Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Серия GTX 10

Видеокарта nVidia GeForce GTX 1070 была создана как удешевленная на 35% альтернатива «топовому» графическому адаптеру на основе чипа GTX1080. Благодаря применению чипа серии GP104, созданного по 16-нанометровому технологическому процессу, удалось сохранить производительность на уровне видеокарт серии GTX980TI. В конструкции карты применена упрощенная версия процессора GP104, что позволило снизить энергопотребление.

Характеристики

В основе графического адаптера лежит процессор GP104-A1, относящийся к семейству Pascal. Площадь кристалла составляет 314 мм², в состав микропроцессора входят не менее 7200 млн транзисторов. Для уменьшения стоимости оборудования некоторые технические характеристики чипа урезаны. Например, рабочая частота в стандартном режиме составляет 1506 МГц, при активации штатного режима Boost параметр возрастает до 1683 МГц. Разрядность шины памяти сохранена на уровне 256 бит.

Характеристики GeForce GT 1070 (референс)
Кодовое имя чипа GP104
Архитектура Pascal
Техпроцесс 16 нм
Базовая тактовая частота, МГц 1506
Тактовая частоста с ускорением, МГц 1683
Количество CUDA ядер 1920
Тип видеопамяти GDDR5
Объем видеопамяти 8 ГБ
Пропускная способность, ГБит/с 256
Интерфейс PCIe 3.0
Максимальное разрешение 7680×4320@60 Hz
Разъемы DP 1.4′, HDMI 2.0b, Dual Link-DVI
Подключение нескольких мониторов Да
Высота, длина, ширина (референс) 2 слота, 266,7 мм, 111,1 мм
Максимальная температура, цельсий 94
Потребляемая мощность, Вт 180
Рекомендованный блок питания, Вт 500
Дополнительные разъемы питания 8-Pin

Ряд производителей видеокарт выпускает версии оборудования с увеличенной рабочей частотой процессора. Модификации OverClock Edition имеют частоту в стандартном режиме 1607 МГц и 1797 МГц в ускоренном. Увеличение частотного диапазона повышает производительность, но негативно сказывается на разгонном потенциале адаптеров.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

В состав GP104-A1 входят 1920 шейдерных процессоров, чип поддерживает работу с памятью стандарта GDDR5. В стандартном режиме работы и при активации функции Boost частота памяти составляет 8012 МГц, при работе с двухмерной графикой частота снижается до 810 МГц. Конструкция микропроцессора рассчитана на установку 8 Гб оперативной памяти, для охлаждения элементов используется алюминиевый радиатор с принудительной подачей воздуха между ребрами. Радиатор одновременно охлаждает процессор графического адаптера и компоненты системы питания.

Разъемы

Для подключения внешнего оборудования на эталонном образце предусмотрены:

  • штекер HDMI стандарта 2.0B;
  • 3 шт. DisplayPort и 1 шт. Dual Link DVI-D.

Графическая карта не оснащается аналоговыми выходами. Для обеспечения работы оборудования используется отдельный штекер Pin 8, который подключается к блоку питания компьютера. Разработчик видеокарты рекомендует использовать для GTX 1070 блок питания мощностью не ниже 500 Вт, для обеспечения длительной работы при высоких графических нагрузках — 700-800 Ватт.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Адаптер поддерживает построение SLI конфигурации, собранной из 2 видеокарт. Для подключения устройств используются отдельные разъемы, расположенные на кромке печатной платы. Для обеспечения вывода графики с разрешением от 4К необходимо применение двойного моста SLI. Новая спецификация компании nVidia обеспечивает повышение пропускной способности канала SLI. Оборудование устанавливается в слот стандарта PCIe x16, обеспечивающий передачу информации к остальным компонентам компьютера.

Особенности графического процессора

Установленный на адаптере микропроцессор GP104-A1 поддерживает режим одновременной отрисовки изображения в нескольких проекциях. Функция позволяет оптимизировать изображение, передаваемое на несколько подключенных мониторов. Одновременно достигается рост производительности в среде виртуальной реальности. Процессор поддерживает алгоритм расчета скорости распространения звуковых волн VRWorks Audio.

Сам кристалл установлен на печатной плате без защитной металлической или пластиковой окантовки. Отказ от дополнительной защиты усложняет задачу демонтажа штатного радиатора охлаждения или установки нового охлаждающего модуля (используется при установке видеокарты в игровые системные блоки). Отсутствие металлического усилителя вызывает провисание печатной платы при неаккуратной установке адаптера в компьютер.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Переход на 16-нанометровый процесс позволил нарастить количество текстурных блоков до 120 шт. Применение для GTX1070 урезанной версии процессора позволило снизить потребление энергии до 150 Вт. При этом вычислительная способность процессора графического адаптера составляет до 6,5 терафлопс. Снижение рабочих параметров графического процессора позволило убрать из цепи энергообеспечения 1 фазу. Оборудование позволяет повысить напряжение питания на 12% выше параметров Boost, что доводит рабочую частоту до показателей чипа GTX1080.

Особенности печатной платы и охлаждение

Эталонные образцы графических адаптеров серии GTX 1070 8Gb, представленные компанией nVidia, были построены на базе дизайна видеокарт на основе чипа GTX1080. На нижней части печатной платы применены защитные экраны, на которых нанесен декоративный рисунок и имеется логотип изготовителя. Экраны удерживаются при помощи винтов и защелок, благодаря установке элементов улучшено охлаждение устройства. Нормальная температура видеокарты nVidia находится в пределах +85°С (получена в результате тестов), допускается прогрев до +94°С.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Торцевая панель видеоадаптера оснащается прорезями, предназначенными для выброса горячего воздуха. Эталонный образец оснащался 1 вентилятором, подключенным через электронный контроллер. Частота вращения вентилятора зависит от температуры радиатора. Серийная продукция отличается использованием 2 или 3 вентиляторов с противоположным направлением вращения роторов. Существуют версии графических адаптеров с единым электродвигателем, вращающим крыльчатку увеличенного диаметра.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Для регулировки частоты вращения используется методика ШИМ, в режиме низкой загрузки или бездействия адаптера на эталонном образце обороты падали до 1000 об/мин. При максимальной нагрузке частота вращения достигала 4100 об/мин. Оригинальные системы охлаждения от производителей видеокарт отличаются пониженной частотой вращения роторов вентиляторов и уменьшенной громкостью работы.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Эталонная модель оснащалась алюминиевым радиатором с тонкими ребрами, внутри устройства находятся тепловые трубки, изготовленные из меди. Испарительная камера контактирует только с поверхностью процессора GP104-A1. Радиатор прижимается к плоскости чипа винтами, для улучшения передачи тепла используется кремнийорганическая паста. Для охлаждения микросхем памяти и компонентов цепи питания используется отдельный стальной элемент, интегрированный в конструкцию радиатора.

Совместимость и размеры

Применение развитой системы охлаждения привело к увеличению высоты и длины графической карты. Например, референсный образец адаптера имел длину 268 мм при высоте 37 мм и массе 1,022 кг. Видеокарта крепится в корпусе компьютера фиксатором на разъеме PCIe x16 и винтом, расположенным на торцевой стальной пластине. На части корпусов используется дополнительная опора, поддерживающая заднюю часть адаптера. При установке альтернативных систем охлаждения с увеличенным весом рекомендуется использование тылового опорного кронштейна.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Установка адаптера на базе чипа GTX1070 не позволяет напрямую подключать мониторы стандарта VGA. Для коммутации устаревшего оборудования необходимы переходники стандарта DVI-VGA или HDMI-VGA. Для обеспечения работоспособности видеокарты требуются материнские платы, оснащенные разъемами PCI Express стандарта 3.0. Установленная в заводских условиях прошивка BIOS для чипов Pascal в бытовых условиях не считывается и не модифицируется, возможна установка новой версии программы. Видеокарты соответствуют требованиям стандартов Directx 12 и OpenGl 4.5.

Допускается установка адаптеров в материнские платы с разъемами стандарта PCI E 2.0. Для обеспечения работоспособности рекомендуется обнулить настройки BIOS или установить последний релиз программного обеспечения для материнской платы. Отмечены случаи некорректной работы мониторов, подключенных через Display Port. До момента загрузки операционной системы изображение на дисплее отсутствует. Проблема решается выставлением параметра Legacy Rom в разделе регулировки шины PCI-E.

Отмечены случаи некорректной работы видеокарты GTX1070 в составе компьютеров с маломощным блоком питания. Проблема наблюдается при включении приложений, нагружающих видеоадаптер. Оборудование работает в нормальном режиме от 20 минут до 1 часа, а затем отключается или уходит в перезагрузку без отображения синего экрана. При обнаружении подобного дефекта требуется установить новый блок питания мощностью 700-750 Вт.

Тесты в бенчмарках

Краткий обзор конфигурации компьютера, используемого при тестировании:

  • материнская плата ASUS Sabertooth X79;
  • головной процессор Intel Core i7-3970X (тактовая частота 3,5/4,0 ГГц);
  • 32 Гб оперативной памяти стандарта DDR3 (4 планки G.SKILL TridentX);
  • блок питания мощностью 1500 Вт.

Графический адаптер сравнивался с видеокартами на базе чипов GTX1080, GTX980 (4 и 6 Gb оперативной памяти), GTX970 и Radeon R9. В конструкции компьютера использовался твердотельный диск с операционной системой Windows 10, тестовые утилиты инсталлировались на жесткий диск Western Digital VelociRaptor емкостью 300 Гб.

По результатам тестирования видеоадаптер на базе чипа GTX1070 показал следующие результаты:

  • в 3DMark (версия 2013 г.) — 2 место, уступив только «топовой» версии GTX1080 и немного выиграв у карты на базе GTX980;
  • в Unigine Valley Bench карта показала аналогичные результаты, при увеличении разрешения от Full HD до 2560*1440 отрыв «старшей» модели GTX1080 возрастает;
  • в вычислительном тесте пиксельных шейдеров PS 4.0 Direct3D 10 преимущество переходит к продукции AMD;
  • аналогичное преимущество адаптеры AMD демонстрируют при тестировании скорости выборки текстур из вершинных шейдеров в Direct3D 10, с увеличением нагрузки превосходство падает.

Тесты в играх

Тестирование в играх проводилось в той же конфигурации, что и проверка в искусственных 3-мерных тестах. При базовых настройках чип GTX1070 превосходит предшественника GTX970 на 53-60% (без включения алгоритмов сглаживания). Включение сглаживания увеличивает отрыв нового графического адаптера до 63-70% (в зависимости от игры). Одновременно проводилось сравнение энергопотребления адаптеров при различной нагрузке. За счет нового технологического процесса изготовления чипа затраты электроэнергии у видеокарты GTX1070 оказались минимальными.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

При сравнении с GTX980 ситуация не меняется, отрыв составляет от 26 до 38%. Дополнительным преимуществом карты GTX1070 является улучшенный алгоритм обмена информацией между процессором и памятью. При возникновении дефицита объема памяти у адаптеров на базе чипов GTX970 и GTX980 преимущество представителя нового поколения видеокарт nVidia становится двукратным. Видеокарты на базе GTX980TI и GTX1070 обладают близкой производительностью, новая продукция выигрывает в игровых приложениях от 2 до 6%.

Отставание GTX1070 от GTX1080 зависит от разрешения графики, с увеличением числа пикселей разница возрастает. Что касается конкурента от AMD, то видеокарта от nVidia показала подавляющее преимущество в большинстве игровых приложений. Сопоставимые характеристики видеоадаптеры продемонстрировали только в приложении Hitman.

Процессорозависимость GTX 1070

Для оценки зависимости производительности связки видеокарта-процессор использовались изделия Intel (i7, i5 и i3) и AMD (Ryzen 3, 5 и 7). Компьютер оснащался 64-разрядной операционной системой Windows 10 с установленным DirectX 11. Для проверки использовались игры Crysis 3, Far Cry 5, Assassin’s Creed Origins и ряд других приложений. Тестовые программы запускались при разрешении Full HD (1920*1080) в стандартном и ускоренном режимах производительности.

Подходящие процессоры

Для раскрытия потенциала видеокарты GeForce GTX 1070 в играх и трехмерных приложениях рекомендуется использование 4-ядерных процессоров Intel. Например, Core i7-8700K обеспечивает в игре Assassin’s Creed Origins производительность на 10-12% выше, чем процессор Ryzen 7 2700X. Но существуют игры, в которых преимущество Intel становится минимальным или переходит к продукции AMD. Примером является Crysis 3, в которой Core i7-8700K уступает не только процессору Ryzen 7 2700X, но и младшему «собрату» Ryzen 5 2600X.

Разгон и GPU Boost 3.0

Технология GPU Boost 3.0 предназначена для штатного увеличения производительности графического процессора. Наращивание рабочих параметров происходит в пределах допустимого энергопотребления и тепловыделения, что исключает вероятность повреждения видеокарты. Особенностью Boost 3.0 является возможность тонкой корректировки повышенных частот в зависимости от напряжения в цепи питания ядра.

Компания nVidia не предлагает пользователям оригинальных утилит, использующих технологию Boost 3.0. Программное обеспечение создается предприятиями, выпускающими видеокарты, или сторонними разработчиками. Пользователь корректирует параметры, добиваясь стабильной работы видеоадаптера. Конечные результаты зависят от многих характеристик. Например, от того, какой блок питания применен в компьютере и сколь корректно работает штатная система охлаждения видеокарты.

Проверка разгонного потенциала

В ходе тестирования видеоадаптера производилась оценка потенциала разгона. Оригинальная утилита, разработанная для карты MSI nVidia GeForce GTX1070, позволяет в ручном режиме нарастить объем потребляемой электроэнергии на 12%. Поскольку при увеличении рабочих параметров возрастает температура чипа и микросхем памяти, то предельная температура устанавливается на уровне +92°С. При перегреве автоматически снижается напряжение в цепи питания ядра процессора, предотвращая разрушение электронных компонентов.

Обзор и тестирование графического адаптера GTX 1070

Дополнительной ступенью защиты являются вентиляторы, рабочие обороты крыльчаток фиксируются на уровне 85-88% максимальной производительности. Недостатком методики является повышенный шум при работе оборудования. Увеличение предела по питанию позволяет нарастить частоту процессора и памяти на 11 и 15,5%, соответственно (без утери стабильности работы). Дальнейшее наращивание частоты ядра микропроцессора (на 190-195 МГц) приводят к появлению сбоев (отмечаются только в некоторых приложениях).

Стабильная частота ядра видеокарты достигает 1671 МГц в стандартном режиме работы и 1848 МГц при активации форсированного режима Boost. Установленная на плате память стандарта GDDR5 поддерживает частоту до 9244 МГц. Мониторинг рабочих параметров не показал роста температуры компонентов выше допустимого предела, штатная система охлаждения обеспечивала бесперебойный отвод тепла.

Отдельные проблемы с разгоном наблюдались у адаптеров, оснащенных памятью производства компании Micron. При попытке увеличить частоту на дисплее отображаются артефакты в виде шахматной доски или происходит отключение изображения. Дефект возникает из-за ошибочного алгоритма работы прошивки видеокарты, которая не успевает корректировать напряжение в цепи питания. Разработчик nVidia создал модернизированные драйвера, которые позволили устранить неисправность. Адаптеры с памятью производства Samsung подобной проблемы не имели.

Оцените статью
Добавить комментарий