NVIDIA GeForce GTX 1080 (notebooks) – král je mrtev, ať žije král!

21. 9. 2016 08:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

NVIDIA vydala své přelomové grafické karty s 16nm výrobním procesem. Dokonce je už můžeme běžně koupit a používat, hrát si na nich. Pojďme se tedy podívat, co dokáže aktuálně nejsilnější a nejvýkonnější grafika na trhu.

NVIDIA dokázala věc, kterou od ní čekal jen málokdo. Za poměrně malých marketingových nákladů dostala své mobilní karty na trh jen zhruba dva měsíce po představení desktopových karet, to nikdy před tím ani ona, ani AMD nedokázalo. Přitom jde o zcela novou generaci karet s řadou změn a především výkonem, který je opravdu o generaci jinde.

NVIDIA využila hlavně toho, že díky novému 16nm výrobnímu procesu natolik klesla spotřeba, že do herních notebooků koncipovaných pro tepelný výkon karet devítkové řady s 28nm procesem bylo možné bez problémů dodávat karty, které se zase tak moc od těch desktopových neliší. Samozřejmě, fyzicky jsou menší, ale ve specifikacích najdeme jen několik ústupků (třeba nepatrně nižší základní frekvence). A především, samotný čip GP104 je stejný jako u desktopové varianty.

Připomenout musím i změnu označování karet. Desítková řada přišla o označení M za číselným kódem modelu (980M vs. 1080 for notebooks). Původní záměr byl ukázat, že se desktopové karty a ty mobilní nijak neliší. Problém je, že se liší ( i kdyby třeba jen rozměry – běžná deska proti MXM modulu), byť jen málo, takže stejně je třeba dooznačit, pro což na svém webu NVIDIA používá ona slova „for notebooks“. Za mě změna k horšímu, ale budiž, pokud jde jen o tuto jednu. Jsem ovšem zvědav, zda NVIDIA chystá i do střední a nižší třídy pro „desítkovou“ generaci 16nm čip, nebo zda pro nástupce modelů GTX 940M a MX, 920M a dalších použije starší čipy architektury Maxwell. Dovedu si dobře představit GTX 1040 na čipu GM107 (který patří do GTX 950M a 960M), pak by ale bylo nelogické vynechat označení M za číslem. Ale třeba NVIDIA příjemně překvapí...

Srovnávat budeme především s kartou GeForce GTX 980M, která je přímým předchůdcem, ale stojí zato připomenout, že NVIDIA má i zkušenosti s něčím podobným, tedy umisťováním „téměř desktopových“ karet do notebooků v podobě GeForce GTX 980 for notebooks, což byla velice mírně modifikovaná desktopová karty předchozí generace, která se v několika herních strojích opravdu objevila. Měla ovšem TDP 200 W a výkon v 3DMarku Fire Strike sotva třípětinový.

Karta GeForce GTX 1080 for notebooks má TDP 165 W, alespoň podle zdrojů z webu, protože stále platí, že přímo ve specifikacích NVIDIA TDP neuvádí. Přímý předchůdce, karta GTX 980M, měla podle měření TDP 122 W, ani zde NVIDIA TDP neuváděla přímo ve webových specifikacích. Nárůst TDP je ovšem více než vyvážen nárůstem výkonu, jak uvidíme v benchmarcích.

Pojďme k vlastnostem celého grafického řešení: GeForce GTX 1080 for notebooks je postavena na čipu GP104, který hlediska architektury spíše třetí generací Maxwellu, byť značně optimalizovanou. Hlavní změnou je ovšem již zmiňovaný výrobní proces. Filosofií celého řešení je silná modularity, lze tedy „poskládat“ řešení od malého jádra pro tablety (Tegra) po obří výpočetní sílu pro serverová řešení (Tesla). Čip obsahuje 4 procesorové klastry, každý s pěti streamovacími multiprocesory (Streaming Multiprocessors). Každý z nich obsahuje 128 CUDA jader. Dále je v multiprocesoru 8 paměťových kontrolerů (celkem 256bitová sběrnice), 256 KB registrového bufferu, 96 KB sdílené paměti, 48 KB L1 cache paměti a 8 texturovacích jednotek. Sečteno a podtrženo – 7.200.000.000 tranzistorů. Vše vyrobeno na Taiwanu ve firmě TSMC.

A přepočteno na celý čip – 2560 CUDA jader a 160 texturovacích jednotek.

Paměťový systém netvoří jedinou širokou sběrnici, ale pracuje s osmi paralelními 32bitovými sběrnicemi, udává se tedy šířka 256 bitů. Podporovány jsou GDDR5X paměti, rychlost je 2500 MHz (10.000 MHz efektivně). Maximální kapacita je 8 GB a všechny nabízené modely jsou touto pamětí také osazeny. Zapracovalo se i na kompresních algoritmech, teoretická maximální šířka pásma 320 GB/s by tedy měla být využita zase o trochu lépe i v praktických hodnotách. Rychlost může dosáhnout až 10 Gbps. Samozřejmostí je podpora propojení přes PCIe 3.0.

Co se týče těch důležitých technologií, karta konečně podporuje plnou specifikaci DirectX 12 (FL_12_1) Shader Model 5.0 a Open GL 4.5. Samozřejmostí je také přepínání mezi dedikovanou a integrovanou grafickou kartou Optimus (které ovšem problematizuje možnost připojení více monitorů), CUDA 5.2 a OpenCL 1.2(pro obecné/negrafické výpočty), PhysX, 3D Vision Pro (které ovšem právě s Optimem nefunguje) a 3DTV Play. Podpora je i pro DisplayPort 1.4 a HDMI 2.0b.

Výsledky syntetických benchmarků ( v závorce výsledky karty GTX 980M) podle nezávislého serveru notebookcheck.net:

• Cinebench R15 OpenGL 64b: 117,3 (101,3) bodů
• Cinebench R11.5 OpenGL: 77,1 (62,2) bodů
• Cinebench R10 Shading 32b: 9830 (6837) bodů
• 3DMark13 Fire Strike Graphics: 21 501 (9677) bodů
• 3DMark13 Cloud Gate Standard Graphics: 117 088 (65 241) bodů
• 3DMark13 Ice Storm Standard Graphics: 316 140 (231 325) bodů
• 3DMark11 Performance GPU: 28 458 (12 517) bodů
• ComputeMark 2.1: 16 540 (6550) samplů
• LuxMark 2.0 Room: 2267 (1249) samplů
• LuxMark 2.0 Sala: 4178 (2299) samplů

Výsledky benchmarků SPECviewperf 12:
• Solidworks (sw-03) 1900 x 1060: 55,8 (25,6) fps
• Siemens NX (snx-02) 1900 x 1060: 8,5 (3,7) fps
• Maya (maya-04) 1900 x 1060: 119,5 (83,7) fps
• Catia (catia-04) 1900 x 1060: 85,6 (27,8) fps

A na závěr několik herních testů v ultra vysokém nastavení rozlišení a detailů:
• Mirror's Edge Catalyst (2016): 117 (53) fps
• Overwatch (2016): 195 (83) fps
• Doom (2016): 140 (63) fps
• Need for Speed (2016): 76 (53) fps
• Hitman 2016 (2016): 59 (40) fps
• XCOM 2 (2016): 51 (47) fps
• Rainbow Six Siege (2015): 203 (90) fps
• Fallout 4 (2015): 121 (58) fps
• FIFA 16 (2015): 291 (194) fps
• The Witcher 3 (2015): 74,2 (33) fps
• Dirt Rally (2015): 125 (74) fps
• Thief (2014): 113 (61) fps

Pozn.: Jako plynulá hratelnost se hodnotí výsledky větší než 25 fps, ovšem udávaná fps jsou průměrná, což znamená, že při průměru 25 fps dochází v náročných scénách k nedostatečnému vykreslování obrazu – trhání.

Velká pozornost je věnována možnosti zobrazování na 4K panelech, výkon karty také bez problému stačí na vysokou obnovovací frekvenci - 120 Hz by měly bez obtíží zvládnout všechny tři dosud představené karty na architektuře Pascal, aniž by to mělo fatální důsledky pro fps ve hrách. Obojí ve výsledku zanmená také marketingově tolik propagovanou schopnost poskytnout dostatek výkonu pro virtuální realitu. Se značkou VR ready se tedy budeme setkávat stále častěji.

Multimediální schopnosti budou opět společné pro celou generaci a vyšší či nižší model příliš změn nepřinese. Oproti Maxwellům toho přibylo celkem dost, Dnes tedy karty zvládají 10bitové kódování HVEC a 10 i 12bitové HVEC dekódování. Přibyla i hardwarová akcelerace VP9 (4K 120 Hz 320 Mbps). Má i certifikac iPlayReady 3.0 (SL3000), umožňuje tedy zobrazovat 4K obsah na Netflixu ve Windows 10.Přibyla i podpora HDR přes HDMI 2.0b a DisplayPort 1.4, první televize už jsou na trhu a monitory se objeví nejspíše ve vánoční sezoně nebo během počátku příštího roku. Připojit lze až 4 monitory najednou a přenést lze až rozlišení 7680x4320 @ 60 Hz přes dva DP 1.3 porty.

Aktualizací prošla i technologie BatteryBoost, která má optimalizovat výdrž notebooku na baterie, ale po pravdě, podobné stroje na baterii dlouho nevydrží, ať se hráči i vývojáři snaží, jak chtějí. Podobně je na tom řada mobilních uživatelů s technologií G-SYNC. Externí monitory musí být pro její použití napojeny přímo na kartu, většina notebooků včetně špičkových herních ovšem používá pro zobrazení na externích displejích technologii Optimus. V mobilním světě tedy ještě nějakou dobu bude velice výjimečná.

NVIDIA GeForce GTX 1080 je opravdovým králem mobilního segmentu, změna oproti minulé generaci je v násobcích, a to tady opravdu dlouho nebylo. Je vidět, že zejména v testech 3DMark je posun i v rámci více než dvojnásobku. Viditelný je také výrazný posun v profesionálních testech SPECviewperf 12, kde ovšem hodně záleží na optimalizovaných ovladačích a ani GTX 1080 se nemůže měřit s maxwllovským Quadrem M5000M. Ovšem jsem si jist, že PAscal se během příštího roku objeví i v profesionálních kartách, ostatně v serverových Teslách už je, takže je na co navazovat. A závěr? Pokud je pro vás hraní vším, jde o nejlepší volbu, která vydrží ještě pěkných pár let. Bohužel za ni dost zaplatíte. Ovšem Pascaly jsou velice výjiméčné a pokud si chcete hrát naplno a jste přeci jen trochu omezeni rozpočtem, ideálem pro vás může být GTX 1060. A pokud vás tolik netrápí spotřeba a chlazení, Maxwelly nabízejíé zajímavé slevy.