Игровая карта nVidia GeForce RTX 2070 Super TM разработана для конкуренции с адаптерами Radeon RX 5700 и RX 5700 XT от компании AMD. Дата выхода оборудования 7 июня 2019 г., а уже спустя 2-3 недели начались продажи адаптеров, собранных компаниями Asus, Colorful, MSI и другими. Для изготовления видеокарты используются 12-нанометровые процессоры серии Turing TU104, непригодные для использования в изделиях RTX2080.
Характеристики
Видеокарта благодаря использованию чипа TU104 от старшей модели обладает повышенным числом ядер и блоков фильтрации текстур, что положительно сказалось на общей производительности в играх и 3-мерных приложениях. Дополнительным плюсом является поддержка интерфейса NVLink, позволяющего собирать общий блок из 2 адаптеров.
Применение кристалла с повышенной эффективностью негативно повлияло на энергопотребление, которое выросло до 215 Вт (на 20% больше, чем у стандартной карты RTX2070).
| Параметр | RTX2070 | RTX2070 Super | RTX 2080 |
| Название процессора | TU106 | TU104 | TU104 |
| Количество транзисторов, млрд. шт. | 10,8 | 13,6 | 13,6 |
| Частота работы процессора, МГц | 1410/1620 | 1605/1770 | 1515/1710 |
| Количество шейдерных процессоров, шт. | 2304 | 2560 | 2944 |
| Число блоков фильтрации текстур, шт. | 144 | 184 | 184 |
| Количество ROP, шт. | 64 | 64 | 64 |
| Число тензорных и RT-ядер, шт. | 288 и 36 | 320 и 40 | 368 и 46 |
| Поддерживаемый объем памяти, Гб | 8 | 8 | 8 |
Сравнение характеристик адаптеров показывает, что новинка обладает повышенной рабочей частотой в стандартном и ускоренном режимах. Для работы памяти использована 256-разрядная шина, состоящая из 8 независимых контроллеров (по 32 разряда каждый). В чипе имеются 48 потоковых мультипроцессоров, но для снижения производительности 8 потоков отключены на аппаратном уровне. Мультипроцессоры входят в состав 5 или 6 кластеров GPC, структура зависит от положения заблокированных элементов.
От стандартной карты 2070 новинку отличают дополнительно введенные ядра (2560 шт. и 2304 шт. соответственно) и увеличенное число блоков текстур. Уменьшение количества потоковых процессоров компенсируется увеличенными тактовыми частотами работы графического адаптера. При сравнении 2070 Super и RTX 2080 в 3-мерной графике и игровых приложениях разница составляет около 5% (выигрыш в пользу «старшей» версии 2080). Дополнительным фактором, повлиявшим на близкие параметры производительности, стало использование в картах равного количества модулей ROP.
В конструкции адаптеров серии RTX20 реализована аппаратная поддержка трассировки лучей. Технология основана на физическом расчете распространения или отражения лучей света. Технология поддерживается на уровне API Microsoft DirectX Raytracing и Vulkan, а также разработчиками движков для игровых приложений (например, id Tech, Northlight, 4A Engine). Созданные в 2018-19 гг. игры поддерживают одиночный эффект трассировки, но ведутся разработки приложений с полноценной поддержкой алгоритма.
Совместимость и модификации
Оборудование предполагает использование разъема PCI Express 3.0, применение громоздкой системы охлаждения привело к увеличению толщины адаптера. Установленная карта перекрывает 2 или 3 соседних слота на материнской плате (зависит от производителя оборудования). Версии Mini или Slim, отличающейся уменьшенными габаритами, не существует.
Адаптеры серии Super рекомендуется устанавливать в компьютеры, построенные на основе процессоров Intel Core i7 или i9, которые обеспечивают раскрытие потенциала графического чипа.
Помимо стандартной версии графического адаптера компания nVidia предполагает разработку ускоренной версии 2070 Ti Super. Информация о возможности создания подобного изделия была озвучена на презентации карт серии Super, но точной даты продаж представители компании не назвали. Одновременно должна выйти и усовершенствованная версия 2080 Ti Super. Карты сохранят разъемы SLI, USB C и память 8 Гб (стандарта GDDR6), но дополнительные сведения о ширине шины или типе графического процессора и количестве ядер разработчиком не озвучены.
По другой версии, компания nVidia, столкнувшись с нарастающей конкуренцией со стороны AMD, планирует пересмотреть модельный ряд игровых видеокарт. Базовой версией останется карта на основе стандартного чипа RTX2060, топовой версией окажется модификация RTX2080Ti. Промежуточные позиции займут адаптеры на базе кристаллов Super (RTX2060, RTX2070 и nVidia RTX 2080 Super). Рациональность подобного шага можно будет оценить после того, когда выйдет последний представитель линейки и прекратится сборка предыдущих версий видеокарт.
Память и разъемы
Адаптер оснащается оперативной памятью стандарта GDDR6, чипы рассчитаны на рабочую частоту 14 ГГц. Память имеет емкость 8 Гб, микросхемы от компании Micron или Samsung (зависит от производителя видеокарты) расположены на лицевой стороне печатной платы, что обеспечивает охлаждение деталей радиатором графического процессора. Производитель не стал увеличивать разрядность шины памяти по аналогии с оборудованием серии 2080Ti, где параметр расширен до 352 бит, 256-битная шина удержала пропускную способность памяти на уровне 448 Гбайт в секунду.
Видеокарта GeForce RTX 2070Super оснащается портом HDMI и 3 разъемами DisplayPort, что позволяет одновременно использовать до 4 мониторов. Часть производителей дорабатывает конструкцию адаптеров, изменяя количество портов. Например, изделие Strix Advanced от Asus обладает частотой в стандартном режиме на уровне 1605 МГц и 2*HDMI, 2*DisplayPort и USB C (для шлемов виртуальной реальности, например Windows Mixed Reality). Модификаций, одновременно оснащенных разъемами DVI D, HDMI, DisplayPort с поддержкой колодки USB C, не существует.
Оборудование поддерживает следующие максимальные разрешения и частоты обновления:
- при коммутации к Display Port — 3840*2160 при 120 Гц или 7680*4320 при 30 Гц;
- при использовании HDMI — 3840*2160 при 60 Гц;
- при подключении монитора к Dual-Link DVI — 2560*1600 при 60 Гц или 1920*1200 при частоте 120 Гц;
- при применении Single-Link DVI — 1920*1200 при 60 Гц или 1280*1024 при 85 Гц.
Печатная плата и питание адаптера
Применение кристалла TU104 привело к переводу адаптера на печатную плату, позаимствованную у изделия RTX2080. В конструкции цепей питания используются интегрированные силовые чипы, пришедшие на замену дискретным элементам и драйверам. Штатный регулятор напряжения GPU nVidia GeForce RTX 2070 позволяет частично отключать питание при низких нагрузках, снижая энергопотребление и нагрев. В картах используется двойной BIOS (обеспечивают различные алгоритмы работы системы охлаждения), выбор версии осуществляется переключателем.
Для питания процессора адаптера RTX 2070 Super Founders Edition используется 8-фазный цифровой преобразователь iMon DrMOS, дополненный контроллером uP9512P. Блок управления одновременно используется для энергообеспечения микросхем памяти (предусмотрены 2 дополнительные фазы). Поддерживается система мониторинга параметров питания, информация обновляется через 1 мс. Подобное ужесточение контроля обеспечивает стабильность питания графического процессора видеокарты.
На боковой кромке карты располагаются 2 разъема (6- и 8-пиновый), предназначенных для подачи дополнительного питания от основного блока компьютера. На кромках штекеров предусмотрены контрольные светодиоды, позволяющие визуально определить работоспособность цепи питания. Конструкция адаптера рассчитана на суммарное потребление энергии до 300 Вт, что позволяет осуществлять разгон изделия.
Охлаждение
Эталонный образец 2070 Супер Reference Edition оснащался алюминиевым радиатором с тепловыми трубками, закрытым сверху металлическим кожухом. Нижняя часть печатной платы прикрывается алюминиевым экраном, имеющим толщину до 3-4 мм. На нижней панели наклеены теплопроводные накладки, обеспечивающие охлаждение элементов, припаянных на тыловой части печатной платы. Использование дополнительных металлических компонентов улучшило рассеивание тепла, но одновременно увеличило массу изделия.
Референс оснащался 2 вентиляторами с рабочими колесами диаметром 85 мм. Для повышения эффективности системы охлаждения применена расширенная испарительная камера. Применение подобного узла позволило удержать толщину адаптера, который перекрывает 1 соседний слот на материнской плате. Система охлаждения референсного образца отличается повышенной сложностью, что затрудняет разборку узла для удаления пыли или замены теплопроводящей пасты. Например, разделительная пластина между вентиляторами приклеена, что усложнят обратный монтаж элемента.
Серийные образцы адаптеров оснащаются видоизмененными системами охлаждения. Например, компания Gigabyte использует радиатор, собранный из 3 раздельных секций. Элементы соединяются тепловыми трубками, которые расплющены над корпусом графического кристалла. В конструкции радиатора предусмотрена специальная теплопроводная прокладка, обеспечивающая охлаждение микросхем памяти. Для снижения температуры регулятора питания используется дополнительная пластина.
Радиатор оснащается 3 вентиляторами, которые имеют лопасти с пониженным аэродинамическим сопротивлением. Несмотря на применение дополнительного вентилятора, толщина радиатора увеличилась, адаптер перекрывает 2 ближайших слота на материнской плате. Компания использует оригинальную технологию Alternative Spinning, при которой центральный вентилятор работает в другую сторону относительно боковых устройств. При снижении температуры кристалла ниже 55°С роторы электродвигателей останавливаются.
Акустический комфорт
Для проверки уровня шума использовался адаптер Super Gaming OC 8G от компании Gigabyte, замеры проводились при помощи чувствительного микрофона, установленного на дистанции 500 мм от вентиляторов. Для снижения постороннего шума в компьютере отключались остальные вентиляторы. При замерах применялась утилита MSI Afterburner, базовым значением звукового давления считался фоновый шум на уровне 18 дБА.
При простое оборудования зафиксирована температура чипа на уровне 37°С, вентиляторы не включались. Уровень шума принят равным 18 дБА. При использовании оборудования для просмотра фильмов ситуация не изменилась, тепло рассеивалось металлическим радиатором. Максимальная нагрузка при работе в 3-мерном приложении довела температуру графического процессора до 65°С. Вентиляторы раскрутились до 1590 об/мин, что довело уровень шума до 31,2 дБА.
Шум от работы вентиляторов слышен на расстоянии до 2 м от компьютера. Но уровень звукового давления не привлекает внимания пользователя, что позволяет длительное время находиться рядом с системным блоком. Следует учитывать, что при эксплуатации компьютера будут вращаться дополнительные вентиляторы, увеличивающие уровень шума в помещении.
Дополнительные возможности
Производители оснащают карты светодиодной подсветкой, которая располагается на кожухе радиатора. Пользователь может регулировать цвет подсветки при помощи оригинальных утилит (например, RGB Fusion от Gigabyte). Программное обеспечение позволяет настроить алгоритм изменения цвета подсветки, имеются заводские предустановленные режимы. Предусмотрена возможность создания и записи пользовательского цикла работы подсветки.
В карте Super GRP от Palit установлена светодиодная подсветка, позволяющая визуально определять степень нагрева графического процессора. При температуре ниже 50°С включается зеленый свет, при прогреве до 50-80°С цвет переключается на синий. Дальнейший нагрев кристалла включает оранжевую подсветку, предупреждающую владельца о чрезмерной нагрузке на видеокарту. Производитель предусмотрел двойную прошивку BIOS, позволяющую видеокарте работать на стандартных или повышенных (режим OC Speed) частотах.
Компания nVidia сохранила поддержку приложения GeForce Experience, которое позволяет записывать видеоролики и одиночные кадры из игр. Предусмотрен дополнительный режим Freestyle, позволяющий корректировать резкость и яркость изображения по желанию пользователя. Введена новая утилита FrameView, позволяющая анализировать характеристики энергопотребления и производительности.
Разгон
Для теста потенциала разгона использовалась карта Palit GeForce RTX 2070 Super JetStream, установленная в компьютер на базе процессора Intel Core i5-8600K. Во время тестирования удалось увеличить частоту в стандартном режиме работы от 1410 МГц до 1510 МГц. При активации режима Boost тактовая частота достигала 2130 МГц. Одновременно увеличена рабочая частота памяти до 17 ГГц. При снятии нагрузки отмечается снижение частоты процессора до 300 МГц, а памяти — до 101 МГц. Обзор результатов проверок карты в стандартном и разогнанном виде приведен в таблице.
Близкие результаты были достигнуты и при попытках разогнать эталонные образцы карт. В ходе пробных проверок устойчивая работа кристалла наблюдалась до момента повышения частоты до 1900 МГц. Попытки поднять параметр в режиме Boost до 1950 МГц приводят к срабатыванию встроенной защиты, которая автоматически снижает частотный диапазон. Наращивание производительности приводит к увеличению энергопотребления до 370 Вт (на 30 Вт больше номинального параметра), уровня шума (достигающего 38 дБА) и температуры (повышается до 77°С).
Тесты в бенчмарках
Поскольку видеокарты верхнего ценового диапазона рассчитаны на повышенные нагрузки, то для проверок использовались синтетические тесты RightMark3D, максимально загружающие процессор и память адаптеров. Одновременно использовались утилиты DirectX SDK, а также тест 3DMark Time Spy, предназначенный для определения производительности асинхронных вычислений. Результаты тестирования сведены в таблицу, в сравнительном тесте принимали участие стандартные адаптеры RTX, карты серии Super и оборудование на базе чипов Radeon RX5700 от компании AMD.
Тестирование пиксельных шейдеров в утилите Fur показывает традиционное превосходство изделий от AMD. Программный тест Steep Parallax Mapping, основанный на текстурных выборках из карты высот и базовых текстур, был дополнен алгоритмом самозатемнения. Впереди остались карты от AMD, но изделия от nVidia немного сократили отставание. Аналогичная картина наблюдается и в тестовой утилите Fire. Графические процессоры от AMD сохранили высокую пиковую производительность в математических расчетах, которые всегда были слабым местом для nVidia.
В тестах трассировки лучей не использовались карты от AMD, поскольку они не поддерживают такой режим работы. Программа 3DMark Port Royal при разрешении 2560*1440 точек вывела на лидирующую позицию карты на основе чипов Super, причем занявший второе место 2060 Super показал результаты, сопоставимые с показателями стандартного микропроцессора RTX 2070. Базовый RTX 2060 откатился на последнюю позицию, что объясняется пониженным объемом памяти.
Вычислительный тест LuxMark 3.1, базирующийся на основе алгоритма OpenCL, показал небольшой рост производительности версии Super по сравнению со стандартным RTX 2070. Решения от AMD немного уступили конкуренту в простом тесте, но по мере повышения нагрузки отставание выросло. Возможной причиной падения производительности является недоработка драйверов, которые не учитывают особенностей архитектуры кристаллов Radeon RX5700 и RX5700XT.
Тест V-Ray Benchmark сравнивает оборудование в алгоритме трассировки лучей без использования аппаратного ускорения. На первых позициях оказались карты с приставкой Super, худший результат показал стандартный чип RTX 2060. Дополнительный тест OctaneBench 2019, предназначенный только для карт nVidia (из-за использования аппаратного ускорения трассировки лучей), вывел в победители карту на основе кристалла 2070Super.
Тесты в играх
При тестировании в играх использовался компьютер на базе процессора Intel Core i9-9900K, работающего на частоте 4,9 ГГц. Тестовый стенд построен на основе материнской платы ASUS MAXIMUS XI APEX. В конструкции компьютера предусмотрены 2 планки памяти G.Skill Trident Z емкостью по 8 Гб. Для обеспечения работы видеокарт от nVidia использовались комплекты драйверов GeForce Game Ready Driver 431.36 и 431.16 (для серий Super и GeForce GTX и RTX соответственно). Для продукции AMD применены драйвера Radeon Software Adrenalin 2019 Edition 19.7.1.
В играх использовалось максимальное качество графики, испытания проводились при разрешениях Full HD, 2560*1440 и 3840-2160 точек. В испытаниях применялись карты стандартной серии RTX20, усовершенствованные адаптеры Super и топовые представители семейства GTX1070 и 1080. Продукция AMD была представлена картами на базе чипов Radeon RX 5700 и RX 5700 XT, а также изделиями на основе процессоров Radeon VII (с 16 Гб оперативной памяти) и Vega 64 и 56 (по 8 Гб памяти).
При разрешении 1920*1080 точек видно, что изделия Super превосходят своих стандартных предшественников, соответствуя модификациям с заводским разгоном графического процессора. Если картам на базе RX5700XT удается опередить изделия на основе RTX2060 Super, то 2070Super опережает конкурента в среднем на 8%. Преимущество над базовым процессором RX5700 достигает 20%. Разрешение FullHD не оказывает нагрузки на процессоры мощных видеокарт, которые обеспечивают комфортные условия игры вне зависимости от производителя графического чипа.
Увеличение разрешения до 1440р не сильно изменяет нагрузку на графические процессоры. Но самый младший представитель серии Super опережает по производительности оригинальную версию на 17% и на 11% впереди GTX1080 и Vega64. Модификация Супер процессора RTX2070 опережает конкурентов RX 5700 и RX 5700 XT на 23% и 10% соответственно.
Единственным адаптером из тестируемых, официально пригодным к играм при разрешении 4К, является изделие на основе процессора RTX2080. Повышенное разрешение негативно сказывается на адаптерах с уменьшенным объемом памяти, а улучшенные алгоритмы работы позволяют картам поколения RTX20 оттеснить на задний план карты GTX10. Одновременно снижается отставание продукции AMD — версия 2070 Супер опережает карты на основе RX 5700 и 5700 XT на 24% и 9% соответственно.
Что касается игровых приложений, разработанных в 2016 г., то они запускаются без нареканий при максимальном разрешении и предельных настройках графики. Примером таких игр являются Grip: Combat Racing и The Elder Scrolls V, которые остаются популярными, несмотря на выход новых приложений с улучшенными графикой и сюжетом. Более «древние» игры, созданные в 2012-15 гг., еще менее требовательны к характеристикам адаптеров. Для подобных приложений пользователю хватит адаптеров типа Radeon RX 550 от AMD или GTX650 от nVidia.
Аналоги от AMD
Прямыми конкурентами карт семейства RTX20 стали адаптеры на основе кристаллов 5700 и 5700XT, представленные компанией nVidia летом 2019 г. Изделия построены на основе архитектуры Navi и отличаются сниженной стоимостью. Решение от AMD построено по 7-нанометровому технологическому процессу, но по количеству транзисторов уступает конструкции от nVidia. Несмотря на применение усовершенствованной технологии изготовления, специалистам AMD не удалось снизить энергопотребление до планки конкурента (мощность адаптеров AMD и nVidia составляет 225 и 215 Вт).
Другим конкурентом является адаптер на базе чипа AMD Radeon VII, который в эталонных тестах показывает производительность, сопоставимую с результатами карты на базе 2070 Супер. Продукция от AMD поддерживает 16 Гб оперативной памяти, но отличается повышенной стоимостью и шумностью при работе. Дополнительным минусом конструкции от AMD является повышенное тепловыделение, что может потребовать установки в системном блоке компьютера дополнительных охлаждающих приспособлений.
Выпустив карты серии Super, компания nVidia снизила стоимость оборудования. При выборе игровой видеокарты следует учитывать, что продукция nVidia поддерживает аппаратную трассировку лучей. Общая функциональность адаптеров поколения RTX20 выше, чем у конкурентов от AMD, что обеспечивает получение дополнительных визуальных эффектов в игровых приложениях. Но конечный выбор оборудования остается за покупателем, который оценивает продукцию не только по техническим характеристикам, но и по личным предпочтениям.
