Обзор и тестирование видеокарты NVIDIA GeForce GTX 1070: в погоне за лидером

Неимоверный ажиотаж вокруг появления первой видеокарты GeForce GTX 1080 на новом графическом процессоре GP104 16-нм архитектуры Pascal компании NVIDIA ещё не успел стихнуть, а нынешний лидер 3D-графики уже выпускает следующую модель видеокарты – GeForce GTX 1070.

Она основана на том же чипе GP104, правда в несколько урезанном архитектурно виде, имеет чуть более низкие частоты графического процессора и обычную память GDDR5. Но благодаря более низкой стоимости и прогнозируемо высокому оверклокерскому потенциалу, именно GeForce GTX 1070 может стать наиболее популярной видеокартой среди любителей игр. Впрочем, обо всём по порядку.

⇡#Технические характеристики видеокарты и рекомендованная стоимость

Технические характеристики и стоимость видеокарты NVIDIA GeForce GTX 1070 приведены в таблице в сравнении с эталонными версиями NVIDIA GeForce GTX 1080, GeForce GTX 980 Ti, GeForce GTX 980 и GeForce GTX 970. Отличия GTX 1070 от GTX 1080 выделены полужирным шрифтом.

Кратко резюмируя приведённые выше характеристики, отметим, что в графическом процессоре новой GeForce GTX 1070 аппаратно отключён один Graphics Processing Cluster, содержащий пять мультипроцессоров Streaming Multiprocessor, каждый из которых состоит из 128 CUDA-ядер. Таким образом, владельцы видеокарты GeForce GTX 1070 недосчитаются 640 шейдерных процессоров (то есть их на 25 % меньше, чем в GPU GTX 1080, построенной на том же чипе GP104). Второе по значимости изменение — другой тип памяти: новинка оснащена памятью типа GDDR5, а не новой GDDR5X, да и частота вместе с пропускной способностью у нее на 20 % ниже. Рекомендованная стоимость GeForce GTX 1070 для России составляет 35 тысяч рублей (GeForce GTX 1080 – 55 тысяч рублей).

⇡#Дизайн и особенности печатной платы

Образцы для прессы (в весьма ограниченном количестве, кстати) были предоставлены на тестирование в небольшой коробке, выполненной из плотного картона и оформленной в характерном для NVIDIA стиле.

В самом центре коробки находится отсек под видеокарту, где она и зафиксирована в дополнительной мягкой оболочке.

Нужно ли говорить, что в плане дизайна эталонная NVIDIA GeForce GTX 1070 является копией GeForce GTX 1080 и во многом напоминает GeForce GTX 980 Ti или GTX 980? Вот как выглядит новинка.

Как и у старшей видеокарты, на обратной стороне появились две защитные панели, установленные встык. На них нанесён логотип NVIDIA и название модели видеокарты. Сверху на кожухе присутствует зелёная надпись «GEFORCE GTX» с подсветкой.

Длина референсного образца GeForce GTX 1070 составляет 268 мм, высота – 102 мм, а толщина – 37 мм. Весит данный экземпляр 1022 грамма.

GTX 1070 от GTX 1080 отличают хромированные символы модели видеокарты в передней части кожуха.

Панель с выходами видеокарты сделана так, чтобы на ней можно было разместить максимально большую сетку для беспрепятственного выброса нагретого воздуха за пределы корпуса системного блока. Тем не менее здесь удалось установить один DVI-D (напомним, что поддержки аналогового видеосигнала теперь нет), один HDMI версии 2.0b и три DisplayPort версии 1.4 для одновременного подключения четырёх мониторов.

Если посмотреть на видеокарту с противоположного торца, то видны рёбра радиатора системы охлаждения.

NVIDIA GeForce GTX 1070, так же как и GTX 1080, оснащается одним восьмиконтактным разъёмом для подключения дополнительного питания, однако заявленный уровень энергопотребления эталонных версий этой модели видеокарты ниже — он составляет 150 ватт, а не 180, как у GTX 1080. Мощность блока питания для системы с одной GeForce GTX 1070 должна начинаться от 500 ватт.

На своих обычных местах остались и разъёмы для создания мультипроцессорных конфигураций, однако для поддержки 4К-разрешений и выше потребуются новые двойные мосты SLI, о которых компания NVIDIA рассказывала в пресс-релизах.

Печатная плата видеокарты выполнена на основе платы GeForce GTX 1080, но получила на одну фазу питания графического процессора меньше.

Таким образом, питание на эталонных GeForce GTX 1070 реализовано по схеме 4+1.

Площадь кристалла графического процессора GP104 составляет скромные 314 мм². Кристалл не имеет защитной рамки, так что при снятии штатной или установке альтернативных систем охлаждения стоит быть предельно осторожным. Говоря языком математики, именно графический процессор видеокарты является главным отличием от GTX 1080, вернее – его конфигурация. Вместо 2560 унифицированных шейдерных процессоров GPU GeForce GTX 1070 содержит 1920, что на 25 % меньше, чем у GTX 1080, но одновременно на 13 % больше, чем у предшественника в лице GeForce GTX 970. При этом блоков текстурирования у GeForce GTX 1070 осталось только 120, а ROP – 64. Разумеется, все архитектурные новшества GP104, о которых рассказывал мой коллега в обзоре старшей видеокарты, в GeForce GTX 1070 также присутствуют.

Благодаря новому, 16-нм техпроцессу, GeForce GTX 1070 получила очень высокие частоты графического процессора. И пусть они немного ниже, чем у флагманской на данный момент GeForce GTX 1080 (а именно на 6,3 % по базовой частоте), в сравнении с аналогичным показателем GeForce GTX 970 прирост частоты колоссален. Если у эталонных GeForce GTX 970 базовая частота графического процессора составляла 1050 МГц, то у новой GeForce GTX 1070 она равна 1506 МГц, то есть на 43,4 % выше! Более того, в форсированном режиме частота может автоматически увеличиваться до 1683 МГц, а, по данным мониторинга, при увеличенных до максимума пределах питания (112 %) и температуры (92 градуса Цельсия) частота графического процессора повышалась до 1886 МГц, то есть практически то той же отметки, что и на эталонной GeForce GTX 1080. Впечатляет, не правда ли? Добавим, что при переходе в 2D-режим частота процессора падает до 139 МГц одновременно со снижением напряжения с 1,062 В до 0,625 В.

Ещё одним отличием GeForce GTX 1070 от GeForce GTX 1080 является видеопамять. Вероятно, чтобы сделать GTX 1070 более доступной по стоимости, NVIDIA решила не наделять данную модель новым типом высокоскоростной памяти GDDR5X, а оснастила видеокарту привычной GDDR5 объёмом 8 Гбайт. В эталонных версиях GeForce GTX 1070 используются FCFBGA-микросхемы Samsung с маркировкой K4G80325FB-HC25.

Теоретическая эффективная частота таких чипов составляет 8000 МГц, поэтому даже на сравнительно узкой 256-битной шине память способна обеспечить пропускную способность 256,3 Гбайт/с. Это на 8,8 % больше, чем у эталонных GeForce GTX 970 (224,4 Гбайт/с), и на 20 % меньше, чем у GeForce GTX 1080 (320,3 Гбайт/с). Напомним, что в видеокартах с архитектурой графических процессоров «Паскаль» используются новые алгоритмы сжатия данных, которые способны дополнительно сэкономить до 20 % полосы пропускания, поэтому фактическая разница в пропускной способности памяти GeForce GTX 1070 и GeForce GTX 970 должна быть выше. Добавим, что в 2D-режиме частота памяти снижается до 810 эффективных мегагерц.

Последняя доступная на момент подготовки статьи версия GPU-Z уже частично знакома с характеристиками только что вышедшей видеокарты.

В то же время считывать BIOS и отображать ASIC GPU GeForce GTX 1070 она пока не способна.

⇡#Cистемы охлаждения – эффективность и уровень шума

Система охлаждения эталонной версии видеокарты NVIDIA GeForce GTX 1070 является точной копией кулера GeForce GTX 1080 (неожиданно, правда?), и при этом она претерпела минимальные изменения в сравнении с кулерами референсных версий GeForce GTX 980 Ti или GTX 980.

Это по-прежнему кулер с массивным радиатором графического процессора, радиальным вентилятором, прокачивающим воздух через этот радиатор, небольшим радиатором в задней части платы и стальной основой, отвечающей за охлаждение чипов памяти и элементов силовых цепей.

В основании радиатора графического процессора находится отдельная испарительная камера, контактирующая только с графическим процессором через термопасту серого цвета.

С торца кулера, через который выбрасывается нагретый воздух, видны рёбра и плоская тепловая трубка, дополнительно снимающая тепловую нагрузку с видеокарты.

Скорость вращения вентилятора регулируется автоматически ШИМ-методом в диапазоне от 1000 до 4100 об/мин (по данным мониторинга).

Для проверки температурного режима работы видеокарты NVIDIA GeForce GTX 1070 в качестве нагрузки мы использовали пять циклов теста весьма ресурсоёмкой игры Aliens vs. Predator (2010) при максимальном качестве графики в разрешении 2560 × 1440 пикселей с анизотропной фильтрацией уровня 16х и активацией MSAA-сглаживания степени 4x.

Для мониторинга температур и всех прочих параметров применялись программа MSI Afterburner версии 4.3.0 Beta 3 и утилита GPU-Z версии 0.8.8. Все тесты проводились в закрытом корпусе системного блока, конфигурацию которого вы сможете увидеть в следующем разделе статьи, при средней комнатной температуре 25 градусов Цельсия.

Прежде всего мы проверили температурный режим работы видеокарты при полностью автоматической регулировке скорости вентилятора, и вот какие результаты получили.

Автоматический режим (1050~2460 об/мин)

Как видим, пиковая температура ядра в таком режиме работы видеокарты по ходу тестирования достигла 85 градусов Цельсия, то есть той же отметки, что и на эталонной GeForce GTX 1080. Однако разница всё-таки есть, и заключается она в скорости вращения вентилятора кулера, которая на GeForce GTX 1070 увеличилась до 2460 об/мин, тогда как у GeForce GTX 1080 повышалась до 2700 об/мин. Иначе говоря, референсная GeForce GTX 1070 в 3D-режиме работает немного тише GeForce GTX 1080 (но вовсе не тихо и даже не комфортно). Кроме температурного режима работы видеокарты, на графике мониторинга выделим частоту работы графического процессора, которая в начале тестирования на условно «холодной» видеокарте в 3D-режиме достигала 1886 МГц, а затем постепенно снизилась до 1797 МГц. Логично, что чем эффективнее будет охлаждаться GeForce GTX 1070, тем на более высокой частоте сможет работать её графический процессор.

Наглядно демонстрирует последнее утверждение следующее тестирование температурного режима NVIDIA GeForce GTX 1070 при максимально возможной скорости вентилятора кулера.

Максимальная скорость (4080 об/мин)

При скорости вентилятора почти 4100 об/мин температура графического процессора не превысила отметку 64 градуса Цельсия, а его частота держалась у 1848 МГц. Учитывая существенную разницу в эффективности референсных кулеров NVIDIA GeForce GTX и оригинальных систем охлаждения производителей, можно с уверенностью утверждать, что появление на рынке одновременно тихих и холодных GeForce GTX 1070 не за горами.

⇡#Оверклокерский потенциал (блицтест)

Поскольку на тесты GeForce GTX 1070 нам было отведено всего двое суток, то детальное и всестороннее изучение оверклокерского потенциала этой модели видеокарты провести было попросту невозможно. Поэтому в сегодняшней статье пришлось ограничиться лишь кратким блицтестированием разгона GTX 1070, а в последующих материалах эта тема будет изучена в полном объёме.

Итак, для проверки оверклокерского потенциала NVIDIA GeForce GTX 1070 мы увеличили предел по питанию на максимально возможные 112 %, температурный предел – до 92 градусов Цельсия, а также не стали полагаться на автоматическую регулировку скорости вентиляторов, зафиксировав её на 85 % мощности, или примерно 3400 об/мин. Напряжение на графическом процессоре не изменялось. С такими настройками к базовой частоте GPU без потери стабильности и появления дефектов изображения удалось добавить 165 МГц, или 11 %, а частоту памяти увеличить на 1240 МГц, или 15,5%.

Отметим, что отдельные тесты эталонная GeForce GTX 1070 проходила и при плюс 195 МГц по ядру, но стабильна была не везде. В результате частоты разогнанной видеокарты составили 1671-1848/9244 МГц, а по данным мониторинга при тестах температурного режима разогнанной видеокарты частота ядра увеличивалась до 2037 МГц.

85 % мощности, ~3400 об/мин

Как видим, при высокой скорости штатной «турбины» кулера температуру графического процессора вполне удаётся удержать «в узде» даже при разгоне, однако о низком уровне шума говорить при этом не приходится.