Десятилетняя работа компании NVIDIA на Gamescom 2018 явилась миру в лице игровых видеокарт с архитектурой Turing. Их возможности в трассировке лучей и глубинном обучении не знают себе равных, но отличаются высокой ценой, которую не каждый геймер готов заплатить при условии скромного списка игр, где реализованы возможности тензорных и RT-ядер. С анонсом GeForce RTX 2060 стало ясно, что ставки NVIDIA на Ray tracing куда выше, чем кажется, и вот уже данная технология становится доступнее. Чем же сможет удивить вас GeForce RTX 2060 на примере Founders Edition?

Технические характеристики видеокарты

   GeForce GTX 1060 GeForce RTX 2060   GeForce GTX 1070 Ti  GeForce RTX 2070
Графический процессор  GP106  TU106  GP104  TU106
Микроархитектура  Pascal  Turing  Pascal  Turing
Техпроцесс, нм  16 нм FinFET  12 нм FFN  16 нм FinFET  12 нм FFN
Число транзисторов, млрд  4,4  10,8  7,2  10,8
Базовая частота, МГц  1506  1365  1607  1410
Частота ускорения, МГц  1708  1680  1683  1710
Ядер CUDA  1280  1920  2432  2304
RT-ядер  нет  30  нет  36
Тензорных ядер  нет  240  нет  288
Текстурных блоков  80  120  152  144
Блоков растеризации  48  48     64  64   
Тип видеопамяти  GDDR5  GDDR6  GDDR5  GDDR6
Разрядность шины, бит  192  192     256     256   
Пропускная способность памяти, ГБ/с  192  336  256  448
Объем памяти, МБ  6144  6144     8192     8192   
Тактовая частота, МГц  2000 (8000 эффективная)  1750 (14000 эффективная)  2000 (8000 эффективная)     1750 (14000 эффективная)   
TDP, Вт  120  160     180     185   
Розничная цена, рублей  22 990  31 990  33 990  47 990

Упаковка и комплектация

NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition поставляется в очень компактной коробке с размерами 330х95х175 мм (ДхШхВ).


Ее внешний вид и форм-фактор выполнены в фирменном стиле Founders Edition: о том, что перед нами RTX 2060, говорит цифровое обозначение в нижней части с двух сторон коробки.


Нижняя сторона раскрывает минимальные системные требования для видеокарты, описывает сопутствующую комплектацию, а также рассказывает о вопросах поддержки и гарантийного обслуживания.

С двух боковых сторон коробка заклеена прозрачными пломбами, которые защищают ее от случайного вскрытия при транспортировке и специального - при доставке до покупателя.



Внутри в вертикальном положении зафиксирована сама видеокарта, со всех сторон покрытая защитной пленкой. 

"Вдохновлено геймерами, создано NVIDIA" - коротко и ясно. Чипмейкер-гигант не собирается отдаляться от игрового рынка, а, наоборот, становится ему ближе.


Внутренняя часть коробки содержит два отсека, выполненных в цельном куске вспененного материала: в первом крепится сама видеокарта, во втором располагается сопутствующая комплектация.



Она хранится в небольшой картонной коробочке, обладающей язычком для открытия и значками документации и подключения.



Что, собственно, и находится в ней: гайд по быстрой установке и поддержке.

Дизайн и особенности видеокарты

Начиная с серии RTX. компания NVIDIA изменила своё видение эталонных видеокарт: никакой турбины, мощная подсистема питания, неповторимый внешний вид. GeForce RTX 2060 следует по стопам старших представителей линейки, полностью повторяя внешний вид.



Металлический корпус, два вентилятора, массивный черный радиатор, испарительная камера: всё это присутствует и на игровой новинке, но в более компактных размерах - длина видеокарты составляет 229 мм.



На обратной стороне установлена стильная укрепительная пластина, выполненная из металла. Помимо защитных свойств, она также может участвовать в отводе тепла от печатной платы в зонах графического процессора и подсистемы питания.



Отличается RTX 2060 и набором видеовыходов на интерфейсной панели: к паре DisplayPort 1.4a, HDMI 2.0b и USB Type-C прибавился DVI-D, что будет приятным бонусом для обладателей мониторов, где данный разъем является единственным цифровым. 



Founders Edition традиционно имеет двухслотовое исполнение, и у новинки нет никаких исключений. Сбоку располагается один восьмиконтактный разъем дополнительного питания.



Верхняя часть видеокарты оснащена подсвечиваемым логотипом GeForce RTX. Отсутствие RGB-подсветки, незаурядных конструкций и броских цветов идет на пользу Founders Edition: карта выглядит стильно, качественно, эксклюзивно.

В целом перед нами та же RTX 2070, но с другим графическим процессором и уменьшенным объемом памяти.



Габариты видеокарты сказались и на конструкции радиатора: он стал заметно проще, нежели в RTX 2080 и RTX 2080 Ti. Но, учитывая теплопакет RTX 2060, сомневаться в эффективность системы охлаждения не приходится.



Испарительная камера распределяет тепло на радиатор с помощью теплотрубок, а за охлаждение микросхем памяти и подсистемы питания отвечает металлическая пластина, полностью покрывающая печатную плату.



Компания NVIDIA выпустила RTX 2060 с минимальными отличиями от RTX 2070 даже в PCB: закономерно удалив две микросхемы GDDR6, производитель оставил подсистему питания без изменений.



Организована она по схеме 6+2 (6 фаз для графического процессора и 2 - для микросхем памяти), а управление осуществляется с помощью ШИМ-контроллера uPI uP9512. Как и с RTX 2070, печатная плата новинки короче, чем система охлаждения, и поэтому восьмиконтактный разъем с платой соединен с помощью проводов. Решение не самое изящное, но оно не повлияет на разгонный потенциал, а увидеть это вам посчастливится только при большом упорстве: разобрать RTX 2060 достаточно трудно.

Тестовый стенд

  • ASUS ROG MAXIMUS XI GENE (версия BIOS 0602); 
  • Intel Core i9-9900K в разгоне до 5000 МГц при напряжении 1.22 В (частота кольцевой шины - 4700 МГц); 
  • G.Skill Trident Z RGB 2x8 ГБ (F4-3600C16D-16GTZR) в разгоне до 4300 MHz с таймингами Cl17-17-17-28 2T; 
  • NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition; 
  • Кастомная система жидкостного охлаждения; 
  • Intel Optane SSD 900P объемом 480 Гб (Windows 10 Pro); 
  • be quiet! Straight Power 850 мощностью 850 Вт; 
  • Thermaltake Core P5 TG.
Программное обеспечение:
  • Операционная система: Windows 10 x64 «Профессиональная» со всеми текущими обновлениями с Windows Update;
  • Драйвер видеокарты: Nvidia GeForce Game Ready Driver WHQL 417.71.

Методика тестирования и соперники

Тестирование проводилось в несколько этапов:

  • Тестирование видеокарты со штатной системой охлаждения в пакете приложений Futuremark 3DMark и Superposition Benchmark с заводским и стабильным дополнительным разгоном;
  • Определение игровой производительности.
Все измерения проводились в открытом корпусе при комнатной температуре 24-25 °C. В качестве сравнения были использованы видеокарты Inno3D iChill GeForce GTX 1070 Ti X4 (аналог GTX 1070 Ti Founders Edition по частотным характеристикам и лимиту мощности) и MSI GeForce RTX 2070 ARMOR 8G OC с установленным инженерным BIOS, расширяющим power limit до 291 Вт.

Для Inno3D iChill GeForce GTX 1070 Ti X4 стоковые параметры выглядели следующим образом (PL=100%):



В зависимости от приложения и температуры частота графического процессора варьировалась в диапазоне от 1800 до 1898 МГц. Ограничивающим фактором служил небольшой лимит энергопотребления.



Отодвинув его до максимума и настроив вручную соотношение частот и напряжений, удалось добиться частоты GPU 2000-2075 МГц, а для GDDR5 от компании Samsung разгон оказался не менее внушительным - с 8000 до 9600 МГц.

MSI GeForce RTX 2070 ARMOR 8G OC также не хватало Power limit при установленном значении по умолчанию (100%=185 Вт). 



Как следствие - нестабильность частоты графического процессора, чтобы уложиться в паспортный теплопакет.



Ручная настройка позволила увеличить частоту до 2025-2047 МГц, а эффективную частоту памяти - до 16000 МГц.

Тестирование видеокарты и разгон

Видеокарта NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition в тестовую лабораторию поступила с версией BIOS 90.06.2E.00.05. С помощью программы TechPowerUp GPU-Z версии 2.26.0 мы узнаем подробную информацию о заложенных в него характеристиках и много другой, не менее полезной информации:



Наш образец видеокарты имеет на борту 6 микросхем видеопамяти GDDR6 от компании Samsung суммарным объемом 6144 МБ. По нашему опыту - можно рассчитывать на лучший разгон, нежели с продукцией компании Micron.

Установленный по умолчанию лимит энергопотребления для графического процессора установлен на 160 Вт (согласно паспортному TDP), но его можно расширить до 190  Вт (+18,8%) программными средствами (например - MSI Afterburner).

С помощью редактора кривой частот/напряжений из пакета MSI Afterburner мы знакомимся с реальным частотами семпла NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition с учетом технологии GPU Boost 3.0:



Вместо ожидаемых 1630 МГц при условии отсутствия температурных и мощностных лимитов мы получаем целых 1965 МГц. По большей части, нам нужно лишь сдвинуть вправо ползунки power limit, чтобы дополнительно повысить производительность видеокарт, в остальном частотная сетка выглядит идеальной.

Тест устойчивости Fire Strike Ultra из пакета приложений 3DMark характеризуется тем, что очень сильно нагружает графический процессор, и видеокарта не укладывается в установленный лимит энергопотребления.



Как следствие, те самые 1965 МГц мы видим лишь мгновение, пока не было упора в power limit. 



Средняя частота графического процессора за 10 минут теста составила 1842 МГц, что значительно выше паспортной частоты ускорения.



Температура GPU достигла в пике всего лишь 63 °С, и для этого вентиляторам не потребовалось вращаться выше 1500 об/мин. Для референсной видеокарты - очень и очень хороший результат.



График энергопотребления наглядно демонстрирует причину переключение видеокарты на пониженные частоты: 160 Вт сдерживают производительность RTX 2060.

Помимо автоматического разгона с помощью технологии GPU Boost 3.0, компания NVIDIA вместе с Turing анонсировала новую систему оверклокинга - OC Scanner. Данное тестовое приложение позволяет для каждого GPU (на данный момент реализована поддержка видеокарт с архитектурами Pascal и Turing) подобрать стабильные параметры тактовой частоты, исходя из возможностей самого чипа. Мы данную операцию проводили с расширенными до предела лимитами мощности и базовой настройкой системы охлаждения.



Тест длится около 17 минут, после чего мы получаем готовую кривую с протестированными точками от базовой до рабочей частоты.



После проведения небольшой коррекции кривой можно приступать к тестированию.



По графе PerfCap Reason видно, что избавиться от флага превышения лимита мощности нам не удалось. Без аппаратных вмешательств мы видим три выхода: заняться андервольтингом, установить стороннюю версию BIOS с расширенными лимитами (могут возникнуть проблемы по управлению с вентиляторами и т.п.) или же просто забыть об этом.



Стабилизировать частоту в Fire Strike Ultra не удается, и она снижается до 1920-1935 МГц, хотя среднее значение и достигло 1971 МГц. С другой стороны, в играх график частот будет выглядеть несколько иначе, ведь нагрузку, равнозначную тестируемой, в игровых проектах трудно встретить в разрешения FHD и QHD.



Максимальная температура увеличилась до 68 °С, вращение вентиляторов - до 1650 об/мин, при этом оставляя шум от видеокарты в зоне акустического комфорта (<37 дБа с полуметра).



Энергопотребление графического процессора находилось в зоне максимального значения Power limit - от 185 до 190 Вт. Неизвестно, почему компания NVIDIA не расширила значение лимитов мощности до значений по спецификациям (75 Вт для слота PCI-e и 150 Вт для восьмиконтактного разъема дополнительного питания), но нам будет интересно посмотреть на решения от партнеров, потому что потенциал производительности у RTX 2060 явно выше.

С частотой графического процессора разобрались, а вот разгон памяти удивил: ее удалось разогнать до 2050 МГц (16400 МГц - эффективная), что еще раз подтверждает статус компании Samsung в производстве микросхем памяти.

Для начала сравним производительность  GeForce RTX 2060, GTX 1070 Ti и RTX 2070 на заводских настройках и в стабильном разгоне, указанном в статье.





Unigine Superposition Benchmark в разрешении FHD и предустановленном режиме Extreme показывает превосходство RTX 2060 над GTX 1070 Ti как на начальных настройках, так и в разгоне. А вот переключение в 4K Optimized меняет ситуацию в данном противостоянии, но оставляет отрыв RTX 2070 от коллеги по цеху неизменным.





В тестовом приложении Fire Strike из пакета программ 3DMark с повышением разрешения (Extreme симулирует нагрузку в QHD, Ultra - UHD) RTX 2060 всё сильнее упиралась в лимит энергопотребления и уступала GTX 1070 Ti и RTX 2070 всё больше и больше. Но повторимся - здесь исключительно программные ограничения.




Аналогичная ситуация и в Time Spy, за исключением того, что GTX 1070 Ti стала аутсайдером.



Новый бенчмарк Port Royal, созданный специально для показа возможностей трассировки лучей в реальном времени, на данный момент доступен только видеокартам поколений Turing и Volta. И здесь RTX 2070 опережает героя обзора на 31-38% в зависимости от частот графического процессора и видеопамяти.

Тестирование игровой производительности

Игровые тесты проводились в разрешениях 1920 x 1080 (FHD) и 2560 х 1440 (QHD) с максимальными настройками графики, изменялись только режимы сглаживания в зависимости от приложения. Версии игр были последними доступными в Steam, Uplay и Origin на 23 января 2019 года.

Замеры производительности осуществлялись с помощью FRAPS во всех играх, кроме Forza Horizon 4 и Final Fantasy XV. Использовались два режима работы видеокарт: заводской и разгон (с помощью OC Scanner и увеличенной частотой памяти на предустановленных версиях BIOS).




В Assassin's Creed Odyssey RTX 2060 и GTX 1070 Ti показывают схожую производительность как по среднему значению кадровой частоты, так и событиям 1%.




В Battlefield V (API DirectX 12) чувствуется отличная утилизация ресурсов Turing: GTX 1070 Ti отстает от обоих представителей данной архитектуры, и разгон помогает ему лишь уравнять производительность с RTX 2060 на базовых настройках. Отличный пример того, что можно ожидать в тайтлах с DirectX 12, не говоря уже об использовании тензорных и RT-ядер.




В Far Cry 5 наблюдается паритет между главными конкурентами текущего сравнения - RTX 2060 и GTX 1070 Ti.




Final Fantasy XV в нашем списке оказалась не просто так. На данный момент только она поддерживает одну из реализованных возможностей тензорных ядер - технологию DLSS, о которой мы поговорим немного позже. Без ее активации картина в целом неизменна: паритет между GTX 1070 Ti и RTX 2060, значительный разрыв с RTX 2070 во всех сценариях.




Лично я, как автор статьи, считаю Forza Horizon 4 лучшей автомобильной аркадой последних лет. Видеокарты GeForce в целом показывают в ней высокую производительность, а GTX 1070 Ti и вовсе-  феноменальные возможности, в разгоне вплотную приближаясь к RTX 2070.



Пока мы ждем появления DXR в Shadow of the Tomb Rider, рассмотрим производительность видеокарт в режиме DirectX 12 (только в нем и будет поддерживаться трассировка лучей). И GTX 1070 Ti снова показывает чудеса оптимизации под архитектуру Pascal, заполняя пропасть между младшими вариантами RTX. Посмотрим, что принесут нам в будущем DLSS и DXR.

NVIDIA RTX Ray Tracing и DLSS

Технология трассировки лучей в реальном времени (NVIDIA RTX Ray Tracing) является одной из ключевых особенностей видеокарт RTX текущего поколения, к которым и относится героиня обзора. 

В основе GeForce RTX 2060 лежит тот же графический процессор, что и дал жизнь RTX 2070 - TU106. Причем наблюдается серьезное отличие в урезании блоков по примеру прошлой серии - GeForce GTX 1060 и GTX 1070. Герой обзора получил 30 SM из возможных 36: 



Структурная схема каждого потокового процессора говорит о том, что RTX 2060 имеет в своем распоряжении 30 RT-ядер (по одному на SM), 240 тензорных (8 на SM), 1920 ядер CUDA (FP32, 64 на каждый SM).



Следовательно, RTX 2070 в данной части была урезана всего на 17%, и все полученные результаты выше выглядели бы иначе, не будь затронуты контроллер памяти, блоки растеризации и L2. Но мы говорим о RT-ядрах, и они позволяют достичь производительности 5 млрд лучей/с при условии, что остальные вычислительные блоки могут быть заняты другой работой. Для сравнения: GP106, лежащий в основе GTX 1060, не обладает RT-ядрами и способен обрабатывать всего 440 млн лучей/с. У RTX 2070 производительность в трассировке лучей выше на 20% и достигает 6 млрд лучей/с. Во что же выльется комбинация отличий в RT-ядрах, ALU и back-end в единственной на данный момент игре с DXR - Battlefield V.

Тестирование проводилось в режиме кампании, в разрешениях FHD и QHD, при этом настройки DXR были выставлены на минимальные. На нашем сайте была статья о данной игре и влиянии указанных настроек на визуальное качество и производительность, поэтому нет смысла на данных видеокартах гнаться за более высокими пресетами на данный момент.




Если сравнить данные результатами с полученными ранее в режиме без DXR, то становится ясно, что производительность на RTX 2060 при активации трассировки лучей снижается сильнее, чем на RTX 2070. Вероятнее всего причина кроется в комбинации RT-ядер и ALU: разница в данных характеристиках бьет по новинке двойным ударом.

Минимизировать потерю производительности в Battlefield V можно было бы с помощью DLSS - супер-сэмплинга при помощи глубинного обучения (Deep Learning Super Sampling). Данная технология является одной из самых интересных реализаций применения тензорных ядер в игровых видеокартах. 

Процесс представляет собой следующее: на собственных серверах NVIDIA происходит тренировка нейросетей тензорных ядер на основе анализа с предельно возможной выборкой, затем, используя готовый профиль, на компьютере с видеокартой RTX выводится на экран изображение с высоким качеством сглаживания. Такой подход позволит как улучшать качество картинки, так и увеличивать производительность в играх с поддержкой DLSS.

На данный момент единственная игра, поддерживающая данную технологию - Final Fantasy XV. Существует ограничение - на данном этапе тренировка была осуществлена только для разрешения UHD. Что же из этого вышло:



RTX 2060 получает увеличение производительности на 38% (чтобы понять среднее значение кадровой частоты - количество баллов разделите на 100) и просто в пух и прах разносит GTX 1070 Ti. Всё это происходит без видимой потери качества!

Учитывая, что компания NVIDIA заявляла достаточно большой список игр, которые в будущем получат поддержку DLSS, серия RTX будет показывать себя всё ярче на фоне остальных видеокарт.

Заключение

Появление GeForce RTX 2060, на наш взгляд, является самым амбициозным ходом компании NVIDIA за последнее время. Во-первых, мы получаем доступные тензорные и RT-ядра, что позволит в дальнейшем пользоваться DXR и DLSS гораздо большему кругу пользователей. Во-вторых, расширение числа поддерживающих данные технологии видеокарт привлечет внимание к ним разработчиков игр, и, как следствие, со временем список проектов с новыми "фичами" будет расширяться. В-третьих, появление данных видеокарт буквально перекрывает огромную брешь, которая была между видеокартами Pascal и Turing, и практически лишает смысла покупателей останавливать свои взгляды на GTX 1070 Ti, которая стоит дороже, обладает схожей производительностью, но не имеет будущего с трассировкой лучей и глубинным обучением, а также и более дорогих GTX 1080. 

Да, новинка, несмотря на числовое название, является в ценовом сегменте на класс выше предшественницы, но здесь идет переплата за технологии. Насколько она будет оправданной - покажут будущие игровые проекты. Но тот же DLSS, как отдельно, так и в комбинации с трассировкой лучей, выглядит очень и очень обнадеживающе. Единственный камень преткновения, который рано или поздно скажется на настройках текстур в играх в разрешении QHD (возможно и в FHD, учитывая некоторые реализованные проекты), ведь 6 ГБ по текущим меркам - не так уж и много.

Что касается NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition - это действительно имиджевый продукт. Здесь нет ни качественного, ни визуального упрощения по сравнению со старшими видеокартами серии. Обладать им - прикоснуться к истории NVIDIA. 

Достоинства:
  • Высокое качество сборки и используемых материалов;
  • Привлекательный внешний вид;
  • Тихая и производительная система охлаждения;
  • Мощный графический процессор;
  • Наличие тензорных и RT-ядер, обеспечивающих поддержку трассировки лучей в реальном времени и супер-сэмплинга при помощи глубинного обучения (DLSS);
  • Микросхемы памяти GDDR6 вкупе с шиной 192 бит, обеспечивающие высокую пропускную способность;
  • Улучшенные блоки кодирования/декодирования NVENC и NVDEC, как и в старших моделях видеокарт.
Недостатки:
  • Без учета RTX и DLSS (игр с которыми пока что две) не изменилась производительность на доллар по сравнению с GTX 1070 Ti, но уменьшен объем видеопамяти;
  • Невысокий лимит энергопотребления, ограничивающий конечную производительность графического процессора.