Karta má 12288 MB GDDR5 SDRAM umiestnených v 24 4 Gbit čipoch (12 na každej strane DPS).

Na syntetické benchmarky DirectX 11 sme použili príklady zo súprav Microsoft a AMD SDK a tiež ukážkový program Nvidia. Prvým je HDRToneMappingCS11.exe a NBodyGravityCS11.exe zo súpravy DirectX SDK (február 2010). Prevzali sme tiež aplikácie od oboch výrobcov video čipov: Nvidia a AMD. Od ATI Radeon Vzorky súpravy SDK boli odobraté z nástrojov DetailTessellation11 a PNTriangles11 (nachádzajú sa tiež v súprave DirectX SDK). Okrem toho bol použitý demo program spoločnosti Nvidia, Realistic Water Terrain, známy tiež ako Island11.

Syntetické testy boli vykonané na nasledujúcich grafických kartách:

• Geforce GTX Titan X GTX Titan X)
• Geforce GTX Titan Z so štandardnými parametrami (skrátené GTX Titan Z)
• Geforce GTX 980 so štandardnými parametrami (skrátené GTX 980)
• Radeon R9 295X2 so štandardnými parametrami (skrátené R9 295X2)
• Radeon R9 290X so štandardnými parametrami (skrátené R9 290X)

Na analýzu výkonu nového modelu grafickej karty Geforce GTX Titan X boli tieto riešenia zvolené z nasledujúcich dôvodov. Geforce GTX 980 je založený na GPU rovnakej architektúry Maxwell, ale viac nízky level- GM204, a bude pre nás veľmi zaujímavé vyhodnotiť, čo priniesla komplikácia čipu s GM200. Geforce GTX Titan Z s dvoma GPU je braný len ako vodítko - ako najproduktívnejšia grafická karta Nvidia založená na dvojici čipov GK110 z predchádzajúcej architektúry Kepler.

Na porovnanie sme vybrali aj dve grafické karty od konkurenčného AMD. V zásade sa veľmi líšia, aj keď sú založené na rovnakých havajských GPU - len majú na kartách iný počet GPU a líšia sa umiestnením a cenou. Geforce GTX Titan X nemá žiadnych cenových rivalov, a tak sme vzali najsilnejšiu grafickú kartu s dvoma GPU, Radeon R9 295X2, aj keď také porovnanie nebude z technického hľadiska veľmi zaujímavé. Pre druhý menovaný je použitá najrýchlejšia jednočipová grafická karta konkurenta - Radeon R9 290X, aj keď bola vydaná príliš dávno a je založená na GPU s výrazne nižšou komplexnosťou. Ale jednoducho neexistuje žiadna iná voľba z riešení AMD.

Direct3D 10: Testy pixelových shaderov PS 4.0 (textúrovanie, slučky)

Upustili sme od zastaraných testov DirectX 9, pretože ultra výkonné riešenia, ako napríklad Geforce GTX Titan X, v nich vykazujú zlé výsledky, vždy sú obmedzené šírkou pásma pamäte, frekvenciou plnenia alebo textúrovaním. Nehovoriac o skutočnosti, že grafické karty s dvoma GPU v takýchto aplikáciách nefungujú vždy správne a máme dve z nich.

Druhá verzia RightMark3D obsahuje dva nám už známe testy PS 3.0 pre Direct3D 9, ktoré boli prepísané pre DirectX 10, a ďalšie dva nové testy. Prvý pár pridáva možnosť povoliť tieňovanie a supersampling tieňov, čo navyše zvyšuje zaťaženie video čipov.

Tieto testy merajú výkon spustenia pixelových shaderov so slučkami s veľkým počtom vzoriek textúr (v najťažšom režime až niekoľko stoviek vzoriek na pixel) a relatívne nízkym zaťažením ALU. Inými slovami, merajú vzorkovaciu frekvenciu textúry a účinnosť vetvenia v pixelovom shaderi.

Prvým testom shadera pixelov bude kožušina. Pri najnižších nastaveniach používa 15 až 30 vzoriek textúr z mapy výšky a dve vzorky z hlavnej textúry. Detail efektu - režim „High“ zvyšuje počet vzoriek na 40–80, čo umožňuje supersampling „shadera“ - až 60–120 vzoriek a režim „High“ spolu s SSAA má maximálnu „závažnosť“ - zo 160 až 320 vzoriek z výškovej mapy.

Najprv sa pozrime na režimy bez povoleného nadvzorkovania, sú relatívne jednoduché a pomer výsledkov v režimoch „Nízky“ a „Vysoký“ by mal byť približne rovnaký.

Výkon v tento test závisí od počtu a účinnosti TMU a tiež ovplyvňuje účinnosť komplexných programov. A vo variante bez supersamplingu má efektívny výkon a šírka pásma pamäte tiež ďalší vplyv na výkon. Výsledky s úrovňou podrobností „Vysoká“ sú získané až jeden a pol krát nižšie ako pri „Nízkej“.

Pri úlohách procedurálneho vykresľovania kožušiny s veľkým počtom načítaní textúr s vydaním video čipov založených na architektúre GCN sa AMD už dlho chopila vedenia. Práve dosky Radeon sú v týchto porovnaniach stále najlepšie, čo naznačuje, že sú pri vykonávaní týchto programov efektívnejšie. Tento záver potvrdzuje aj dnešné porovnanie - grafická karta Nvidia, ktorú považujeme za stratenú aj pre zastaraný jednočipový Radeon R9 290X, nehovoriac o najbližšom cenovom konkurentovi od AMD.

V prvom teste Direct3D 10 sa nová grafická karta Geforce GTX Titan X ukázala byť o niečo rýchlejšia ako jej mladšia sestra na čipe rovnakej architektúry vo forme GTX 980, ale jej oneskorenie je malé - 9 -12%. Tento výsledok je možné vysvetliť výrazne nižšou rýchlosťou textúrovania GTX 980 a v ostatných parametroch zaostáva, aj keď záležitosť zjavne nie je vo výkone ALU. Duálny grafický procesor Titan Z je rýchlejší, ale nie taký rýchly ako Radeon R9 295X2.

Pozrime sa na výsledok rovnakého testu, ale so zapnutým supersamplingom „shader“, ktorý prácu zoštvornásobí: v takejto situácii by sa malo niečo zmeniť a šírka pásma pamäte s rýchlosťou plnenia bude mať menší účinok:

V ťažkých podmienkach je nový model Geforce GTX Titan X už výraznejšie pred mladším modelom z rovnakej generácie - GTX 980, pričom sa ukazuje byť rýchlejší o slušných 33-39%, čo je oveľa bližšie k teoretickému rozdielu medzi ich. A priepasť s konkurenciou v podobe Radeon R9 295X2 a R9 290X sa zmenšila - novinka od Nvidie takmer dohnala jednočipový Radeon. Duálny GPU však zostal ďaleko vpredu, pretože čipy AMD uprednostňujú výpočty po pixeloch a sú v takýchto výpočtoch veľmi silné.

Ďalší test DX10 meria výkon komplexných pixelových shaderov so slučkami s veľkým počtom vzoriek textúr a nazýva sa mapovanie strmej paralaxy. Pri nízkych nastaveniach používa 10 až 50 vzoriek textúr z mapy výšky a tri vzorky z hlavných textúr. Keď zapnete ťažký režim s automatickým tieňovaním, počet vzoriek sa zdvojnásobí a nad vzorkovanie toto číslo zvýši štyrikrát. Najťažšie testovací mód s prevzorkovaním a vlastným tieňovaním vyberie od 80 do 400 hodnôt textúry, to znamená osemkrát viac ako v jednoduchom režime. Najprv skontrolujeme jednoduché možnosti bez vzorkovania:

Druhý test pixelových shaderov, Direct3D 10, je zaujímavejší z praktického hľadiska, pretože v hrách sa široko používajú odrody mapovania paralaxy a ťažké varianty, ako je strmé mapovanie paralaxy, sa už dlho používajú v mnohých projektoch, napríklad v hry zo sérií Crysis, Lost Planet a mnohých ďalších. Okrem toho v našom teste môžete okrem supersamplingu povoliť automatické tieňovanie, ktoré zdvojnásobuje zaťaženie video čipu - tento režim sa nazýva „vysoký“.

Schéma je vo všeobecnosti podobná predchádzajúcemu, aj keď nie je povolené supersampling, a tentoraz sa nový Geforce GTX Titan X ukázal byť o niečo bližšie k GTX Titan Z, pričom na dosku s dvoma GPU založenú na dvojica Kepler GPU. V rôznych podmienkach má nový produkt 14-19% náskok pred predchádzajúcim špičkovým modelom súčasnej generácie od Nvidie a aj keď ho porovnáme s grafickými kartami AMD, niečo sa zmenilo-v tomto prípade nový GTX Titan X je o niečo nižší ako Radeon R9 290X. Dvojčipový R9 295X2 však ďaleko predbieha všetkých ostatných. Pozrime sa, čo zmení zaradenie supersamplingu:

Keď je povolený supersampling a tieňovanie, úloha sa stáva ťažšou. Súčasné zahrnutie dvoch možností zvyšuje zaťaženie kariet takmer osemkrát, čo spôsobuje vážny pokles výkonu. Rozdiel medzi ukazovateľmi rýchlosti testovaných grafických kariet sa mierne zmenil, aj keď zahrnutie supersamplingu má menší účinok ako v predchádzajúcom prípade.

Grafické riešenia AMD Radeon a v tomto teste pixelových shaderov D3D10 pracujú efektívnejšie v porovnaní s konkurenčnými doskami Geforce, ale nový čip GM200 mení situáciu k lepšiemu - doska Geforce GTX Titan X na architektonickom čipe Maxwell už za všetkých podmienok predbieha Radeon R9 290X (založené však na znateľne menej sofistikovanom GPU). Lídrom zostalo riešenie s dvojitým GPU založené na dvojici Hawaii, v porovnaní s inými riešeniami Nvidia však nový produkt nie je zlý. Ukázal rýchlosť takmer na úrovni dual-GPU Geforce GTX Titan Z a Geforce GTX 980 prekonal o 28-33%.

Referenčné hodnoty Direct3D 10: PS 4.0 Pixel Shader (výpočet)

Nasledujúcich pár testov shaderov pixelov obsahuje minimálny počet načítaní textúr, aby sa znížil vplyv na výkon TMU. Používajú veľký počet aritmetických operácií a presne merajú matematický výkon video čipov, rýchlosť vykonávania aritmetických pokynov v pixelovom shaderi.

Prvý test z matematiky je minerál. Jedná sa o komplexný procedurálny test textúrovania, ktorý používa iba dve vzorky dát textúry a 65 inštrukcií ako sin a cos.

Výsledky extrémnych matematických testov najčastejšie zodpovedajú rozdielu vo frekvenciách a počte výpočtových jednotiek, ale iba približne, pretože výsledky sú ovplyvnené rozdielnou účinnosťou ich použitia pri konkrétnych úlohách a optimalizáciou ovládačov a najnovšou frekvenciou a systémy riadenia výkonu a dokonca aj dôraz na šírku pásma pamäte .... V prípade testu Mineral je nový Geforce GTX Titan X len o 10% rýchlejší ako GTX 980 na základe čipu GM204 z tej istej generácie a dual -GPU GTX Titan Z v tomto teste nebol taký rýchly - tam niečo zjavne bráni doskám Nvidia odhaliť ...

Porovnanie Geforce GTX Titan X s konkurenčnými doskami od AMD by nebolo také frustrujúce, keby boli GPU v R9 290X a Titan X v komplexnosti podobné. Ale GM200 je oveľa väčší ako Havaj a jeho malá výhra je len prirodzená. Inovácia architektúry Nvidia z Kepler na Maxwell priblížila nové čipy v takýchto testoch ku konkurenčným riešeniam od AMD. Ale aj lacnejšie riešenie s dvoma GPU Radeon R9 295X2 je znateľne rýchlejšie.

Zvážte druhý test výpočtu shadera s názvom Fire. Je ťažší pre ALU a je v ňom iba jedno načítanie textúry a počet inštrukcií ako sin a cos je dvojnásobný, na 130. Pozrime sa, čo sa zmenilo s rastúcim zaťažením:

V druhom matematickom teste od RigthMark vidíme rôzne výsledky grafických kariet navzájom. Nový Geforce GTX Titan X je teda už o 20%silnejší ako GTX 980 na čipe s rovnakou grafickou architektúrou a dvojitý grafický procesor Geforce je k novému produktu veľmi blízko - Maxwell sa s výpočtovými úlohami veľmi vyrovnáva lepšie ako Kepler.

Radeon R9 290X zostáva pozadu, ale ako sme už písali, havajský GPU je výrazne jednoduchší ako GM200 a tento rozdiel je logický. Napriek tomu, že dvojčipový Radeon R9 295X2 je naďalej lídrom v testoch matematických výpočtov, vo všeobecnosti si nový video čip Nvidia v týchto úlohách počínal dobre, aj keď teoretický rozdiel s GM204 nedosiahol.

Direct3D 10: benchmarky shadera geometrie

Balíček RightMark3D 2.0 obsahuje dva testy rýchlosti shaderov geometrie, prvá verzia sa nazýva „Galaxy“, technika je podobná „bodovým škriatkom“ z predchádzajúcich verzií Direct3D. Animuje časticový systém na GPU, geometrický shader vytvára z každého bodu štyri vrcholy a tvorí časticu. Podobné algoritmy by mali byť široko používané v budúcich hrách DirectX 10.

Zmena vyváženia v testoch shadera geometrie neovplyvní konečný výsledok vykresľovania, konečný obraz je vždy úplne rovnaký, menia sa iba metódy spracovania scény. Parameter „GS load“ určuje, v ktorom shaderi sa výpočty vykonávajú - vo vrchole alebo v geometrii. Počet výpočtov je vždy rovnaký.

Uvažujme o prvom variante testu Galaxy s výpočtami vo vrcholovom shaderi pre tri úrovne geometrickej zložitosti:

Pomer rýchlostí s rôznou geometrickou náročnosťou scén je pre všetky riešenia približne rovnaký, výkon zodpovedá počtu bodov, pri každom kroku je pokles FPS blízky dvojnásobku. Táto úloha pre výkonné moderné grafické karty je veľmi jednoduchá a jej výkon je obmedzený rýchlosťou spracovania geometrie a niekedy šírkou pásma pamäte a / alebo rýchlosťou plnenia.

Rozdiel medzi výsledkami grafických kariet založených na čipoch Nvidia a AMD je zvyčajne v prospech riešení kalifornskej spoločnosti a je to spôsobené rozdielmi v geometrických potrubiach čipov týchto spoločností. V tomto prípade majú špičkové video čipy Nvidia veľa jednotiek na spracovanie geometrie, takže zisk je zrejmý. V testoch geometrie sú karty Geforce vždy konkurencieschopnejšie ako karty Radeon.

Nový Geforce GTX Titan X mierne zaostáva za predchádzajúcou generáciou dvojitého GPU GTX Titan Z, ale GTX 980 prekonáva GTX 980 o 12-25%. Grafické karty Radeon vykazujú výrazne odlišné výsledky, pretože R9 295X2 je založený na dvojici GPU a iba ona môže konkurovať novinke v tomto teste a Radeon R9 290X sa stal outsiderom. Pozrime sa, ako sa situácia zmení pri prenose časti výpočtov do shadera geometrie:

Keď sa v tomto teste zmenilo zaťaženie, čísla sa mierne zmenili pre dosky AMD a pre riešenia Nvidia. A to na veci vlastne nič nemení. V tomto teste shaderov geometrie grafické karty zle reagujú na zmeny parametra zaťaženia GS, ktorý je zodpovedný za prenos časti výpočtov do shadera geometrie, takže závery zostávajú rovnaké.

„Hyperlight“ je bohužiaľ druhým testom shadera geometrie, ktorý ukazuje použitie niekoľkých techník naraz: inštancovanie, výstup streamu, načítanie vyrovnávacej pamäte, ktoré využíva vytváranie dynamickej geometrie pomocou vykresľovania v dvoch vyrovnávacích pamätiach, ako aj novú funkciu Direct3D 10 - stream výstup, na všetkých moderných grafických kartách AMD jednoducho nefunguje. V určitom okamihu ďalšia aktualizácia ovládačov Catalystu viedla k tomu, že tento test prestal bežať na doskách tejto spoločnosti, a to nie je opravené už niekoľko rokov.

Direct3D 10: rýchlosť načítania textúr z vrcholových shaderov

Testy Vertex Texture Fetch merajú rýchlosť veľkého počtu načítaní textúr z vrcholového shadera. Testy sú v skutočnosti podobné, takže pomer medzi výsledkami kariet v testoch „Zem“ a „Vlny“ by mal byť približne rovnaký. Oba testy používajú mapovanie posunu na základe údajov o načítaní textúr, jediným významným rozdielom je, že test Waves používa podmienené prechody, zatiaľ čo test na Zemi nie.

Zvážte prvý test „Zem“, najskôr v režime „Nízky detail efektu“:

Náš predchádzajúci výskum ukázal, že výsledky tohto testu môžu byť ovplyvnené tak frekvenciou plnenia, ako aj šírkou pásma pamäte, čo je vo výsledkoch dosiek Nvidia dobre viditeľné, najmä v jednoduchých režimoch. Nová grafická karta od spoločnosti Nvidia v tomto teste ukazuje rýchlosť výrazne nižšiu, ako by mala - všetky karty Geforce sa ukázali byť približne na rovnakej úrovni, čo zjavne nezodpovedá teórii. Vo všetkých režimoch evidentne narazia na niečo ako šírka pásma pamäte. Radeon R9 295X2 však tiež nie je dvakrát rýchlejší ako R9 290X.

Mimochodom, jednočipová doska od AMD sa tentokrát ukázala byť silnejšia ako všetky dosky od Nvidie v jednoduchom režime a približne na ich úrovni v ťažkom režime. Dual-GPU Radeon R9 295X2 sa opäť stal lídrom nášho porovnávania. Pozrime sa na výkon v tom istom teste so zvýšeným počtom načítaní textúr:

Situácia na diagrame sa mierne zmenila, jednočipové riešenie AMD v ťažkých režimoch stratilo výrazne viac kariet Geforce. Nový Geforce GTX Titan X vykazoval rýchlosti až o 14% rýchlejšie ako Geforce GTX 980 a vďaka rovnakému zameraniu na niečo prekonal Radeon s jedným grafickým procesorom vo všetkých režimoch, okrem najľahších. Ak porovnáme nový produkt s riešením s dvoma GPU od AMD, potom Titan X dokázal bojovať v ťažkom režime, pričom vykazoval podobný výkon, ale v ľahkých režimoch zaostával.

Uvažujme o výsledkoch druhého testu vzoriek textúr z vrcholových shaderov. Test Waves má menší počet vzoriek, ale používa podmienené skoky. Počet vzoriek bilineárnej textúry je v tomto prípade až 14 („Nízky detail efektu“) alebo až 24 („Vysoký detail efektu“) pre každý vrchol. Zložitosť geometrie sa mení rovnako ako v predchádzajúcom teste.

Výsledky v druhom teste textúr vrcholu „Vlny“ nie sú vôbec podobné tým, ktoré sme videli v predchádzajúcich diagramoch. Ukazovatele rýchlosti všetkých Geforce sa v tomto teste vážne zhoršili a nový model Nvidia Geforce GTX Titan X ukazuje rýchlosť len o niečo rýchlejšie ako GTX 980, zaostáva za všetkými režimami duálneho GPU Titan Z. Uvažujme o druhom variante tej istej úlohy:

S komplikáciou úlohy v druhom teste vzorkovania textúr sa znížila rýchlosť všetkých riešení, ale grafické karty Nvidia trpeli viac, vrátane predmetného modelu. V záveroch sa takmer nič nemení, nový Geforce GTX Titan X je až o 10-30% rýchlejší ako GTX 980, pričom zaostáva za doskami Dual-GPU Titan Z a obidvomi Radeon. Radeon R9 295X2 sa ukázal byť v týchto testoch ďaleko vpredu a z hľadiska teórie je to jednoducho nevysvetliteľné, až na nedostatočnú optimalizáciu od Nvidie.

3DMark Vantage: Referenčné hodnoty funkcií

Syntetické benchmarky zo sady 3DMark Vantage nám ukážu, čo nám predtým chýbalo. Testy funkcií z tejto testovacej sady majú podporu DirectX 10, sú stále relevantné a zaujímavé, pretože sa líšia od našich. Pri analýze výsledkov najnovšieho modelu grafickej karty Geforce GTX Titan X v tomto balíku vyvodíme niekoľko nových a užitočných záverov, ktoré nám unikli v testoch z rodiny balíkov RightMark.

Prvý test meria výkon jednotiek načítania textúry. Používa sa na vyplnenie obdĺžnika hodnotami načítanými z malej textúry pomocou viacerých súradníc textúry, ktoré menia každý rámec.

Účinnosť grafických kariet AMD a Nvidia v teste textúr Futuremark je pomerne vysoká a konečné údaje pre rôzne modely sa blížia zodpovedajúcim teoretickým parametrom. Rozdiel v rýchlosti medzi GTX Titan X a GTX 980 sa teda ukázal byť 38% v prospech riešenia založeného na GM200, ktoré je blízke teórii, pretože nový produkt má jeden a pol krát viac TMU, ale fungujú na nižšej frekvencii. Oneskorenie za duálnym GPU GTX Titan Z prirodzene zostáva, pretože tieto dva GPU majú vysokú rýchlosť textúrovania.

Pokiaľ ide o porovnanie rýchlosti textúrovania novej špičkovej grafickej karty od spoločnosti Nvidia s konkurenčnými riešeniami s podobnými cenami, nový produkt je nižší ako u rivala s dvoma grafickými kartami, ktorý je podmieneným susedom v cenovej medzere, ale prekonáva Radeon. R9 290X, aj keď nie príliš výrazne. Grafické karty AMD sú však s textúrami stále o niečo lepšie.

Druhou úlohou je otestovať mieru plnenia. Používa veľmi jednoduchý pixelový shader bez obmedzenia výkonu. Interpolovaná hodnota farby je zapísaná do vyrovnávacej pamäte mimo obrazovky (cieľ vykreslenia) pomocou alfa miešania. Používa sa 16-bitový medzipamäť FP16 mimo obrazovku, ktorá sa najčastejšie používa v hrách, ktoré používajú vykresľovanie HDR, takže tento test je dosť aktuálny.

Obrázky druhého subtestu 3DMark Vantage zobrazujú výkonnosť jednotiek ROP bez veľkosti šírky pásma video pamäte (takzvaná „efektívna miera plnenia“) a test meria výkon ROP. Doska Geforce GTX Titan X, ktorú skúmame, je výrazne pred oboma doskami Nvidia, GTX 980 a dokonca aj GTX Titan Z, pričom prekonáva jednočipovú dosku založenú na GM204 až o 45% - počet ROP a ich účinnosť. špičkový GPU architektúry Maxwell je vynikajúci!

A ak porovnáme mieru naplnenia scény s novou grafickou kartou Geforce GTX Titan X s grafickými kartami AMD, potom doska Nvidia, o ktorej uvažujeme v tomto teste, ukazuje najlepšiu mieru naplnenia scény aj v porovnaní s najvýkonnejším duálnym grafickým procesorom Radeon R9 295X2, nehovoriac o značne zaostávajúcom Radeone R9 290X. Svoje urobilo veľké množstvo ROP a optimalizácií pre kompresnú účinnosť framebufferu.

Jeden z najzaujímavejších testov funkcií, pretože táto technika sa už používa v hrách. Nakreslí jeden štvoruholník (presnejšie dva trojuholníky) pomocou špeciálnej techniky s názvom Parallax Occlusion Mapping, ktorá simuluje zložitú geometriu. Používajú sa operácie sledovania lúčov náročné na zdroje a hĺbková mapa s vysokým rozlíšením. Tento povrch je tieňovaný pomocou ťažkého Straussovho algoritmu. Toto je test veľmi komplexného a na GPU ťažkého pixelového shadera obsahujúceho početné výbery textúr na sledovanie lúča, dynamické vetvy a komplexné výpočty osvetlenia od Straussa.

Tento test z balíka 3DMark Vantage sa líši od predchádzajúcich v tom, že výsledky v ňom závisia nielen od rýchlosti matematických výpočtov, účinnosti vetvenia alebo rýchlosti načítania textúry, ale aj od niekoľkých parametrov súčasne. Na dosiahnutie vysokej rýchlosti v tejto úlohe je dôležité správne vyváženie GPU a účinnosť vykonávania komplexných shaderov.

V tomto prípade je dôležitý matematický aj textúrny výkon a v tejto syntetike od 3DMark Vantage je nový Geforce GTX Titan X o viac ako tretinu rýchlejší ako model založený na GPU rovnakej architektúry Maxwell. A dokonca aj duálny GPU Kepler v podobe GTX Titan Z získal nad novým produktom necelých 10%.

Jednočipová špičková doska Nvidia v tomto teste ukázala výsledok jasne lepší ako jednočipový Radeon R9 290X, ale oba sú veľmi vážne nižšie ako dvoj Radeonový model Radeon R9 295X2 s dvoma GPU. Grafické procesory AMD pri tejto úlohe pracujú o niečo efektívnejšie ako čipy Nvidia, zatiaľ čo R9 295X2 ich má dva.

Štvrtý test je zaujímavý tým, že pomocou video čipu vypočítava fyzické interakcie (imitáciu tkaniva). Simulácia vrcholov sa používa pomocou kombinovanej práce vrcholových a geometrických shaderov s niekoľkými prechodmi. Použite stream out na prenos vrcholov z jedného simulačného priechodu do druhého. Testuje sa teda výkon vrcholových a geometrických shaderov a rýchlosť prúdenia.

Rýchlosť vykresľovania v tomto teste závisí aj od niekoľkých parametrov naraz a hlavnými faktormi vplyvu by mali byť výkon spracovania geometrie a účinnosť vykonávania geometrie shadera. To znamená, že by sa mali prejaviť silné stránky čipov Nvidia, ale bohužiaľ - videli sme veľmi zvláštny výsledok (znova skontrolované), nová grafická karta Nvidia, mierne povedané, nevykazovala príliš vysokú rýchlosť. Geforce GTX Titan X v tomto subteste ukázal najhorší výsledok zo všetkých riešení, zaostával takmer o 20% za dokonca aj GTX 980!

Porovnanie s doskami Radeon v tomto teste je pre nový produkt rovnako nevkusné. Napriek teoreticky menšiemu počtu jednotiek geometrického výkonu a oneskoreniu geometrického výkonu čipov AMD v porovnaní s konkurenčnými riešeniami si obe karty Radeon v tomto teste počínajú veľmi efektívne a prevyšujú všetky tri karty Geforce uvedené v porovnaní. Opäť to vyzerá na nedostatok optimalizácie v ovládačoch Nvidia pre konkrétnu úlohu.

Test fyzikálnej simulácie účinkov na základe časticových systémov vypočítaný pomocou video čipu. Používa sa aj simulácia vrcholu, každý vrchol predstavuje jednu časticu. Stream out sa používa na rovnaký účel ako v predchádzajúcom teste. Vypočíta sa niekoľko stotisíc častíc, všetky sa animujú oddelene a vypočítajú sa aj ich kolízie s výškovou mapou.

Podobne ako v jednom z testov v našom programe RightMark3D 2.0, častice sú vykresľované pomocou geometrického shadera, ktorý z každého bodu vytvára štyri vrcholy, ktoré tvoria časticu. Ale test najviac zaťažuje shaderové jednotky výpočtami vrcholov, testuje sa aj stream out.

V druhom „geometrickom“ teste od 3DMark Vantage sa situácia dramaticky zmenila, tentoraz už všetky Geforce vykazujú viac-menej normálne výsledky, aj keď dvoj GPU Radeon stále zostáva na čele. Nový model GTX Titan X je o 24% rýchlejší ako jeho sesterský GTX 980 a zhruba rovnako zaostáva za dvoma GPU Titan Z na predchádzajúcej generácii GPU.

Porovnanie novej Nvidie s konkurenčnými grafickými kartami od AMD je tentokrát pozitívnejšie - ukázalo sa, že ide o výsledok medzi dvoma doskami od konkurenčnej spoločnosti, a ukázalo sa, že je bližšie k Radeonu R9 295X2, ktorý má dve GPU. Novinka výrazne predstihla Radeon R9 290X a to nám jasne ukazuje, aké rozdielne môžu byť dva zdanlivo podobné testy: simulácia tkanín a simulácia časticového systému.

Najnovší test funkcií balíka Vantage je matematicky náročný test video čipu, ktorý v pixelovom shaderi vypočítava niekoľko oktáv Perlinovho algoritmu šumu. Každý farebný kanál používa vlastnú funkciu šumu na väčšie zaťaženie video čipu. Perlinský šum je štandardný algoritmus, ktorý sa často používa v procedurálnych textúrach a používa veľa matematiky.

V tomto prípade výkonnosť riešení celkom nezodpovedá teórii, aj keď sa blíži tomu, čo sme videli v podobných testoch. V matematickom teste zo sady Futuremark, ktorý ukazuje špičkový výkon video čipov v extrémnych úlohách, vidíme odlišné rozloženie výsledkov v porovnaní s podobnými testami z našej testovacej sady.

Už dávno vieme, že GPU AMD s architektúrou GCN si s podobnými úlohami stále poradia. lepšie riešenia konkurentom, najmä v prípadoch, keď sa vykonáva intenzívna „matematika“. Nový špičkový model od Nvidie je ale založený na veľkom čipe GM200, a preto Geforce GTX Titan X v tomto teste ukázal výsledok znateľne vyšší ako Radeon R9 290X.

Ak porovnáme nový produkt s najlepším modelom rodiny Geforce GTX 900, v tomto teste bol rozdiel medzi nimi takmer 40% - samozrejme v prospech grafickej karty, o ktorej dnes uvažujeme. To je tiež blízko k teoretickému rozdielu. Nie je to zlý výsledok pre Titan X, iba Radeon R9 295X2 s dvoma GPU je vpredu a ďaleko vpredu.

Direct3D 11: Compute Shaders

Použili sme príklady z Microsoft, Nvidia a AMD SDK a ukážky na testovanie nedávno vydaného špičkového riešenia Nvidia pri úlohách využívajúcich funkcie DirectX 11, ako sú mozaikovanie a výpočtové shadery.

Najprv sa pozrieme na benchmarky pomocou Compute shaderov. Ich vzhľad je jednou z najdôležitejších inovácií v najnovších verziách rozhrania DX API, v moderných hrách sa už používajú na vykonávanie rôznych úloh: následné spracovanie, simulácie atď. Prvý test ukazuje príklad vykresľovania HDR s mapovaním tónov zo sady DirectX SDK, s následným spracovaním pomocou pixelových a výpočtových shaderov.

Rýchlosť výpočtu vo výpočtovom a pixelovom shaderi je približne rovnaká pre všetky dosky AMD a Nvidia, rozdiely boli pozorované iba pri grafických kartách založených na GPU predchádzajúcich architektúr. Súdiac podľa našich predchádzajúcich testov, výsledky v úlohe často nezávisia ani tak od matematickej sily a účinnosti výpočtov, ako od iných faktorov, ako je šírka pásma pamäte.

V tomto prípade je nová špičková grafická karta rýchlejšia ako verzie s jedným grafickým procesorom Geforce GTX 980 a Radeon R9 290X, ale zaostáva za dvojitým grafickým procesorom R9 295X2, čo je pochopiteľné, pretože má silu dvojice grafických kariet. R9 290X. Ak porovnáme nový produkt s Geforce GTX 980, predstavenstvo kalifornskej spoločnosti, o ktorom sa dnes uvažuje, je o 34 - 36% rýchlejšie - presne podľa teórie.

Druhý test výpočtového shadera, prevzatý zo sady Microsoft DirectX SDK, ukazuje problém s gravitačnou výpočtovou hmotnosťou N tela - simuláciou systému dynamických častíc, na ktorý pôsobia fyzikálne sily, ako napríklad gravitácia.

V tomto teste je najčastejšie pozorovaný dôraz na rýchlosť vykonávania komplexných matematických výpočtov, spracovanie geometrie a efektivitu vykonávania kódu s vetvami. A v tomto teste DX11 sa ukázalo, že rovnováha síl medzi riešeniami dvoch rôznych spoločností je úplne odlišná - evidentne v prospech grafických kariet Geforce.

Zvláštne sú však aj výsledky dvojice riešení Nvidia na rôznych čipoch - Geforce GTX Titan X a GTX 980 sú takmer rovnaké, delí ich iba 5% výkonnostného rozdielu. Vykresľovanie pomocou dvoch GPU v tejto úlohe nefunguje, takže rivali (modely s jedným grafickým procesorom a dvoma grafickými kartami Radeon) sú v rýchlosti zhruba rovnakí. Nuž, GTX Titan X je trikrát pred nimi. Zdá sa, že táto úloha je oveľa efektívnejšie vypočítaná na GPU architektúry Maxwell, o ktorej sme sa už zmienili.

Direct3D 11: Výkon teselácie

Compute shadery sú veľmi dôležité, ale ďalšou významnou inováciou v Direct3D 11 je teselácia hardvéru. Podrobne sme to preskúmali v našom teoretickom článku o Nvidia GF100. Tessellation sa už dlho používa v hrách DX11, ako napríklad STALKER: Call of Pripyat, DiRT 2, Aliens vs Predator, Metro Posledné svetlo, Civilization V, Crysis 3, Battlefield 3 a ďalšie. Niektoré z nich používajú teseláciu pre modely postáv, zatiaľ čo iné používajú teseláciu na simuláciu realistickej vodnej hladiny alebo krajiny.

Existuje niekoľko rôznych schém na rozdelenie grafických primitívov (mozaikovanie). Napríklad phong mozaikovanie, PN trojuholníky, Catmull-Clark delenie. Schéma rozdelenia PN Triangles sa teda používa v programoch STALKER: Call of Pripyat a v metre 2033 - teselace Phong. Tieto metódy sú relatívne rýchlo a ľahko zavedené do procesu vývoja hier a existujúcich motorov, a preto sa stali obľúbenými.

Prvým testom teselácie bude príklad Tessellation z ATI Radeon SDK. Implementuje nielen teseláciu, ale aj dve rôzne techniky spracovania na pixel: jednoduché normálne mapovanie a mapovanie okluznej paralaxy. Porovnajme riešenia DX11 od AMD a Nvidia za rôznych podmienok:

V jednoduchom teste nárazového mapovania nie je rýchlosť dosiek veľmi dôležitá, pretože táto úloha je už dlho príliš jednoduchá a výkon v nej je obmedzený šírkou pásma pamäte alebo rýchlosťou plnenia. Dnešný hrdina recenzie má o 23% náskok pred predchádzajúcim špičkovým modelom Geforce GTX 980 na základe čipu GM204 a je o niečo nižší ako konkurent v podobe Radeonu R9 290X. Verzia s dvoma čipmi je ešte o niečo rýchlejšia.

V druhom subteste so zložitejšími výpočtami po pixeloch sa nový produkt už stal o 34% rýchlejším ako Geforce GTX 980, čo je bližšie k teoretickému rozdielu medzi nimi. Ale Titan X je tentoraz už o niečo rýchlejší ako jednočipový podmienený konkurent založený na jednom Havaji. Pretože dva čipy v Radeon R9 295X2 fungujú perfektne, je táto úloha na ňom vykonaná ešte rýchlejšie. Aj keď je účinnosť vykonávania matematických výpočtov v pixelových shaderoch vyššia pre čipy architektúry GCN, vydanie riešení architektúry Maxwell zlepšilo pozíciu riešení Nvidia.

V subteste s použitím ľahkého stupňa teselácie je nedávno oznámená doska Nvidia opäť iba o štvrtinu rýchlejšia ako Geforce GTX 980 - rýchlosť je možno obmedzená šírkou pásma pamäte, pretože textúrovanie v tomto teste nemá takmer žiadny vplyv. Ak v tomto subteste porovnáme nový produkt s doskami AMD, potom je doska Nvidia opäť nižšia ako obe karty Radeon, pretože v tomto teste teselácie je rozdelenie trojuholníkov pomerne mierne a geometrický výkon neobmedzuje celkovú rýchlosť vykresľovania.

Druhý test teselačného výkonu bude ďalším príkladom pre 3D vývojárov z ATI Radeon SDK - PN Triangles. Oba príklady sú v skutočnosti zahrnuté aj v súprave DX SDK, takže sme si istí, že vývojári hier vytvárajú svoj kód na ich základe. Tento príklad sme testovali s iným faktorom teselácie, aby sme zistili, ako veľká zmena v ňom ovplyvňuje celkový výkon.

V tomto teste sa používa komplexnejšia geometria, a preto porovnanie geometrickej sily rôznych riešení prináša rôzne závery. Moderné riešenia uvedené v materiáli si dostatočne dobre poradia s ľahkým a stredným geometrickým zaťažením a vykazujú vysokú rýchlosť. Ale aj keď za svetelných podmienok Hawaii GPU v Radeon R9 290X a R9 295X2 v množstve jeden a dva kusy fungujú dobre, v ťažkých podmienkach idú dosky Nvidia ďaleko dopredu. V najťažších režimoch teda Geforce GTX Titan X, ktorý je dnes predstavený, ukazuje rýchlosť znateľne lepšiu ako Radeon s dvoma GPU.

Pokiaľ ide o porovnanie dosiek Nvidia založených na čipoch GM200 a GM204 navzájom, uvažovaný model Geforce GTX Titan X dnes zvyšuje svoju výhodu so zvýšením geometrického zaťaženia, pretože všetko závisí od šírky pásma pamäte v svetelnom režime. Výsledkom je, že nový produkt prekonáva dosku Geforce GTX 980 v závislosti od zložitosti režimu až o 31%.

Pozrime sa na výsledky ďalšieho testu, demo programu Nvidia Realistic Water Terrain, známeho tiež ako Island. Toto demo používa mapovanie mozaikovania a výtlaku na vykreslenie realisticky vyzerajúcich povrchov oceánov a terénu.

Ostrovný test nie je čisto syntetický test na meranie výlučne geometrického výkonu GPU, pretože obsahuje komplexné pixelové a výpočtové shadery vrátane, a taká záťaž je bližšia skutočným hrám, v ktorých sa používajú všetky jednotky GPU, a nielen geometrické, ako v predchádzajúcich testoch geometrie. Aj keď hlavným je stále zaťaženie jednotiek na spracovanie geometrie, môže to ovplyvniť napríklad aj rovnaká šírka pásma pamäte.

Všetky grafické karty testujeme v štyroch rôznych stupňoch teselácie - v tomto prípade sa toto nastavenie nazýva Dynamic Tessellation LOD. Pri prvom rozdeľovacom faktore trojuholníkov nie je rýchlosť obmedzená výkonom geometrických jednotiek a grafické karty Radeon vykazujú pomerne vysoký výsledok, najmä dual-GPU R9 295X2, dokonca prevyšujúci výsledok ohlásenej karty Geforce GTX Titan X , ale už v ďalších fázach geometrického zaťaženia klesá výkon kariet Radeon a dopredu prichádzajú riešenia Nvidia.

Výhoda novej dosky Nvidia založenej na video čipe GM200 oproti jej konkurentom je v takýchto testoch už celkom slušná, ba dokonca násobná. Ak porovnáme Geforce GTX Titan X s GTX 980, potom rozdiel medzi ich výkonom dosahuje 37-42%, čo je perfektne vysvetlené teóriou a presne tomu zodpovedá. GPU Maxwell sú znateľne účinnejšie v režime zmiešaného zaťaženia, rýchlo prechádzajú z grafických úloh na počítačové a naopak a Titan X je v tomto teste oveľa rýchlejší než dokonca dvojjadrový GPU Radeon R9 295X2.

Po analýze výsledkov syntetických testov novej grafickej karty Nvidia Geforce GTX Titan X založenej na novom špičkovom GPU GM200 a po zvážení výsledkov iných modelov grafických kariet od oboch diskrétnych výrobcov grafických kariet môžeme dospieť k záveru, že video zvažovaná karta by sa mala stať najrýchlejšou na trhu. Konkurovať najsilnejšej grafickej karte s duálnym grafickým procesorom od spoločnosti AMD. Vo všeobecnosti je to dobrý nasledovník modelu Geforce GTX Titan Black - najvýkonnejšieho jednočipu.

Nová grafická karta od spoločnosti Nvidia ukazuje pomerne silné výsledky v syntetike - v mnohých testoch, aj keď nie vo všetkých. Radeon a Geforce majú tradične rôzne silné stránky. Vo veľkom počte testov sa dva GPU v Radeon R9 295X2 ukázali byť rýchlejšie, a to aj kvôli vyššej konečnej šírke pásma pamäte a rýchlosti textúr s veľmi efektívnym vykonávaním výpočtových úloh. Ale v iných prípadoch hrá špičkový GPU architektúry Maxwell, obzvlášť pri testoch geometrie a príkladoch s mozaikovaním.

V skutočných herných aplikáciách však bude všetko trochu iné, v porovnaní so „syntetikou“ a Geforce GTX Titan X by tam mal vykazovať rýchlosť znateľne vyššiu ako úroveň jedného GPU Geforce GTX 980 a ešte viac Radeon R9 290X. A je ťažké porovnať nový produkt s dvojčipovým Radeon R9 295X2 - systémy založené na dvoch alebo viacerých GPU majú svoje vlastné nepríjemné vlastnosti, aj keď pri správnej optimalizácii poskytujú zvýšenie priemernej snímkovej frekvencie.

Architektonické vlastnosti a funkčnosť sú však jednoznačne v prospech prémiového riešenia Nvidia. Geforce GTX Titan X spotrebuje oveľa menej energie ako rovnaký Radeon R9 295X2 a z hľadiska energetickej účinnosti je nový model od spoločnosti Nvidia veľmi silný - to je charakteristický znak architektúry Maxwell. Nezabudnite na väčšiu funkčnosť nových položiek Nvidie: je tu podpora pre funkciu Level 12.1 v DirectX 12, hardvérovú akceleráciu VXGI, novú metódu vyhladzovania MFAA a ďalšie technológie. V prvej časti sme už hovorili o trhovom uhle pohľadu - v elitnom segmente až tak veľa nezávisí od ceny. Hlavná vec je, že riešenie je v herných aplikáciách čo najfunkčnejšie a najproduktívnejšie. Jednoducho - vo všetkom bol najlepší.

Len aby sme mohli posúdiť rýchlosť novej položky v hrách, v ďalšej časti nášho materiálu určíme výkonnosť Geforce GTX Titan X v našom súbore herných projektov a porovnáme ju s ukazovateľmi konkurencie, vrátane posúdenia primeranosť maloobchodnej ceny nového predmetu z pohľadu nadšencov a taktiež zistíme, o koľko je rýchlejší ako Geforce GTX 980 už v hrách.