Железный цех №27. Итоги 2015-го года: игровые видеокарты

Эта музыка будет вечной — AMD и NVIDIA вновь провели головокружительный год, пытаясь доказать всем сочувствующим, кто круче. На этот раз в отчаянное наступление пошли «красные», выпустив, по сути, сразу две линейки игровых видеокарт. «Зеленые» парировали и пресекали нападки от конкурента точечным выпуском графических ускорителей разного ценового диапазона. В общем, было очень интересно. Читайте также: Итоги 2015-го года: накопители. Завершающийся 2015-й год можно назвать рекордным. Такого количества High-end-видеокарт за последнее время не выходило очень давно. 2015-й год — революционный. AMD впервые воплотила в жизнь технологии, а также концепции, которые будут использоваться при создании 3D-ускорителей ближайшего будущего. Одновременно с этим событием стало понятно, что 28-нанометровый техпроцесс, служивший верой и правдой четыре долгих года, полностью изжил себя. И «красным», и «зеленым» необходимо двигаться дальше. Конкретно — осваивать (совместно со своими партнерами) новые технологии и производственные мощности.Про деньги Традиционно считалось, что основная прибыль AMD и NVIDIA на рынке дискретных видеокарт образовывалась за счет продаж недорогих устройств Low-end и Middle-end. Ведь не секрет, что флагманские решения приобретаются небольшим тиражом, да и необходимость в подобных решениях возникает только у обеспеченных геймеров, желающих заполучить в каждой игре максимум FPS любой ценой. Обычно топовые устройства отвечают за репутацию той или иной продуктовой линейки и компании в целом. И так происходит не только с видеокартами, но и процессорами, материнскими платами, а также другими комплектующими. Однако этот год полностью перевернул мое сознание. NVIDIA официально объявила, что продажи видеокарт уровня GeForce GTX 970 и выше составляют 56% от всей валовой прибыли компании. То есть больше половины. Всего же продажи графических процессоров (не только игровых) составляют около 85% от дохода фирмы.Опять же, согласно официальным данным NVIDIA, в третьем квартале финансового 2016 года (дата окончания — 25 октября) продажи графических чипов GeForce GTX для ноутбуков и компьютеров составили 761 млн долларов США. Это абсолютный рекорд за последние несколько лет. При этом продажи персональных компьютеров и ноутбуков продолжают падать. Следовательно, NVIDIA берет ценой. Общая выручка «зеленых» в третьем финансовом квартале составила 1,305 млрд долларов США. Это на 7% больше, чем за аналогичный период в прошлом году. И на 13% выше заработка кварталом ранее.Что касается расстановки сил на рынке, то здесь наблюдается абсолютная гегемония NVIDIA. Правда, под конец года у поклонников «красных» появился повод хоть для какого-нибудь намека на оптимизм. Эксперты из аналитической группы Jon Peddie Research подсчитали, какими долями в третьем квартале владели производители дискретных видеокарт AMD, NVIDIA, Matrox и S3. Сразу отмечу: две крайние конторы имеют ничтожно малое влияние на рынке. На момент публикации отчета NVIDIA принадлежала доля в размере 81,1%, за AMD числилось всего 18,8%. Думаю, какие-либо комментарии здесь излишни. И все же в сравнении с прошлым кварталом «красными» было отыграно 0,8% рынка. В третьем квартале прошлого года отрасль делилась следующим образом: 71,5% у «зеленых» и 28,4% — у «красных». Получается, что за год AMD растеряла почти 10% доли рынка. Искренне надеюсь, что в 2016 году конкуренция между этими компаниями усилится.Про игрыВ ноябре этого года игровым приставкам Sony PlayStation 4 и Xbox One исполнилось два года. Часть геймеров воспринимала появление консолей восьмого поколения как глоток свежего воздуха. Мол, динозавры PlayStation 3 и Xbox 360 заметно тормозили прогресс. И выход новых приставок, по их мнению, должен был поспособствовать появлению столь долгожданной «некстген»-графики. Что же, прошло два года. Можно с уверенностью сказать, что за это время не появилось даже намека на этот самый мифический «некстген». Зато участились случаи с выпуском откровенной халтуры. Некоторые игры (в том числе и хиты класса ААА) не могут похвастать должной оптимизацией. Они тормозят даже на консолях, плюс не способны работать в разрешении 1080p — в несчастном Full HD, когда на пороге стоит эра 4K! Играм (читай — портам) для ПК, что неудивительно, достается больше всех.Я не сторонник теории заговоров, но, на мой взгляд, консоли нового поколения за два прошедших года поспособствовали лишь заметному росту системных требований для ПК при одновременном отсутствии хоть какого-либо прогресса в графике. В ряде случаев для комфортного времяпрепровождения необходимо иметь очень мощную «дискретку». За примерами долго ходить не надо. Вышедшая в ноябре этого года Call of Duty Black Ops III, олицетворяющая целую эпоху конвейерных игр, на максимальных настройках тормозит даже на GeForce GTX 980 Ti. При этом качество графики и физики — хуже некуда. Стойте, а может поэтому так подскочили продажи High-end-видеокарт?Удивительное рядом! Batman: Arkham Knight — ПК-провал года, — разрабатываемый при непосредственном участии NVIDIA, так и не научился работать с технологией SLI. Примеров халатного и откровенно наплевательского отношения разработчиков к своим поклонникам в этом году набралось предостаточно. Из последних отмечу Assassin’s Creed Syndicate и Just Cause 3 — во всех этих играх NVIDIA выступает в роли поставщика «эксклюзивных» графических технологий. И во всех этих играх были замечены проблемы с работой SLI. С CrossFire от AMD, кстати, происходит аналогичная ситуация. На сегодняшний день сборка компьютера на базе нескольких видеокарт не выглядит рациональным вложением денежных средств. Особенно, если она основывается на адаптерах с 4 Гбайт и меньше памяти.Вообще 2015-й год — не год двухчиповых видеокарт. AMD грозилась выпустить Radeon R9 Fury X2, но так и не перешла от слов к делу. NVIDIA не дает никаких комментариев по этому поводу. Возможно, обе компании выкатят свои двухчипы в следующем году, но, по большому счету, все мы ждем новых устройств на новом техпроцессе.Кстати, о видеопамяти. Большинство топовых 3D-ускорителей современности оснащено 4 Гбайт «мозгов». И этого объема в 2015 году достаточно только для игр в разрешении Full HD. В WQHD и Ultra HD четырех гигабайт может уже не хватить. Таковы реалии. Констатирую тот факт, что на сегодняшний день для любой игровой видеокарты четыре гигабайта памяти являются необходимым минимумом. Лучше — больше.AMDСвой блицкриг AMD начала летом. Сначала 18 сентября была представлена линейка видеокарт Radeon R7/R9 300. Первоначально в нее вошли пять моделей: Radeon R7 360 и Radeon R7 370 — сегмент Low-end; Radeon R9 380 — Middle-end; Radeon R9 390 и Radeon R9 390X — High-end. Среди перечисленных решений все устройства оказались сплошь переименованными видеокартами серий Radeon R7/R9 200. Производительность несколько увеличилась. В основном за счет небольшого разгона графического процессора на 50 МГц. В некоторых случаях была разогнана и память. К тому же отработка 28-нанометрового техпроцесса позволила выпустить более качественные чипы, вследствие чего уровень максимального энергопотребления 3D-ускорителей трехсотой линейки пусть немного, но снизился.Так, адаптер Radeon R7 360 оказался разогнанной версией Radeon R7 260, а Radeon R7 370 образовался от Radeon R7 265. Во втором случае отмечу не только наличие заводского разгона на 50 МГц, но приличное снижение потребление электричества: оно уменьшилось со 150 Вт до 110 Вт. В целом за свою стоимость в размере 150 долларов США Radeon R7 370 является очень даже привлекательной покупкой. Есть версия с 4 Гбайт видеопамяти, которая успешно конкурирует с GeForce GTX 950.Radeon R9 380 — золотая середина трехсотой линейки. Это разогнанная версия Radeon R9 285. Она позиционируется как отличное решение для гейминга в разрешении 1440p, однако урезанному чипу Antiqua с 1792 потоковыми процессорами, 112 текстурными блоками и 32 ROP тяжеловато выполнять задачи, декларируемые маркетологами компании. Тем не менее именно Radeon R9 380 на сегодняшний день можно считать самой сбалансированной видеокартой AMD в системе координат «цена/производительность». При стоимости 200 долларов США.Уже под конец года «красные» выпустили видеокарту Radeon R9 380X на базе разблокированного чипа Antiqua. «Камень» получил 2048 потоковых процессоров, 128 текстурных блоков и 32 ROP. Как таковых аналогов у Radeon R9 380X нет, но по своим характеристикам адаптер оказался очень схож с Radeon R9 280X. Основное отличие между этими устройствами заключается в частотах чипа, а также в разрядности шины памяти. Radeon R9 380X имеет 256-битный интерфейс и 4 Гбайт GDDR5. Старая модель при 384-битной шине оснащалась всего 3 Гбайт «мозгов». Повторюсь, уже существуют игры, которые даже в разрешении Full HD при максимальных настройках качества графики способны задействовать свыше 3 Гбайт. Так что наличие 4 Гбайт является тем необходимым минимум для любого современного игрового графического адаптера. Тестирование показало, что Radeon R9 380X и Radeon R9 280X обладают одинаковым уровнем быстродействия. При рекомендованной цене 230 долларов США новинка выглядит вполне конкурентоспособной. Она стоит дороже GeForce GTX 960, но и заметно опережает ее в большинстве случаев. Только в российской рознице ее продают по неадекватной стоимости в размере 19 000-20 000 рублей.Radeon R9 390 и Radeon R9 390X появились за счет оптимизации Radeon R9 290 и Radeon R9 290X соответственно. Чуть уменьшилось энергопотребление. Зато увеличились частоты. Так, за счет заводского оверклока Radeon R9 390 зачастую оказывается быстрее Radeon R9 290X. Главная особенность новинок — наличие 8 Гбайт видеопамяти. Возможно, подобный объем избыточен для графических ускорителей подобного уровня, но он позволяет вообще не задумываться о возможной нехватки ресурсов в играх. В итоге Radeon R9 390 конкурирует с GeForce GTX 970, а Radeon R9 390X пытается навязать борьбу GeForce GTX 980. В первом случае получается довольно-таки неплохо, во втором — так себе.24 июня AMD представила серию абсолютно новых видеокарт Radeon R9 Fury. Повторюсь, «красные» сделали первый шаг к созданию графических ускорителей будущего. Впервые процессор и память графического адаптера были объединены в один кластер и распаяны на одной подложке. На сегодняшний день выпущено три видеокарты будущего: Radeon R9 Fury X, Radeon R9 Fury и Radeon R9 NANO. Все устройства базируются на графическом процессоре Fiji и памяти HBM (High Bandwidth Memory). Архитектура GPU хорошо знакома — это старая-добрая GCN. В основе полного чипа лежат сразу 64 модуля Compute Unit. В результате «камень» хвастает наличием 4096 потоковых процессоров и 256 текстурных блоков. Это в два раза больше, чем, например, у чипа Antiqua, устанавливаемого в Radeon R9 380X.Естественно, самым главным новшеством в линейке видеокарт Radeon R9 Fury стало применение нового типа памяти HBM (High Bandwidth Memory), а также способа упаковки GPU. Именно так будут собираться все видеокарты будущего. Топовые представители так точно. GDDR-память пережила уже пять поколений. Сейчас в конструкции флагманских видеокарт используются чипы с эффективной частотой вплоть до 7 ГГц (реальная частота — 1750 МГц). Да, в скором времени появится память стандарта GDDR5X, но сама технология уже исчерпала себя. Производители графических адаптеров сталкиваются сразу с двумя проблемами: ростом энергопотребления современной памяти и невозможностью сколь-нибудь серьезно увеличить ее пропускную способность. AMD утверждает, что уже сейчас GDDR5 потребляет от 15% до 20% общей энергии видеокарты. То есть у мощного 250-ваттного 3D-ускорителя приблизительно 50 ватт уходит только на обеспечение работы памяти. Большое потребление энергии — бич современных видеокарт AMD. NVIDIA со своей архитектурой Maxwell уже научилась создавать экономичные, но мощные видеокарты.У HBM существуют аналоги. Они по общему принципу, получившему название stacked DRAM. Из названия становится понятно, что память размещают слоями (стеками) в вертикальной плоскости, заметно увеличивая пропускную способность. В этом году Hynix представила первую версию стандарта, которая имеет единственное ограничение — максимальный объем одного стека не может превышать один гигабайт. Именно поэтому все Radeon R9 Fury имеют всего 4 Гбайт видеопамяти. И только в следующем году, после запуска HBM второго поколения, карты AMD обзаведутся полноценными 8 Гбайт «мозгов». Удвоится и пропускная способность.Помимо увеличения пропускной способности и уменьшения потребления энергии, у HBM перед GDDR5 есть еще целый ряд преимуществ. Так, стеки памяти не требуют большого количества свободного пространства на печатной плате. Следовательно, упрощается и их разводка. Как я уже говорил, использование HBM позволяет собирать реально компактные, но мощные 3D-ускорители.Как мы уже выяснили, в решениях серии Radeon R9 Fury задействовано четыре стека чипов памяти. В каждую такую пачку входит по четыре микросхемы. Следовательно, каждый стек образует 1024-битную шину. Умножаем на четыре и получаем 4096-битный интерфейс. В Radeon R9 390X используется 512-битная шина. Она в восемь раз уже, чем HBM. Даже с учетом работы на низкой тактовой частоте в размере 500 МГц этого вполне достаточно, чтобы пропускная способность Radeon R9 Fury оказалась заметно больше Radeon R9 390X: 512 Гбайт/с против 384 Гбайт/с. Второе поколение HBM обеспечит 1024 Гбайт/с.HBM-памяти не нужно большое количество свободного пространства на печатной плате, но 4096-битная шина требует значительно большего количества параллельных соединений. Поэтому для GPU и чипов памяти используется единая кремниевая подложка — interposer. Она чем-то напоминает чип, но только вместо логики на ней располагается большое количество металлических слоев для передачи сигналов от HBM к GPU, а также питания. Так получается дешевле и проще.Самой быстрой одночиповой видеокартой AMD на сегодняшний день считается Radeon R9 Fury X. В ее основу лег полностью разблокированный чип Fiji XT с 4096 потоковыми процессорами, 256 текстурными блоками и 64 ROP. «Камень» функционирует с частотой 1050 МГц. Из-за высокого уровня энергопотребления видеокарту снабдили необслуживаемой системой водяного охлаждения. HBM-памяти вообще противопоказано перегреваться. «Водянка» хорошо справляется с процессором, но цепь питания видеокарты прогревается до 100 градусов Цельсия и выше. Референс (а других моделей в продаже не бывает), если не брать во внимание наличие «хвоста» с радиатором, оказался весьма компактным. Его длина составляет всего 195 мм. Например, печатные платы референсных версий Radeon R9 290X и GeForce GTX 980 Ti длиннее на 72 мм.К сожалению фанатов AMD, Radeon R9 Fury X в большинстве случаев проигрывает Maxwell-флагманам NVIDIA. В низких разрешениях сказываются архитектурные просчеты AMD. Так, Fiji XT насчитывает всего четыре движка геометрии. По этому показателю он в шесть раз уступает GM200, используемому в GeForce GTX 980 Ti. И всего 64 ROP (против 96 у «девятьсот восьмидесятой»). В высоких разрешениях уже сказывается нехватка видеопамяти. Четырех гигабайт крайне мало для покорения игр в Ultra HD. Как видите, первым реализовать новую технологию — еще не значит победить. И все же стоит отдать AMD должное. Хотя бы за вклад в развитие технического прогресса. Трудно быть первым.Графический акселератор Radeon R9 Fury базируется на урезанном чипе Fiji PRO. Правда, при определенном везении пользователь может разблокировать отключенные блоки Compute Unit. Везет, правда, не всем. Добавлю, что эталонной версии Radeon R9 Fury в природе не существует. Такие компании, как SAPPHIRE, ASUS, XFX и PowerColor представили свои версии видеокарты. Все — с альтернативными воздушными системами охлаждения. Наше тестирование показало, что Radeon R9 Fury в целом быстрее GeForce GTX 980. Только стоит карточка «красных» при этом заметно дороже.Под конец года AMD представила, пожалуй, самую интересную видеокарту с HBM-памятью — Radeon R9 NANO. Она получила полный чип Fiji XT, но максимальное потребление электроэнергии устройства не превышает 175 Вт. То есть Radeon R9 NANO потребляет на 100 Вт меньше, чем Radeon R9 Fury и Radeon R9 Fury X. Достичь такого феноменального результата удалось за счет филигранного отбора сверхудачных процессоров. Основная фишка Radeon R9 NANO — компактность. Карта получилась очень миниатюрной, ее длина составляет всего 152 мм. Согласно характеристикам, чип «коротышки» должен работать со скоростью 1000 МГц. Однако на деле частота ядра едва превышает 850 МГц. Именно поэтому в большинстве игр Radeon R9 Fury оказывается быстрее Radeon R9 NANO.Велика вероятность того, что HBM-память будет использоваться в следующем году в передовых решениях NVIDIA. «Зеленые» уже давно хвастаются архитектурой Pascal. В 2015 году стало известно, что при создании новых графических решений будут задействованы те же принципы и технологии. По всей видимости, NVIDIA решила дождаться выхода второго поколения HBM, чтобы снабдить свои будущие видеокарты 8 Гбайт памяти.NVIDIAПерейдем к успехам и неудачам NVIDIA. «Зеленые» выпустили в этом году не так много новых видеокарт, но этого оказалось вполне достаточно, чтобы противостоять AMD во всех ценовых категориях. В частности, расширилась линейка GeForce GTX 900. Год «зеленые» начали ударно. Уже в январе калифорнийская компания презентовала «первый народный Maxwell» — видеокарту GeForce GTX 960. Компания руководствовалась вполне логичными мыслями, ведь на тот момент между GeForce GTX 750 Ti (первая видеокарта на архитектуре Maxwell) и GeForce GTX 970 располагалась целая пропасть. К тому же по статистике Steam самой популярной дискретной видеокартой, используемой в системных блоках пользователей, на тот момент считалась GeForce GTX 660. Так что в NVIDIA посчитали, что в 2015 году пора бы всем этим людям и обновиться.Базовым элементом GeForce GTX 960 стал графический процессор GM206. Если говорить коротко и очень грубо, то это половина GM204, используемого в GeForce GTX 980. Первоначально в продажу поступили версии с 2 Гбайт памяти стандарта GDDR5, но чуть позже появилась информация о том, что впредь будут выпускаться только карты с 4 Гбайт. И это правильно. К плюсам GeForce GTX 960 можно отнести очень малое потребление энергии — всего 120 Вт. В итоге абсолютное большинство кастомных версий «девятьсот шестидесятой» обладает отличным заводским разгоном, а также очень тихой и эффективной работой системы охлаждения.В начале года вокруг GeForce GTX 970 разгорелся нешуточный скандал. Оказалось, что NVIDIA намеренно утаила реальные характеристики видеокарты. Выяснилось, что на самом деле графический процессор имеет не 64 блока ROP, как было заявлено производителем, но всего 56. Плюс оказалось, что видеопамять устройства работает по схеме 3,5+0,5 Гбайт, в которой небольшой блок GDDR5 функционирует на заведомо меньшей скорости, нежели основной массив. Кэш второго уровня урезан с 2 Мбайт до 1,75 Мбайт.Еще в прошлом году было понятно, что видеокарты GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980 — это псевдофлагманы. И что в ближайшее время NVIDIA выпустит игровой ускоритель на основе полноценного, но неурезанного чипа GM200. Как показало время, ждать пришлось не очень много. Уже в марте «зеленые» презентовали GeForce GTX TITAN X — самую быструю одночиповую видеокарту на сегодняшний день. И самую дорогую. Рекомендованная стоимость «титана» на сегодняшний день составляет 1000 долларов США.Процессор GM200, грубо говоря, в полтора раза производительнее чипа GM204, используемого в GeForce GTX 980. Увеличилось и энергопотребление — до 250 Вт, что является вполне допустимым показателем для современных акселераторов класса High-end. Самое необычное — видеокарту снабдили сразу 12 Гбайт памяти стандарта GDDR5. В целом одной GeForce GTX TITAN X действительно хватает для всех современных игр даже в разрешении Ultra HD.Несколько месяцев спустя NVIDIA выпустила GeForce GTX 980 Ti. По всей видимости, «зеленые» прознали, какой будет Radeon R9 Fury X и сколько она будет стоить. И сыграли на опережении. Констатирую, что при одинаковой стоимости GeForce GTX 980 Ti в большинстве режимов оказывается быстрее своего конкурента. Как видите, в этом году NVIDIA переиграла AMD даже тактически. В основе GeForce GTX 980 Ti лежит слегка урезанный чип GM200. Так, GPU при одинаковом количестве потоковых мультипроцессоров «потерял» часть CUDA-ядер и текстурных блоков. К тому же от 12 Гбайт видеопамяти оставили ровно половину. Тем не менее при заведомо меньшей стоимости (650 долларов США) адаптер не сильно уступает GeForce GTX TITAN X в играх, которым не требуется больше 6 Гбайт памяти. К тому же NVIDIA разрешила партнерам выпускать кастомные вариации GeForce GTX 980 Ti — c более эффективными системами охлаждения и разгоном.Чип GM200, равно как и Fiji, — это венец творения 28-нанометрового техпроцесса от TSMC. Оба процессора имеют очень большую площадь (596 мм2 у AMD и 601 мм2 у NVIDIA) и дальнейшее ее увеличение элементарно невозможно из-за физического ограничения фотомаски. Поэтому в противостоянии между GeForce GTX 980 Ti и Radeon R9 Fury X определяющими являются не техпроцесс и количество транзисторов, но производительность архитектур Maxwell и GCN. В любом случае очевидно, что обеим компаниям жизненно необходим переход на более тонкую технологию производства.И еще. Именно увеличение конкуренции в сегменте High-end заставило «зеленых» действовать. Именно из-за нее появилась GeForce GTX 980 Ti, которая при заведомо меньшей стоимости практически не уступает GeForce GTX TITAN X. Этот факт — наглядное доказательство того, что рынку дискретной графики нужны и сильная AMD, и сильная NVIDIA.Наконец, в конце лета NVIDIA презентовала еще одну видеокарту начального уровня — GeForce GTX 950. В основе устройства лежит графический процессор GM206, который используется в GeForce GTX 960. Только часть блоков в нем заблокирована. В итоге чип получил всего шесть потоковых мультипроцессоров против восьми у GeForce GTX 960. Дополнительно была уменьшена частота GPU и памяти. Вот и весь рецепт. В некоторых играх разницы между GeForce GTX 950 и GeForce GTX 960 не ощущается. Зато младшая модель всегда опережает Radeon R7 370 при чуть более высокой стоимости. В продаже существуют версии видеокарт только с 2 Гбайт памяти.Табель о рангах Как я уже говорил, NVIDIA в этом году презентовала меньше видеокарт, нежели AMD. На сегодняшний день на рынке наблюдается большое количество игровых решений класса High-end. Такого разнообразия не было уже давно. Неудивительно, что в плане производительности некоторые адаптеры в своих линейках располагаются очень плотно друг к другу. Ниже приведен список одночиповых видеокарт, которые в 2015 году можно считать игровыми.Интересные модели 2015 года AMD Radeon R9 380. Лично я очень ждал выхода Radeon R9 380X. С одной стороны, мои ожидания оправдались. Новинка по быстродействию соответствует уровню Radeon R9 280X, но в то же время она может похвастать более энергоэффективной работой и наличием 4 Гбайт видеопамяти. С другой стороны, Radeon R9 380X оказалась несильно быстрее Radeon R9 380. Но заметно дороже. В продаже полно версий Radeon R9 380 с 4 Гбайт памяти на борту. Ее и выбираем.AMD Radeon R9 390. Аналогичная ситуация происходит с Radeon R9 390 и Radeon R9 390X. Разница в производительности между этими видеокартами измеряется единицами процентов, но за более дорогую версию придется накинуть 100 долларов США. Абсолютно нерациональная переплата. Конкретно в Radeon R9 390 радует наличие 8 Гбайт памяти. Возможно, такой объем избыточен для 300-долларовой видеокарты, но больше — не меньше.NVIDIA GeForce GTX 980 Ti. Если забыть на минуточку про существование GeForce GTX TITAN X, то получится, что мы имеем дело с самой быстрой одночиповой видеокартой современности. Большинство кастомных версий GeForce GTX 980 Ti отлично разгоняются. Производители делают все возможное, чтобы элементы видеокарты не перегревались. И работают они весьма тихо.