Сравните gpu-сравните ориентиры графических карт

Где показатель FPS будет выше – в Nvidia или AMD

Стоит сказать, что и без того внушительный разрыв производительности между рассматриваемыми позициями продолжает увеличиваться. И не последнюю роль в этом вопросе сыграло внедрение новых технологий разработчиками Nvidia. Среди них – DLSS, с помощью которой удалось увеличить количество FPS. Обеспечить такой результат разработчики смогли посредством применения лучевой трассировки и внедрения искусственно-интеллектуальных технологий.

И, в частности, речь шла о машинном обучении, позволяющем снижать транслируемое разрешение 4K в 2K с последующей его обратной адаптацией, хотя в скором времени разработчикам пришлось усовершенствовать инновационную технологию. В итоге новый подход дал отличный результат, позволив увеличить FPS на целых 30-40%, причем без какого-либо ущерба для качества изображения, воссоздаваемого из 2K в 4K.

В то же время, не обошлось без ложки дегтя и в этой бочке меда, ведь игр, которые могли бы поддерживать новый DLSS, не так уж много. Конечно, высока вероятность того, что стремительно растущая популярность уникальной технологии рано или поздно сделает свое дело и все большее количество разработчиков будет представлять совместимую игровую продукцию, но пока эффект трассировки лучей могут оценить единицы.

Возвращаясь к AMD, стоит отметить, что такие перспективы главного конкурента приобретают для компании угрожающий характер. Причиной тому являются устаревшие технологии, используемые для производства видеокарт этого производителя, который так и не начал применять трассировку лучей, продолжая временить с интеграцией ИИ. А, как известно, без последней о качественном рендеринге изображения в режиме реального времени не может быть и речи, что делает разрыв между AMD и Nvidia еще более существенным.

Возможно, все изменится в ближайшей перспективе и AMD все-таки решится на прорыв? Конечно, бывает всякое, но судя по последним тенденциям, производитель решил довольствоваться той нишей, которую ему доводится занимать в настоящее время, уступая пальму первенства королевским Nvidia.

Размеры кристаллов

На протяжении долгих лет графические процессоры были больше центральных и продолжают неуклонно расти. Площадь последнего ГП AMD составляет примерно 520 мм2, что более чем в два раза больше их предыдущего чипа Navi. При этом он все еще не самый большой: эта честь принадлежит графическому процессору в новом ускорителе Instinct MI100 с площадью порядка 750 мм2.

В последний раз AMD производила игровой процессор размером примерно с Navi 21 для карт Radeon R9 Fury и Nano, которые имели архитектуру GCN 3.0 в чипе Fiji. Его площадь составляла 596 мм2.

С 2018 года AMD использует в работе 7-нм процесс от TSMC, и самым большим чипом из этой производственной линейки был Vega 20 (из Radeon VII) с площадью 331 мм2. Все графические процессоры Navi созданы на основе слегка обновленной версии этого процесса, называемой N7P.

И все же, что касается размеров кристалла, корона остается за NVIDIA, но не то чтобы это было хорошо. Последний чип на базе Ampere, GA102, имеет площадь 628 мм2. Это примерно на 17% меньше, чем у его предка, TU102: он имел ошеломляющую площадь кристалла в 754 мм2. Но все это ничто по сравнению с монструозным чипом NVIDIA GA100: используемый в ИИ и обработке данных, этот 7-нм графический процессор имеет площадь 826 мм2. Он наглядно показывает, каких размеров может достичь графический процессор.

По сравнению с ГП NVIDIA Navi 21 выглядит довольно стройно, хотя стоит помнить, что процессор — это не только кристалл. GA102 содержит около 28,3 миллиарда транзисторов, тогда как новый чип AMD на 5% меньше — 26,8 миллиарда.

Мы не знаем, из скольких слоев состоит каждый из этих ГП, поэтому все, что мы можем сравнить, — это отношение транзисторов к площади кристалла, обычно называемое плотностью кристалла. Navi 21 имеет примерно 51,5 млн транзисторов на квадратный мм, в GA102 она заметно ниже — 41,1 млн.

Navi 21 производится у TSMC в соответствии с процессом N7P, который дает небольшое увеличение производительности по сравнению с N7. Свои новые чипы GA102 NVIDIA предпочла производить у Samsung. В них используется модифицированная специально для NVIDIA версия так называемого 8-нм узла (обозначаемого как 8N или 8NN). Значения узлов 7 и 8 имеют мало общего с фактическим размером компонентов: это просто маркетинговые термины, используемые для различения производственных технологий.

Теперь давайте углубимся в компоновку каждого графического процессора и посмотрим, что находится у них под капотами.

Трудности выбора

Со сбором тестового стенда проблем не возникло. Мы взяли
материнскую плату MSI X58 Platinum, добавили к
ней процессор Intel Core i7-920,
укрепили сверху Cooler Master Hyper N620 и завершили картину
тремя планками Kingston HyperX DDR3-1666 по 2 Гб каждая. Запитали все это дело от 850 Вт блока OCZ и установили Windows Vista 7 Ultimate 64-bit.

Карта запустилась, и все тесты прошла без единого сбоя.
Сложности возникли, когда мы стали подбирать конкурентов ZOTAC GeForce GTX 470. По логике, с ней нужно было сравнивать Radeon HD 5850, но на момент написания статьи она стоила 10 000 рублей — разница в
цене между этими картами составляла 6000 рублей. Мало того, даже старшая Radeon HD 5870 стоила 12 000 рублей, в то время как за GTX 470 просили
все 16 000 рублей. В итоге мы решили ограничиться сравнением с Radeon HD 5870 и ради интереса проверить, насколько GTX 470 слабее GTX 480.

Сравнительная таблица графических плат Nvidia и AMD на 2021 год

Если же нет четкого понимания в вопросах выбора графической карты, то имеет смысл ознакомиться с показателями производительности наиболее свежих моделей. И сегодня речь идет о продукции AMD и Nvidia 2019 года выпуска, характеристики которой приведены в следующей вспомогательной таблице данных:

Модель видеокарта	Индекс быстродействия	Частота GPU, МГц	Память размер, МБ	Частота, МГц	Ширина шины, бит
NVIDIA GeForce RTX 2080 Super	54235	1650-1815	8192	15496	256
AMD Radeon VII	48992	1400-1800	16384	2000	4096
NVIDIA GeForce RTX 2070 Super	47062	1605-1770	8192	14000	256
AMD Radeon RX 5700 XT	45077	1605-1755	8192	14000	256
NVIDIA GeForce RTX 2060 Super	42020	1470-1650	8192	14000	256
NVIDIA GeForce RTX 2060	39010	1365-1680	6144	14000	192
NVIDIA GeForce GTX 1660 Ti	32756	1500-1770	6144	12000	192
NVIDIA GeForce GTX 1660 Super	30873	1530-1785	6144	14000	192
NVIDIA GeForce GTX 1660	28825	1530-1785	6144	8000	192
NVIDIA GeForce GTX 1650 Super	25364	1530-1725	4096	12000	128

Эта табличка поможет не только определиться с выбором нового устройства, но и оценить по достоинству характеристики уже установленной на ПК видеокарты, а также понять перспективность обновления. Стоит отметить, что апгрейд видеокарты является не самым лучшим решением, поэтому лучше сразу приобретать устройство с качественной аппаратной составляющей или быть готовым к ее замене. В последнем случае имеет смысл менять карту только в том случае, если новая модель окажется хотя бы на пять уровней выше текущей, иначе – игра не стоит свеч.

Трудности выбора

Intel наступает

Компания Intel планирует прекратить ограничивать себя выпуском лишь интегрированных видеокарт и повторно открыть для себя рынок дискретных решений. Свою первую дискретную видеокарту Intel выпустила в 1998 г. и назвала ее i740, но с течением времени она полностью переключилась на развитие встроенных видеоподсистем своих процессоров. В декабре 2018 г. она заявила о своем скором возвращении с дискретной графикой Intel Xe (общее название для полноценной серии карт) и назвала приблизительную дату выхода первой модели – 2020 г. В апреле 2019 г. стали известны более точные сроки выхода первой Intel Xe – 31 июля 2020 г.

Intel тщательно скрывает внешность своих видеокарт Xe

Интересно отметить, что первыми массовыми чипами архитектуры Xe станут двухъядерные решения X2. Именно их компания планирует представить летом 2020 г. Таким образом, «одноядерная» стадия графики Intel будет «с ходу» пропущена.

На ИБ-отрасль неизбежно окажет влияние развитие роботизации
Безопасность

Intel Xe 2, как и современные графические чипы AMD и Nvidia, будут выпускаться по 7-нанометровой технологии. Добавим, что в производстве процессоров Intel использует менее современные 10 нанометров, на которые она с большим трудом перешла лишь в августе 2019 г.

* * *

По сравнению со старшим представителем линейки GeForce GTX 470 потеряла слишком много в производительности — фактически, NVIDIA уменьшила мощность младшей платы на четверть. Правда, играть
это не мешает. GeForce GTX 470 обеспечивает достаточную производительность во всех
современных играх и, мы уверены, легко справится и с теми, что появятся в
будущем. Но вот с ценой у карты беда, особенно в России. Платить за средний
сегмент по 16 000 рублей просто не хочется, тем более когда рядом за 12 000 рублей
предлагают купить Radeon HD 5870, обставляющую GTX 470 в играх
на 11%. Конечно, через пару месяцев эти видеокарты сравняются в цене, но пока
разница впечатляет. Что же касается противостояния GTX 470 и GTX 480, то здесь все закономерно: сколько
потеряли в производительности, столько же и выиграли в цене.

Скорость глубокого обучения GPU в пересчёте на стоимость

Использование предварительно обученных трансформеров, или обучение небольшого трансформера с нуля >= 11 ГБ.
Обучение большого трансформера или свёрточной сети в исследовании или продакшене: >= 24 ГБ.
Прототипирование нейросетей (трансформера или свёрточной сети) >= 10 ГБ.
Участие в конкурсах Kaggle >= 8 ГБ.
Компьютерное зрение >= 10 ГБ.

Рис. 3: нормализованное быстродействие в пересчёте на доллары по отношению к RTX 3080.Рис. 4: нормализованное быстродействие в пересчёте на доллары по отношению к RTX 3080.Рис. 5: нормализованное быстродействие в пересчёте на доллары по отношению к RTX 3080.

Явная угроза

Панель ввода/вывода у GeForce GTX 470 копирует GTX 480: пара DVI и один mini-HDMI.

Набор тестов стандартный, но с учетом сегодняшних реалий. В
список вошли как привычные уже 3DMark Vantage, Devil May Cry 4, Crysis и Resident Evil 5, так и свежий Unigine Heaven Benchmark 2.0 и недавняя игра
«Метро 2033». Запускались все игры с максимальными настройками,
сглаживанием, антиалиазингом и тому подобным, минимальное разрешение составляло
1680х1050.

Синтетический тест 3DMark Vantage признал Radeon HD 5870 первой по уровню графической
производительности, в то время как в общем зачете лидером стала GeForce GTX 480. Unigine Heaven Benchmark 2.0 решил, что модули
тесселяции на GTX 470 куда лучше справляются с
эффектами DirectX 11, и признал 43%-ное преимущество
карты от NVIDIA. С играми для GTX 470 все оказалось не столь радужно. Новинка уступила Radeon HD 5870 больше 20 fps в Devil May Cry 4, а затем
прилично отстала в Resident Evil 5. На уровне Radeon HD 5870 она держалась только в самых
сложных режимах Crysis. То же самое случилось и с «Метро
2033»: с включенными эффектами DX11 Radeon HD 5870 и GTX 470 демонстрировали сравнимое количество кадров в секунду.

Таблица 2

Синтетические тесты
3DMark Vantage
	GPU	CPU	Overall	Процентное соотношение
ZOTAC GeForce GTX 470	13 656	45 937	16 566	100%
PowerColor Radeon HD 5870	17 402	17 326	17 383	115%
GeForce GTX 480	16 526	47 711	19 796	120%
Unigine Heaven Benchmark 2.0
	FPS	Overall	Процентное соотношение
ZOTAC GeForce GTX 470	19,9	502	100%
PowerColor Radeon HD 5870	11,4	288	57%
GeForce GTX 480	24,6	619	123%

Таблица 3

Игровые тесты
	ZOTAC GeForce GTX 470	PowerColor Radeon HD 5870	GeForce GTX 480
Crysis 1.2.1 (DX10)
VeryHigh, 1680×1050, AA 8x, AF 16x	31,2	33,77	34,7
VeryHigh, 1920×1080, AA 8x, AF 16x	27,26	31,23	36,24
Процентное соотношение	100%	110,5%	121,5%
Devil May Cry 4 (SC 2, DX9)
SuperHigh, 1680×1050, AA 8x, AF 16x	122,02	—	147,5
SuperHigh, 1920×1080, AA 8x, AF 16x	110,43	131,48	138,17
Процентное соотношение	100%	119%	127%
Resident Evil 5 (DX10)
1680×1050, AA 8x, AF 16x	97	105,8	105,2
1920×1080, AA 8x, AF 16x	88,2	99,4	106
Процентное соотношение	100%	111%	114%
Метро 2033 (DX11)
VeryHigh, 1680×1050, AA 8x, AF 16x	23,965	24,968	30,418
VeryHigh, 1920×1080, AA 8x, AF 16x	22,22	22,906	28,405
Процентное соотношение	100%	103,5%	126,5%

Соотношение производительности	100%	+11%	+22,25%
Соотношение цен	100%	-25%	+18,75%

Что лучше для ноутбука – Nvidia или AMD

Если же говорить не о стационарном, а о мобильном ПК, то выбор оптимального решения по видеографике будет напрямую зависеть от тех задач, которые стоят на ежедневной повестке перед пользователем. И если речь идет о работе в Office-ных приложениях, то можно ограничиться самыми примитивными моделями интегрированных карт от Intel.

Что касается продукции AMD, то для того, чтобы потянуть тяжелый гейминг, пользователю придется раскошеливаться на ПК с графикой серии Vega и RX, а это не менее 100 тысяч российских рублей. Примечательно, что модели подешевле являются откровенно слабыми, и если уж и тратиться, то на устройства с топовыми видеокартами от NVIDIA, которые делают железо по-настоящему мощным.

Подводя общую черту, стоит отметить, что многие разработчики склоняются именно к линейке GeForce от Nvidia, однако это не означает, что AMD значительно хуже. А все потому, что решающую роль в вопросах выбора будет играть не только конкретная модель GPU, но и ее компоновка с CPU и RAM (от производительных характеристик последних напрямую зависит качество работы видеокарты).

Хирургия

Нам повезло — в редакцию попал референсный образец GeForce GTX 470, безо всяких разгонов и мудреных систем охлаждения, все как задумала NVIDIA. Внутреннее устройство видеокарты вообще не изменилось
по сравнению с GTX 480: только отрезали кусок от
процессора да избавились от части памяти. В итоге от 15 SM-блоков
на старшей видеокарте у GTX 470 осталось 14 штук.
Соответственно, количество CUDA-ядер понизилось с 480
до 448 штук, а текстурных блоков вместо 60 стало 56. Прямо скажем, не самые
страшные потери — куда больше расстраивает серьезное понижение рабочих частот.
Скорость процессора понизилась на 93 МГц — до 607 МГц, частота потоковых ядер
упала с 1401 до 1215 МГц. Конечно, любителей разгона это не остановит, но нам, обычным
пользователям, придется расстаться с львиной долей мощности.

Под нож попала и видеопамять: убрали один из контроллеров, и
пропускная способность шины снизилась с 384 до 320 бит. С платы исчез один чип
видеопамяти, так что общий ее объем сократился на 256 Мб и составил 1,28 Гб.
Скорость работы GDDR5 тоже не пожалели, с 3696 она
снизилась до 3348 МГц. Единственное, что оправдывает такие жертвы, — не
придется покупать новый блок питания. GeForce GTX 470 требует для работы порядка 215
Вт вместо почти 300 Вт у старшего брата, да и для питания ей нужно только два
6-pin кабеля.

Таблица 1