La scheda dispone di 12288 MB di SDRAM GDDR5 situata in 24 chip da 4 Gbit (12 su ciascun lato del PCB).

Abbiamo utilizzato esempi di SDK Microsoft e AMD, nonché il programma demo Nvidia per i nostri benchmark sintetici DirectX 11. Il primo è HDRToneMappingCS11.exe e NBodyGravityCS11.exe di DirectX SDK (febbraio 2010). Abbiamo anche preso applicazioni da entrambi i produttori di chip video: Nvidia e AMD. I campioni DetailTessellation11 e PNTriangles11 sono stati presi da ATI Radeon SDK (sono anche in DirectX SDK). Inoltre, è stato utilizzato il programma demo di Nvidia, Realistic Water Terrain, noto anche come Island11.

Sono stati effettuati test sintetici sulle seguenti schede video:

• Geforce GTX Titan X GTX Titan X)
• Geforce GTX Titan Z con parametri standard (abbreviato GTX Titan Z)
• Geforce GTX 980 con parametri standard (abbreviato GTX 980)
• Radeon R9 295X2 con parametri standard (abbreviato R9 295X2)
• Radeon R9 290X con parametri standard (abbreviato R9 290X)

Per analizzare le prestazioni del nuovo modello di scheda video Geforce GTX Titan X, sono state scelte queste soluzioni per i seguenti motivi. La Geforce GTX 980 si basa sulla GPU della stessa architettura Maxwell, ma a un livello inferiore - la GM204, e sarà molto interessante per noi valutare cosa ha causato la complicazione del chip al GM200. Bene, la doppia GPU Geforce GTX Titan Z è solo presa come linea guida, come la scheda video Nvidia più produttiva basata su una coppia di chip GK110 della precedente architettura Kepler.

Abbiamo anche scelto due schede video della rivale AMD per il nostro confronto. Sono molto diversi in linea di principio, sebbene siano basati sulle stesse GPU Hawaii: hanno solo un numero diverso di GPU sulle schede e differiscono per posizionamento e prezzo. La Geforce GTX Titan X non ha rivali di prezzo, quindi abbiamo preso la scheda video dual-GPU più potente, la Radeon R9 295X2, anche se un confronto del genere non sarà molto interessante dal punto di vista tecnico. Per quest'ultimo, viene presa la scheda video a chip singolo più veloce di un concorrente: la Radeon R9 290X, anche se è stata rilasciata troppo tempo fa e si basa su una GPU di complessità nettamente inferiore. Ma semplicemente non c'è altra scelta tra le soluzioni AMD.

Direct3D 10: test dei pixel shader per PS 4.0 (texture, loop)

Abbiamo abbandonato i test DirectX 9 obsoleti, poiché soluzioni ultra potenti come la Geforce GTX Titan X mostrano scarsi risultati, essendo sempre limitati dalla larghezza di banda della memoria, dal tasso di riempimento o dalle texture. Per non parlare del fatto che le schede video dual-GPU non funzionano sempre correttamente in tali applicazioni, e ne abbiamo due.

La seconda versione di RightMark3D include due già noti test PS 3.0 per Direct3D 9, che sono stati riscritti per DirectX 10, nonché altri due nuovi test. La prima coppia aggiunge la possibilità di abilitare l'auto-ombreggiatura e il sovracampionamento dello shader, che aumenta ulteriormente il carico sui chip video.

Questi test misurano le prestazioni dell'esecuzione di pixel shader con loop con un numero elevato di campioni di texture (nella modalità più pesante, fino a diverse centinaia di campioni per pixel) e un carico ALU relativamente basso. In altre parole, misurano la frequenza di campionamento della trama e l'efficienza di ramificazione in un pixel shader.

Il primo test del pixel shader sarà Fur. Con le impostazioni più basse, usa da 15 a 30 campioni di texture dalla mappa dell'altezza e due campioni dalla texture principale. Dettagli effetto - La modalità "High" aumenta il numero di campioni a 40–80, consentendo il supercampionamento "shader" - fino a 60–120 campioni e la modalità "High", insieme a SSAA, ha una "gravità" massima - da 160 a 320 campioni dalla mappa dell'altezza.

Controlliamo prima le modalità senza sovracampionamento abilitato, sono relativamente semplici e il rapporto tra i risultati nelle modalità "Basso" e "Alto" dovrebbe essere approssimativamente lo stesso.

Le prestazioni in questo test dipendono dal numero e dall'efficienza delle TMU, nonché dall'efficienza dell'esecuzione di programmi complessi. E nella variante senza supercampionamento, anche il tasso di riempimento effettivo e la larghezza di banda della memoria hanno un ulteriore effetto sulle prestazioni. I risultati a livello di dettaglio "Alto" si ottengono fino a una volta e mezza inferiori rispetto a "Basso".

Nei compiti di rendering procedurale della pelliccia con un gran numero di fetch di texture, con il rilascio di chip video basati sull'architettura GCN, AMD ha da tempo preso la leadership. Sono le schede Radeon le migliori in questi confronti fino ad oggi, il che indica che sono più efficienti nell'esecuzione di questi programmi. Questa conclusione è confermata dal confronto odierno: la scheda video Nvidia che stiamo considerando ha perso anche contro l'obsoleta Radeon R9 290X a chip singolo, per non parlare del più vicino concorrente di prezzo di AMD.

Nel primo test Direct3D 10, la nuova scheda video Geforce GTX Titan X si è rivelata leggermente più veloce della sorella minore su un chip della stessa architettura sotto forma di una GTX 980, ma il ritardo di quest'ultima è piccolo - 9 -12%. Questo risultato può essere spiegato dalla velocità di texturing notevolmente inferiore della GTX 980, ed è in ritardo in altri parametri, sebbene il problema non riguardi chiaramente le prestazioni delle ALU. La doppia GPU Titan Z è più veloce, ma non così veloce come la Radeon R9 295X2.

Diamo un'occhiata al risultato dello stesso test, ma con il supersampling “shader” abilitato, che quadruplica il lavoro: in una situazione del genere, qualcosa dovrebbe cambiare, e la banda di memoria con fill rate avrà un effetto minore:

In condizioni difficili, il nuovo modello Geforce GTX Titan X è già più notevolmente avanti rispetto al modello più giovane della stessa generazione - GTX 980, essendo più veloce di un discreto 33-39%, che è molto più vicino alla differenza teorica tra loro. E il divario con i concorrenti sotto forma di Radeon R9 295X2 e R9 290X è diminuito: il nuovo prodotto di Nvidia ha quasi raggiunto la Radeon a chip singolo. Tuttavia, la doppia GPU è rimasta molto più avanti, perché i chip AMD preferiscono i calcoli per pixel e sono molto potenti in tali calcoli.

Il prossimo test DX10 misura le prestazioni di pixel shader complessi con loop con un gran numero di campioni di texture e si chiama Steep Parallax Mapping. Con impostazioni basse, usa da 10 a 50 campioni di texture dalla mappa dell'altezza e tre campioni dalle texture principali. Quando si attiva la modalità pesante con l'ombreggiatura automatica, il numero di campioni raddoppia e il supercampionamento aumenta questo numero quattro volte. La modalità di test più difficile con sovracampionamento e ombreggiatura automatica seleziona da 80 a 400 valori di trama, ovvero otto volte di più rispetto alla modalità semplice. Per prima cosa controlliamo le opzioni semplici senza sovracampionamento:

Il secondo test di pixel-shader Direct3D 10 è più interessante da un punto di vista pratico, poiché le varietà di mappatura della parallasse sono ampiamente utilizzate nei giochi e opzioni pesanti come la mappatura della parallasse ripida sono state a lungo utilizzate in molti progetti, ad esempio nei giochi di la serie Crysis, Lost Planet e molte altre. Inoltre, nel nostro test, oltre al sovracampionamento, puoi abilitare l'ombreggiatura automatica, che raddoppia il carico sul chip video: questa modalità è chiamata "Alta".

Il diagramma è generalmente simile al precedente, anche senza supersampling abilitato, e questa volta la nuova Geforce GTX Titan X si è rivelata un po' più vicina alla GTX Titan Z, perdendo non tanto per una scheda dual-GPU basata su un coppia di GPU Kepler. In condizioni diverse, il nuovo prodotto è del 14-19% in più rispetto al precedente modello di fascia alta dell'attuale generazione di Nvidia e, anche se lo confrontiamo con le schede video AMD, qualcosa è cambiato: in questo caso, la nuova GTX Titan X è leggermente inferiore alla Radeon R9 290X. Il due chip R9 295X2, tuttavia, è molto più avanti di tutti. Vediamo cosa cambierà l'inclusione del supercampionamento:

Quando sono abilitati il ​​supersampling e il self-shadowing, il compito diventa più difficile; abilitare due opzioni contemporaneamente aumenta il carico sulle schede di quasi otto volte, causando un grave calo delle prestazioni. La differenza tra gli indicatori di velocità delle schede video testate è leggermente cambiata, sebbene l'inclusione del supercampionamento abbia un effetto minore rispetto al caso precedente.

Le soluzioni grafiche AMD Radeon si comportano in modo più efficiente in questo test D3D10 pixel shader rispetto alle schede Geforce concorrenti, ma il nuovo chip GM200 cambia la situazione in meglio: Geforce GTX Titan X su un chip con architettura Maxwell supera la Radeon R9 290X in tutte le condizioni (tuttavia, in base su una GPU notevolmente meno complessa). La soluzione dual-GPU basata sulla coppia Hawaii è rimasta leader, ma rispetto ad altre soluzioni Nvidia il nuovo prodotto non è male. Ha mostrato velocità quasi alla pari con la doppia GPU Geforce GTX Titan Z e ha superato la Geforce GTX 980 del 28-33%.

Direct3D 10: benchmark dei pixel shader di PS 4.0 (calcolo)

Il prossimo paio di test di pixel shader contengono il numero minimo di recuperi di texture per ridurre l'impatto delle prestazioni TMU. Usano un gran numero di operazioni aritmetiche e misurano con precisione le prestazioni matematiche dei chip video, la velocità di esecuzione delle istruzioni aritmetiche in un pixel shader.

Il primo test di matematica è Mineral. Questo è un test di texture procedurale complesso che utilizza solo due campioni di dati di texture e 65 istruzioni come sin e cos.

I risultati dei test matematici estremi corrispondono molto spesso alla differenza di frequenze e al numero di unità di calcolo, ma solo approssimativamente, poiché i risultati sono influenzati dalla diversa efficienza del loro utilizzo in compiti specifici, dall'ottimizzazione del driver e dall'ultima frequenza e sistemi di controllo dell'alimentazione e persino l'enfasi sulla larghezza di banda della memoria. ... Nel caso del test Mineral, la nuova Geforce GTX Titan X è solo il 10% più veloce della GTX 980 basata sul chip GM204 della stessa generazione, e la doppia GPU GTX Titan Z non è stata così veloce in questo test - c'è è chiaramente qualcosa che impedisce alle schede Nvidia di rivelare ...

Confrontare la Geforce GTX Titan X con le schede concorrenti di AMD non sarebbe così frustrante se le GPU della R9 290X e della Titan X fossero simili per complessità. Ma il GM200 è molto più grande delle Hawaii e la sua piccola vittoria è naturale. L'aggiornamento dell'architettura di Nvidia da Kepler a Maxwell ha avvicinato i nuovi chip alle soluzioni concorrenti di AMD in tali test. Ma anche la più economica soluzione dual-GPU Radeon R9 295X2 è notevolmente più veloce.

Considera il secondo test di calcolo dello shader chiamato Fire. È più pesante per ALU, e c'è solo un recupero della trama in esso, e il numero di istruzioni come sin e cos è raddoppiato, a 130. Vediamo cosa è cambiato con l'aumento del carico:

Nel secondo test di matematica di RigthMark, vediamo risultati diversi delle schede video l'una rispetto all'altra. Quindi, la nuova Geforce GTX Titan X è già più forte (del 20%) davanti alla GTX 980 su un chip della stessa architettura grafica e la doppia GPU Geforce è molto vicina al nuovo prodotto: Maxwell gestisce molto le attività di calcolo meglio di Keplero.

La Radeon R9 290X è rimasta indietro, ma come abbiamo già scritto, la GPU Hawaii è notevolmente più semplice della GM200 e questa differenza è logica. Ma sebbene la Radeon R9 295X2 a due chip continui ad essere il leader nei test dei calcoli matematici, in generale, il nuovo chip video Nvidia si è comportato bene in tali compiti, sebbene non abbia raggiunto la differenza teorica con il GM204.

Direct3D 10: benchmark per lo shader geometrico

Il pacchetto RightMark3D 2.0 contiene due test della velocità degli shader geometrici, la prima versione si chiama "Galaxy", la tecnica è simile ai "point sprites" delle precedenti versioni di Direct3D. Anima un sistema di particelle su una GPU, uno shader geometrico crea quattro vertici da ogni punto, formando una particella. Algoritmi simili dovrebbero essere ampiamente utilizzati nei futuri giochi DirectX 10.

La modifica del bilanciamento nei test del geometry shader non influisce sul risultato del rendering finale, l'immagine finale è sempre esattamente la stessa, cambiano solo i metodi di elaborazione della scena. Il parametro "GS load" determina in quale degli shader vengono eseguiti i calcoli - in vertice o geometrico. Il numero di calcoli è sempre lo stesso.

Consideriamo la prima variante del test Galaxy, con calcoli in un vertex shader, per tre livelli di complessità geometrica:

Il rapporto tra velocità con diversa complessità geometrica delle scene è approssimativamente lo stesso per tutte le soluzioni, le prestazioni corrispondono al numero di punti, ad ogni passo il calo dell'FPS è vicino al doppio. Questo compito per le potenti schede video moderne è molto semplice e le sue prestazioni sono limitate dalla velocità di elaborazione della geometria e talvolta dalla larghezza di banda della memoria e/o dalla velocità di riempimento.

La differenza tra i risultati delle schede video basate su chip Nvidia e AMD è solitamente a favore delle soluzioni dell'azienda californiana, ed è dovuta alle differenze nelle pipeline geometriche dei chip di queste aziende. In questo caso, i chip video Nvidia di fascia alta hanno molte unità di elaborazione della geometria, quindi il guadagno è ovvio. Nei test di geometria, le schede Geforce sono sempre più competitive delle schede Radeon.

La nuova Geforce GTX Titan X è leggermente indietro rispetto alla generazione precedente con doppia GPU GTX Titan Z, ma la GTX 980 supera la GTX 980 del 12-25%. Le schede video Radeon mostrano risultati notevolmente diversi, dal momento che la R9 295X2 si basa su una coppia di GPU e solo lei può competere con la novità in questo test, e la Radeon R9 290X è diventata un'estranea. Vediamo come cambierà la situazione durante il trasferimento di parte dei calcoli allo shader geometrico:

Quando il carico è cambiato in questo test, i numeri sono leggermente cambiati per le schede AMD e per le soluzioni Nvidia. E questo non cambia davvero nulla. In questo test sugli shader geometrici, le schede video reagiscono male ai cambiamenti nel parametro di carico GS, che è responsabile del trasferimento di parte dei calcoli allo shader geometrico, quindi le conclusioni rimangono le stesse.

Sfortunatamente, "Hyperlight" è il secondo test di shader di geometria che dimostra l'uso di diverse tecniche contemporaneamente: istanze, output di flusso, caricamento del buffer, che utilizza la creazione di geometria dinamica disegnando in due buffer, nonché una nuova funzionalità Direct3D 10 - flusso output, su tutte le moderne schede grafiche di AMD semplicemente non funzionano. Ad un certo punto, un altro aggiornamento dei driver Catalyst ha portato al fatto che questo test ha smesso di funzionare sulle schede di questa azienda e questo non è stato risolto per diversi anni.

Direct3D 10: velocità di recupero delle trame dai vertex shader

I test Vertex Texture Fetch misurano la velocità di un gran numero di recuperi di texture dal vertex shader. I test sono simili, infatti, quindi il rapporto tra i risultati delle carte nei test "Earth" e "Waves" dovrebbe essere approssimativamente lo stesso. Entrambi i test utilizzano la mappatura dello spostamento basata sui dati di recupero della trama, l'unica differenza significativa è che il test Waves utilizza transizioni condizionali, mentre il test Earth no.

Considera il primo test "Earth", prima nella modalità "Dettaglio effetto basso":

La nostra ricerca precedente ha mostrato che i risultati di questo test possono essere influenzati sia dal fill rate che dalla larghezza di banda della memoria, che è chiaramente visibile nei risultati delle schede Nvidia, specialmente nelle modalità semplici. La nuova scheda video di Nvidia in questo test dimostra la velocità chiaramente inferiore a quanto dovrebbe: tutte le schede Geforce si sono rivelate approssimativamente allo stesso livello, il che chiaramente non corrisponde alla teoria. In tutte le modalità, ovviamente si imbattono in qualcosa come la larghezza di banda della memoria. Tuttavia, anche la Radeon R9 295X2 non è due volte più veloce della R9 290X.

A proposito, la scheda a chip singolo di AMD questa volta si è rivelata più forte di tutte le schede di Nvidia in modalità facile e approssimativamente al loro livello in modalità pesante. Bene, la doppia GPU Radeon R9 295X2 è diventata di nuovo il leader del nostro confronto. Diamo un'occhiata alle prestazioni nello stesso test con un numero maggiore di recuperi di texture:

La situazione sul diagramma è leggermente cambiata, la soluzione a chip singolo di AMD in modalità pesanti ha perso significativamente più schede Geforce. La nuova Geforce GTX Titan X ha mostrato velocità fino al 14% più veloci della Geforce GTX 980 e ha superato la Radeon a GPU singola in tutte le modalità tranne che nelle più leggere grazie alla stessa attenzione su qualcosa. Se confrontiamo il nuovo prodotto con una soluzione dual-GPU di AMD, Titan X è stata in grado di combattere in modalità pesante, mostrando prestazioni simili, ma in ritardo in modalità leggera.

Consideriamo i risultati del secondo test di campioni di texture dai vertex shader. Il test Waves ha un numero inferiore di campioni, ma utilizza salti condizionali. Il numero di campioni di texture bilineari in questo caso è fino a 14 ("Dettaglio effetto basso") o fino a 24 ("Dettaglio effetto alto") per ciascun vertice. La complessità della geometria cambia allo stesso modo del test precedente.

I risultati nel secondo test di vertex texturing "Waves" non sono affatto simili a quelli che abbiamo visto nei diagrammi precedenti. Gli indicatori di velocità di tutte le GeForce in questo test si sono seriamente deteriorati e il nuovo modello Nvidia Geforce GTX Titan X mostra una velocità solo leggermente più veloce della GTX 980, in ritardo rispetto alla doppia GPU Titan Z. tutte le modalità. Consideriamo la seconda variante dello stesso problema:

Con la complicazione del compito nel secondo test di campionamento delle texture, la velocità di tutte le soluzioni è diminuita, ma le schede video Nvidia hanno sofferto di più, compreso il modello in questione. Nelle conclusioni, quasi nulla cambia, la nuova Geforce GTX Titan X è fino al 10-30% più veloce della GTX 980, in ritardo sia rispetto alla doppia GPU Titan Z che a entrambe le schede Radeon. La Radeon R9 295X2 si è rivelata molto avanti in questi test, e dal punto di vista teorico questo è semplicemente inspiegabile, fatta eccezione per un'ottimizzazione insufficiente da parte di Nvidia.

3DMark Vantage: benchmark delle funzionalità

I benchmark sintetici della suite 3DMark Vantage ci mostreranno cosa ci siamo persi in precedenza. I test delle funzionalità di questa suite di test hanno il supporto DirectX 10, sono ancora rilevanti e interessanti perché differiscono dai nostri. Analizzando i risultati dell'ultimo modello di scheda video Geforce GTX Titan X in questo pacchetto, trarremo alcune nuove e utili conclusioni che ci sono sfuggite nei test della famiglia di pacchetti RightMark.

Il primo test misura le prestazioni delle unità di recupero delle texture. Utilizzato per riempire un rettangolo con valori letti da una piccola trama utilizzando più coordinate di trama che cambiano ogni fotogramma.

L'efficienza delle schede video AMD e Nvidia nel test delle texture di Futuremark è piuttosto elevata e le cifre finali per i diversi modelli sono vicine ai corrispondenti parametri teorici. Quindi, la differenza di velocità tra GTX Titan X e GTX 980 si è rivelata del 38% a favore di una soluzione basata su GM200, che è vicina alla teoria, perché il nuovo prodotto ha una volta e mezza più TMU, ma funzionano a una frequenza inferiore. Naturalmente, il ritardo rispetto alla doppia GPU GTX Titan Z rimane, poiché le due GPU hanno un'elevata velocità di texturing.

Quando si tratta di confrontare la velocità di testurizzazione della nuova scheda video di fascia alta di Nvidia con soluzioni a prezzo simile di un concorrente, il nuovo prodotto è inferiore a un rivale a due GPU, che è un vicino condizionale nella nicchia di prezzo, ma supera la Radeon R9 290X, anche se non in modo troppo significativo. Tuttavia, le schede grafiche AMD fanno ancora un po' meglio con le texture.

Il secondo compito è testare il tasso di riempimento. Utilizza un pixel shader molto semplice senza limiti di prestazioni. Il valore del colore interpolato viene scritto nel buffer fuori schermo (destinazione di rendering) utilizzando la fusione alfa. Viene utilizzato un buffer fuori schermo FP16 a 16 bit, che viene spesso utilizzato nei giochi che utilizzano il rendering HDR, quindi questo test è abbastanza tempestivo.

I numeri del secondo sottotest 3DMark Vantage mostrano le prestazioni delle unità ROP senza tenere conto della quantità di larghezza di banda della memoria video (il cosiddetto "tasso di riempimento effettivo") e il test misura le prestazioni ROP. La scheda Geforce GTX Titan X che stiamo recensendo è notevolmente avanti rispetto a entrambe le schede Nvidia, la GTX 980 e persino la GTX Titan Z, superando la scheda a chip singolo basata su GM204 di ben il 45% - il numero di ROP e la loro efficienza nella GPU superiore dell'architettura Maxwell è eccellente!

E se confrontiamo il tasso di riempimento della scena con la nuova scheda video Geforce GTX Titan X con schede video AMD, la scheda Nvidia che stiamo considerando in questo test mostra il miglior tasso di riempimento della scena anche rispetto alla più potente Radeon R9 dual-GPU 295X2, per non parlare della Radeon R9 290X considerevolmente in ritardo. Un gran numero di ROP e ottimizzazioni per l'efficienza di compressione dei dati del framebuffer hanno fatto il loro lavoro.

Uno dei test di funzionalità più interessanti, poiché una tecnica simile è già utilizzata nei giochi. Disegna un quadrilatero (più precisamente, due triangoli) usando una tecnica speciale chiamata Parallax Occlusion Mapping, che simula una geometria complessa. Vengono utilizzati ray tracing e mappe di profondità ad alta risoluzione che richiedono molte risorse. Anche questa superficie viene ombreggiata utilizzando l'algoritmo di Strauss pesante. Questo è un test di un pixel shader molto complesso e pesante per GPU contenente numerose selezioni di texture per ray tracing, rami dinamici e calcoli di illuminazione complessi di Strauss.

Questo test del pacchetto 3DMark Vantage differisce dai precedenti in quanto i risultati in esso contenuti dipendono non solo dalla velocità dei calcoli matematici, dall'efficienza della ramificazione o dalla velocità del recupero della trama, ma da diversi parametri contemporaneamente. Per raggiungere l'alta velocità in questa attività, è importante il corretto bilanciamento della GPU, così come l'efficienza dell'esecuzione di shader complessi.

In questo caso, sono importanti sia le prestazioni matematiche che quelle delle texture, e in questo sintetico di 3DMark Vantage la nuova Geforce GTX Titan X è più di un terzo più veloce del modello basato sulla GPU della stessa architettura Maxwell. E anche la doppia GPU Kepler sotto forma di GTX Titan Z ha vinto meno del 10% rispetto al nuovo prodotto.

La scheda Nvidia di fascia alta a chip singolo in questo test ha mostrato risultati nettamente migliori rispetto alla Radeon R9 290X a un chip, ma entrambe sono decisamente inferiori al modello a due GPU Radeon R9 295X2. I processori grafici AMD funzionano in modo un po' più efficiente in questo compito rispetto ai chip Nvidia, mentre l'R9 295X2 ne ha due.

Il quarto test è interessante in quanto calcola le interazioni fisiche (imitazione tissutale) utilizzando un chip video. Viene utilizzata la simulazione dei vertici, utilizzando il lavoro combinato di vertex e geometry shader, con diversi passaggi. Usa lo stream out per trasferire i vertici da un passaggio di simulazione a un altro. Pertanto, vengono testate le prestazioni dell'esecuzione degli shader di vertice e geometria e la velocità di flusso in uscita.

La velocità di rendering in questo test dipende anche da diversi parametri contemporaneamente e i principali fattori di influenza dovrebbero essere le prestazioni di elaborazione della geometria e l'efficienza di esecuzione dello shader di geometria. Cioè, i punti di forza dei chip Nvidia dovrebbero essere manifestati, ma purtroppo abbiamo visto un risultato molto strano (abbiamo ricontrollato), la nuova scheda video Nvidia ha mostrato una velocità non molto elevata, per usare un eufemismo. Geforce GTX Titan X in questo sottotest ha mostrato il peggior risultato di tutte le soluzioni, in ritardo di quasi il 20% persino rispetto alla GTX 980!

Ebbene, il confronto con le schede Radeon in questo test è altrettanto sgradevole per un nuovo prodotto. Nonostante il numero teoricamente inferiore di unità di esecuzione geometrica e il ritardo delle prestazioni geometriche dei chip AMD rispetto alle soluzioni concorrenti, entrambe le schede Radeon si comportano in modo molto efficiente in questo test e superano tutte e tre le schede Geforce presentate a confronto. Ancora una volta, sembra una mancanza di ottimizzazione nei driver Nvidia per un'attività specifica.

Test di simulazione fisica degli effetti basati su sistemi di particelle calcolati utilizzando un chip video. Viene utilizzata anche la simulazione dei vertici, ogni vertice rappresenta una singola particella. Lo streaming viene utilizzato per lo stesso scopo del test precedente. Vengono calcolate diverse centinaia di migliaia di particelle, tutte animate separatamente, e vengono calcolate anche le loro collisioni con la mappa dell'altezza.

Simile a uno dei test nel nostro RightMark3D 2.0, le particelle vengono renderizzate utilizzando uno shader geometrico, che crea quattro vertici da ciascun punto che formano una particella. Ma il test più di tutti carica le unità shader con i calcoli dei vertici, viene testato anche lo streaming.

Nel secondo test "geometrico" di 3DMark Vantage, la situazione è cambiata notevolmente, questa volta tutte le Geforce mostrano già risultati più o meno normali, sebbene la Radeon dual-GPU rimanga ancora in testa. Il nuovo modello GTX Titan X è più veloce del 24% rispetto alla sorella GTX 980 ed è circa lo stesso in ritardo rispetto alla doppia GPU Titan Z sulla GPU della generazione precedente.

Il confronto della nuova Nvidia con le schede video concorrenti di AMD questa volta è più positivo: ha mostrato il risultato tra due schede di un'azienda rivale e si è rivelato essere più vicino alla Radeon R9 295X2, che ha due GPU. La novità è significativamente più avanti della Radeon R9 290X e questo ci mostra chiaramente come possono essere diversi due test apparentemente simili: simulare tessuti e simulare un sistema di particelle.

L'ultimo test delle funzionalità del pacchetto Vantage è un test matematicamente intensivo del chip video, calcola diverse ottave dell'algoritmo del rumore Perlin in un pixel shader. Ogni canale di colore utilizza la propria funzione di rumore per un maggiore carico sul chip video. Il rumore di Perlin è un algoritmo standard spesso utilizzato nella texturizzazione procedurale e utilizza molta matematica.

In questo caso, le prestazioni delle soluzioni non corrispondono del tutto alla teoria, sebbene si avvicini a quanto visto in test simili. Nel test matematico della suite Futuremark, che mostra le prestazioni di picco dei chip video in compiti estremi, vediamo una diversa distribuzione dei risultati rispetto a test simili della nostra suite di test.

Sappiamo da molto tempo che le GPU AMD con architettura GCN riescono ancora a gestire tali compiti meglio delle soluzioni concorrenti, specialmente nei casi in cui viene eseguita una "matematica" intensiva. Ma il nuovo modello di punta di Nvidia si basa su un grande chip GM200, e quindi la Geforce GTX Titan X in questo test ha mostrato un risultato notevolmente superiore alla Radeon R9 290X.

Se confrontiamo il nuovo prodotto con il miglior modello della famiglia Geforce GTX 900, in questo test la differenza tra loro è stata di quasi il 40%, a favore della scheda video che stiamo considerando oggi, ovviamente. Questo è anche vicino alla differenza teorica. Non un brutto risultato per la Titan X, solo la doppia GPU Radeon R9 295X2 è avanti, e molto avanti.

Direct3D 11: Calcola shader

Abbiamo utilizzato esempi di SDK e demo di Microsoft, Nvidia e AMD per testare la soluzione top di gamma di Nvidia rilasciata di recente su attività che utilizzano le funzionalità di DirectX 11 come tessellation e compute shader.

Per prima cosa, esamineremo i benchmark utilizzando gli shader di calcolo. Il loro aspetto è una delle innovazioni più importanti nelle ultime versioni dell'API DX, sono già utilizzati nei giochi moderni per svolgere varie attività: post-elaborazione, simulazioni, ecc. Il primo test mostra un esempio di rendering HDR con mappatura dei toni dall'SDK DirectX, con post-elaborazione utilizzando pixel e compute shader.

La velocità di calcolo nei computational e nei pixel shader è approssimativamente la stessa per tutte le schede AMD e Nvidia, le differenze sono state osservate solo nelle schede video basate su GPU di architetture precedenti. A giudicare dai nostri test precedenti, i risultati in un'attività spesso dipendono non tanto dalla potenza matematica e dall'efficienza computazionale quanto da altri fattori, come la larghezza di banda della memoria.

In questo caso, la nuova scheda video di fascia alta è più veloce delle versioni a singola GPU Geforce GTX 980 e Radeon R9 290X, ma è in ritardo rispetto alla doppia GPU R9 295X2, il che è comprensibile, perché ha la potenza di una coppia di R9 290X. Se confrontiamo il nuovo prodotto con la Geforce GTX 980, il consiglio di amministrazione dell'azienda californiana considerata oggi è più veloce del 34-36%, esattamente secondo la teoria.

Il secondo test dello shader computazionale, anch'esso tratto da Microsoft DirectX SDK, mostra il problema della gravità computazionale a N-corpi, una simulazione di un sistema di particelle dinamico su cui agiscono forze fisiche come la gravità.

In questo test, l'enfasi è più spesso osservata sulla velocità di esecuzione di calcoli matematici complessi, sull'elaborazione della geometria e sull'efficienza dell'esecuzione del codice con i rami. E in questo test DX11, l'equilibrio delle forze tra le soluzioni di due diverse aziende si è rivelato completamente diverso, ovviamente a favore delle schede video Geforce.

Tuttavia, anche i risultati di un paio di soluzioni Nvidia su chip diversi sono strani: Geforce GTX Titan X e GTX 980 sono quasi uguali, sono separati solo dal 5% della differenza di prestazioni. Il rendering a doppia GPU non funziona in questo compito, quindi i rivali (modelli Radeon a GPU singola e doppia GPU) hanno approssimativamente la stessa velocità. Bene, la GTX Titan X è tre volte davanti a loro. Sembra che questo compito sia calcolato in modo molto più efficiente sulle GPU dell'architettura Maxwell, che abbiamo notato in precedenza.

Direct3D 11: Prestazioni di tassellazione

Gli shader di calcolo sono molto importanti, ma un'altra importante innovazione in Direct3D 11 è la tassellatura hardware. L'abbiamo esaminato in dettaglio nel nostro articolo teorico sulla Nvidia GF100. La tassellazione è stata a lungo utilizzata nei giochi DX11 come STALKER: Call of Pripyat, DiRT 2, Aliens vs Predator, Metro Last Light, Civilization V, Crysis 3, Battlefield 3 e altri. Alcuni di loro usano la tassellatura per i modelli dei personaggi, mentre altri usano la tassellatura per simulare una superficie d'acqua o un paesaggio realistici.

Esistono diversi schemi per partizionare le primitive grafiche (tassellation). Ad esempio tassellatura Phong, triangoli PN, suddivisione Catmull-Clark. Quindi, lo schema di partizionamento dei triangoli PN viene utilizzato in STALKER: Call of Pripyat e in Metro 2033 - Tessellazione di Phong. Questi metodi vengono introdotti in modo relativamente rapido e semplice nel processo di sviluppo del gioco e nei motori esistenti, e quindi sono diventati popolari.

Il primo test di tessellation sarà l'esempio di Detail Tassellation dell'ATI Radeon SDK. Implementa non solo la tessellation, ma anche due diverse tecniche di elaborazione per pixel: semplici mappe normali di sovrapposizione e mappatura di occlusione di parallasse. Bene, confrontiamo le soluzioni DX11 di AMD e Nvidia in condizioni diverse:

Nel semplice test di bumpmapping, la velocità delle schede non è molto importante, poiché questo compito è diventato a lungo troppo facile e le prestazioni al suo interno sono limitate dalla larghezza di banda della memoria o dal tasso di riempimento. L'eroe della recensione di oggi è del 23% avanti rispetto al precedente modello top di gamma Geforce GTX 980 basato sul chip GM204 ed è leggermente inferiore al concorrente sotto forma di Radeon R9 290X. La versione a doppio chip è anche leggermente più veloce.

Nel secondo sottotest con calcoli pixel per pixel più complessi, il nuovo prodotto è già diventato il 34% più veloce della Geforce GTX 980, che è più vicino alla differenza teorica tra loro. Ma Titan X questa volta è già un po' più veloce di un concorrente condizionale a chip singolo basato su una singola Hawaii. Poiché i due chip della Radeon R9 295X2 funzionano perfettamente, questo compito viene eseguito ancora più velocemente. Sebbene l'efficienza dell'esecuzione di calcoli matematici nei pixel shader sia maggiore per i chip dell'architettura GCN, il rilascio di soluzioni dell'architettura Maxwell ha migliorato la posizione delle soluzioni Nvidia.

Nel sottotest utilizzando un leggero grado di tessellation, la scheda Nvidia recentemente annunciata è di nuovo solo un quarto più veloce della Geforce GTX 980 - forse la velocità è limitata dalla larghezza di banda della memoria, poiché le texture non hanno quasi alcun effetto in questo test. Se confrontiamo il nuovo prodotto con le schede AMD in questo sottotest, la scheda Nvidia è di nuovo inferiore a entrambe le schede Radeon, poiché in questo test di tassellatura il partizionamento dei triangoli è abbastanza moderato e le prestazioni geometriche non limitano la velocità di rendering complessiva.

Il secondo test delle prestazioni di tassellatura sarà un altro esempio per gli sviluppatori 3D di ATI Radeon SDK - PN Triangles. In realtà, entrambi gli esempi sono inclusi anche nel DX SDK, quindi siamo sicuri che gli sviluppatori di giochi creeranno il loro codice sulla base di loro. Abbiamo testato questo esempio con un diverso fattore di tassellatura per vedere quanto una modifica avrebbe avuto un effetto sulle prestazioni complessive.

In questo test viene utilizzata una geometria più complessa, pertanto un confronto della potenza geometrica di varie soluzioni porta a conclusioni diverse. Le soluzioni moderne presentate nel materiale sopportano abbastanza bene carichi geometrici leggeri e medi, mostrando un'elevata velocità. Ma sebbene in condizioni di luce le GPU Hawaii nella Radeon R9 290X e R9 295X2 nel numero di uno e due pezzi funzionino bene, in condizioni pesanti le schede Nvidia vanno molto avanti. Quindi, nelle modalità più difficili, la Geforce GTX Titan X presentata oggi mostra una velocità notevolmente migliore rispetto alla doppia GPU Radeon.

Per quanto riguarda il confronto tra le schede Nvidia basate su chip GM200 e GM204, il modello Geforce GTX Titan X in esame oggi aumenta il suo vantaggio con un aumento del carico geometrico, poiché in modalità light tutto dipende dalla larghezza di banda della memoria. Di conseguenza, il nuovo prodotto supera la scheda Geforce GTX 980, a seconda della complessità della modalità, fino al 31%.

Diamo un'occhiata ai risultati di un altro test, il programma demo Nvidia Realistic Water Terrain, noto anche come Island. Questa demo utilizza la tassellatura e la mappatura dello spostamento per rendere realistiche le superfici oceaniche e del terreno.

Il test dell'isola non è un test puramente sintetico per misurare esclusivamente le prestazioni geometriche della GPU, poiché contiene pixel complessi e shader computazionali, inclusi, e tale carico è più vicino ai giochi reali in cui vengono utilizzate tutte le unità GPU, e non solo quelli geometrici, come nelle precedenti prove di geometria. Sebbene il principale sia ancora il carico sulle unità di elaborazione della geometria, anche la stessa larghezza di banda di memoria, ad esempio, può influire.

Testiamo tutte le schede video con quattro diversi rapporti di tessellation - in questo caso, l'impostazione si chiama Dynamic Tassellation LOD. Al primo fattore di partizionamento dei triangoli, la velocità non è limitata dalle prestazioni delle unità geometriche e le schede video Radeon mostrano un risultato abbastanza elevato, in particolare la dual-GPU R9 295X2, superando addirittura il risultato dell'annunciata scheda Geforce GTX Titan X. , ma già nelle fasi successive del carico geometrico, le prestazioni delle schede Radeon diminuiscono e le soluzioni Nvidia escono in vantaggio.

Il vantaggio della nuova scheda Nvidia basata sul chip video GM200 rispetto ai suoi concorrenti in tali test è già abbastanza decente e persino multiplo. Se confrontiamo Geforce GTX Titan X con GTX 980, la differenza tra le loro prestazioni raggiunge il 37-42%, il che è perfettamente spiegato dalla teoria e corrisponde esattamente ad esso. Le GPU Maxwell sono notevolmente più efficienti in modalità di carico misto, passando rapidamente dalle attività grafiche a quelle di elaborazione e viceversa, e la Titan X è molto più veloce anche della doppia GPU Radeon R9 295X2 in questo test.

Dopo aver analizzato i risultati dei test sintetici della nuova scheda video Nvidia Geforce GTX Titan X basata sulla nuova GPU GM200 di fascia alta, oltre a considerare i risultati di altri modelli di schede video di entrambi i produttori di GPU discreti, possiamo concludere che il video la scheda in esame dovrebbe diventare la più veloce sul mercato, in competizione con la più potente scheda video dual-GPU di AMD. In generale, questo è un buon seguace del modello Geforce GTX Titan Black, il più potente chip singolo.

La nuova scheda video di Nvidia mostra risultati abbastanza buoni in sintetico - in molti test, anche se non in tutti. Radeon e Geforce hanno tradizionalmente punti di forza diversi. In un gran numero di test, i due processori grafici del modello Radeon R9 295X2 si sono rivelati più veloci, anche grazie alla maggiore larghezza di banda della memoria finale e alla velocità di texturing con esecuzione molto efficiente delle attività computazionali. Ma in altri casi, la GPU di punta dell'architettura Maxwell si fa sentire, specialmente nei test di geometria e negli esempi con tessellation.

Tuttavia, nelle applicazioni di gioco reali tutto sarà un po' diverso, rispetto ai "sintetici" e la Geforce GTX Titan X dovrebbe mostrare una velocità notevolmente superiore alla Geforce GTX 980 a un chip e ancora di più alla Radeon R9 290X. Ed è difficile confrontare il nuovo prodotto con una Radeon R9 295X2 a due chip: i sistemi basati su due o più GPU hanno le loro caratteristiche spiacevoli, sebbene forniscano un aumento del frame rate medio con un'adeguata ottimizzazione.

Ma le caratteristiche architettoniche e le funzionalità sono chiaramente a favore della soluzione Nvidia premium. Geforce GTX Titan X consuma molta meno energia rispetto alla stessa Radeon R9 295X2 e in termini di efficienza energetica, il nuovo modello di Nvidia è molto forte: questa è una caratteristica distintiva dell'architettura Maxwell. Non dimentichiamoci delle maggiori funzionalità della nuova Nvidia: c'è il supporto al Feature Level 12.1 in DirectX 12, l'accelerazione hardware VXGI, un nuovo metodo di anti-aliasing MFAA e altre tecnologie. Abbiamo già parlato del punto di vista del mercato nella prima parte: nel segmento d'élite, non dipende tanto dal prezzo. La cosa principale è che la soluzione è il più funzionale e produttiva possibile nelle applicazioni di gioco. Semplicemente: era il migliore in tutto.

Proprio per valutare la velocità del nuovo elemento nei giochi, nella prossima parte del nostro materiale determineremo le prestazioni della Geforce GTX Titan X nella nostra serie di progetti di gioco e le confronteremo con gli indicatori dei concorrenti, inclusa la valutazione del ragionevolezza del prezzo al dettaglio del nuovo oggetto dal punto di vista degli appassionati, e scopriremo anche quanto sia più veloce della Geforce GTX 980 già nei giochi.