На проходящей в эти дни конференции GTC 2014 компания NVIDIA анонсировала графический чип поколения Pascal, выход которого запланирован калифорнийским разработчиком на 2016 год. Именно GPU на данной микроархитектуре придут на смену только начинающим свой жизненный цикл ядрам Maxwell.

Как стало известно из доклада, одной из интересных фишек будущей новинки станет технология NVLink, которая позволит ускорить обмен данными между процессором и графическим чипом в 5-12 раз в сравнении с нынешними показателями (скорость передачи данных будеит достигать 80 Гбайт в секунду).

Данное коммуникационное решение должно помочь преодолеть проблему низкой пропускной способности при построении графических систем на базе нескольких графических ускорителей. Таким образом, скорость сообщения между CPU и GPU с приходом первых адаптеров Pascal может выйти на новый качественный уровень.

Кроме этого в докладе говорится об использовании технологии NVIDIA 3D Memory, позволяющей благодаря установке DRAM непосредственно на кристалл GPU увеличить скорость работы памяти и уменьшить задержки.

По данным компании NVIDIA, производительность адаптеров поколения Pascal может достигать до 20 TFLOPS. Для сравнения, оригинальные адаптеры Tesla, выпущенные в 2008 году, обладали показателем в 1 TFLOPS, тогда как актуальные представители поколения Maxwell должны обеспечить производительность в районе 12 TFLOPS.

Президент компании NVIDIA Дженсен Хуанг (Jen-HsunHuang) продемонстрировал собравшимся журналистам тестовый модуль Pascal, а впереди еще ожидают первые демо-сцены с системой на его основе.

Пока что остается неизвестным, что стало с поколением Volta, которое считалось приемником Maxwell.

Похоже на то, что сегодня у нас будет возможность узнать больше информации о новой микроархитектуре Maxwell, которую приоткроет журналистам президент компании NVIDIA Дженсен Хуанг (Jen-Hsun Huang) в рамках конференции GTC 2014. Накануне в Сети было опубликовано краткое превью предстоящего доклада, где будет представлено множество новой информации о новинках калифорнийского производителя.

Наши коллеги с сайта Videocardz.com опубликовали собственное представление о том, про что именно будет говорить Дженсен Хуанг. Итак, как говорилось выше, президент NVIDIA собирается предоставить публике первые официальные данные о высокопроизводительных GPU, созданных на основе 20-нанометровой версии микроархитектуры  Maxwell. Считается, что новинки будут выпущены на рынок в серии графических ускорителей GeForce 800. Вероятнее всего это будет лишь подробное описание особенностей новой архитектуры, на подобие того, что мы видели при первом знакомстве с ядром GK110 поколения Kepler. Никаких рабочих образцов видеокарт здесь мы, скорее всего, не увидим.

Также генеральный директор NVIDIA продолжит разговор о новой программной среде DirectX 12, начатый на прошлой неделе. Поскольку презентация продлится почти два часа, можно ожидать, что будут показаны демонстрационные ролики, которые в подробностях расскажут о работе API. Ожидается, что новинка от калифорнийских разработчиков сделает большой шаг вперед в производительности. Как известно, «двенадцатый DirectX» должен стать ответом NVIDIA на среду программирования AMD Mantle.

Ну, и напоследок стоит отметить, что в рамках доклада вполне может состояться анонс двухъядерного графического ускорителя GeForce GTX 790. Однако последнее – всего лишь предположение журналистов Videocardz.com.

На протяжении достаточно долгого промежутка времени, почти все анонсы новых линеек видеокарт, да и остальных компьютерных комплектующих, начинались с презентации флагманских решений и только после этого в свет выходили те, что помладше. Но похоже, сейчас, такой подход не в тренде и вслед за компанией AMD, которая в последнем анонсе представила сначала «среднечков» из серии серии R7, а уже затем настоящих флагманов линейки R9, и компания NVIDIA также решила начать выпуск решений на базе новой архитектуры Maxwell с мидл сегмента. В результате чего, на рынок вышли сразу две видоекарты: GeForce GTX 750 и GeForce GTX 750 Ti.

Итак, в новинках используется первая генерация архитектуры Maxwell, которая является очередным витком в развитии графических процессоров от компании NVIDIA. Она основана на значительно доработанной архитектуре Kepler. Давайте более детально изучим сходства и нововведения.

Как и прежде, в состав GM107, именно так называется графический чип GTX 750 Ti, входит блок управления потоками GigaThread Engine, конечно его роль для данного чипа не столь значительна, так-как вычислительный раздел GPC (Graphics Processing Cluster) всего один. ROP-блоки, которые так и остались за границами GPC, общая кэш память второго уровня и два контроллера оперативной памяти. На этом уровне основным отличием от Kepler является увеличение кэш памяти второго уровня до 2МБ, ранее использовалось всего 256КБ.

В раздел GPC также входят потоковые мультипроцессоры – SMM, ранее именуемые SMX. Именно в них инженеры NVIDIA произвели наиболее значимое изменение в виде дробления одного SMM на четыре раздельных модуля, можно сказать, что в результате при неизменном уровне вычислительной логики мы получаем увеличенное количество управляющей логики. В итоге, в GM107 разместились 5 разделов GPC, против двух SMX в GK107.

При процентном сравнение показателей, мы видим, что производительность отдельно взятого ядра Maxwell относительно Kepler увеличилась на 135%, а показатель производительности к энергопотреблению улучшился в два раза.

Благодаря выпуску новых архитектур, за последние четыре года, NVIDIA может похвастаться четырёхкратным увеличением отношения производительности к энергоэффективности, результаты значительные и при этом очень стабильные. Однако, их стабильность немного уменьшает наш к ним интерес, пользователю всегда хочет увидеть нечто большее.

GeForce GTX 750 Ti, показывает почти двукратное превосходство по максимально потребляемой энергии относительно своего главного конкурента. А вот как различается их производительность покажет раздел тестирования.

Быстрее паровоза, а если точнее, быстрее эталонный версии GTX 750TI у нас оказалась карта от компании ZOTAC GTX 750 Ti OC. Давайте изучим уровень производительности 750TI как таковой, а также узнаем особенности вариаций от ZOTAC.

Карта поставляется в небольшой упаковке, в ее оформлении полностью просматривается фирменный стиль компании ZOTAC, уже известный нам по предыдущим обзорам видеокарт.

Комплект поставки не радует изобилием, но по мимо инструкции в нем имеются два переходника: DVI to VGA и один 2Molex to 6pin. Хотя, для карт этой ценовой категории все на месте.

Визуально карта сразу напоминает предыдущие решения от компании ZOTAC, например, ранее рассмотренную GTX 660 Ti, в дизайне которой также используются вентиляторы с оранжевой крыльчаткой и черно-матовый кожух.

Длинна карты, относительно эталонного варианта, увеличилась на 49мм и в итоге составила 194мм.

На обратной стороне печатной платы нет ни каких основополагающих микросхем. Мы можем увидеть, что габариты карты дополнительно были увеличены из-за кожуха системы охлаждения, выходящего за пределы печатной платы примерно на 18мм.

Для подключения к мониторам или телевизорам распаян, можно сказать, стандартный набор разъемов:

• Dual-Link DVI-D;
• Dual-Link DVI-I;
• HDMI;
• Display Port.

Система охлаждения фиксируется на карте благодаря четырем подпружиненым болтам и поэтому демонтируется довольно легко. В ее основе заложен небольшой радиатор к которому крепятся два вентилятора FD8015H12S от компании FirstD, сверху всю конструкцию накрывает алюминиевый кожух.

Признаюсь, я был приятно удивлен, когда в основании радиатора обнаружил наличие тепловой трубки. Она помогает распределять тепло по небольшому радиатору, при этом использует принцип прямого контакта с графическим ядром. Переход от тепловой трубки к радиатору не идеален, но и не плох, мне встречались карты топового сегмента, с графическими ядрами тепловыделение которых в разы больше 750Ti, и на них этот переход был выполнен хуже. Рассеивающие ребра радиатора небольшие, но для заявленного уровня тепловыделения их должно хватить с запасом.

После работы над парой-тройкой обзоров топовых видеокарт, GTX 750Ti кажется действительно компактной. Графическое ядро обеспечивается питанием от обычной двухфазной системы, видеопамяти и вовсе однофазной, и здесь полный паритет с эталонной версией, но одно отличие все же имеется, на карте распаян 6pin конектор для подключения дополнительного питания, а это повышает шансы на удачный разгон и снижает нагрузку на линии питания материнской платы. Хочу отметить, при беглом изучении вариаций GTX 750Ti от других производителей, я обнаружил, что многие решили последовать за эталонным вариантом и не распаивали разъем доп.питания.

Графический кристалл имеет маркировку GM107-400-A2 и похоже выпущен на 51вой недели 2013 года, его площадь небольшая, всего 148 кв.мм. На краях подложки имеется рамка, защищающая кристалл от сколов, ее зеленый цвет придает некое сходство с графическим ядром главное конкурента от AMD.

Общий объем видеопамяти составляет 2Гбт и представлен четырьмя чипами H5GC4H24MFR производства SK Hynix. Стандартно память работает на частоте в 1350Мгц и использует 128-битную шины.

После знакомства с внешним видом GTX 750Ti пришло время поговорить о ее производительности, для изучения которой мы использовали наш, уже постоянный тестовый стенд со следующей конфигурацией:

• Процессор: Intel Core i7 4770K @ 4400 МГц (HT включена, Turbo - выключена);
• Материнская плата: ASUS Sabertooth Z87;
• Оперативная память: Transcend aXeRam DDR3-2400;
• Жёсткий диск: Transcend Half-Slim SSD TS64GHSD740 (для системы), Seagate ST3250410AS для данных;
• Блок питания: Seasonic X-1250 GOLD (SS-1250XM);
• Microsoft Windows 8.1 Professional + последние обновления.

Перед началом тестирования, приведем скриншот программы GPU-Z, кстати, в версии 0.7.7 имеется полная поддержка новинки, ни каких проблем с идентификацией карты не возникло. Как и отмечалось ранее, графический чип GM107 основан на 28нм техпроцессе, в него входят 1870 млрд. транзисторов, 16 блоков растеризации, 40 текстурных блоков и 640 шейдерных блоков.

Графический чип работает на увеличенной до 1046Мгц частоте, напомним, штатный режим составляет 1020Мгц. Как показывает мониторинг программы MSI Afterburner в турбо режиме частота достигает 1163Мгц, при этом, основываясь на данные все того же мониторинга, на ядро подается напряжение в 1.2В против штатных 1,168В.

Во время прохода всего цикла графических тестов, максимальная температура графического ядра составила 61°C, при этом вентиляторы системы охлаждения раскрутились до 39%процентов своей мощности и оставались не слышимыми на фоне шума издаваемого от работы жесткого диска.

C помощью утилиты MSI Afterburner мы разогнали ZOTAC GTX 750 Ti OC по графическому ядру до 1298Мгц (в турборежиме), видеопамять смога взять частоту в 1550Мгц, при таких частотах вентелятор системы охлаждения раскрутился до 43% свой мощности а температура составила 63°C, что не на много отличается от штатного режима.

Для тестирования в играх было установлено рабочее разрешение в 1920x1080, все настройки, доступные в опциях игры или бенчмарка были выставлены на максимум (В том числе и тесселляция). Полноэкранное сглаживание также устанавливалось в максимально доступный режим. Конечно, данные настройки в большинстве приложений не позволили получить игровой FPS, но такой режим тестирования был выбран для правильного сопоставления результатов со старшими картами, которые, как оказалось, позволяют получать гораздо более комфортный игровой режим.

Смотря на результаты тестирования, можно с уверенностью сказать о том, что видеокарта GeForce GTX 750 Ti с графическим чипом GM107 оказалась действительно очень энергоэффективной картой. Инженерам NVIDIA удалось получить уровень производительности почти полностью аналогичный конкурентам, но при этом энергопотребление уменьшилось в двое. Так в большинстве тестов, GTX 750 Ti смогла обогнать своего главного конкурента в лице Radeon R7 260X но не дотянула до Radeon R7 270, справедливости ради, нужно отметить, что цена GTX 750 Ti находится как раз между цен конкурентов.

Беря в расчет правильное ценовое позиционирование, к эталонному варианту GTX 750 Ti все же есть одна претензия. На наш взгляд, карта выпущена на рынок без какой либо ориентации на определенного клиента. Например, для покорения рынка HTPC систем, она должна быть однослотовой, что вполне возможно при ее характеристиках энергопотребления. А для того, что бы приглянуться бюджетным покупателям карта должна иметь улучшенную систему охлаждения и возможность подключения дополнительного питания, именно это позволит выжать из карты максимум!

Рассмотренный сегодня вариант GTX 750 Ti от компании ZOTAC подходит именно для второго случая. Эта видеокарта поможет энтузиастам выжать из GM107 максимум возможностей.

Итак, нам остается ожидать на тестировании низкопрофильную GTX 750 Ti, возможно, она и вовсе не появится. А также не стоит забывать про третий возможный путь использования графического ядра GM107 в ноутбуках и моноблоках, именно так этот вариант архитектуры Maxwell будет максимально полезен. Ведь искушённый на производительность покупатель редко обращает внимание на энергоэффективность.

Обсудить материал можно на Форуме или в наших группах ВКонтакте и Facebook.

По сообщениям наших зарубежных коллег, первый графический чип поколения Maxwell в исполнении NVIDIA, который носит обозначение GM107, будет иметь разное количество CUDA-ядер и потоковых мультипроцессоров в сравнении с представителями семейства Kepler, хотя их компоновка будет схожей. Если верить опубликованным в эти дни сообщениям, чип будет располагать пятью потоковыми мультипроцессорами (SMM - Maxwell Streaming Multiprocessor) – основной вычислительной единицы GPU.

В состав каждого SMM входит 128 ядер CUDA, а не 192, как это было в модулях SMX ядер поколения Kepler. Если данное утверждение правдиво, то ядро GM107 должно нести в себе в максимальной конфигурации 640 CUDA, которые все будут активны в графическом ускорителе GeForce GTX 750 Ti. Логично будет предположить, что для адаптера GTX 750 один из потоковых мультипроцессоров будет отключен, что в конечном итоге даст нам число CUDA-ядер, равное 512 единицам.

По слухам, компания NVIDIA готовит два 28-нанометровых ядра Maxwell - GM107 и более компактный GM108; три более производительных варианта – GM206, GM204, GM200 – наконец, введут в сегмент графических ускорителей 20-нанометровый технологический процесс. Вероятно, последние три GPU должны будут сменить на рынке видеочипы GK106, GK104 и GK110, соответственно.

Немного свежей интересной информации о предстоящей микроархитектуре Maxwell в исполнении компании NVIDIA в эти дни поступило в Сеть. Согласно данным наших зарубежных коллег, это семейство будет характеризоваться великолепными показателями энергоэффективности и разрабатывалось инженерами калифорнийской компании с оглядкой на мобильный рынок. Также как и поколение Kepler, поколение Maxwell найдет свое применение в мобильных SoC-чипах семейства Tegra.

Учитывая направленность будущей микроархитектуры на уменьшение потребления электроэнергии и оптимизации расхода заряда аккумулятора, можно сказать, что компания NVIDIA изменила тактику своих действий и направила внушительную часть своих производственных мощностей на мобильный рынок.

Это подтверждает и предстоящая анонсированная недавно логика Tegra K1, которая благодаря графике Kepler порадует хорошими показателями быстродействия видеоподсистемы и малым уровнем TDP. По предварительным данным в мобильном сегменте микроархитектура Maxwell включится в борьбу уже в самом начале 2015 года.

Итак, по данным наших коллег, будущее семейство Maxwell будет поделено на три категории. В первой будут представлены дискретные модели с уровнем TDP от 200 Вт выше, самые экономичные представители в рамках серии чипов Tegra порадуют энергопотреблением в районе 2-3 Вт. Все, что находится между этими моделями, будет относиться к среднему классу.

Как уже было сказано ранее, первым на рынок выйдет GPU Maxwell модели GM107, который покажет себя как в десктопном, так и мобильном сегменте. Мобильная версия ядра должна быть готова к обновлению мобильной платформы Intel Broadwell, примерно в третьем квартале 2014 года.