szavazásunk eredménye alapján ahol lehet, DirectX helyett a Mantle renderert választjuk ki a GCN-alapú Radeon kártyák esetében, azaz HD 7000-től felfele.

Játékok

• Alien: Isolation (DirectX 11) – motor: CA Engine / műfaj: FPS
• Batman: Arkham Origins (DirectX 11) – motor: Unreal Engine 3 / műfaj: TPS
• Company of Heroes 2 (DirectX 11) – motor: Essence Engine 3.0 / műfaj: stratégia
• GRID Autosport (DirectX 11) – motor: EGO Engine 3.0 / műfaj: autóverseny
• GTA V (DirectX 11) – motor: EGO R.A.G.E. / műfaj: TPS/akció
• Metro: Last Light (DirectX 11) – motor: 4A Engine / műfaj: FPS
• Middle-earth: Shadow of Mordor (DirectX 11) – motor: LithTech Jupiter EX / műfaj: TPS
• Thief (DirectX 11/Mantle) – motor: Unreal Engine 3 / műfaj: FPS/akció
• Sniper Elite 3 (DirectX 11/Mantle) – motor: Asura / műfaj: FPS/akció

A mérésekhez használt játékok palettáját újfent megváltoztattuk kissé. Fontosnak tartjuk, hogy viszonylag naprakész és/vagy népszerű címeket alkalmazzunk, ezért a Battlefield 4-et az Alien: Isolation váltotta, a GRID 2 helyét a GRID Autosport vette át, a Sniper Elite 3 a Crysis 3 helyére ugrott be, a Hitman: Absolutiont a Middle-earth: Shadow of Mordor című TPS-re cseréltük le, míg a legutóbbi Tomb Raider epizódott a GTA V váltotta.

A könnyebb és pontosabb mérés, valamint összevetés érdekében minden játéknál a beépített benchmark toolt használtuk, amit az Alien: Isolation esetében FRAPS-szel egészítettünk ki a minimum képkockaszám kinyerése miatt. A grafikonokat a minimum képkockák értékei alapján rendeztük csökkenő sorrendbe, ahol a mindenkori nagyobbik felbontás az elsődleges szempont.

Fogyasztás

A fogyasztást konnektorba dugható, digitális VOLTCRAFT Energy Logger 4000 készülékkel vizsgáltuk. A grafikonon az egyes videokártyákkal kiegészített rendszerek fogyasztása látható alaplappal, processzorral, táppal és a többi alkatrésszel együtt, de természetesen a monitor nélkül. A méréseket a Metro: Last Light benchmarkja alatt végeztük, mely 1920x1080-as felbontásban került lefuttatásra. Játékkal terhelt mérés közben meglehetősen sűrűn és gyorsan ingadozik a fogyasztás, ezért ide egy olyan értéket próbáltunk regisztrálni, ami a legtöbbször villant fel az eszköz kijelzőjén, vagyis nem a csúcsértéket jegyeztük fel.

Fogyasztás szempontjából a Titan X szintén a csúcskategóriában mozog, ami nagyjából 50 wattal jelent többet a GTX 980 eredményénél, és egy picivel kevesebbet a korábbi Titan értékénél.

Hűtés

Az NVIDIA referenciahűtője egyelőre nem követi az új trendet, azaz üresjáratban is forog a ventilátor. Ennek megfelelően van egy kis hangja, de nem zavaró, egy zárt konfigurációból pedig valószínűleg ebből nem sok szűrődik ki. Terhelve már nem annyira rózsás a helyzet, ugyanis az egy szál légkavaró eléggé fel tud pörögni, ami a fogyasztás tetkintetében nem is csoda. Ugyanakkor a zaj így sem annyira vészes, szerintünk még az elviselhető kategóriába tartozik.

Tuning

Végül természetesen a kártya túlhajtási lehetőségeire is vetettünk egy pillantást.

Ahogy korábbi cikkeinkben már említettük, a Kepler bevezetésével némiképp változott a tuning, hisz az NVIDIA turbója, a GPU Boost megjelent a színen. Azt már tudjuk, hogy a Boostot nem lehet kikapcsolni, így az a túlhajtás során is jelen van. Végül az EVGA PrecisionX segítségével 112 MHz-nyi pluszt tudtunk a GPU frekvenciáira rápakolni, amivel az alapórajel 1112, míg a Boost 1186 MHz lett. Végül a GDDR5-ös chipekre került a sor, melyek üzemi frekvenciáját 300 MHz-cel sikerült túlhúzni.

Shadow of Mordor, GRID, Company of Heroes 2

A Shadow of Mordor, GRID Autosport és Company of Heroes 2 hármas esetében simán vitte a pálmát a Titan X, hol nagyobb, hol egy kicsit kisebb előnnyel a második helyen álló kártyához képest.

Metro: Last Light, Alien: Isolation, Thief

A második triónál sem változott a helyzet, csupán Metro alatt a minimum fps-ek számában tudott közel maradni csúcs GeForce kártyához az R9 290X.

Batman, Sniper Elite 3, GTA V

Az utolsó hármasnál sem változott a helyzet, ergo itt is egyértelmű első helyet produkált a főszereplő Titan X.

ComputeMark, LuxMark

A GPU-k általános számítási feladatokra való használatának népszerűsödésével két, ezen képességet vizsgáló benchmark is bekerült méréseink közé. Mivel félig-meddig szintetikus tesztekről van szó, így messzemenő következtetéseket nem érdemes levonni ezek eredményeiből.

A ComputeMark egyszerűbb DirectCompute shaderekkel operál, melyekkel főleg a játékok alatt lehet találkozni. A Luxmark az egyik legelterjedtebb benchmark a ray-tracing tesztelésére.

Összegzés

Az összesítés alapján a GeForce GTX Titan X egyértelműen a leggyorsabb egyetlen GPU-val szerelt kártyának kiáltható ki. A közvetlenül alatta tanyázó GTX 980-nál átlagosan nagyjából 30, míg az R9 290X-nél nagyjából 36 százalékkal gyorsabb. Az első, valamivel több mint két éve megjelent Titan kártyához képest körülbelül 52% az előnye, ami már tetemes különbség.

Teljesítmény/fogyasztás tekintetében továbbra is nagy előnnyel a vezet a Maxwell, a Titan X pedig ezt jól használja ki, ugyanis még a GTX 980-nál is kedvezőbb értéket produkált.

A GeForce GTX Titan X minden kétséget kizáróan egy újabb remekül sikerült videokártya az NVIDIA-tól. Mindez annyit tesz, hogy per pillanat ez a termék viszi a leggyorsabb egyetlen GPU-val szerelt grafikus kártya címét, ráadásul jelenleg igen nagy előnnyel teszi ezt. Ezen felül energiahatékonyság terén is nagyon szép eredményt produkál, amiért tőlünk mindenképpen jár a pluszpont. Nekünk egyedül a hűtés nem tetszett annyira, mely felett szerintünk már kissé eljárt az idő. Üresjáratban a légkavaró már nyugodtan le is kapcsolhatna, de alapvetően kevés egyetlen ventilátor egy ekkora fogyasztású megoldásra, legalábbis a csendes üzemhez mindenképpen.

[+]

Amennyiben az elnevezés és a fenti eredmények nem tennék egyértelművé, itt bizony egy prémium termékről, vagy mondhatjuk úgy is, hogy luXusmodellről van szó, ami azoknak vásárlóknak szól, akiket sokkal inkább érdekel a maximális teljesítmény, mintsem az árazás, vagyis az ár/érték arány. Ennek megfelelően az NVIDIA GeForce GTX Titan X árcímkéje 340 000 forint környékéről indul, ami nem kevés, de aki nem tűri a kompromisszumokat, tehát a leggyorsabb egyetlen GPU-s videokártyára vágyik, annak per pillanat konkrétan ezt a kártyát kell megvennie.

NVIDIA GeForce GTX Titan X videokártya

Oliverda és Abu85

A tesztben szereplő ASUS GeForce GTX Titan X VGA-t deicide nevű olvasónk adta kölcsön.