GeForce GTX 780 Ti vs Radeon R9 290X в SLI/CrossFire: часть 1

Задумку этого тестирования не придется долго объяснять. Если недавно были выпущены новые GPU, то сам бог велел протестировать их не только по отдельности, но и в мультипроцессорных конфигурациях. Пусть такие решения остаются уделом расточительных энтузиастов, но даже из чистого любопытства интересно узнать, на что способны самые передовые технологии AMD и NVIDIA на очередном этапе их нескончаемой гонки.

К тому же в сравнении «двухголовых» систем все-таки есть определенная доля практической пользы. Например, только два топовых GPU позволят поиграть в 4К-разрешениях (3840х2160 и 4096x2160), но эту тему мы оставим на вторую часть обзора. Пока ограничимся распространенными сегодня разрешениями Full HD (1920х1080) и WQHD (2560х1440). Последнее хоть и уступает более чем в два раза по количеству пикселей полноформатным представителям стандарта 4K, но все еще существенно нагружает графический процессор. Некоторые игры в таком режиме при максимальных настройках графики с полноэкранным сглаживанием могут бросить вызов даже самым мощным из одиночных GPU (возьмем, к примеру, Crysis 3, Far Cry 3 и Metro: Last Light). Два процессора в SLI или CrossFire должны исправить положение, обеспечив комфортную частоту смены кадров — более 60 FPS вместо едва играбельных 30 FPS.

Команды соперников в парной программе со стороны NVIDIA представлены связками GeForce GTX 780 и GTX 780 Ti, а со стороны AMD — Radeon R9 290 и R9 290X. Ранее мы уже протестировали SLI на базе двух GeForce GTX 780, но у старшего на тот момент ускорителя в 700-й линейке просто не было адекватных соперников среди продукции AMD. Сегодня нас ждет полноценное соревнование, итог которого не так-то просто предсказать. Конечно, GeForce GTX 780 Ti — это царь зверей среди дискретных видеоадаптеров с одним GPU, что и позволило производителю оценить его в $649 (здесь и далее для удобства мы приводим рекомендованные цены в США). И все же есть игры, где Radeon R9 290X ($549) держится на равных с флагманом NVIDIA, а кое-где даже берет реванш. Алгоритм совместной работы двух GPU вносит свои коррективы в производительность, а некоторые бенчмарки имеют симпатию либо антипатию к SLI или CrossFire, так что конкуренция топовых ускорителей AMD и NVIDIA не теряет своей остроты.

Не менее интересно, как относительно друг друга расположатся сдвоенные конфигурации Radeon R9 290 ($449) и GeForce GTX 780 ($499). В тестировании одиночных видеокарт R9 290 с минимальным преимуществом завоевал победу над соперником от NVIDIA, но тесты в SLI/CrossFire могут вновь сместить чаши весов. Наконец, нужно сравнить Radeon R9 290 с R9 290X и понять — есть ли между ними такая разница, за которую стоит отдать по меньшей мере две сотни долларов.

⇡#CrossFire: алгоритм Frame Pacing, переход на PCI-E

Недостатки технологии CrossFire в этом году сделали графическое отделение AMD мишенью для насмешек и критики. Выяснилось, что, хотя сборки GPU в CrossFire могут иметь отличную производительность, что отражается в средней частоте смены кадров, обнаруживается колоссальный разброс времени подготовки отдельного кадра. В лучшем случае это вызывает едва заметное микроподтормаживание, в худшем — сводит на нет непосредственно воспринимаемое человеком преимущество от второго GPU.

К чести AMD, решение проблемы появилось достаточно быстро, уже в драйвере версии Catalyst 13.8. Драйвер включает алгоритм Frame Pacing, который, по сути, просто придерживает кадры, создаваемые отдельными GPU, с целью равномерно распределить во времени их выдачу на экран. Такой подход по определению вносит некоторую задержку в действия пользователя. Поэтому, хотя большинство игроков не должны ее обнаружить, AMD оставила возможность выключить Frame Pacing в меню Catalysts Control Center, что одновременно в какой-то мере оправдывает в глазах публики столь долгое пренебрежение AMD этим вопросом. Без Frame Pacing графические процессоры выбрасывают кадры с такой скоростью, на какую способны, что имеет свой плюс в виде минимальной задержки реакции на действие геймера.

Как бы то ни было, Frame Pacing является установкой по умолчанию. Для наших тестов это важно тем, что ставит видеокарты AMD в равное положение с конкурентами от NVIDIA, где подобные алгоритмы, по всей видимости, уже использовались ранее. И да, Frame Pacing оказывает негативное влияние на производительность в виде частоты смены кадров. Немного, но достаточно, чтобы внести дополнительную неопределенность в грядущее сравнение GPU в SLI и CrossFire.

Frame Pacing на сегодня действует только в играх под API DirectX 10 и 11, и большинство видеокарт AMD, которое по-прежнему использует мостики для синхронизации кадровых буферов в CrossFire, не совместимо с мультимониторными конфигурациями (к которым относятся и 4К-мониторы, пока что представленные только тайловыми моделями).

Вторая новость: CrossFire в Radeon R9 290(X) работает совсем не так, как в прошлых картах семейства Radeon HD 7000 и младших моделях линейки R7/R9. Для синхронизации кадровых буферов вместо привычных мостиков (шина CFBI, CrossFire Bridge Interconnect) данные передаются по шине PCI-Express путем прямого доступа к адресному пространству соседнего видеоадаптера (DMA). Сделано это по той причине, что на пороге перехода к 4K-разрешениям шина CFBI уже исчерпала запас пропускной способности, которая составляет 900 Мбайт/с.

CFBI позволяет без проблем передавать поток кадров разрешением 2560х1600 с частотой 60 Гц (703,125 Мбайт/с), но не справится с 3840х2160 при такой же частоте (1423,83 Мбайт/с). А вот пропускной способности слота PCI-E 3.0 x16 для этой цели более чем достаточно — 16 Гбайт/с. Отметим, что использование шины PCI-E вместо выделенного канала между графическими процессорами вносит в систему дополнительные задержки, но AMD утверждает, что алгоритм подстраивает транзакции под непосредственно измеряемую латентность связи.

Кстати, пропускная способность мостика SLI также составляет 1 Гбайт/с, что может вызывать проблемы уже для ускорителей NVIDIA в тестировании при 4К-разрешениях, но об этом — в следующий раз.

⇡#Еще раз о температуре и частотах

Тактовая частота GPU окончательно перестала быть твердой характеристикой современных видеокарт. AMD в этом вопросе занимает наиболее прогрессивную и одновременно уязвимую для критики позицию. Частоты, указанные для Radeon R9 и R9 290X фактически являются предельно достижимыми при наиболее благоприятных условиях. На деле частота колеблется в широких пределах в диапазоне от 300 до 947/1000 МГц для R9 290 и R9 290X соответственно. Период смены частоты составляет несколько миллисекунд, а для утилит мониторинга драйвер сообщает усредненное значение в пределах некоего «окна». Реальная частота в отдельный момент времени ограничена тремя факторами: энергопотреблением, температурой GPU и скоростью вращения охлаждающего вентилятора. Последнее — больное место для Radeon R9 290 и R9 290X. Беспрецедентное энергопотребление видеокарт (в районе 290-300 Вт) требует искать компромисс между частотой и акустическими характеристиками, и в референсных образцах AMD сделала выбор в пользу частоты. В результате обе модели изрядно шумят по сравнению с GeForce GTX 780 (Ti) референсного дизайна.

Пользователь имеет возможность приглушить кулер, выставив более консервативный лимит скорости, но имейте в виду, что ценой шума AMD обеспечила весьма предсказуемую производительность GPU даже при самой интенсивной нагрузке. Мы замерили рабочие параметры видеокарт в тесте FurMark при штатных настройках лимита скорости турбинки (47% для Radeon R9 290 и 55% для Radeon R9 290X в Uber Mode). В результате частота GPU в R9 290X практически не отступает от предельной отметки 1 ГГц, а R9 290 все-таки просел, но держится на уровне 913 МГц. При этом кулеры той и другой модели раскрутились до 2894 и 2509 об/мин соответственно.

Видеокарты NVIDIA далеко не столь горячи, как их красные соперники, что гарантирует более тихую работу. Также надо отдать должное превосходной системе охлаждения, которой комплектуются референсные образцы. И все же GeForce GTX 780 вместе с 780 Ti также не избавлены от трудностей, связанных с перегревом. Предельной температурой для референсных адаптеров является 79 °C и 82 °C (GTX 780 и 780 Ti соответственно). Когда GPU прогреется до этой метки, частота начнет падать точно так же, как на Radeon R9 290. Все дело в том, что, хотя в настройках драйвера NVIDIA нет ограничителя скорости вращения кулера, на самом деле этот лимит все же есть.

В результате в FurMark GeForce GTX 780 работает на частоте 928 МГц, хотя пределом для него является 1006 МГц. GTX 780 Ti держит 993 МГц из допустимых 1020 МГц.

Подход NVIDIA отличается от такового у чипов AMD наличием базовой частоты, ниже которой — в теории — частота GPU не опустится под любой нагрузкой, а пиковую частоту производитель не раскрывает — приходится определять эмпирически. Но в целом конкурирующие видеокарты ведут себя похожим образом, и даже устойчивые частоты у них на удивление близки. А главный вывод таков: температура — важный фактор для адаптеров как от AMD, так и от NVIDIA. И в сборке SLI/CrossFire ситуация обостряется. Если поставить видеокарты рядом, как сделано для красоты на наших снимках, вы получите совсем не ту производительность, на которую рассчитывали. Во время тестов мы различными средствами обеспечили сдвоенным видеокартам усиленное охлаждение, чтобы компенсировать тесное соседство, и каждая система проявила максимум из того, на что способна.