Графический адаптер nVidia GeForce GTX 960 построен на основе 28-нанометрового чипа GM206, относящегося к процессорам серии Maxwell 2. Новая видеокарта была представлена компанией nVidia в начале 2015 г. Производитель предусмотрел базовую версию карты с 2 Гб памяти, существует вариант с улучшенными параметрами, оснащенный 4 Гб оперативной памяти.
Характеристики
Рабочая частота кристалла при выполнении офисных задач составляет 1,126 ГГц, в ускоренном режиме параметр выше — 1,178 ГГц. Процессор поддерживает алгоритм динамического изменения частотного диапазона Boost, учитывающий напряжение ядра, температуру и суммарное потребление энергии адаптером. Архитектура чипа обеспечивает снижение потребления энергии, что положительно сказывается на потенциале разгона. Существуют фабричные изделия с тактовой частотой до 1300 МГц, пользователи разгоняют процессор до 1450 МГц.
Сравнение основных параметров GTX960 с предшественником на базе чипа GTX760 и последователем на основе кристалла GTX1060 приведено в таблице.
| Параметр | GTX760 | GTX960 | GTX1060 |
| Число транзисторов, млрд шт. | 3,54 | 2,94 | 4,4 |
| Частота в базовом и разогнанном режиме, ГГц | 980 и 1033 | 1126 и 1178 | 1506 и 1708 |
| Количество ядер CUDA, шт. | 1152 | 1024 | 1280 |
| Число текстурных блоков, шт. | 96 | 64 | 80 |
| Разрядность шины памяти, бит | 256 | 128 | 160 и 192 |
| Тактовая частота памяти, ГГц | 6,008 | 7,010 | 8,0 и 9,0 |
| Объем памяти, Гб | 2 | 2 и 4 | 3, 5 и 6 |
Вокруг чипа расположены микросхемы памяти емкостью 2 или 4Gb GDDR5 (рабочая частота 7010 МГц), из-за сниженной ширины шины пропускная способность канала памяти не превышает 112 Гб/сек. По этому параметру адаптер уступает своим предшественникам на базе чипов GTX760 и GTX660, но для повышения производительности применен модернизированный алгоритм сжатия информационного потока.
Микропроцессор способен кодировать и расшифровывать видеосигнал при помощи кодека HEVC (Н265).
Карта оборудована портами стандарта HDMI 2.0 и позволяет использовать одновременно 4 монитора. Реализована поддержка HDCP 2 2 (используется при декодировании контента с разрешением 4К) для разъема HDMI. Оборудование совместимо с мониторами стандарта G-Sync, поддерживающими высокую частоту обновления кадров (до 144 Гц). Sync-мониторы, оборудованные матрицей стандарта IPS, обладают разрешением от 2560*1440 точек и обеспечивают улучшенную передачу цветов при одновременном увеличении угла обзора (по сравнению со стандартными матрицами TN).
Адаптер оборудуется штекерами Dual Link DVI I и DisplayPort 1.2 (3 штуки), максимальное разрешение видео составляет 3840*2400 точек. На торцевой кромке печатной платы размещен плоский разъем, позволяющий соединить 2 карты в мост SLI. Для обеспечения нормативной работы памяти и процессора используется отдельный 8-или 6-контактный разъем питания. Схема подачи электроэнергии содержит 4 фазы, в цепях используются силовые транзисторы с принудительным охлаждением.
Архитектура
Процессор видеокарты GeForce GTX 960 собран из кластеров обработки графической информации, каждый из которых обладает собственным элементом растеризации и содержит 4 мультипроцессора типа SMM. Мультипроцессор включает в себя 128 блоков вычисления CUDA, дополнительный модуль расчета геометрии и 8 блоков построения текстур. Всего в состав чипа входят 1024 процессора CUDA и 64 элемента текстурирования. Все параметры микропроцессора в 2 раза ниже, чем у топовой версии кристалла GM204.
Для повышения характеристик использовано разбиение элементов CUDA на 4 блока, имеющих собственные ресурсы для распределения команд и обработки информации. Применение отдельных модулей диспетчера позволило увеличить эффективность работы блоков CUDA при одновременном снижении энергопотребления. Интерфейс памяти видеокарты состоит из 2 контроллеров по 64 бита, суммарная ширина рабочей полосы составляет 128 бит. Параметры шины памяти не зависят от объема установленной памяти (2 или 4 Гб).
Видеокарта поддерживает алгоритм полноэкранного сглаживания MFAA, обеспечивающего повышение производительности. При использовании мониторов VGA с пониженным разрешением используется методика сглаживания DSR. Процессор позволяет реализовать технологию глобального освещения объектов VXGI. Адаптеры работают с приложением GeForce Experience, обеспечивающим обновление драйверов и обмен информацией с системами DGX для интеллектуального анализа данных.
Температура и системы охлаждения
Разработчик кристалла GTX960 предоставил сторонним производителям свободу в конструировании системы охлаждения. Например, в Asus Strix используется алюминиевый радиатор с интегрированными тепловыми трубками, проходящими через площадку для охлаждения процессора. На поверхности радиатора предусмотрены дополнительные площадки для отвода тепла от силовых элементов блока питания. Сверху располагаются 2 вентилятора диаметром 74 мм, предусмотрена функция отключения двигателей при снижении нагрузки на адаптер.
Оборудование EVGA отличается применением алюминиевого радиатора с увеличенной длиной, поверхность покрыта сплавом на основе никеля, обеспечивающим улучшение теплообмена. Над кристаллом расположена медная пластина, которой припаяны тепловые трубки. В конструкции карты применен отдельный элемент для охлаждения чипов памяти. Вентиляторы установлены в кожухе, полностью закрывающем радиатор. Кристалл GM206 имеет максимальную температуру 98°С, для регулировки частоты вращения крыльчаток использован отдельный контроллер.
Совместимость и размеры
Для установки изделия в компьютер требуется разъем PCI Express 3 x16, увеличенная из-за радиаторов толщина не позволяет монтировать платы расширения в соседний слот материнской платы. Оборудование допускается устанавливать в платы с предыдущими версиями шины PCI Express. Процессор поддерживает API DirectX 11 и OpenGL 4.4, после установки обновленных драйверов оборудование совместимо с DirectX 12.
Размеры карты обусловлены габаритами и конструкцией системы охлаждения. Например, адаптер Gaming 2G от MSI имеет длину 267 мм при толщине 36 мм. Изделие GTX 960 4Gb Strix от Asus имеет компактный радиатор, позволивший сократить длину до 215 мм, но ширина выросла на 5 мм. Графические адаптеры фиксируются пластиковой защелкой на разъеме и дополнительным винтом, расположенным на торцевой планке.
Энергопотребление и блоки питания
Заявленный TDP карты составляет 120 Вт, при разгоне оборудования энергопотребление увеличивается на 10-15 Вт. Для обеспечения работоспособности компьютера и адаптера требуется установка блока питания мощностью от 400 Ватт. Рекомендуется использовать устройства мощностью 750-800 Вт, запас параметров позволяет устанавливать усовершенствованные графические адаптеры или процессоры.
Применение изделий с пониженными параметрами приводит к отключению компьютера (наблюдается при запуске игр или при длительной работе в офисных приложениях).
Подходящие процессоры
Для обеспечения работоспособности графического адаптера GTX 960 2Gb или 4Gb требуется процессор типа Intel Core i5-4440, обладающий 4 ядрами и имеющий тактовую частоту 3,1 ГГц. Процессор поддерживает технологию Boost 2 поколения, обеспечивающую увеличение частоты и производительности. Возможно построение компьютера на базе Intel Core i7 (например, 3770 или раннего варианта 920) или на основе процессоров AMD (например, FX6300 или 8300).
Тесты в бенчмарках
Сравнительный анализ графических адаптеров производился на станции, оснащенной процессором Intel Core i7-3960X, имеющими частоту 4 ГГц. Оборудование было построено на базе материнских плат на чипсетах Intel X79, устанавливались 16 Гб памяти и жесткий диск Barra Cuda 7200 14 емкостью 3 Тб. В тестировании принимали участие карты на чипах 960, 760 и 660 от nVidia, а также оборудование на основе контроллеров Radeon R9 285 и R9 270X.
Обзор результатов тестирования адаптеров в Benchmark сведен в таблицу.
| Тип теста | GTX960 | GTX760 | GTX660 | R9 285 | R9 270X |
| Pixel Shader 4.0 Low | 950 | 1033 | 793 | 1752 | 1508 |
| Pixel Shader 4.0 High | 711 | 727 | 569 | 1258 | 1041 |
| Pixel Shader Fire | 819 | 697 | 548 | 992 | 836 |
| Geometry Shader Low | 806 | 920 | 748 | 1064 | 565 |
| Geometry Shader High | 277 | 276 | 223 | 332 | 157 |
В тесте Pixel Shader видеокарты проиграли конкуренту от AMD, поскольку карты на базе R9 285 обладают увеличенной пропускной способностью памяти и улучшенными алгоритмами текстурирования. Продукция от nVidia обладает улучшенными характеристиками в геометрических расчетах. В проведенных дополнительных игровых тестах карта на основе чипа GTX960 оказалась по производительности на уровне своей предшественницы GTX760. Тест Passmark размещает карту GTX960 между адаптерами, построенными на чипах 1050 Ti и 760 (5821 балл).
После выхода версии с 4 Гб памяти было проведено тестирование, в котором приняла участие и версия с 2 Гб ОЗУ. Продукция AMD была представлена адаптерами на основе процессоров 280Х (3 Гб) и 380 (2 Гб). Проверка в 3Dmark11 при разрешении FullHD показала рост производительности из-за увеличения объема памяти на 1-3%. На первых позициях рейтинга расположились адаптеры на основе GTX960 4Gb и R9 280X 3Gb, на последнем месте находится карта Radeon R9 380, проигрывающая до 10-12%.
Тесты в играх
Тестирование адаптеров в играх проводилось на том же стенде, что и проверка в тестах. Оборудование на базе GTX960 показало результаты несколько ниже, чем адаптеры на базе R9 285. Отмечено отставание и от предшественника GTX760, обусловленное низкой пропускной способностью шины памяти.
Результаты, полученные при тестировании 3-мерной игры на GeForce GTX960 и конкурентов (при разрешении Full HD), сведены в таблицу.
| Игра | GTX960 | GTX760 | GTX660 | R9 285 | R9 270Х |
| Battlefield 4 без сглаживания | 79.0 | 69.3 | 68.7 | 80.5 | 60.7 |
| Battlefield 4 со сглаживанием | 59.3 | 55.0 | 50.8 | 59.5 | 42.6 |
| Metro: Last Light без сглаживания | 50.8 | 41.9 | 34.8 | 55.7 | 41.3 |
| Metro: Last Light со сглаживанием | 29.7 | 26.1 | 20.1 | 32.1 | 25.5 |
Отдельное тестирование адаптеров GTX960 с увеличенным до 4 Гб объемом памяти показало увеличение производительности на 5-10%. Так, в игре Batman: Arkham Knight адаптеры показали частоту смены кадров 68 и 63 FPS (при максимальных настройках и разрешении FullHD). С выходом последующих поколений процессоров nVidia производительность GTX960 стала недостаточной. Например, тестовое сравнение с RTX 2080 Ti, оснащенным процессором Turing показало преимущество оборудования на чипе на 192%.
После выхода адаптеров на основе GTX960 проводились теоретические сравнения производительности с серверными решениями на основе чипа Tesla K20. Частота смены кадров в игровом приложении Fortnite для GTX960 находилась в пределах от 35 (при разрешении 4К) до 240 FPS (при разрешении 720р). Конкурент, несмотря на увеличенную ширину шины памяти, не смог показать результат выше 16 кадров.
Аналоги от AMD
Прямым конкурентом адаптерам на основе GTX960 стали видеокарты AMD, построенные на базе чипа Radeon R9 285. Оборудование на основе процессора от AMD выпускается в 2 версиях — базовой и ускоренной OC. По результатам замеров утилитой Gpu Z разница частот составляет 3%. Прямое сравнение в 3DMark11 показывает преимущество изделия nVidia (тестировались карты с 2 Гб памяти). В игровых при разрешении FullHD приложениях пальма первенства переходит от одного производителя к другому, разница в производительности доходит до 16%.
