Когда вышла 2070 rtx

Обзор Nvidia GeForce RTX 2070: третий по скорости ускоритель игрового класса нового поколения

Мы уже рассматривали в своих материалах как топовую видеокарту GeForce RTX 2080 Ti, так и среднюю из трех анонсированных летом моделей GeForce RTX 2080, оказавшуюся довольно выгодным вариантом. Но вместе с ними компания Nvidia анонсировала и самую доступную модель — GeForce RTX 2070, на которую рассчитывают многие любители игр из-за сравнительно низкой цены и хорошего соотношения цены и производительности.

Напомним, что Nvidia анонсировала решения линейки GeForce RTX, основанные на новой архитектуре Turing, еще в августе. На игровой выставке Gamescom были объявлены три модели, основанные на графических процессорах разной сложности и производительности: TU106, TU104 и TU102. Используемый при производстве графических процессоров архитектуры Turing техпроцесс 12 нм FinFET по характеристикам лишь чуть лучше 16-нанометрового, известного по предыдущему поколению Pascal, поэтому чипы семейства Turing получились довольно большими по размеру и дорогими, что отразилось и на розничных ценах.

Основной отличительной особенностью семейства GeForce RTX стала поддержка аппаратно ускоренной трассировки лучей, что позволяет использовать физически корректные расчеты лучей света, в отличие от растеризации, лишь примерно имитирующей их распространение в 3D-сцене. Для того чтобы в очередной раз не рассказывать об основах и особенностях трассировки и отличиях от более привычной растеризации, мы предлагаем прочитать большую и подробную статью об этом.

Анонс технологии RTX и аппаратно поддерживающих ее GPU дал разработчикам возможность начать внедрение алгоритмов, использующих трассировку лучей. Со временем она заменит растеризацию, но это произойдет постепенно, а в первые годы использование трассировки предполагается исключительно в гибридном виде — с сочетанием растеризации и трассировки лучей, используемой для рендеринга некоторых эффектов, слишком сложных или вообще невозможных при растеризации.

К примеру, поддержка трассировки уже появилась в свежем проекте Battlefield V, в котором она используется исключительно для рендеринга реалистичных отражений, а вскоре планируется добавить поддержку этой технологии и в игру Shadow of the Tomb Raider, где она будет использоваться для отрисовки реалистичных теней. В дальнейшем трассировка лучей будет появляться в играх с самой продвинутой графикой.

Но кроме специализированных ядер для аппаратного ускорения трассировки лучей, в составе новых GPU есть и блоки, предназначенные для ускорения задач глубокого обучения — тензорные ядра, которые перешли в Turing от вычислительной архитектуры Volta. Они могут быть полезны как в широком ряде неграфических задач, так и в игровых применениях: для шумоподавления результата трассировки лучей с малым количеством сэмплов на пиксель, для хитрого полноэкранного сглаживания методом DLSS, о котором мы писали в статье по RTX 2080 Ti, и для многого другого.

Но достаточно ли мощности для таких применений у младшей на сегодня модели GeForce RTX 2070? В нынешнем обзоре мы как раз и попробуем в этом разобраться, сравнив новинку со старшими сестрами и решениями предыдущего поколения. Так как рассматриваемая модель видеокарты компании Nvidia основана на графическом процессоре архитектуры Turing, имеющей очень много общего с предыдущими архитектурами Pascal и Volta, то перед прочтением материала мы советуем ознакомиться с нашими предыдущими статьями:

[08.10.18] Обзор новинки 3D-графики 2018 года — Nvidia GeForce RTX 2080
[19.09.18] Nvidia GeForce RTX 2080 Ti — обзор флагмана 3D-графики 2018 года
[14.09.18] Игровые видеокарты Nvidia GeForce RTX — первые мысли и впечатления
[06.06.17] Nvidia Volta — новая вычислительная архитектура
[09.03.17] GeForce GTX 1080 Ti — новый король игровой 3D-графики

Стало уже привычным для последних семейств видеокарт Nvidia, что в линейке GeForce предлагаются и специальные продукты самой компании — так называемые Founder’s Edition. В этот раз при несколько более высокой стоимости ($599 против $499 для рынка США — цены без учета налогов) они обладают и более привлекательными характеристиками.

У таких видеокарт есть изначально весьма приличный фабричный разгон, а также видеокарты Founder’s Edition должны быть надежными и они выглядят очень солидно из-за строгого дизайна и специально подобранных материалов. Чтобы в надежности работы таких FE-видеокарт не оставалось сомнений, каждая плата тестируется на стабильность и обеспечивается трехлетней гарантией. Что оказалось весьма полезным делом, так как в некоторых из видеокарт первых партий топового решения допустили брак — но все вышедшие из строя такие карты без проблем заменяются по гарантии.

В видеокартах GeForce RTX Founder’s Edition применяется оригинальная система охлаждения с испарительной камерой на всю длину печатной платы и с двумя вентиляторами — для более эффективного охлаждения (по сравнению с одним вентилятором в предыдущих версиях FE). Длинная испарительная камера и большой двухслотовый алюминиевый радиатор обеспечивают довольно большую площадь рассеивания тепла, а тихие вентиляторы отводят горячий воздух в разные стороны, а не только наружу корпуса. В последнем есть и плюс и минус. К примеру, при очень плотном размещении видеокарт (не через слот, а в каждом) они могут перегреваться, ведь это — не самые обычные условия работы для GeForce.

Кроме описанных отличий, FE-видеокарты отличаются и несколько большим уровнем энергопотребления, что обусловлено повышенными тактовыми частотами GPU для таких вариантов. В этот раз партнерам компании приходится предлагать варианты с еще большим фабричным разгоном — экстремальные варианты с лучшими характеристиками по дополнительному питанию, а также усиленными системами охлаждения.

Архитектурные особенности

Младшая модель видеокарты GeForce RTX 2070 основана на графическом процессоре TU106. Этот GPU используется только для этой платы и имеет площадь 445 мм² (сравните с 545 мм² у TU104, на котором сделан RTX 2080, и с 471 мм² у лучшего игрового чипа семейства Pascal — GP102, основе GeForce GTX 1080 Ti), содержит 10,8 млрд транзисторов, по сравнению с 13,6 млрд транзисторов у среднего TU104 и с 12 млрд транзисторов у GP102 — основе GTX 1080 Ti.

Так как все новые GPU линейки Turing серьезно усложнились из-за появления дополнительных аппаратных блоков, которых вообще не было в Pascal, а техпроцессы для их производства применяются схожие, то по площади и сложности новые GPU увеличились. Заодно заметно увеличилась и себестоимость их производства, что сказалось и на выходе годной продукции и на розничных ценах.

Полная версия чипа TU106 содержит три кластера Graphics Processing Cluster (GPC), каждый из которых содержит по шесть кластеров Texture Processing Cluster (TPC), состоящих из одного движка PolyMorph Engine и пары мультипроцессоров SM. Соответственно, каждый SM состоит из: 64 CUDA-ядер, 256 КБ регистровой памяти и 96 КБ конфигурируемых L1-кэша и общей памяти, а также четырех блоков текстурирования TMU. Для нужд аппаратной трассировки лучей каждый мультипроцессор SM имеет также и по одному RT-ядру. Всего чип включает 36 мультипроцессоров SM, столько же RT-ядер, 2304 CUDA-ядер и 288 тензорных ядер.

Рассматриваемая нами модель GeForce RTX 2070 основана на полной версии этого чипа, поэтому все указанные характеристики соответствуют также и ей. Подсистема памяти аналогична той, что мы видели в TU104 и GeForce RTX 2080, она содержит восемь 32-битных контроллеров памяти (256-бит в целом), при помощи которых GPU имеет доступ к 8 ГБ GDDR6-памяти, работающей на эффективной частоте в 14 ГГц, что дает пропускную способность в очень приличные 448 ГБ/с в итоге. К каждому контроллеру памяти привязаны по восемь блоков ROP и по 512 КБ кэш-памяти второго уровня. То есть, всего в чипе 64 блока ROP и 4 МБ L2-кэша.

Что касается тактовых частот нового графического процессора в составе младшей модели линейки GeForce RTX, то турбо-частота GPU у референсного варианта (не путать с FE!) карты составляет 1620 МГц. Как и две другие модели линейки, предлагаемая компанией со своего сайта видеокарта RTX 2070 Founder’s Edition имеет фабричный разгон до 1710 МГц — на 90 МГц больше, чем у стандартных вариантов от производителей видеокарт.

По строению мультипроцессоров SM все чипы новой архитектуры Turing схожи друг с другом, в них появились новые типы вычислительных блоков: тензорные ядра и ядра ускорения трассировки лучей, а также были усложнены сами CUDA-ядра, в которых появилась возможность одновременного исполнения целочисленных вычислений и операций с плавающей запятой. Обо всех важных изменениях мы очень подробно сообщали в обзоре GeForce RTX 2080 Ti, и очень советуем ознакомиться с этим большим и важным материалом.

Архитектурные изменения в вычислительных блоках привели к 50%-ному улучшению производительности шейдерных процессоров при равной тактовой частоте в среднем. Также были улучшены технологии сжатия информации без потерь, архитектура Turing поддерживает новые техники компрессии, также до 50% более эффективные, по сравнению с алгоритмами в семействе чипов Pascal. Вместе с применением нового типа памяти GDDR6 это дает приличный прирост эффективной ПСП. Хотя конкретно у RTX 2070 пропускной способности памяти и так довольно много — не меньше, чем у RTX 2080.

Многие изменения в новой архитектуре Turing нацелены на будущее, вроде mesh shading — новых типов шейдеров, ответственных за всю работу над геометрией, вершинами, тесселяцией и т. д. Если вкратце, то они позволяют значительно снизить зависимость от мощности CPU и во много раз увеличить количество объектов в сцене.

Также можно отметить технологию Variable Rate Shading (VRS) — шейдинг с переменным количеством сэмплов, позволяющий оптимизировать рендеринг при помощи переменного количества сэмплов при закраске, упрощая шейдинг лишь там, где это оправдано. Этот вариант оптимизированного шейдинга на днях появился в последнем обновлении игры Wolfenstein II: The New Colossus, он позволяет получить до 10% преимущества в производительности за счет почти незаметного ухудшения качества рендеринга.

Очень важно отметить, что поддержки высокопроизводительного интерфейса NVLink второй версии, который используется для объединения GPU в том числе и для работы над изображением в режиме SLI, конкретно в младшем чипе линейки TU106 нет, хотя в TU102 в наличии два порта NVLink, а в TU104 — один. Похоже, в компании Nvidia таким образом разделяют рынки, предлагая заинтересованным в SLI-системах приобретать более дорогие варианты графических карт.

А вот новый блок вывода информации, поддерживающий дисплеи с высоким разрешением, с HDR и высокой частотой обновления, есть во всех графических процессорах семейства Turing, в том числе и в TU106. Все GeForce RTX имеют порты DisplayPort 1.4a, позволяющие вывести информацию на 8K-монитор с частотой обновления 60 Гц с поддержкой технологии VESA Display Stream Compression (DSC) 1.2, обеспечивающей высокую степень сжатия.

Платы Founder’s Edition содержат три таких выхода DisplayPort 1.4a, один разъем HDMI 2.0b (с поддержкой HDCP 2.2) и один VirtualLink (USB Type-C), предназначенный для будущих шлемов виртуальной реальности. Это новый стандарт подключения VR-шлемов, обеспечивающий передачу питания и высокую пропускную способность по разъему USB-C.

Все решения семейства Turing поддерживают два 8K-дисплея при 60 Гц (требуется по одному кабелю на каждый), такое же разрешение также можно получить при подключении через установленный USB-C. Кроме этого, все Turing поддерживают полноценный HDR в конвейере вывода информации, включая tone mapping для различных мониторов — со стандартным динамическим диапазоном и расширенным.

Все новые GPU также содержат улучшенный кодировщик видеоданных NVEnc, добавляющий поддержку сжатия данных в формате H.265 (HEVC) при разрешении 8K и 30 FPS. Такой блок NVEnc снижает требования к полосе пропускания до 25% при формате HEVC и до 15% при формате H.264. Также был обновлен и декодер видеоданных NVDec, получивший поддержку декодирования данных в формате HEVC YUV444 10-бит/12-бит HDR при 30 FPS, в формате H.264 при 8K-разрешении и в формате VP9 с 10-бит/12-бит данными.

Со всеми остальными возможностями семейства Turing вы можете познакомиться в большом обзоре GeForce RTX 2080 Ti, так как нововведений в новой архитектуре слишком много, чтобы повторять их каждый раз. Чего стоят только ядра для аппаратного ускорения трассировки лучей и тензорные ядра для ускорения алгоритмов искусственного интеллекта, предлагающие пользователям совершенно новые возможности, невиданные ранее.

Особенности видеокарты

Объект исследования: ускоритель трехмерной графики (видеокарта) Asus Strix RTX 2070 8 ГБ OC 256-битной GDDR6 (O8G)

Сведения о производителе: Компания Nvidia Corporation (торговая марка Nvidia) основана в 1993 году в США.Штаб-квартира в Санта-Кларе (Калифорния). Разрабатывает графические процессоры, технологии. До 1999 года основной маркой была Riva (Riva 128/TNT/TNT2), с 1999 года и по настоящее время — GeForce. В 2000 году были приобретены активы 3dfx Interactive, после чего торговые марки 3dfx/Voodoo перешли к Nvidia. Своего производства нет. Общая численность сотрудников (включая региональные офисы) — около 5000 человек.

Характеристики карты

Память

Карта имеет 8 ГБ памяти GDDR6 SDRAM, размещенной в 8 микросхемах по 8 Гбит на лицевой стороне PCB. Микросхемы памяти Micron (GDDR6) рассчитаны на номинальную частоту работы в 3500 (14000) МГц.

Особенности карты и сравнение с предыдущим поколением

Asus Strix RTX 2070 8 ГБ	Nvidia GeForce GTX 1070
вид спереди

вид сзади

Как в случае RTX 2080/2080 Ti, PCB у карт двух поколений сильно различаются. Несмотря на то, что обе имеют 256-битную шину обмена с памятью, микросхемы памяти (разных типов) размещены по-разному. Также можно увидеть кардинальное различие в размере ядер: RTX 2070 (TU106) гораздо крупнее, чем GTX 1070 (GP104) даже несмотря на более тонкий техпроцесс.

Схема питания построена на базе 10-фазного цифрового преобразователя iMon DrMOS и управляется цифровым контроллером uP9512P производства uPI. Традиционно для Asus система питания исполнена по технологии Super Alloy Power II, в ней использованы современные твердотельные конденсаторы. Мониторингом состояния управляет контроллер IT8705F/AF производства компании ITE (Integrated Technology Express).

На торце в хвостовой части карты имеются два 4-контактных разъема питания для корпусных вентиляторов. Можно заставить подключенные к ним вентиляторы работать в соответствии с нагревом GPU, увеличивая или уменьшая обороты. На обороте карты есть кнопка включения/выключения подсветки кулера. Также управлять подсветкой можно из специальной утилиты (об этом ниже).

На верхнем торце карты есть переключатель BIOS (карта имеет две копии BIOS). P — режим производительности, частоты повышены; в этом режиме с помощью утилиты можно дополнительно выбрать частотные параметры Gaming mode (по умолчанию) и OC mode (+4,7% относительно референсных значений). Q — режим тихой работы, частоты сброшены до значения референса RTX 2070.

Управление работой карты обеспечивается с помощью фирменной утилиты Asus GPU Tweak II, которую можно скачать с сайта производителя.

А через утилиту EVGA Precision X1 можно не только повысить частоты работы, но и запустить Nvidia Scanner, который поможет определить безопасный максимум работы ядра и памяти, то есть самый быстрый режим работы в 3D. Также имеется версия 4.6.0 популярной утилиты MSI Afterburner, которая поддерживает всю серию RTX 2000.

Карта оснащается новым разъемом USB-C (VirtualLink) специально для работы с устройствами виртуальной реальности следующего поколения. Вообще, набор видеовыходов чуть поменялся: традиционные 3 DisplayPort + 1 HDMI сменились на паритетные 2+2.

Охлаждение и нагрев

За охлаждение GPU отвечают два больших радиатора, соединенные тепловыми трубками с пластиной, прижимаемой к чипу. Разумеется, всё из медных сплавов и покрыто никелем. Поверх радиаторов установлен кожух с тремя вентиляторами Wing-blade (так их называет производитель). Декларируется пылезащищенность и минимальный шум такой системы. Как и во всей серии Strix, вентиляторы не включаются при нагреве GPU до 50-55 градусов. Так что если при включении ПК вентиляторы дернулись, а потом раздумали вращаться, то это нормально.

К микросхемам памяти прижимается тонкая рамка с термоинтерфейсом, не обеспечивающая серьезного рассеивания тепла. Силовые транзисторы через толстый слой термоинтерфейса охлаждаются вторым из двух радиаторов системы охлаждения GPU. На обороте видеокарты установлена толстая пластина, которая обеспечивает жесткость относительно массивной видеокарты (предотвращая изгиб печатной платы). СО оснащена подсветкой, цветом которой можно управлять с помощью вышеупомянутой утилиты Asus GPU Tweak II.

Мониторинг температурного режима с помощью MSI Afterburner (автор А. Николайчук AKA Unwinder):

После 6-часового прогона под нагрузкой максимальная температура ядра не превысила 64 градусов, что является просто прекрасным результатом для видеокарты высокого уровня.

Максимальный нагрев — центральная область с обратной стороны печатной платы.

Методика измерения шума подразумевает, что помещение шумоизолировано и заглушено, снижены реверберации. Системный блок, в котором исследуется шум видеокарт, не имеет вентиляторов, не является источником механического шума. Фоновый уровень 18 дБА — это уровень шума в комнате и уровень шумов собственно шумомера. Измерения проводятся с расстояния 50 см от видеокарты на уровне системы охлаждения.

Режим простоя в 2D: загружен интернет-браузер с сайтом iXBT.com, окно Microsoft Word, ряд интернет-коммуникаторов
Режим 2D с просмотром фильмов: используется SmoothVideo Project (SVP) — аппаратное декодирование со вставкой промежуточных кадров
Режим 3D с максимальной нагрузкой на ускоритель: используется тест FurMark

Оценка градаций уровня шума выполняется по методике, описанной здесь:

28 дБА и менее: шум плохо различим уже на расстоянии одного метра от источника, даже при очень низком уровне фонового шума. Оценка: шум минимальный.
от 29 до 34 дБА: шум различим уже с двух метров от источника, но не особо обращает на себя внимания. С таким уровнем шума вполне можно мириться даже при долговременной работе. Оценка: шум низкий.
от 35 до 39 дБА: шум уверенно различается и заметно обращает на себя внимание, особенно в помещении с низким уровнем шума. Работать с таким уровнем шума можно, но спать будет затруднительно. Оценка: шум средний.
40 дБА и более: такой постоянный уровень шума уже начинает раздражать, от него быстро устаешь, появляется желание выйти из комнаты или выключить прибор. Оценка: шум высокий.

В режиме простоя в 2D температура составляла 30 °C, вентиляторы не вращались. Шум был равен фоновому — 18,0 дБА.

При просмотре фильма с аппаратным декодированием ничего не менялось: температура ядра оставалась прежней, вентиляторы не включались, шум сохранялся на уровне 18,0 дБА.

В режиме максимальной нагрузки в 3D температура достигала 64 °C. Вентиляторы при этом раскручивались до 1840 оборотов в минуту, шум вырастал до 33,0 дБА, так что шум от данной СО невысокий.

Комплект поставки и упаковка

Базовый комплект поставки серийной карты должен включать в себя руководство пользователя, диск с драйверами и утилитами. Перед нами базовый комплект, плюс фирменные стяжки и разветвитель питания в качестве бонуса.

Синтетические тесты

Недавно мы обновили пакет синтетических тестов, он все еще экспериментальный и, скорее всего, будет меняться. Мы бы хотели добавить еще больше примеров с вычислениями (compute shaders), но один из распространенных таких бенчмарков CompuBench пока что не работает на GeForce RTX. В будущем постараемся расширить и улучшить свой набор синтетических тестов, и если у вас есть четкие и обоснованные предложения — напишите их в комментариях к статье или отправьте почтой.

Из ранее активно использовавшихся тестов RightMark3D 2.0 мы оставили лишь несколько самых тяжелых вариантов. Остальные уже изрядно устарели и на столь мощных GPU упираются в различные ограничители, не загружают работой блоки графического процессора и не показывают истинную его производительность. А вот синтетические Feature-тесты из набора 3DMark Vantage мы пока что решили оставить в полном составе, так как заменить их попросту нечем, хотя и они уже устарели.

Из более-менее новых бенчмарков мы начали использовать несколько примеров, входящих в DirectX SDK и пакет SDK компании AMD (скомпилированные примеры применения D3D11 и D3D12), а также несколько тестов для измерения производительности трассировки лучей и один временный тест для сравнения производительности сглаживания методами DLSS и TAA. В качестве полусинтетического теста у нас также используется и популярный 3DMark Time Spy, помогающий определить пользу от асинхронных вычислений.

Синтетические тесты проводились на следующих видеокартах:

GeForce RTX 2070 со стандартными параметрами (сокращенно RTX 2070)
GeForce RTX 2080 со стандартными параметрами (сокращенно RTX 2080)
GeForce GTX 1080 Ti со стандартными параметрами (сокращенно GTX 1080 Ti)
GeForce GTX 1080 со стандартными параметрами (сокращенно GTX 1080)
GeForce GTX 1070 со стандартными параметрами (сокращенно GTX 1070)
Radeon RX Vega 64 со стандартными параметрами (сокращенно RX Vega 64)

Для анализа производительности новой видеокарты GeForce RTX 2070 мы взяли именно эти решения по следующим причинам. GeForce GTX 1070 является прямым предшественником новинки, основанным на аналогичном по позиционированию графическом процессоре из предыдущего поколения Pascal. Модель GeForce GTX 1080 принадлежит к более высокому ценовому диапазону, и должна быть примерно на уровне RTX 2070 по производительности. GTX 1080 Ti нам интересна в нескольких тестах как самый производительный представитель предыдущего семейства, а RTX 2080 представлена как ориентир GPU из текущего поколения, но чуть большей мощности и цены.

Как всегда в последнее время, в соперники для решений GeForce RTX у конкурирующей компании AMD выбрать нечего. Конкурентоспособные продукты, способные выступать на уровне GeForce RTX 2070, вряд ли появятся у AMD достаточно скоро. Поэтому для сравнения остается единственная видеокарта Radeon RX Vega 64, которая хоть и не может быть прямым соперником для GeForce RTX 2070 по цене, но близка к ней по характеристикам и в любом случае является наиболее производительным решением компании AMD.

Мы сильно сократили состав DirectX 10-тестов из RightMark3D, оставив только шесть примеров с наибольшей нагрузкой на GPU. Первая пара тестов измеряет производительность выполнения относительно простых пиксельных шейдеров с циклами при большом количестве текстурных выборок (до нескольких сотен выборок на пиксель) и сравнительно небольшой загрузке ALU. Иными словами, в них измеряется скорость текстурных выборок и эффективность ветвлений в пиксельном шейдере. Оба примера включают самозатенение и шейдерный суперсэмплинг, увеличивающий нагрузку на видеочипы.

Первый тест пиксельных шейдеров — Fur. При максимальных настройках в нем используется от 160 до 320 текстурных выборок из карты высот и несколько выборок из основной текстуры. Производительность в данном тесте зависит от количества и эффективности блоков TMU, на результат влияет также и эффективность выполнения сложных программ.

В задачах процедурной визуализации меха с большим количеством текстурных выборок, решения компании AMD лидируют со времен выхода первых графических процессоров архитектуры GCN, и совершенно неудивительно, что видеокарты Radeon до сих пор являются лучшими в этих сравнениях, что говорит о большей эффективности выполнения подобных программ. Вывод подтверждается в очередной раз — рассматриваемая нами видеокарта модели GeForce RTX 2070 выступила явно хуже даже не своего конкурента, а просто лучшей из Radeon на сегодня.

Более того, в этом D3D10-тесте очередная плата серии RTX хоть и немного, но уступила модели из предыдущей линейки — GeForce GTX 1080, основанной на чипе семейства Pascal. Кроме этого, сегодня мы выяснили, что этот тест не упирается в ПСП или производительность блоков ROP, так как по этим параметрам RTX 2070 и RTX 2080 близки. Отрыв от аналогичного по позиционированию решения из прошлого поколения в виде GTX 1070 хоть и присутствует, но он не очень большой. В столь простых тестах вся линейка RTX не слишком сильна, новым GPU нужны более сложные шейдеры и условия в целом.

Следующий DX10-тест Steep Parallax Mapping также измеряет производительность исполнения сложных пиксельных шейдеров с циклами при большом количестве текстурных выборок. При максимальных настройках он использует от 80 до 400 текстурных выборок из карты высот и несколько выборок из базовых текстур. Этот шейдерный тест Direct3D 10 несколько интереснее с практической точки зрения, так как разновидности parallax mapping широко применяются в играх, в том числе и такие варианты как steep parallax mapping. Кроме того, в нашем тесте мы включили самозатенение, увеличивающее нагрузку на видеочип в два раза, и суперсэмплинг, также повышающий требования к мощности GPU.

Диаграмма похожа на предыдущую, но в этот раз свежая модель видеокарты GeForce RTX 2070 опередила GTX 1080 из предыдущего поколения, а ее преимущество над GTX 1070 стало уже заметно больше. Упора в ПСП или ROP все так же нет, ведь RTX 2080 оказалась еще быстрее. Если сравнивать новинку с менее дорогой, но лучшей из имеющихся видеокарт компании AMD, то Radeon и тут быстрее, но уже поменьше. Будем надеяться, что в более сложных DirectX 11 и 12 тестах новинка Nvidia сможет раскрыть свой потенциал.

Из пары тестов пиксельных шейдеров с минимальным количеством текстурных выборок и относительно большим количеством арифметических операций, мы выбрали более сложный, так как они уже порядком устарели и уже не измеряют чисто математическую производительность GPU. Да и за последние годы скорость выполнения именно арифметических инструкций в пиксельном шейдере не так важна, большинство вычислений перешли в compute shaders. Итак, тест шейдерных вычислений Fire — текстурная выборка в нем лишь одна, а количество инструкций типа sin и cos равно 130 штукам. Впрочем, для современных GPU это семечки.

В математическом тесте из нашего RigthMark мы почти всегда видим результаты, довольно далекие от теории и сравнений в других аналогичных бенчмарках. Вероятно, столь мощные платы ограничивает что-то, не относящееся к скорости вычислительных блоков, так как GPU при тестировании не бывает загружен работой на 100%. Но и на ПСП и ROP не спишешь эту разницу, ведь RTX 2080 все же быстрее. Рассматриваемая сегодня GeForce RTX 2070 в этом тесте опережает GTX 1070 и отстает от всех остальных видеокарт. Единственный GPU конкурирующей компании оказался значительно быстрее всех GeForce, а новинка отстала от него аж на 40%.

Ну а мы переходим к тесту геометрических шейдеров. В составе пакета RightMark3D 2.0 есть два теста скорости геометрических шейдеров, но один из них (Hyperlight, демонстрирующий использование техник: instancing, stream output, buffer load, использующий динамическое создание геометрии и stream output, на всех видеокартах компании AMD не работает), поэтому мы решили оставить лишь второй — Galaxy. Техника в этом тесте аналогична point sprites из предыдущих версий Direct3D. В нем анимируется система частиц на GPU, геометрический шейдер из каждой точки создает четыре вершины, образующие частицу. Вычисления производятся в геометрическом шейдере.

Соотношение скоростей при разной геометрической сложности сцен примерно одинаково для всех решений, производительность соответствует количеству точек. Задача для мощных современных GPU довольно простая, но разница между разными моделями видеокарт присутствует. Новая GeForce RTX 2070 в этом тесте показала относительно неплохой результат, обогнав условного конкурента в сложных условиях. Даже GTX 1080 оказалась повержена в этот раз, не говоря уже о прямой предшественнице GTX 1070.

Отставание лучшей из имеющихся в продаже Radeon при высокой геометрической сложности получилось чуть ли не полуторакратным. В этом тесте разница между видеокартами на чипах Nvidia и AMD явно в пользу решений калифорнийской компании, это обусловлено отличиями в геометрических конвейерах GPU. В тестах геометрии платы GeForce всегда конкурентоспособнее Radeon, и мощные топовые видеочипы Nvidia, имеющие сравнительно большое количество блоков по обработке геометрии, почти всегда выигрывают с заметным преимуществом.

Последним тестом из Direct3D 10 станет скорость большого количества текстурных выборок из вершинного шейдера. Из пары имеющихся у нас тестов с использованием displacement mapping на основании данных из текстур, мы выбрали тест Waves, имеющий условные переходы в шейдере и поэтому более сложный и современный. Количество билинейных текстурных выборок в данном случае составляет 24 штуки на каждую вершину.

Результаты в тесте вершинного текстурирования Waves в очередной раз обнажили странный упор новой GeForce RTX 2070 во что-то непонятное. Впрочем, в самых сложных условиях производительность новой модели GPU выше, чем у всех решений, кроме более мощной модификации из линейки GeForce RTX. Обе видеокарты предыдущего поколения Pascal остались далеко позади, кроме GTX 1080 — но только в самом легком режиме. А вот если сравнивать новинку с Radeon RX Vega 64, то они идут вровень в сложных условиях, но карта AMD выходит вперед в среднем и легком.

Мы традиционно рассматриваем также и синтетические тесты из пакета 3DMark Vantage, ведь они иногда показывают нам то, что мы упустили в тестах собственного производства. Feature тесты из этого тестового пакета также обладают поддержкой DirectX 10, они до сих пор более-менее актуальны и при анализе результатов новейшей видеокарты GeForce RTX 2070 мы сделаем какие-то полезные выводы, ускользнувшие от нас в тестах пакета RightMark 2.0.

Feature Test 1: Texture Fill

Первый тест измеряет производительность блоков текстурных выборок. Используется заполнение прямоугольника значениями, считываемыми из маленькой текстуры с использованием многочисленных текстурных координат, которые изменяются каждый кадр.

Эффективность работы видеокарт AMD и Nvidia в текстурном тесте компании Futuremark довольно высока, тест показывает результаты, близкие к соответствующим теоретическим параметрам, хотя с GeForce RTX получилось несколько странно. Разница в скорости между GeForce RTX 2070 и GTX 1080 оказалась в пользу старого решения более высокого уровня, хотя должно быть наоборот. А вот GTX 1070 осталась в проигравших, отстав довольно сильно.

Но все это меркнет, если сравнивать скорость текстурирования новой видеоплаты компании Nvidia с лучшей из имеющихся на рынке видеокарт конкурента. Самая слабая из тройки GeForce RTX уступила видеокарте Radeon RX Vega 64 довольно сильно, так как последняя имеет большое количество блоков TMU и с задачей текстурирования справляется весьма неплохо. В итоге, разница между ними почти полуторакратная, как и должно быть по теории.

Feature Test 2: Color Fill

Вторая задача — тест скорости заполнения. В нем используется очень простой пиксельный шейдер, не ограничивающий производительность. Интерполированное значение цвета записывается во внеэкранный буфер (render target) с использованием альфа-блендинга. Используется 16-битный внеэкранный буфер формата FP16, наиболее часто используемый в играх, применяющих HDR-рендеринг, поэтому такой тест является вполне современным.

Цифры из второго подтеста 3DMark Vantage должны показывать производительность блоков ROP, без учета величины пропускной способности видеопамяти, и тест обычно измеряет именно производительность подсистемы ROP. Но тут мы видим нечто странное, что теорией не объяснить. Рассматриваемая сегодня плата GeForce RTX 2070 смогла опередить только свою прямую предшественницу в виде GTX 1070, и то совсем чуть-чуть. Непонятнее всего то, что она сильно отстала от RTX 2080, хотя теоретически имеет почти такую же скорость заполнения. Возможно, как раз тут и сказывается иная организация TU106 по сравнению с TU104 (три GPC вместо шести), и изменившийся баланс между блоками GPU.

Если сравнивать скорость заполнения сцены видеокартой GeForce RTX 2070 с лучшим из вышедших решений компании AMD, то рассматриваемая сегодня плата и в этом тесте показала меньшую скорость заполнения сцены по сравнению с Radeon RX Vega 64. Увы, ни большое количество блоков ROP у новинки, ни эффективные оптимизации сжатия данных не смогли переломить ситуацию.

Feature Test 3: Parallax Occlusion Mapping

Один из самых интересных feature-тестов, так как подобная техника давно используется в играх. В нем рисуется один четырехугольник (точнее, два треугольника) с применением специальной техники Parallax Occlusion Mapping, имитирующей сложную геометрию. Используются довольно ресурсоемкие операции по трассировке лучей и карта глубины большого разрешения. Также эта поверхность затеняется при помощи тяжелого алгоритма Strauss. Это тест очень сложного и тяжелого для видеочипа пиксельного шейдера, содержащего многочисленные текстурные выборки при трассировке лучей, динамические ветвления и сложные расчеты освещения по Strauss.

Результаты этого теста из пакета 3DMark Vantage не зависят исключительно от скорости математических вычислений, эффективности исполнения ветвлений или скорости текстурных выборок, а от нескольких параметров одновременно. Для достижения высокой скорости в этой задаче важен правильный баланс GPU, а также эффективность выполнения сложных шейдеров.

В данном случае, важны и математическая и текстурная производительность, и в этой «синтетике» из 3DMark Vantage новая модель GeForce RTX 2070 показала хороший результат, оказавшись на одном уровне с видеокартой более высокого позиционирования из прошлого поколения Pascal, что соответствует теории на этот раз. Также решение Nvidia сильно опередило GTX 1070 и почти догнало Vega 64 — но еще раз повторим, что эта плата компании AMD в реальности ей вовсе не конкурент.

Feature Test 4: GPU Cloth

Четвертый тест интересен тем, что рассчитывает физические взаимодействия (имитация ткани) при помощи видеочипа. Используется вершинная симуляция, при помощи комбинированной работы вершинного и геометрического шейдеров, с несколькими проходами. Используется stream out для переноса вершин из одного прохода симуляции к другому. Таким образом, тестируется производительность исполнения вершинных и геометрических шейдеров и скорость stream out.

Скорость рендеринга в этом тесте также зависит сразу от нескольких параметров, и основными факторами влияния должны являться производительность обработки геометрии и эффективность выполнения геометрических шейдеров. Сильные стороны чипов Nvidia должны были проявиться, но мы который раз получаем явно странные результаты в этом тесте, в котором очередная новая видеокарта GeForce показала низкую скорость на уровне и решений предшествующего поколения GeForce GTX и средней из GeForce RTX. C этим тестом точно что-то не так, логического объяснения таким результатам нет.

Понятно, что в таких условиях и сравнение с единственным Radeon для GeForce RTX 2070 ничего хорошего не сулит. Несмотря на теоретически меньшее количество геометрических исполнительных блоков и отставание по геометрической производительности у чипов AMD, лучшая плата Radeon в этом тесте по какой-то (программной?) причине работает заметно лучше, в два раза обгоняя все видеокарты GeForce, представленные в сегодняшнем сравнении.

Feature Test 5: GPU Particles

Тест физической симуляции эффектов на базе систем частиц, рассчитываемых при помощи графического процессора. Используется вершинная симуляция, где каждая вершина представляет одиночную частицу. Stream out используется с той же целью, что и в предыдущем тесте. Рассчитывается несколько сотен тысяч частиц, все анимируются отдельно, также рассчитываются их столкновения с картой высот. Частицы отрисовываются при помощи геометрического шейдера, который из каждой точки создает четыре вершины, образующие частицу. Больше всего загружает шейдерные блоки вершинными расчетами, также тестируется stream out.

И во втором геометрическом тесте из 3DMark Vantage новая GeForce RTX 2070 снова явно далека от результата, соответствующего теории. Новинка оказалась чуть ниже уровня представительницы архитектуры Pascal в виде GTX 1080, да и RTX 2080 к ним в этот раз весьма близка, чего по теории просто быть не должно.

Сравнение новинки с единственной представленной в материале видеокартой компании AMD приносит аналогичный вывод — очередная видеокарта семейства Turing показала результат на уровне быстрейшей одночиповой видеокарты конкурента, имеющей заметно меньшую сложность и более низкую цену.

Feature Test 6: Perlin Noise

Последний feature-тест пакета Vantage является математически-интенсивным тестом GPU, он рассчитывает несколько октав алгоритма Perlin noise в пиксельном шейдере. Каждый цветовой канал использует собственную функцию шума для большей нагрузки на видеочип. Perlin noise — это стандартный алгоритм, часто применяемый в процедурном текстурировании, он использует много математических вычислений.

В этом математическом тесте производительность решений хоть и не совсем соответствует теории, но куда ближе к пиковой производительности видеочипов в предельных задачах. Похоже, что в этом тесте используются в основном операции с плавающей запятой, и новая архитектура Turing просто не может использовать свои уникальные возможности и показать результат заметно выше лучших представителей из семейства Pascal. GeForce RTX 2070 в этом тесте оказалась почти на уровне GTX 1080, с запасом опередив GTX 1070. Средняя из трех представленных RTX еще немного быстрее.

Но видеочипы компании AMD с архитектурой GCN справляются с подобными задачами еще лучше — в тех случаях, когда выполняется интенсивная «математика» в предельных режимах. Radeon RX Vega 64 отстает только от топовой RTX 2080 Ti в этом тесте, легко обойдя рассматриваемую сегодня RTX 2070. А ведь эти GPU очень сильно отличаются по сложности и цене. Далее мы рассмотрим современные тесты, использующих более сложную нагрузку — показатели Turing в них обычно оказываются лучше.

Переходим к Direct3D11-тестам из пакета разработчиков SDK Radeon. Первым на очереди будет тест под названием FluidCS11, в котором моделируется физика жидкостей, для чего рассчитывается поведение множества частиц в двухмерном пространстве. Для симуляции жидкостей в этом примере используется гидродинамика сглаженных частиц. Число частиц в тесте устанавливаем максимально возможное — 64000 штук.

И этот тест тоже не раскрывает новых возможностей архитектуры Turing, так как все видеокарты GeForce показывают близкие результаты. Новинка не опередила топовое решение семейства Pascal, а единственный условный конкурент в виде Radeon RX Vega 64 оказался немного быстрее всех видеокарт Nvidia. Судя по высокой частоте кадров, вычисления в этом примере из SDK не слишком сложны, и мощные GPU просто не могут показать свои способности. Посмотрим еще на показатели чипов более низкого уровня, но дальнейшее использование теста под вопросом — пока что в нем не видно особого смысла.

Второй D3D11-тест называется InstancingFX11, в этом примере из SDK используются DrawIndexedInstanced-вызовы для отрисовки множества одинаковых моделей объектов в кадре, а их разнообразие достигается при помощи использования текстурных массивов с различными текстурами для деревьев и травы. Для увеличения нагрузки на GPU мы использовали максимальные настройки: число деревьев и плотность травы.

Производительность рендеринга в этом тесте зависит от оптимизации драйвера и командного процессора GPU. И с этим у всех решений Nvidia все в порядке, все видеокарты GeForce опередили лучшую из Radeon. Что касается сравнения сегодняшней новинки с лучшей из видеокарт прошлого поколения, то GeForce RTX 2070 пусть и чуть-чуть, но опередила GTX 1080 Ti, хотя RTX 2080 оказалась заметно быстрее них, в свою очередь. Похоже, что новые графические процессоры архитектуры Turing хороши в таких сложных условиях.

Ну и последний D3D11-пример — VarianceShadows11. В этом тесте из SDK AMD используются теневые карты (shadow maps) с тремя каскадами (уровнями детализации). Динамические каскадные карты теней сейчас широко применяются в играх с растеризацией, поэтому тест довольно интересный. При тестировании мы использовали настройки по умолчанию.

Производительность в этом примере из SDK зависит как от скорости блоков растеризации, так и от пропускной способности памяти. Хорошо видно, что по этим параметрам видеокарты Nvidia хоть и выигрывают у Radeon RX Vega 64, но преимущество это совсем не такое уж большое, учитывая цену и сложность уже далеко не нового GPU конкурента.

В этот раз GeForce RTX 2070 не смогла обойти и лучшую представительницу из семейства Pascal, несколько уступив паре GeForce. Впрочем, в этом тесте все соответствует производительности блоков ROP, да и частота кадров слишком высока в любом случае — задача довольно легкая для мощных GPU.

Direct3D11-тесты из SDK компании AMD закончились, переходим к примерам из DirectX SDK компании Microsoft — все они используют последнюю версию графического API — Direct3D12. Первым тестом стал Dynamic Indexing (D3D12DynamicIndexing), использующий новые функции шейдерной модели Shader Model 5.1. В частности — динамическое индексирование и неограниченные массивы (unbounded arrays) для отрисовки одной модели объекта несколько раз, при этом материал объекта выбирается динамически по индексу.

Этот пример активно использует целочисленные операции для индексации, поэтому особенно интересен нам для тестирования графического процессора Turing. Для увеличения нагрузки на GPU мы модифицировали пример, увеличив число моделей в кадре относительно оригинальных настроек в 100 раз.

Общая производительность рендеринга в этом тесте зависит от видеодрайвера, командного процессора и мультипроцессоров GPU. Решения Nvidia в тесте явно лучше справляются с этими операциями, а одновременное исполнение INT32- и FP32-инструкций на графическом процессоре TU106 даже позволило рассматриваемой новинке превзойти лучшее игровое решение на основе архитектуры Pascal. В итоге она оказалась между GTX 1080 Ti и RTX 2080 по производительности. А вот условный конкурент в виде Radeon RX Vega 64 работает тут не очень эффективно, отстав более чем вдвое.

Очередной пример из Direct3D12 SDK — Execute Indirect Sample, он создает большое количество вызовов отрисовки при помощи ExecuteIndirect API, с возможностью модификации параметров отрисовки в вычислительном шейдере. В тесте используется два режима. В первом на GPU выполняется вычислительный шейдер для определения видимых треугольников, после чего вызовы отрисовки видимых треугольников записываются в UAV-буфер, откуда запускаются посредством ExecuteIndirect-команд, таким образом на отрисовку отправляются только видимые треугольники. Второй режим отрисовывает все треугольники подряд без отбрасывания невидимых. Для увеличения нагрузки на GPU число объектов в кадре увеличено с 1024 до 1048576 штук.

Производительность в этом тесте зависит от драйвера, командного процессора и мультипроцессоров GPU. Все видеокарты компании Nvidia справились с задачей хорошо (с учетом большого количества обрабатываемой геометрии) и примерно одинаково, что говорит скорее об упоре в возможности драйвера. А вот Radeon RX Vega 64 серьезно отстала от них. Вероятно, дело тут в недостаточной программной оптимизации — драйверы компании AMD нуждаются в доработке.

Ну и последний пример с поддержкой D3D12 — уже известный нам nBody Gravity тест, но в другом варианте. В этом примере из SDK показана расчетная задача гравитации N-тел (N-body) — симуляция динамической системы частиц, на которую воздействуют такие физические силы, как гравитация. Для увеличения нагрузки на GPU число N-тел в кадре было увеличено с 10000 до 128000.

По количеству кадров в секунду даже на довольно мощных видеокартах хорошо видно, что эта вычислительная задача очень сложная, и даже на топовой GeForce RTX 2080 Ti получилось лишь 30 FPS. При этом, самая доступная новинка из серии GeForce RTX, основанная на графическом процессоре TU106, хоть и не обошла топовое решение из предшествующего семейства видеокарт GeForce, но сравнялась с ним, опередив лучшую из видеокарт конкурирующей компании. Неплохой результат для самого слабого GPU новой архитектуры.

В качестве дополнительного синтетического теста с поддержкой Direct3D12 мы взяли известный тест Time Spy из бенчмарка 3DMark. В нем нам интересно не только общее сравнение GPU по мощности, но и разница в производительности с включенной и отключенной возможностью асинхронных вычислений, появившихся в DirectX 12. Так мы поймем, изменилось ли что-то в поддержке async compute в Turing. Для верности мы протестировали две видеокарты Nvidia в двух разрешениях экрана и двух графических тестах.

По представленным двум диаграммам хорошо видно, что прирост от включения асинхронных вычислений в Time Spy слабо изменился между двумя поколениями GPU. Для Pascal это 3%-7%, а для Turing уже 5%-10% (в зависимости от режима). В новых графических процессорах одновременное исполнение разных типов вычислений было улучшено, на одном и том же шейдерном мультипроцессоре архитектуры Turing могут запускаться и графические и вычислительные шейдеры. Бенчмарк Time Spy использует такие возможности довольно слабо, и вполне возможно, что в будущем мы найдем какой-то другой тест для async compute.

Если рассматривать производительность GeForce RTX 2070 в этой задаче по сравнению с конкурентами, то она весьма неплоха — новинка почти догоняет куда более мощную модель GTX 1080 Ti в двух протестированных разрешениях, особенно при использовании асинхронных вычислений. Что вполне соответствует заявлениям компании об изменениях в вычислительных CUDA-ядрах, связанных с улучшением кэширования и появлением возможности одновременного исполнения целочисленных операций и вычислений с плавающей запятой. И хотя новинка уступает RTX 2080, но совсем не так уж много.

С появлением DXR API в последнем обновлении Microsoft Windows 10 стало возможно как аппаратное ускорение трассировки лучей на специализированных RT-ядрах, имеющихся в чипах архитектуры Turing, так и программное — выполняемое на универсальных CUDA-ядрах. Так как видеокарты семейства Pascal тоже поддерживают DXR API, хотя изначально Nvidia не планировала делать его поддержку на своих решениях ниже архитектуры Volta, мы можем сравнить производительность трассировки на различных семействах GeForce.

Таких тестов и демок пока что немного. Хорошо уже то, что у нас есть демо-программа Reflections компании Epic Games, которая совместно с ILMxLAB и Nvidia сделала свой вариант демонстрации возможностей трассировки лучей в реальном времени — с использованием движка Unreal Engine 4 и технологию Nvidia RTX. Для построения этой 3D-сцены разработчики использовали реальные ресурсы из фильмов серии Star Wars.

Эта технологическая демонстрация отличается качественным динамическим освещением, а также эффектами, полученными при помощи трассировки лучей, включая качественные мягкие тени от площадных источников света (area lights), имитацию глобального затенения Ambient Occlusion и фотореалистичные отражения — все это отрисовывается в реальном времени с очень высоким качеством. Также используется качественное шумоподавление результата трассировки из пакета Nvidia GameWorks, пусть и без использования нейросетей и тензорных ядер. Посмотрим, что получается с производительностью:

Это — одна из самых впечатляющих презентаций возможностей трассировки лучей до сих пор, и весной ее показывали на мощнейшей рабочей станции DGX Station, включающей аж четыре графических процессора архитектуры Volta. Но затем оказалось, что она заработала и на одной GeForce GTX 1080 Ti. Пусть и с явным недостатком производительности, но 6-10 FPS — это точно было лучше наших ожиданий.

А новые видеокарты семейства GeForce RTX могут справиться с трассировкой в реальном времени с неплохой производительностью при условии работы над ней даже единственного GPU. Уже третья модель семейства Turing в этой задаче оказалась заметно быстрее лучшей предшественницы из семейства Pascal — в 3-4 раза, а вот от средней в семействе RTX 2080 она отстала довольно прилично, что нужно учитывать при оценке потенциального использования трассировки лучей в будущих играх. Как показала практика той же Battlefield V, даже возможностей RTX 2080 Ti в играх не сказать, чтобы слишком много, а мощности RTX 2070 вполне может не хватить для того, чтобы скорость рендеринга осталась приемлемой при включении трассировки лучей. Даже в специально оптимизированной демонстрации Star Wars частота кадров снижалась ниже планки минимальной играбельности в 30 FPS.

Еще одним тестом производительности трассировки лучей могла бы стать технологическая демонстрация 3DMark Ray Tracing Tech Demo создателей известных бенчмарков серии 3DMark, но пока что она слишком сырая, и выкладывать ранние результаты запрещено. Демонстрация также работает на всех графических процессорах с поддержкой DXR API, для чего нужно апрельское официальное обновление Windows 10 с включенным в настройках режимом разработчика ну или октябрьское обновление операционной системы.

Эта демонстрация чисто технологическая, она предназначена лишь для показа некоторых возможностей трассировки лучей через DXR API, в ней пока что используется меньшее количество эффектов с трассировкой лучей (отражения) с еще не таким качеством, какое будет в полноценном бенчмарке компании, она в целом еще не оптимизирована и вообще не разрешена для сравнения производительности разных GPU в трассировке лучей, поэтому мы не можем привести конкретные цифры из этой демки.

Мы можем поделиться исключительно личными впечатлениями, без указания точной производительности. Отметим сравнительно неплохой результат даже для GeForce GTX 1080 Ti — по ощущениям, пусть это и был не рендеринг реального времени, но не слайд-шоу даже с учетом неоптимизированного кода. Новый же графический процессор TU106 с аппаратными блоками трассировки лучей, показывает в разы более высокую производительность даже в неоптимизированной технологической демонстрации. Для окончательных выводов мы подождем полноценного теста 3DMark с трассировкой лучей, появление которого ожидается ближе к концу года.

Мы хотели включить в состав нашего пакета синтетических тестов удобный бенчмарк CompuBench, который использует OpenCL и в который входит несколько интересных вычислительных тестов, но он пока что не заработал на GeForce RTX 2080 Ti из-за недоработанных драйверов или ПО. Поэтому нам пришлось искать другие варианты. В частности — довольно старый уже и не слишком оптимизированный тест трассировки лучей, но не аппаратной — LuxMark 3.1. Этот кроссплатформенный тест основан на LuxRender и также использует OpenCL.

Мы сравнили три разных GPU компании Nvidia в этом тесте и так получилось, что новая GeForce RTX 2070 оказалась явно быстрее GTX 1080 Ti из предыдущего семейства. Мощный результат новинки стал следствием значительно улучшенной системы кэширования и большего объема кэш-памяти в большей степени. Но еще удивительнее разница между RTX 2070 и RTX 2080 — ее почти нет! Да, младший GPU в этом тесте хоть и отстал от среднего в линейке, но разница получилась лишь до 5%-10%. Это подтверждает наше предположение в том, что больше всего на результат оказывает влияние размер кэша, который в TU106 и TU104 одинаков.

Рассмотрим также и еще один тест производительности улучшения изображения методом DLSS, который использует возможности специализированных тензорных ядер, ускоряющих задачи глубокого обучения. Натренированная нейросеть использует тензорные ядра, имеющиеся в чипах архитектуры Turing для того, чтобы «дорисовывать» изображение, улучшая его качество даже выше уровня распространенного метода сглаживания TAA. По сути, DLSS можно использовать или для «дешевого» повышения разрешения, или для улучшения качества — аналогично суперсэмплингу.

При тестировании мы использовали раннюю версию бенчмарка Final Fantasy XV Benchmark, который был обновлен для поддержки DLSS-сглаживания. Обновленный тест производительности на базе игрового движка раскрывает явные преимущества DLSS, обеспечивающего качество картинки не хуже, чем с применением TAA при рендеринге в 4K-разрешении, и показывает примерно на треть более высокую производительность при этом:

На этой диаграмме нам больше всего интересно сравнение GeForce RTX 2070 и GTX 1080 Ti. Если при использовании сглаживания методом TAA средняя скорость смены частоты кадров была меньше у рассматриваемой новинки, что близко к теории с учетом преимущества одновременного исполнения FP32 и INT32 на Turing, то при использовании алгоритма DLSS, у новой архитектуры уже появляется явное преимущество, позволяющее опередить лучший GPU из семейства Pascal почти на четверть.

Именно такие тесты и показывают все возможности GPU нового поколения, имеющие специализированные блоки, ускоряющие какие-то конкретные задачи. И все бы хорошо, но в этом конкретном тесте (в его ранней версии, как минимум) при установке в тестовую систему видеокарты модели RTX 2070, минимальная частота кадров по какой-то странной причине оказалась заметно ниже, чем на RTX 2080 — сегодняшняя новинка очень сильно отстает от средней модификации и иногда проваливается ниже минимально допустимых 30 FPS. Увы, логичных объяснений такому поведению мы не нашли. Вероятно, сказалась сырость как бенчмарка, так и видеодрайверов.

Выводы по теоретической части и синтетическим тестам

Судя по теоретическим данным и синтетическим тестам, видеокарта модели GeForce RTX 2070, основанная на графическом процессоре TU106 архитектуры Turing, занимает на рынке игровых видеокарт четкое место под RTX 2080, хотя несколько спорных результатов в бенчмарках мы отметили. Со старыми синтетическими тестами у всех новых GPU линейки RTX дела обстоят не очень хорошо, что сказывается в некоторых из существующих играх, но в целом, влияние архитектурных улучшений в Turing заметно, и новинка точно опережает GTX 1080 из предыдущей линейки, а порой на равных способна поспорить и с топовым решением семейства Pascal в виде GeForce GTX 1080 Ti.

Улучшение производительности кажется некоторым пользователям недостаточным для нового поколения, но мы напоминаем, что в этом семействе GPU компания Nvidia сделала явную ставку на абсолютно новые типы исполнительных блоков, добавив специализированные RT-ядра и тензорные ядра для ускорения трассировки лучей и задач искусственного интеллекта, соответственно. Сделано это в каком-то смысле в ущерб производительности остальным блокам, которых можно было поставить больше, но Nvidia намеренно сыграла на перспективу.

В существующих на сегодняшний день проектах новые технологии почти не применяются (поддержка трассировки лучей появилась пока что лишь в одной игре — Battlefield V, да и то довольно сырая), так что и сиюминутных преимуществ семейству Turing они сейчас не дают, но поддержка трассировки лучей и сглаживание методом DLSS в будущем получат достаточно широкое распространение, и вот в этих условиях сегодняшняя новинка уже будет смотреться совершенно иначе. Правда, конкретно по скорости трассировки лучей нужно быть осторожным — вполне вероятно, что во многих играх производительности RT-блоков в составе TU106 просто не хватит, чтобы включить трассировку лучей и получить достаточно высокую частоту кадров. Все будет зависеть от конкретной реализации и оптимизации.

В общем, по сравнению с условными конкурентами из предыдущего поколения, у GeForce RTX 2070 есть свои сильные и слабые стороны. Даже в существующих игровых приложениях GeForce RTX 2070 должна показать достаточно высокую скорость — несколько выше, чем у GeForce GTX 1080, а иногда доставая даже до GTX 1080 Ti. И в целом это очень неплохой уровень. А что самое приятное — цена новинки радует куда больше стоимости топовой модели семейства Turing, да и потенциал для снижения цены у RTX 2070 остается.

О ценах мы уже не раз говорили, они действительно спорные. Но этому есть несколько объяснений, да и конкретно GeForce RTX 2070 стоит чуть ли не одинаково с самыми мощными GeForce GTX 1080, а получить новые возможности, хоть и пока что слабо раскрытые в играх, за такую цену захочет уже большая доля игроков. Мы продолжаем надеяться и на снижение цен и на более активное внедрение новых возможностей в грядущие игры.

RTX 2070 дает очень неплохую производительность в существующих проектах и предлагает прикоснуться к новым технологиям, которые уже начали появляться в играх. Да, производительности нового GPU при включении трассировки лучей и всех настроек на максимум уже далеко не всегда будет достаточно, но для ознакомления с новыми технологиями этого может хватить. Проверить это можно лишь в играх, к которым мы и переходим.

Игровые тесты

Конфигурация тестового стенда

Компьютер на базе процессора AMD Ryzen 7 1800X (Socket AM4):

процессор AMD Ryzen 7 1800X (o/c 4 ГГц);
СО Antec Kuhler H2O 920;
системная плата Asus ROG Crosshair VI Hero на чипсете AMD X370;
оперативная память 16 ГБ (2×8 ГБ) DDR4 AMD Radeon R9 UDIMM 3200 МГц (16-18-18-39);
жесткий диск Seagate Barracuda 7200.14 3 ТБ SATA2;
блок питания Seasonic Prime 1000 W Titanium (1000 Вт);

Список инструментов тестирования

Во всех играх использовалось максимальное качество графики в настройках.

Wolfenstein II: The New Colossus (Bethesda Softworks/MachineGames)
Tom Clancy’s Ghost Recon Wildlands (Ubisoft/Ubisoft)
Assassin’ Creed: Origins (Ubisoft/Ubisoft)
BattleField 1 (EA Digital Illusions CE/Electronic Arts)
Far Cry 5 (Ubisoft/Ubisoft)
Shadow of the Tomb Raider (Eidos Montreal/Square Enix), HDR включен
Total War: Warhammer II (Creative Assembly/Sega)
Ashes of the Singularity (Oxide Games, Stardock Entertainment/Stardock Entertainment)

Следует отметить, что в самой новой игре Shadow of the Tomb Raider мы использовали HDR как ключевое расширение функциональности. Исследование показало, что активация HDR оказывает незначительное действие на производительность.