NVIDIA Pascal for notebooks – nové grafické karty uzavírají propast mezi notebookem a desktopem

24. 8. 2016 08:00    Rubrika: Technologie    Autor: Jakub Pavlis

Bez velkých fanfár a v rychlém sledu vydala NVIDIA nové grafické karty založené na čipech Pascal. Největší změnou je 16nm výrobní proces a tentokrát opravdu podstatné navýšení výkonu. Podle NVIDIA už by nemělo být pro hraní v HD tak důležité, jestli používáte notebook, nebo desktop. Co tedy od modelů desítkové řady čekat?

NVIDIA jako první vydala novou generaci grafických karet pro notebooky a může tak těžit z obrovského hladu na rychle rostoucím trhu s herními notebooky. A dopředu mohu říci, že tentokrát je nová modelová řada opravdu jasným vykročením vpřed, kdy se nárůsty výkonu nemusí udávat jen v procentech, ale v násobcích předchozí generace. Ostatně nejviditelnější změnou je zrušení označení pro mobilní karty. Protože mobilní a desktopové karty už pohledem NIVIDA nejsou. Jistě, není to tak úplně pravda, nutnost vměstnat kartu do notebooku, tedy do MXM formátu, jisté změny vyžaduje, ale architektura zůstává stejná a výkony základních verzí se mají mezi mobilním a desktopovým zařízením lišit jen v řádech jednotek procent.

NVIDIA představila svou generaci Pascal již v květnu tohoto roku a brzy poté stihla dostat do prodeje desktopové karty. Za posledních nejméně deset let nestihla tak rychle představit a vydat ucelenou desktopovou řadu. Za to klobouk dolů. U notebookových karet se jí toto dařilo o něco lépe, vždyť i devítková řada trh zasáhla velice rychle, nutno ovšem poznamenat, že šlo do značné míry jen o vylepšování stávající technologie. To aktuální Pascal je přeci jen trochu větší posun vpřed.

FPS v jednotlivých hrách při použití referenční sestavy s plnanapěťovým Intel Core i7 a GeForce GTX 1080. Zdroj: nvidia.com

K dipozici prakticky hned po představení jsou hned tři karty – NVIDIA GeForce GTX 1080, GTX 1070 a GTX 1060. A k dispozici neznamená jen pár předváděcích modelů, v jednom z největších českých e-shopů bylo dnes k dispozici k odeslání nejméně 21 kusů notebooků a další k dodání do týdne. Pravda, nejlevnější z nich za bez deseti korun 50 000 Kč, ale pokud novou kartu opravdu chcete, máte ji mít.

Všechny tři karty jsou postaveny na dvou již vydaných čipech – GP104 pro GTX 1080 a GTX 1070 a GP106 pro GTX 1060. Situace je tedy stejná jako u desktopových grafik a s výjimkou GTX 1070, kde kvůli dosažení lepšího poměru TDP a výkonu zvolila NVIDIA zpřístupnění většího počtu CUDA jader naladěných na nižší frekvenci, zatímco desktopová verze jde cestou opačnou.

Co je hlavní změnou, která umožnila tak razantní navýšení výkonu? Architektura Pascal je sice inovovaná a nabízí řadu vylepšení, ovšem v jádru se stále hodně podobá Maxwellu 2 a kdyby nedošlo ještě k něčemu dalšímu, opět bychom mluvili o kosmetických změnách a něčemu blízkému přeznačování. Ovšem po čtyřech letech se i průmysl grafických karet přesunul k novému výrobnímu procesu a najednou zahrnul mnoho technologií, které jsme u Intelu dostávali po kapkách po celou dobu. Jde především o použití FinFET tranzistorů litograficky tisknutých 16nm procesem (u NVIDIA, AMD jde cestou 14nm FinFETů) u Taiwanských TSMC. To znamená výrazné vylepšení spotřeby energie a zvýšení hustoty tranzistor na jednotku plochy, což je obzvláště důležité v mobilním segmentu, kde jsou plocha i možnost chlazení přímo kruciální a nedostatkové.

Druhé zásadní vylepšení pracuje s pamětí, lépe s propustností a nároky na šířku pásma, tedy druhou výrazně nedostatkovou položkou na seznamu. Na jednu stranu je implementována nová komprese barev, která tyto požadavky snižuje, na druhou stranu přidává podporu GDDR5X (zkráceně G5X) pamětí v řadičích, takže rychlosti datového toku může výrazně navýšit. K tomu přidejme i podporu DisplayPortu 1.3 a 1.4 a rozšiřující se USB-C 3.1 Gen 2 porty a můžeme se těšit na skvělé zážitky na velkých obrazovkách i na jejich snadní připojování kdekoli. Kódováni videa v HVEC je teď také plně podprováno a jsou pro něj přímo vyčleněné hardwarové bloky. Výsledkem všech těchto změn je opravdu výrazné vylepšení výkonu na watt i proti Maxwellu 2.

Zdroj: hothardware.com

Zdroj: hothardware.com

Zdroj: hothardware.com

NVIDIA přidává i řadu aktualizací pro své napájecí technologie – úpravou prošel BatteryBoost, v zásadě technologie, která se snaží udržet stabilizovaná fps na určité úrovni pomocí řízení spotřeby hardwaru. Potřebujete li ušetřit, nastavíte nižší fps (řekněme třeba 30 fps), a BatterBoost v jednoduchých scénách kartu podtaktuje, přijdou-li výpočty náročnější, pustí energie více. Podle obrázku od NVIDIA by teď měly být výchylky v fps oproti nastavené hodnotě výrazně nižší (+/- 1 fps). Součástí by mělo být i měnění nastavení kvality detailů přímo ve hrách, budou-li to podporovat, zde ovšem máme jen slova NVIDIA, praktické testy dosud nikoli.

Jako určitou výtku lze chápat konstatování, že oproti politice Intelu grafičtí výrobci pořád nejsou ochotni zveřejňovat TDP svých výrobků, alespoň oficiálně. Vzhledem k výraznému nárůstu výkonu a tomu, že výrobci notebooků se naučili s určitými výkony již vypořádat a také tomu, že třeba MSI okamžitě vydalo inovované modely osazené novými kartami lze usuzovat, že TDP zůstane zhruba ve stejných rozmezích, jako u předchozí generace, a také velmi podobné aktuálním desktopovým kartám, u kterých šla naopak v porovnání s desktopovou devítkovou řadou spotřeba hodně dolů. U GTX 1080 to znamená zhruba 150 W (a tedy jen obtížné nasazování do strojů s úhlopříčkou menší než 17'' a téměř nemožné pod 15'', desktopová verze má 180 W), 120 W u GTX 1070 (desktopová verze má 150 W) a zhruba 80 W u GTX 1060 (desktopová verze má 120W). Hlavní otázka zůstává u nejslabšího Pascala, kde je očekávaný rozdíl mezi desktopovou a mobilní verzí tak velký, že jde jen stěží doufat, že si obě varianty udrží podobný výkon.

Naopak zajímavá změna se udála ohledně taktování mobilních karet, i zde vede cesta směrem ke sbližování desktopových a mobilních karet. Aktuálně budou desktopové karty těžit především z vyšších frekvencí a lepšího rozložení součástek na kartě, větší velikost karet i celých skříní pak znamená jednodušší a efektivnější chlazení, a tedy možnost dále dosahovat vyšších frekvencí ať už v továrním nastavení, nebo přetaktováním od výrobců nebo přímo uživatelů. U mobilních verzí bude NVIDIA trvat na základní frekvenci, kterou musí jejich karty v noteboocích vždy dlouhodobě udržet, a musí tedy být správně dimenzováno chlazení. Hranice je ovšem oficiálně nasazena jen zespodu a OEM výrobci mají poprvé možnost továrně přetaktovávat karty, kam až jim dovolí odvaha a jejich konkrétní návrh chlazení. Tomu má napomoci i použití Dual-FET zdrojů a multifázových proudových kontrolerů, které mají za úkol především přesněji „dávkovat proud“, tedy přesněji udržovat hodnoty napětí a protékajícího proudu. Pokračuje i podpora G-SYNC technologie a její rozvoj směrem k vyšším rozlišením a snímkovacím frekvencím, ovšem pouze u notebooků s přímým propojením grafické karty a displeje, tedy bez technologie Optimus a možnosti používat integrované grafické karty od Intelu. A takových notebooků je i v královských třídách velmi málo.

Nejlevnější na trhu dostupný notebook s NVIDIA GeForce GTX 1060 je MSI GS43VR Phantom Pro za 39 661 Kč bez DPH

Na závěr si dovolím malou spekulaci. Nové Pascaly jsou ve dvou čipech a obsadily horní patro nabídky. Otázkou je, kdy se objeví něco jako GTX 1040 nebo GeForce 1020 a co v nich najdeme. Dovoluju si tipnout, že zde je prostor pro přejmenovávání Maxwellovských čipů. Problém bude s TDP a poměrem TDP a výkonu, protože nové karty musí překonat ty staré a zároveň zapadnout do řady za ty nové. Osobně očekávám pokračování stretegie uplatněné u mobilní verze GTX 1070, tedy použití vysokého počtu CUDA jader s nízkými frekvencemi. V ideálním případě tedy najdeme jako GTX 1040 čip GM206 (dnes GeForce GTX 965M, 2. generace Maxwellu) nebo spíše MN 107 (dnes GTX 960M a 950M, 1. generace). Nebo myslíte, že NVIDIA připravuje další 16nm čipy (něco jako GP107) i pro low-end první generace Pascala?