Обзор видеокарты NVIDIA GeForce GTX 1660: Polaris, подвинься

Совсем недавно NVIDIA выпустила игровую видеокарту GeForce GTX 1660 Ti на базе нового графического процессора TU116, но движение архитектуры Turing в направлении бюджетных устройств еще не окончено. С помощью GTX 1660 Ti компания заменила GeForce GTX 1070 на свежую и более доступную модель с пониженным энергопотреблением, но перед новинкой — GeForce GTX 1660 — стоит другая задача: закрыть брешь в каталоге NVIDIA, которая до сих пор существует между GeForce GTX 1060 и GTX 1070. Осенью прошлого года в этом промежутке обосновался Radeon RX 590, а Radeon RX 580 в результате оптимизации драйверов и перехода игр на Direct3D 12 стал, как минимум, достойной альтернативой GeForce GTX 1060. Но с выходом GTX 1660 у «красных» GPU появился серьезный соперник в массовой категории потребительских видеокарт, ведь новинка одновременно дешевле Radeon RX 590 и обладает более высоким потенциалом быстродействия.

⇡#Технические характеристики, цена

В основе GeForce GTX 1660 лежит графический процессор TU116 с частично деактивированными вычислительными блоками. Разница в конфигурации GPU между GTX 1660 и GTX 1660 Ti сводится к двум потоковым мультипроцессорам (SM), которые в сумме содержат 128 32-битных CUDA-ядра и 8 блоков наложения текстур. Таким образом, пропускная способность GeForce GTX 1660 пострадала лишь на 8,3 % в операциях с плавающей точкой и тексельном филлрейте без поправки на тактовые частоты GPU. А частоты, между прочим, у младшей модели только выросли: базовую частоту NVIDIA увеличила на 30 МГц, а Boost Clock — на 15 МГц.

Но таких осторожных изменений было бы недостаточно, чтобы дифференцировать GeForce GTX 1660 и GTX 1660 Ti. Главным признаком, разделяющим две модели, стал тип оперативной памяти. В то время как модификация Ti комплектуется микросхемами GDDR6 с пропускной способностью 12 Гбит/с на контакт, GeForce GTX 1660 вернулся к стандарту GDDR5. Более того, GTX 1660 оснащается чипами с пропускной способностью 8 Гбит/с, а значит, по совокупной ПСП новая видеокарта полностью соответствует стартовым спецификациям GeForce GTX 1060 с 6 Гбайт RAM, а позднейшие версии GTX 1060 с оперативной памятью стандарта 9 Гбит/с даже выигрывают у GTX 1660 по этому параметру. Впрочем, графический процессор TU116 благодаря усовершенствованной компрессии цвета работает с RAM более эффективно.

Поскольку ни тактовые частоты, ни конфигурация GPU у GeForce GTX 1660 и GTX 1660 Ti существенно не отличаются, а младшая модель вдобавок несет чипы RAM с более высоким энергопотреблением (по сравнению с GDDR6), два младших ускорителя семейства Turing характеризуются одинаковым резервом мощности — 120 Вт.

Прочие характеристики чипа TU116 в сравнении с полноценными представителями семейства Turing (TU106, TU104 и TU102) мы уже обсуждали в обзоре GeForce GTX 1660 Ti, но стоит заострить внимание на нескольких ключевых особенностях, которые роднят TU116 с его старшими аналогами или, наоборот, проводят между ними непреодолимую границу. В общей сложности, TU116 свойственны все нововведения, которые NVIDIA реализовала в архитектуре Turing, за исключением ядер, выполняющих Ray Tracing, и тензорных ядер, которые занимаются расчетами FMA (Fused-Multiply Add) над матрицами вещественных чисел половинной точности (FP16). Последние находят применение, в первую очередь, в задачах машинного обучения, когда GPU пропускает данные через нейронную сеть, предварительно сформированную локально или на удаленной ферме. Таким образом, GeForce GTX 1660 и GTX 1660 Ti одновременно лишились совместимости и с DXR (расширением Direct3D 12 для трассировки лучей), и с технологией DLSS, которая позволяет GPU выполнять рендеринг в сниженном разрешении с последующим масштабированием кадра силами нейросети.

Взамен тензорных блоков NVIDIA оснастила TU116 отдельным массивом 16-битных CUDA-ядер — они не обладают достаточным быстродействием для эффективной работы DLSS, но уже существуют игры, которые применяют операции половинной точности в шейдерных расчетах (например, Wolfenstein II: The New Colossus), за счет которых существенно увеличивается быстродействие подходящих GPU (сейчас это чипы Vega и Turing). В остальном, опять-таки, TU116 отличается от старших чипов своего семейства только количественным образом, обладает всеми оптимизациями конвейера, свойственными архитектуре Turing, и поддерживает проприетарные функции рендеринга — такие, как VRS (Variable Rate Shading).

GeForce GTX 1660 можно назвать уже третьим по счету (после RTX 2060 и GTX 1660 Ti) наследником основной видеокарты среднего ценового диапазона в семействe Pascal — GeForce GTX 1060. Но если закрыть глаза на объем RAM, то по месту в модельном ряду новинку стоит приравнять к варианту GeForce GTX 1060 с 3 Гбайт оперативной памяти. По сравнению с последним GTX 1660 не только располагает вдвое увеличенным кадровым буфером, но и по теоретической пропускной способности шейдерных операций превосходит старую модель на 27 % — так же, как GTX 1660 Ti превосходит на 24 % полноценную модификацию GTX 1060 с 6 Гбайт RAM. При этом NVIDIA не отказывается от ценовой политики, заданной видеокартами семейства GeForce RTX 20, в рамках которой все новые устройства обходятся покупателю дороже, чем их прямые аналоги по модельным номерам из прошлого поколения. Вот и GeForce GTX 1660 поступил в продажу по рекомендованной стоимости $229, хотя GeForce GTX 1060 с 3 Гбайт RAM стартовал на отметке $199.

Глядя на ценник новинки, в очередной раз можно было бы возмутиться алчности NVIDIA, если бы не слабость действующих предложений AMD, которая с пришествием архитектуры Turing распространилась из верхнего в средний ценовой сегмент. Так, самые доступные модификации Radeon RX 590 (по цене от $240 на площадке newegg.com) в данный момент стоят дороже, чем GeForce GTX 1660, а на российском рынке рекомендация NVIDIA (17 990 руб) поместила GTX 1660 в нижнюю часть диапазона, который занимает продукт AMD (от 17 940 руб по данным market.yandex.ru).

В отличие от других ускорителей на чипах Turing, включая GeForce GTX 1660 Ti, у GTX 1660 нет прямых соперников в собственном лагере. Ближайшие по спецификациям и быстродействию модели 10-й серии — GeForce GTX 1060 6 Гбайт и GeForce GTX 1070 — далеко отстоят от новинки по цене, хотя первый (а GTX 1060 сейчас продают по ценам от $209 или 14 590 руб) все-таки будет оттягивать на себя часть потенциальных покупателей, пока не иссякнут запасы старого железа NVIDIA, накопленные в период криптовалютного бума.

⇡#GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC: конструкция

Первое впечатление о новой графической карте нижней и средней ценовой категории (да, впрочем, и о дорогих моделях тоже), лучше всего составить на примере простой модификации, ведь именно такие востребованы больше всего — в отличие от «премиальных» версий на основе того же GPU, которые по цене нередко проникают в диапазон ближайшей из старших моделей. В этом смысле нам снова повезло, ведь GeForce GTX 1660 представляет устройство GIGABYTE, выпущенное за рамками известных серий WINDFORCE и AORUS. Вы не ошибетесь, узнав по фотографиям ту же видеокарту, которую мы протестировали тремя неделями раньше в обзоре GeForce GTX 1660 Ti — используется та же печатная плата и охлаждение, но с иным GPU и микросхемами GDDR5 вместо GDDR6.

GPU на плате GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC предварительно разогнан. Пусть точных данных о его паспортных частотах мы не узнаем вплоть до публикации статьи, когда производитель выложит описание новинок на собственном сайте, уже по скромной системе охлаждения видно, что оверклокинг здесь чисто символический. Да и старшую модель GIGABYTE разогнал всего лишь на 30 МГц.

В конструкции GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC всюду заметны признаки экономии. Видеокарта лишена даже простейшей подсветки, не говоря уже об RGB-светодиодах с настраиваемым оттенком и возможностью подключения светодиодных лент. Кожух, который целиком сделан из пластика, охватывает печатную плату с трех сторон, скрывая компактные размеры PCB.

Система охлаждения тоже устроена чрезвычайно просто: тепло графического процессора и микросхем RAM рассеивает алюминиевый радиатор, а единственная медная деталь — это тепловая трубка, пропущенная сквозь его основание. Впрочем, кулер GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC не лишен отдельных усовершенствований. Так, в радиаторе предусмотрен выступ, контактирующий с полевыми транзисторами и дросселями регулятора напряжения, а два вентилятора диаметром 87 мм вращаются в противоположные стороны — таким образом снижается турбулентность воздушного потока.

Комплектация GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC аскетична настолько, насколько это в принципе возможно: помимо самой видеокарты, в коробке есть только бумажная инструкция и диск с ПО.

⇡#GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC: печатная плата

На основе печатной платы, которая используется в GeForce GTX 1660, GIGABYTE уже произвела массу других устройств, начиная с GeForce GTX 1660 Ti и заканчивая GeForce RTX 2070. В этом спектре моделей различные графические процессоры (TU116, TU106) и микросхемы RAM двух типов (GDDR5 и GDDR6) являются электрически совместимыми, а небольшие габариты PCB позволили выпустить как устройства стандартных габаритов, так и компактные видеокарты форм-фактора Mini ITX.

Эта печатная плата может принять компоненты для восьми фаз регулятора напряжения, но энергопотребление устройств на основе TU116 и TU106 лежит в пределах от 120 до 175 Вт (по референсным спецификациям), поэтому младший ускоритель довольствуется шестифазным VRM: четыре фазы обслуживают графический процессор и две — микросхемы оперативной памяти. В силу родства со старшими моделями семейства Turing новинка оснащена полевыми транзисторами с интегрированным драйвером (т. н. DrMOS или «силовые каскады» — power stages), которые обеспечивают высокий КПД и позволяют ШИМ-контроллеру VRM с высокой точностью регистрировать напряжение на стоке транзисторов.

Хотя контроллер дисплея в составе TU116 совместим с интерфейсом DVI, GIGABYTE сделала выбор в пользу трех разъемов DisplayPort и единственного выхода HDMI. А вот интерфейса USB 3.1 Gen 2 с поддержкой протокола DisplayLink и GeForce GTX 1660, и GTX 1660 Ti принципиально лишены. Контактные площадки для мониторинга напряжений и аппаратного вольтмода, резервная микросхема BIOS и другая подобная роскошь здесь тоже, разумеется, отсутствует.

⇡#Тестовый стенд, методика тестирования

В большинстве тестовых игр показатели средней и минимальной кадровых частот выводятся из массива времени рендеринга индивидуальных кадров, который записывает встроенный бенчмарк (или утилита OCAT, если его нет).

Средняя частота смены кадров на диаграммах является величиной, обратной среднему времени кадра. Для оценки минимальной кадровой частоты вычисляется количество кадров, сформированных в каждую секунду теста. Из этого массива чисел выбирается значение, соответствующее 1-му процентилю распределения.

Исключениям из этой методики являются игры DiRT Rally 2.0, Far Cry 5 и Wolfenstein II: The New Colossus. Встроенный бенчмарк DiRT Rally 2.0 не записывает время рендеринга отдельных кадров — файл с результатами содержит среднюю частоту смены кадров и минимальную, рассчитанную по максимальному времени кадра. Встроенный бенчмарк Far Cry 5 записывает количество кадров в отдельную секунду теста, поэтому среднее FPS рассчитывается исходя из этих чисел, а не по среднему времени рендеринга кадра.

Для тестирования в Wolfenstein II мы используем OCAT, но в этой игре утилита не сохраняет журнал рендеринга отдельных кадров. Здесь в качестве минимального FPS используется число, которое OCAT выводит на экран, обратное 99-му процентилю времени кадра.

Мощность видеокарт регистрируется отдельно от CPU и прочих компонентов ПК с помощью амперметра MingHe VAC-1050A. Чтобы одновременно измерить ток, проходящий по разъемам дополнительного питания и слоту материнской платы, видеокарта подключается через жесткий райзер PCI Express x16, в котором линии питания разорваны и выведены на отдельный кабель.

В качестве тестовой нагрузки для измерения мощности и уровня шума используется игра Crysis 3 при разрешении 3840 × 2160 без полноэкранного сглаживания и максимальных параметрах качества графики, а также стресс-тест FurMark с наиболее агрессивными настройками (разрешение 3840 × 2160, MSAA 8x). Замеры всех параметров выполняются после прогрева видеокарты, когда температура GPU и тактовые частоты стабилизируются.

⇡#Участники тестирования

В тестировании производительности приняли участие следующие видеокарты:

• GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC (1530/8000 МГц, 6 Гбайт);
• GIGABYTE GeForce GTX 1660 Ti OC (1500/12000 МГц, 6 Гбайт);
• NVIDIA GeForce RTX 2060 FE (1365/14000 МГц, 6 Гбайт);
• ASUS GeForce GTX 1060 OC (1506/9028 МГц, 6 Гбайт);
• NVIDIA GeForce GTX 1070 FE (1506/8008 МГц, 8 Гбайт);
• AMD Radeon RX 580 (1340/8000 МГц, 8 Гбайт);
• SAPPHIRE NITRO+ Radeon RX 590 SE(1545/8000 МГц, 8 Гбайт).

⇡#Тактовые частоты, энергопотребление, температура, разгон

GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC — это, по сути, та же самая видеокарта, которая фигурирует в нашем обзоре GeForce GTX 1660 Ti, только с урезанным GPU. Обе модели предварительно разогнаны относительно референсных параметров, но в остальном мы оказались в идеальной ситуации, чтобы сравнить между собой «обычный» GTX 1660 и версию Ti.

Графический процессор TU116 в составе GeForce GTX 1660 лишился 8 % основных вычислительных ресурсов (шейдерных ALU и блоков наложения текстур), но устойчивая частота под нагрузкой здесь, наоборот, выше — на 65 МГц. Но у двух видеокарт есть и другие, подчас неочевидные, различия. Старшая и младшая модификации GTX 1660 обладают почти одинаковой потребляемой мощностью, но дело вовсе не в тактовых частотах. Чипы GDDR5 в составе «простого» GTX 1660 нуждаются в повышенном напряжении питания по сравнению с GDDR6, и вольтаж GPU здесь тоже увеличен — похоже, отбраковка кристаллов TU116 для GTX 1660 идет не только по числу активных SM, но и по напряжению, которое требуется для поддержания заданных тактовых частот. Неспроста жесткий лимит мощности у GTX 1660, как показывает FurMark, установлен на более высоком уровне.

Кстати, вручную увеличить резерв энергопотребления GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC уже невозможно, но это нисколько не ограничивает оверклокинг. Предельная базовая частота для обеих видеокарт, как нарочно, составляет 1660 МГц, а под нагрузкой разгон позволил выиграть дополнительные 116 МГц. Однако напряжение питания GPU в таких условиях достигает программного лимита в 1,044 В, который характерен для всех видеокарт на чипах Turing, и кратковременно даже превосходит это значение.

Прим.: измерение всех параметров выполняется после прогрева GPU и стабилизации тактовых частот.

Благодаря тому, что контроллеры RAM в процессоре TU116 рассчитаны на высокие частоты микросхем GDDR6, GTX 1660 позволяет эффективно разгонять чипы GDDR5. У нашего экземпляра оперативную память удалось запустить на эффективной частоте 9,5 ГГц, таким образом увеличив ПСП на внушительные 19 %.

В результате оверклокинга GPU и RAM потребляемая мощность GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC в Crysis 3 увеличилась на 14 Вт, но в абсолютных значениях устройство всего лишь вышло на уровень GeForce GTX 1060. Главное, что основным соперникам новинки подобная энергоэффективность не светит — в особенности это касается Radeon RX 590, который, невзирая на техпроцесс 12 нм, потребляет на сотню ватт больше разогнанного GTX 1660 даже при штатных частотах.

Ни GTX 1660, ни родственная модель с пометкой Ti производства GIGABYTE не являются особенно тихими видеокартами. Даже референсная версия Radeon RX 580 с кулером-турбинкой оказалась тише — вот результат экономии на системе охлаждения, которой производитель выделил единственную тепловую трубку.

⇡#3DMark

Результаты синтетических тестов зачастую расходятся с показателями быстродействия в реальных играх, особенно когда идет сравнение GPU различной архитектуры. Но в случае ускорителей на чипах Turing синтетика демонстрирует важную тенденцию: новое поколение чипов NVIDIA одинаково хорошо справляется с вычислениями под Direct3D 11 и 12, чего не скажешь об архитектуре Pascal, которая отдает предпочтение устаревшему API. Именно из-за тестов под Direct3D 11 в совокупности результатов GeForce GTX 1660 лишь на 11 % превосходит GeForce GTX 1060. С другой стороны, GTX 1660 настолько хорошо выступил в бенчмарках под Direct3D 12, что порой приближается к GeForce GTX 1070 на расстояние 3 % (хотя по усредненной разнице последний сохраняет преимущество в 24 %).

Положение GeForce GTX 1660 относительно других моделей семейства Turing уже мало зависит от избранного API. Так, GeForce RTX 2060 опередил новинку на 41 %, а GTX 1660 Ti — на 15 %. Впрочем, разгон позволяет сократить до минимума дистанцию между младшей и старшей модификациями GTX 1660.

Radeon RX 580 и RX 590 ничуть не уступают новинке в тестах под Direct3D 11, а при высоком разрешении превосходят ее на 20–31 % баллов. Но тесты под Direct3D 12 расставили все по местам: по общим результатам GeForce GTX 1660 на 4 % обошел Radeon RX 580, но Radeon RX 590 уступил 5 %.

⇡#Игровые тесты (1920 × 1080)

Благодаря тому, что большинство тестовых игр работают под API Direct3D 12, соотношение результатов между GeForce GTX 1660 и видеокартами предыдущего поколения сдвинуто в пользу новой модели. Так, GeForce GTX 1070 лишь на 15 % превосходит GTX 1660, а преимущество последнего перед GTX 1060 и Radeon RX 580 составляет 16 и 19 % соответственно. Даже Radeon RX 590 уступает новинке 8 % по средней частоте смены кадров. Есть лишь три игры, в которых старший Polaris взял верх — это Ashes of the Singularity: Escalation, Strange Brigade и Wolfenstein II: The New Colossus.

В рамках семейства Turing разница между GeForce GTX 1660 и модификацией Ti составляет 15 %, как и в 3DMark, а вот GTX 2060 при низком разрешении экрана не может работать в полную силу и в результате опережает GTX 1660 лишь на 35 %.

Разгон GeForce GTX 1660 даже в режиме 1080p достаточно эффективен благодаря значительному росту частоты памяти и увеличивает среднюю частоту смены кадров на 11 %.

⇡#Игровые тесты (2560 × 1440)

Смена разрешения на 1440p не так сильно повлияла на загрузку функциональных блоков GPU, чтобы позиции соперников существенно изменились по сравнению с тем, что мы уже увидели в режиме 1080p. В то же время объем оперативной памяти 6 Гбайт, которым оснащается большинство видеокарт NVIDIA в этом обзоре, удовлетворяет запросам всех тестовых игр, а 8 Гбайт RAM не дают никаких преимуществ GeForce GTX 1070 и двум ускорителям AMD на чипах Polaris.

Тем не менее, в процентном соотношении между различными моделями произошли определенные подвижки. Так, GPU с широким конвейером в составе GeForce GTX 1070 и RTX 2060 позволил увеличить отрыв этих моделей от GTX 1660 с 15 до 17 и с 35 до 37 % соответственно, да и GTX 1660 Ti при разрешении 1440p оказался на 17 % быстрее своего младшего родственника. Впрочем, разгон увеличил средний результат GeForce GTX 1060 на 12 %.

А вот у Radeon RX 580 и RX 590 нет шансов на равную борьбу с новинкой NVIDIA — на стороне GTX 1660 существенное преимущество в 18 и 7 % средней частоты смены кадров. В то же время и разница между GTX 1060 и GTX 1660 по-прежнему составляет 16 %.

⇡#Вычисления общего назначения

На первый взгляд, в приложениях GP-GPU два ускорителя на чипе TU116 не должны особенно отличаться друг от друга в силу того, как бережно NVIDIA отнеслась к формуле вычислительных блоков младшей модели. Но в действительности, GTX 1660 и GTX 1660 Ti сближаются только в задачах трассировки лучей (тесты Blender и LuxMark), а в остальных тестах GTX 1660 тянет вниз сравнительно небольшая пропускная способность RAM. Так, в Adobe Premiere и CompuBench CL новинка продемонстрировала совсем небольшое преимущество перед GeForce GTX 1060 или даже проиграла последнему (в пределах погрешности измерения).

Несмотря на это, GeForce GTX 1660 выгодно смотрится на фоне графических карт AMD: Radeon RX 580 и RX 590 одержали верх только в бенчмарке CompuBench CL, а по результатам синтетических тестов пакета SiSoftware Sandra новинка заняла место в промежутке между соперниками. Но у GTX 1660 есть важное преимущество в пропускной способности операций над вещественными числами половинной точности (FP16). Причем графические процессоры Turing умеют выполнять их параллельно с расчетами FP32 за счет выделенного массива 16-битных CUDA-ядер (TU116) или тензорных ядер (старшие чипы этой архитектуры).

⇡#Кодирование/декодирование видео

В GPU семейства Turing интегрирован один и тот же блок NVENC/NVDEC, выполняющий кодирование и декодирование видеопотока форматов H.264, HEVC и VP9. Быстродействие декодера и кодировщика стандарта HEVC разработчики NVIDIA увеличили вдвое по сравнению с прошлой версией ASIC в чипах Pascal. В этой области ускорители AMD на чипах Polaris не идут ни в какое сравнение с GTX 1660 и, к тому же, не умеют декодировать записи VP9 силами выделенного мультимедийного блока.

⇡#Результаты всех игровых тестов и 3DMark

⇡#Выводы

NVIDIA планомерно выпускает графические карты на чипах архитектуры Turing в течение последних шести месяцев. В моделях под маркой RTX на первый план вышли новые функции рендеринга, а соотношение цены и быстродействия в стандартных играх без трассировки лучей, в лучшем случае, не изменилось по сравнению с прошлым поколением. И напротив, в серии GeForce 16, которая занимает промежуточное положение между GeForce 10 и GeForce 20, NVIDIA предложила доступные решения, способные эффективно конкурировать с устройствами AMD на чипах Polaris и остатками старых «зеленых» видеокарт в диапазоне от GTX 1060 3 Гбайт до GTX 1070.

Впрочем, GeForce GTX 1660 Ti стоит рассматривать как соперника Radeon RX Vega 56, нежели Radeon RX 590, а вот для GTX 1660 именно старший Polaris стал подходящей мишенью. По совокупности результатов в тестовых играх новинка NVIDIA превосходит Radeon RX 590 на 7–8 %, а по рекомендованной цене в долларах США GeForce GTX 1660 позиционируется ниже, чем самые доступные модификации RX 590. В России устройства NVIDIA и AMD пока находятся на одном уровне, но если GTX 1660 повторит динамику модификации Ti, то Radeon RX 590 ждет поражение не только по быстродействию, но и по цене, не говоря уже об энергопотреблении, которое у видеокарты AMD вдвое (!) выше.

Единственное достоинство Radeon RX 590 в долговременной перспективе заключается в двух «лишних» гигабайтах RAM, без которых GeForce GTX 1660 сойдет с дистанции раньше соперника. Впрочем, для GTX 1660 и GTX 1660 Ti эта угроза далеко не столь актуальна, как для GeForce RTX 2060.

Благодаря высокой энергоэффективности у GeForce GTX 1660 есть еще одно преимущество: даже самые недорогие модификации ускорителя — такие, как плата GIGABYTE GeForce GTX 1660 OC — обеспечивают чипу TU116 качественное охлаждение с приемлемым уровнем шума. Конечно, более изысканные модели (у которых хотя бы есть больше одной тепловой трубки в радиаторе!) заведомо тише и наверняка позволяют лучше разогнать GPU, но когда речь идет о доступных видеокартах, приветствуется возможность сэкономить деньги без ущерба для главных рабочих характеристик.