Игровая видеокарта nVidia GeForce RTX 2080 Super с поддержкой аппаратного ускорения трассировки лучей представляет собой модернизированный вариант ускорителей на базе чипов Turing. Дата выхода нового оборудования — июль 2019 г., а уже спустя несколько недель изделия появились в розничной продаже. За счет оптимизации процесса обработки графики достигнуто увеличение производительности в играх и 3-мерных приложениях.
Характеристики
Карта версии Супер базируется на микропроцессоре Tu104 с увеличенными тактовыми частотами (до уровня версии RTX 2080 Founders Edition). Первые же официальные review микропроцессора указывали, что чип состоит из 13,6 млрд. транзисторов, для изготовления используется 12-нанометровый технологический процесс FFN.
Разработчики применили чипы памяти GDDR6 SDRam с увеличенной до 15,5 Гбит в секунду пропускной способностью.
Сравнительные характеристики «топовых» видеокарт от nVidia, базирующихся на процессорах Turing, приведены в таблице.
| Параметр | RTX 2070 Супер | RTX 2080 | RTX 2080 Супер | RTX 2080 Ti |
| Количество транзисторов, млрд. шт. | 13,6 | 13,6 | 13,6 | 18,6 |
| Тактовая частота, МГц | 1605 | 1515 | 1650 | 1350 |
| Тактовая частота в режиме Boost, МГц | 1770 | 1800 | 1815 | 1635 |
| Количество шейдерных процессоров, шт. | 2560 | 2944 | 3072 | 4352 |
| Число модулей фильтрации текстур, шт. | 160 | 184 | 192 | 272 |
| Количество тензорных и RT ядер, шт. | 320 и 40 | 368 и 46 | 384 и 48 | 544 и 68 |
| Ширина шины памяти, бит | 256 | 256 | 256 | 352 |
| Поддерживаемый объем памяти, Гб | 8 | 8 | 8 | 11 |
По сравнению со стандартным чипом в конструкции процессора RTX Super активированы все доступные блоки, что позволило приблизить производительность к адаптерам на базе чипа 2080Ti. В процессоре предусмотрены 48 мультипроцессорных блоков, объединенных в 6 кластеров. За счет увеличения числа мультипроцессорных модулей удалось увеличить до 3072 шт. число ядер Cuda. Модернизация графического кристалла позволила ввести дополнительные модули TM и блоки ROP.
Сравнение GeForce RTX 2080 Ti и Super показывает, что адаптеры различаются шириной шины памяти и объемом поддерживаемой ОЗУ. Производитель отказался от идеи увеличения емкости памяти, но наращивание рабочей частоты позволило увеличить пропускную способность на 10%. Одновременное увеличение тактовых частот в чипе Супер не сказалось на скорости рендеринга и не позволило приблизиться к картам версии RTX2080Ti. Адаптер сохранил возможность многопроцессорной работы, для соединения адаптеров используется разъем Nvidia SLI (NV Link).
Для подключения внешнего оборудования используются разъемы DVI D, HDMI и Displayport с поддержкой VR (количество портов зависит от производителя адаптера). В конструкции видеокарты сохранился порт USB Type C, позволяющий использовать оборудование виртуальной реальности с дополнительной подачей питания через печатную плату графического адаптера.
Карта поддерживает максимальное разрешение 7680*4320 точек при 30 Гц (при использовании разъема Displayport), оборудование рассчитано на одновременное использование 4 мониторов.
Карта Super поддерживает работу с приложением GeForce Experience, позволяющим записывать видеоролики или делать отдельные кадры из игровых приложений. Поддерживается функция регулировки яркости, контрастности и баланса цветов, позволяющая оптимизировать изображение по желанию игрока. Для оценки производительности используется программа FrameView, которая получает информацию от API DirectX, OpenGL, Vulkan и Universal Windows Platform. Программа позволяет собирать информацию по микропроцессорам AMD Radeon.
Особенности печатной платы
Эталонные образцы оснащаются печатной платой, закрытой с 2 сторон алюминиевыми пластинами толщиной до 4 мм. Детали повышают прочность длинного изделия (размер доходит до 267 мм) и обеспечивают защиту электронных компонентов от пыли. Под нижней пластиной находятся теплопроводные подушки, обеспечивающие рассеивание тепла от микросхем. Верхняя крышка получила зеркальную поверхность с рекламной наклейкой Super, указывающей покупателю на использованный графический процессор.
Печатная плата для nVidia RTX 2080 Super или 2080 имеет унифицированную конструкцию, для питания кристалла используются 8 фаз, управляемых широтно-импульсным контроллером uPI uP9512. При понижении нагрузки на процессор происходит отключение части фаз, что способствует снижению энергопотребления и нагрева. Для питания микросхем памяти использованы 2 дополнительные фазы. Производитель отказался от использования дискретных элементов в цепях управления питания, перейдя к установке интегрированных силовых каскадов.
В конструкции используются 8 микросхем памяти, которые изготовлены компанией Samsung. Чипы имеют емкость по 8 Гбит, элементы смонтированы на лицевой поверхности печатной платы. Память рассчитана на номинальную частоту до 16 ГГц, но производитель адаптеров заранее снизил показатель на 500 МГц, обеспечивая стабильную работу элементов. Увеличение тактовых частот привело к росту TDP на 25 Вт, что не повысило нагрузку на систему охлаждения.
Особенности системы охлаждения
Для охлаждения чипа и микросхем памяти в эталонном экземпляре используется открытая система с 2 вентиляторами, оснащенными рабочими колесами диаметром 85 мм. Алюминиевый радиатор занимает всю поверхность печатной платы, обеспечивая рассеивание выделяемого тепла. Компания nVidia ограничила толщину радиатора, в конструкции предусмотрена испарительная камера (вместо использовавшихся ранее тепловых трубок). В конструкции предусмотрена дополнительная металлическая рамка, охлаждающая микросхемы памяти и ключи регулятора напряжения.
Проведенные тесты показали, что при длительной максимальной нагрузке температура ядра не превышает 74°С. При проверке частота составляла 1650 и 1815 МГц, питание через 6- и 8-контактные штекеры подавалось от блока Corsair AX1600i мощностью 1600 Вт. Для мониторинга температурного режима использовалась утилита MSI Afterburner. При съемке тепловизором максимальная температура 68°С зафиксирована на торцевой кромке радиатора.
При визуальном сравнении эталонных образцов Ti vs RTX в глаза бросается идентичная конструкция радиатора и системы охлаждения. Радиатор рассчитан на тепловыделение до 260 Вт, поэтому характеристики изделия обеспечивают надежное охлаждение узлов с пониженным термическим режимом. При простое или просмотре видео уровень шума от вентиляторов не превышает 25,8 дБА при частоте вращения роторов 1500 об/мин. При максимальной нагрузке частота увеличивается до 1850-1900 об/мин., что повышает уровень шума до 32,4 дБА.
Владельцам оборудования GeForce RTX 2080 Super FE придется мириться со сложностью обслуживания системы охлаждения. Например, для замены теплопроводной пасты придется отвернуть несколько десятков винтов. Для замены поврежденных или перегоревших вентиляторов потребуется снять верхнюю металлическую пластину, которая крепится клеем. Демонтаж и обратная сборка производятся при помощи промышленного фена или паяльника с регулятором температуры.
Сторонние изготовители карт на базе чипов nVidia используют собственные системы охлаждения, отличающиеся от эталонных экземпляров. Например, в Asus GeForce RTX используется тройной блок вентиляторов, перекрывающий 2 соседних слота расширения на материнской плате. Для обеспечения надежного питания в конструкцию введены 2 штекера по 8 контактов в каждом, производитель рекомендует использовать блоки питания мощностью от 650 Вт. Карта отличается установкой 2 портов HDMI и 2 разъемов DisplayPort (с сохранением USB Type C).
Тесты в бенчмарках
Обзор компонентов, установленных в тестовой машине:
- центральный процессор Intel Core i9-9900K, установленный на материнской плате ASUS MAXIMUS XI APEX;
- оперативная память 16 Гб (2 модуля G.Skill Trident Z);
- твердотельный диск Intel SSD 760p объемом 1 Тб;
- блок питания Corsair AX1200i мощностью 1200 Вт.
Для обеспечения длительной работы с высокой нагрузкой на процессоре установлен блок жидкостного охлаждения Corsair Hydro Series H115i. Просмотр графического изображения осуществлялся на мониторе NEC EA244UHD. Компьютер работает под управлением 64-битной операционной системы Microsoft Windows 10 Pro, для обеспечения работы карты на базе чипа Super использован комплект драйверов GeForce Game Ready Driver 431.56. Для прочих карт nVidia использовались драйверы версии 431.36 и 431.16, для AMD применялись драйверы Radeon Software Adrenalin 2019 Edition 19.7.1.
Новинка от nVidia в синтетических тестах отрывается от предшественника на 5-7%. Принимавшие участие в сравнении карты на основе GPU nVidia GeForce GTX 1080 и 1080Ti проигрывают от 5 до 15% новым разработкам компании. Но версии Overclocked Edition, обладающие повышенными частотами, сокращают отставание в тестах от карт на базе чипов Turing. Конкурирующие графические микропроцессоры от компании AMD показывают сопоставимые результаты с картой на базе процессора Super. На первой позиции во всех тестах удерживается адаптер на основе чипа 2080Ti.
Попытки увеличить производительность карты на основе процессора Супер упираются в отсутствие поддержки программного вольтмода. Микропроцессор допускает повышение частоты на 0,1 ГГц (в стандартном режиме и при активации Boost) без сбоев в работе. При этом пропускная способность оперативной памяти достигает 18 Гбит в секунду.
Проверка в наборе программ Test 3Dmark показала среднее увеличение производительности на 12% при неизменном шуме вентиляторов (по сравнению с работой на базовых частотах).
Дополнительный тест 3DMark Port Royal сравнивает карты в процессах, связанных с трассировкой лучей. Увеличенная пропускная способность памяти и дополнительные возможности, реализованные в процессоре, позволяют карте на базе чипа 2080 Супер обойти остальных представителей семейства. Но тест LuxMark 3.1 HDR выводит на первые роли карту на основе Radeon VII, но по мере наращивания нагрузки вперед выходят карты от nVidia. Новинка RX5700XT не показывает в тесте высоких результатов из-за драйверов, но когда должны выйти доработанные драйвера, неизвестно.
Тесты в играх
Проверка возможностей видеокарт в играх проводилась на стенде с конфигурацией, идентичной использовавшейся при запуске синтетических программ. Игровые приложения включались при разрешениях Ultra HD 4K и Ultra HD 1440р, а также в Full HD при активных алгоритмах сглаживания. Полученные результаты (в кадрах в секунду) представлены в таблице.
При разрешении 1080р превосходство чипа Super над предшественником GTX1080 достигает 40%, но версия 1080Ti имеет близкую производительность. Что касается конкурентов от AMD, то при низких разрешениях новые ускорители RX5700XT не обеспечивают высокой производительности. Драйверы с поддержкой чипов Navi снизили производительность видеокарт предыдущего поколения.
Переключение в режим 4К снижает производительность карт старого поколения, например в The Division 2 TAA Ultra частота падает до 30-35 FPS, что ниже допустимого предела. Что касается чипа Super, то он удерживает частоту выше 60 FPS.
Превосходство над «младшей» моделью Супер 2070 достигает 15%, но одновременно наблюдается отставание от 2080 TI, достигающее 17%.
Тестирование в старых играх
Если пользователь играет редко или предпочитает старые игровые приложения, разработанные до 2018 г., то он может с одинаковым успехом использовать карты серии GTX или RTX. Например, карта MSI GTX 1660 Ti, представленная в 2019 г., за счет использования доработанных драйверов поддерживает трассировку лучей. В приложении Final Fantasy XV Windows Edition TAA при разрешении Full HD частота смены кадров для 2080 Супер и 1660 Ti составляет 128 и 85 FPS соответственно. При разрешении 1440р значение составляет 93 и 59 FPS, а при 4К — 53 и 35 FPS.
В приложении Forza Motorsport 7 от Game Studios (2017 г.) частота составляет 188, 169 и 142 FPS. Для сравнения, карта 1060 Ti показывает результаты 121, 109 и 92 кадра в секунду. В игре Need For Speed , вышедшей в 2015 г., частота обновления кадров составляет 177 и 137 FPS (при 1080 и 1440р). Приложение Counter-Strike: Global Offensive при разрешении 1920*1080 точек запускается с частотой до 437 кадров, при максимальном разрешении 4К параметр падает до 328 FPS. На карте Radeon RX 580 (разработка 2017 г.) в этом же приложении удается достичь частот 539 и 399 FPS.
Аналоги от AMD
Ближайшими аналогами от AMD являются адаптеры RX5700XT, представленные летом 2019 г. Чипы Radeon VII могут конкурировать с чипами серии Супер в разогнанном виде. Методики, как ускорить карту до 2 ГГц и что этому мешает и групповое тестирование разогнанных адаптеров от AMD и nVidia не входят в рамки данной статьи.
В конце лета 2019 г. появилась информация о разработке новых адаптеров AMD, но пока не вышли видеокарты AMD Navi 14, построенные по 7-нанометровому процессу, изделия 2080 Супер остаются лидерами по соотношению энергопотребления и производительности.
