Новая видеокарта nVidia GeForce 2080 Ti, построенная на графическом ядре Turing TU102, была представлена в начале осени 2018 г. Новый графический процессор поддерживает трассировку лучей в текущем времени, повышая качество изображения. Применение оперативной памяти GDDR6 с повышенными характеристиками дополнительно улучшило игровые параметры видеокарты от nVidia.
Характеристики
Для производства графического процессора использован 12-нанометровый технологический процесс FFN, позволивший довести число транзисторов до 18,6 млрд. шт. По сравнению с предыдущим поколением чипов GP102 (использовался в адаптерах nVidia GeForce GTX 1080 и 1080 Ti), выросла площадь ядра (754 и 471 мм² соответственно). Для ускорения работы используется 352-битная шина памяти, состоящая из 11 независимых контроллеров. Базовая частота процессора составляет 1,350 ГГц, при активации режима ускорения Boost параметр достигает 1,545 ГГц.
В таблице приведено сравнение характеристик адаптера нового поколения с предыдущим «топовым» игровым процессором GTX1080Ti.
| Параметр | RTX2080Ti | GTX1080Ti |
| Число процессоров Сuda | 4352 | 3584 |
| Количество блоков текстуры | 272 | 224 |
| Пропускная способность памяти, Гб/сек. | 616 | 484 |
| Частота памяти, МГц | 1750 | 1375 |
| Потребление энергии, Вт | 250 | 250 |
| Мощность блока питания (минимальная), Вт | 650 | 600 |
Из таблицы следует, что новый продукт от nVidia обладает увеличенным числом блоков текстуры, количество ядер Cuda выросло более чем на 20%. На борту карты RTX2080Ti установлено 11264 Мб оперативной памяти GDDR 6, обладающей повышенной пропускной способностью. Несмотря на улучшение рабочих параметров, энергопотребление осталось на прежнем уровне, произошло незначительное изменение требований к мощности блока питания.
Применение усовершенствованных компонентов позволило повысить пиковую производительность до 14,231 терафлопс (TFlops).
Помимо базового решения, предлагаются карты с улучшенными техническими параметрами (с увеличением уровня потребления энергии на 10 Вт). Адаптер nVidia GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition разогнан по частоте в заводских условиях (в режиме Boost до 1,635 ГГц), для обеспечения эффективного охлаждения используется модифицированный радиатор. На печатной плате располагается 13-фазный цифровой преобразователь напряжения iMON DrMOS, который поддерживает динамическое изменение характеристик с повышенной точностью измерения.
Предусмотрено использование программы EVGA Precision X1, плавно регулирующей частоту работы процессора. Поддерживается алгоритм автоматического определения оптимальных значений частоты для чипа и памяти, что повышает скорость работы в 3-мерных приложениях. При разгоне увеличивается энергопотребление, разработчик заложил в цепи питания и конвертации напряжения запас мощности, равный 60 Вт.
Разъемы адаптера
Для подключения внешних устройств на картах Founders Edition предусмотрены разъемы Displayport 1 4 (3 штуки), HDMI и USB Type C (по 1 штекеру). Контроллер графического адаптера поддерживает протокол HDCP 2 2 (для просмотра контента с разрешением 4К и выше). Разъемы расположены на металлической пластине, используемой для крепления карты в корпусе компьютера. Допускается одновременное использование 1 экрана, подсоединенного к порту HDMI 2 0B, и 3 дисплеев, подключенных к разъемам Displayport.
Пользователь может установить 2 монитора 8К, которые работают на частоте 60 Гц. Колодка USB Type C предназначена для коммутации шлемов виртуальной реальности VirtualLink, питание внешнего оборудования производится через порт. При активации разъема потребление энергии возрастает на 35 Вт, что дополнительно нагружает блок питания.
Для подачи электропитания к процессору и памяти используется двойной штекер Pin 8+8, расположенный на печатной плате карты.
В процессоре используется блок вывода сигнала на экраны с повышенным разрешением (до 7680*4320 точек), поддерживающий HDR с частотой обновления до 60 Гц при использовании монитора 8К. Для сжатия сигнала применяется технология VESA Display Stream Compression DSC 1 2. Реализована поддержка кодека видео NVENC в формате 8К и при частоте обновления кадров в 30 FPS.
Технология RTX (Ray Tracing)
Технология RTX позволяет вести трассировку лучей с учетом текущего времени, имитируя движение света в помещениях и на открытых площадках. Отражение и преломление потоков обеспечивает отображение теней и изменение цвета объектов. В играх для имитации световых эффектов используется методика растеризации, при которой используются заранее подготовленные конфигурации отражения и карты теней. Из-за отсутствия эффекта движения световых лучей картинка лишается реалистичности (при сохранении четкости и яркости изображения).
Для реализации технологии в GPU Turing TU102 введены RT-ядра, обеспечивающие гибридный рендеринг изображения. Процессор видеокарты GeForce RTX 2080 Ti производит попеременную обработку изображения, используя стандартную растеризацию и трассировку лучей. Для обеспечения работоспособности технологии требуется поддержка алгоритма со стороны разработчиков игровых приложений. Технология используется при расчете звуковых эффектов, учитывая отражение и изменение тональности звуковых волн.
Для использования возможностей трассировки компанией Microsoft разработан специальный API DirectX Raytracing (DXR). API реализуется в драйвере GPU на аппаратном или программном уровне (на вычислительных шейдерах). В зависимости от методики обработки код имеет разную производительность.
DLSS сглаживание и Mesh Shading
Технология полноэкранного сглаживания DLSS предназначена для повышения качества изображения путем устранения резких границ объектов. Для выполнения задачи используется искусственный интеллект, реализованный в микропроцессоре. Оборудование получает информацию из приложения в виде массива кадров, затем для каждого фрагмента происходит формирование кадра с оптимальными характеристиками.
Полученная пара кадров передается на сервер nVidia, обучающий блок DLSS распознаванию необработанных кадров и выдаче сглаженной картинки. Затем процедура запускается заново, но DLSS обучается формировать дополнительные точки, имитирующие увеличение разрешения. Последовательное использование 2 методик обеспечивает получение видео с высоким разрешением и повышенной частотой обновления. Для использования технологии требуется поддержка алгоритма со стороны разработчиков игрового контента.
Технология Mesh Shading обеспечивает замену вершинного конвейера вычислительными геометрическими шейдерами. Алгоритм позволяет изменять конфигурацию вершин или корректировать вершинные буферы. Расчет геометрии производится непосредственно графическим процессором или при помощи растеризации. Работоспособность алгоритма зависит от производительности центрального процессора компьютера, а также поддержки от API.
Набор инструкций DirectX 12, API Vulkan и OpenGL 4 6 напрямую не поддерживают технологию Mesh Shading. Для использования алгоритма требуется устанавливать специализированный набор расширений NVAPI, позволяющий реализовать возможности графического процессора.
Системы охлаждения
Базовая версия nVidia RTX 2080Ti в эталонном виде оснащалась 2 вентиляторами противоположного вращения, установленными поверх радиатора с испарительной камерой. С обратной части карты установлена алюминиевая пластина, обеспечивающая дополнительное охлаждение. Поскольку производитель процессора не накладывает жестких ограничений на конструкцию радиатора и число вентиляторов, серийные образцы оснащаются видоизмененной системой охлаждения. Критическая температура процессора составляет 89°С.
Например, адаптер Asus ROG-STRIX-RTX2080TI GDDR6 11GB оснащается 3 вентиляторами. В конструкции алюминиевого радиатора расположены тепловые трубки, испарительная камера размещена над всей плоскостью адаптера. Карта MSI VENTUS 11G OC отличается уменьшенным до 2 шт. количеством вентиляторов с одновременным увеличением высоты радиатора. При установке адаптер занимает 2 соседних слота. Видеокарта Asus TURBO-RTX2080TI-11G оснащена 1 вентилятором, подающим поток воздуха в радиатор, закрытый специальным кожухом.
Для подачи воздуха используются вентиляторы противоположного вращения, обеспечивающие повышенный напор воздуха при одновременном снижении шума. Компания Asus применяет устройства с защитой от пыли (стандарт IPX5). Встроенный в карту температурный сенсор регулирует частоту вращения, при низких нагрузках крыльчатки останавливаются. Эталонный образец, представленный nVidia, не позволял отключать вентиляторы при простое. При падении нагрузки контроллер плавно снижал частоту вращения до 1500 об/мин.
Совместимость и размеры
Для установки адаптера требуется свободный слот PCI-E 3.0, производитель рекомендует использовать блоки питания мощностью от 650 Вт, оснащенные штекером вида 8+8 для подачи питания на видеокарту. Эталонный образец имел длину 267 мм, примененный радиатор охлаждения делал недоступным соседний разъем на материнской плате. Серийная продукция имеет аналогичные габариты, укороченных адаптеров не существует.
Например, карта Asus DUAL-RTX2080TI-A11G имеет длину 268 мм. Установленная система охлаждения перекрывает 2 соседних слота. Применение тройного вентилятора увеличивает габариты карты, например, изделие MSI RTX 2080 Ti GAMING X TRIO имеет длину 327 мм и перекрывает 2 соседних слота материнской платы.
Мост NVLink Bridge
Двойной интерфейс NVLink предназначен для замены шины SLI, увеличивая пропускную способность до 50 Гб в секунду (по 25 в каждую сторону). Соединительный мост позволяет создавать конфигурации из 2 адаптеров. Повышенная пропускная способность интерфейса позволяет использовать память одной из видеокарт как локальный RAM, используя пространство при мультиадаптерном рендеринге видео в рамках Direct3D 12.
Подходящие процессоры
Для раскрытия потенциала графического адаптера на основе 2080Ti рекомендуется применение процессора Core i7-8700K. Проведенные тесты показывают преимущество конфигурации на основе решений Intel над конкурентом от AMD (Ryzen 7 2700X) в пределах от 4,3 до 26,2%. Превосходство Intel сокращается по мере роста разрешения видео, минимальное значение достигается при 3840*2160 точек. Бюджетный вариант собирается на основе Core i5-8600K, конфигурация обеспечивает превосходство над Ryzen 5 2600X от 3,8 до 22%.
Например, при запуске игры Battlefield 4 в разрешении 1080p и при настройках видео Ultra на разных компьютерах с картой RTX2080Ti получены следующие результаты:
| Процессор | Частота кадров |
| i7 8700K | 95,2 |
| i5 7500 | 83,2 |
| i3 7100 | 69,3 |
| Ryzen 5 2600x | 90,6 |
| Ryzen 3 1200 | 64,7 |
С выходом девятого поколения процессоров Интел появились решения с повышенной мощностью. Примером такой конфигурации является компьютер на базе Intel Core i9 9900K с 32GB Ram на борту. Недостатком продукции Intel является повышенная стоимость, но при покупке адаптеров 2080Ti (не отличающихся гуманным ценником) этот фактор не является решающим.
Тесты в играх
Обзор комплектации тестового компьютера:
- центральный процессор Intel Core i7-6850K;
- материнская плата MSI X99S MPower;
- оперативная память G.Skill F4-3200 (общий объем 32 Гб);
- блок питания Corsair AX1500i (мощность 1500 Вт).
Сравнивались результаты графических адаптеров на базе чипов 2080Ti, 1080Ti и на основе стандартного RTX2080. Компьютер оснащался 64-разрядной операционной системой Windows 10 Pro и набором оригинальных драйверов GeForce 416.34 WHQL. Тесты проводились при разрешении дисплея 2560*1440 и 4К (3840*2160).
При запуске игры Kingdom Come Deliverance в разрешении 2560*1440 карта 2080Ti обеспечивает частоту смены кадров 93 FPS (при настройках Ultra). Конкуренты в аналогичных условиях обеспечивают частоту не выше 75 FPS. При повышении разрешения до 4К частота смены падает до 61 и 49 FPS соответственно. Аналогичная ситуация наблюдается в приложениях The Witcher 3 или Ghost Recon. Максимальный перевес процессора 2080Ti над предшественниками и стандартным чипом серии 2080 достигает 40%.
Список игр, поддерживающих технологию Ray Tracing
Краткий перечень игровых приложений, поддерживающих трассировку лучей Ray Tracing:
- Battlefield 5;
- Dauntless;
- Final Fantasy XV;
- Hitman 2;
- Metro Exodus;
- Mechwarrior 5: Mercenaries;
- Serious Sam 4: Planet Badass;
- Shadow of the Tomb Raider.
Тесты в бенчмарках
Описание конфигурации компьютера, используемого при сравнительном тестировании:
- процессор Intel Core i7-5960X (тактовая частота постоянная 4 ГГц);
- материнская плата Asus Rampage 5 Extreme;
- оперативная память Corsair Vengeance LPX (частота 2133 МГц, 4 модуля по 4 Гб каждый);
- твердотельный диск Intel SSD 760p емкостью 1 Тб;
- блок питания мощностью 1200 Вт (Corsair AX1200i).
Компьютер оснащен операционной системой Windows 10 Pro (64-разрядная). Для адаптеров nVidia (GTX1080/1080Ti и RTX2080Ti) использовался набор драйверов 411.51. Видеокарта от AMD комплектовалась набором драйверов Edition 18.9.1.
Тест, проведенный в утилите 3DMark Fire Strike, показывает преимущество чипа 2080Ti над предыдущим поколением 1080Ti в пределах 28%. Над базовым чипом 1080 превосходство достигает 64%. В ходе тестирования выяснилось, что включение режима разгона увеличивает производительность на 7%. Оборудование на базе чипа Radeon RX Vega 64, оснащенное 8 Гб оперативной памяти, заняло 4-е место (опередив конкурента GTX1080 всего на 1-7% в зависимости от выполняемого теста). В режимах Extreme и Ultra расстановка сил не меняется, отрыв Vega 64 от GTX1080 составляет менее 1%.
Сравнение в тестах DirectX SDK, адаптированных под продукцию AMD и Intel (Direct3D11 и Direct3D12 соответственно), показывают превосходство nVidia над соперничающим Radeon RX Vega 64. Причем в 3D11 преимущество не является подавляющим, но при использовании 3D12 превосходство становится двукратным (в ряде тестов). В графических тестах наблюдается разница между процессорами 2080Ti и 1080Ti в пределах 45-50%, что указывает на улучшение вычислительных процессов, реализуемых ядрами Cuda.
Аналоги от AMD
На момент выхода новой карты от nVidia конкурирующая компания AMD не имела готового решения, сравнимого по характеристикам с чипом 2080Ti. Изделие серии Navi10 не оснащается поддержкой трассировки лучей на уровне процессора, но по быстродействию не уступает продукции nVidia. Официальной информации о том, сколько памяти будет иметь новинка и какую производительность имеет чип, не имеется. По предварительным сообщениям производителя, референсные образцы видеокарт будут представлены в конце 2019 г. или в начале 2020 г.
