Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 4090: время монстров

⇡#Тестовый стенд, методика тестирования

В большинстве тестовых игр показатели средней и минимальной кадровых частот выводятся из массива времени рендеринга индивидуальных кадров, который записывает встроенный бенчмарк (или утилита OCAT, если бенчмарка нет).

Средняя частота смены кадров на диаграммах является величиной, обратной среднему времени кадра. Для оценки минимальной кадровой частоты вычисляется количество кадров, сформированных в каждую секунду теста. Из этого массива чисел берется значение, соответствующее 1-му процентилю распределения. Red Dead Redemption 2 является исключением: ее встроенный бенчмарк самостоятельно регистрирует 1-й процентиль времени рендеринга кадра, из которого выводится соответствующая кадровая частота. В Assassin’s Creed Valhalla мы вынуждены ориентироваться на минимальный фреймрейт по данным интегрированного бенчмарка.

Мощность видеокарт регистрируется отдельно от CPU и прочих компонентов ПК с помощью устройства NVIDIA PCAT. В качестве тестовой нагрузки для тестов мощности и уровня шума используется игра Cyberpunk 2077 при разрешении 3840 × 2160 и максимальных параметрах качества графики (без трассировки лучей), а также стресс-тест FurMark с наиболее агрессивными настройками (разрешение 3840 × 2160, MSAA 8x). Замеры всех параметров выполняются после прогрева видеокарты, когда температура GPU и тактовые частоты стабилизируются.

⇡#Участники тестирования

В тестировании производительности приняли участие следующие видеокарты:

• NVIDIA GeForce RTX 4090 (2235/2535 МГц, 21 Гбит/с, 24 Гбайт);
• NVIDIA GeForce RTX 3090 (1395/1695 МГц, 19,5 Гбит/с, 24 Гбайт);
• NVIDIA GeForce RTX 3080 Ti (1365/1665 МГц, 19 Гбит/с, 12 Гбайт);
• NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition (1350/1635 МГц, 14 Гбит/с, 11 Гбайт);
• AMD Radeon RX 6900 XT (1825/2250 МГц, 16 Гбит/с, 16 Гбайт).

Прим. В скобках после названий видеокарт указаны базовая и boost-частота согласно спецификациям каждого устройства. Видеокарты с заводским разгоном приведены в соответствие с референсными параметрами (или приближены к последним) при условии, что это можно сделать без ручной правки кривой тактовых частот. В противном случае (ускорители серии NVIDIA GeForce 16, а также GeForce RTX 2070/2080/2080 Ti Founders Edition) используются настройки производителя.

⇡#Тактовые частоты, энергопотребление, температура, уровень шума и разгон

Миграция кремния NVIDIA с нормы 8 нм на 5 нм привела к значительному росту тактовых частот. Как и в предыдущих поколениях «зеленых» GPU, Boost Clock 2 520 МГц оказался весьма консервативной оценкой возможностей чипа. На самом деле даже в такой ресурсоемкой игре, как Cyperpunk 2077, процессор AD102 поддерживает частоту выше 2,7 МГц, а если сравнить ее с параметрами GA102 на плате GeForce RTX 3090, прибавка составляет ни много ни мало 913 МГц, или ровно 50 %! При этом чип довольствуется питающим напряжением 1,05 В, которое является нормой для многих партнерских ускорителей 30-й серии.

Прим. Измерение всех параметров выполняется после прогрева GPU и стабилизации тактовых частот.

Кстати, об играх: GeForce RTX 4090 стал видеокартой, окончательно сломавшей Crysis 3 в качестве нагрузочного теста, которым мы пользовались десять лет подряд. Любопытно, что Crysis 3 даже на GeForce RTX 4090 выдает немногим больше 60 FPS при разрешении 4К и сглаживании MSAA 4x, тем не менее уже не загружает GPU таким образом, чтобы видеокарта приблизилась к лимиту потребляемой мощности. Штатная TBP GeForce RTX 4090, напомним, составляет 450 Вт, а у слегка разогнанной модификации GIGABYTE Gaming OC энергопотребление под стрессовой нагрузкой достигает 459 Вт. В Cyberpunk 2077 жор поменьше — 410–411 Вт. Впрочем, если сравнить с GeForce RTX 3090, который расходует в играх 390 Вт, оказывается, что мощность выросла не так уж сильно.

Неспроста GIGABYTE пришлось использовать кулер монументальных размеров, чтобы обеспечить безопасную температуру GPU и одновременно удовлетворительный уровень шума. Но приоритетной характеристикой все-таки является температура: кристалл не нагревается выше 68 °С ценой достаточно высокого звукового давления (около 44 дБА). К счастью, у GeForce RTX 4090 Gaming OC есть «тихий» BIOS, который снижает уровень шума до 39 дБА. При этом не происходит заметных изменений в энергопотреблении, тактовых частотах GPU и почти не страдает температура чипа: существенный рост — с 79 до 89 °С по датчику горячей точки — наблюдается только в стресс-тесте. Рады отметить, что и новые чипы GDDR6X объемом 16 Гбит нагреваются куда меньше по сравнению со своими предшественниками: если для ускорителей 30-й серии, оборудованных 8-гигабитной памятью, привычны температуры от 90 °С, температура VRAM на плате RTX 4090 не превышает 64 °С.

Как и следовало ожидать от флагманской модели, графический процессор GeForce RTX 4090 посредственно разгоняется. При увеличенном на 33 % резерве мощности (то есть до 600 Вт) нам удалось поднять планку Boost Clock на 200 МГц, а в действительности частота увеличилась на 195 МГц, что составляет 7 % от исходного значения. Впрочем, теперь лишь 75 МГц отделяют чип AD102 от психологического рубежа 3 ГГц, который наверняка еще покорится другим версиям RTX 4090. С другой стороны, оперативная память GDDR6X разгоняется превосходно — со штатной пропускной способности 21 вплоть до 23 Гбит/с.

⇡#Игровые тесты (1920 × 1080)

Игры при разрешении 1080p без трассировки лучей уже давно не способны полностью загрузить мощные GPU, и в результате кадровую частоту сдерживает производительность центрального процессора. GeForce RTX 4090 довел эту тенденцию до предела, а результаты нескольких тестов в режимах 1080p и 1440p настолько похожи, что и в 1440p потенциал RTX 4090 наверняка упирается в CPU. Более мощные процессоры, нежели Ryzen 9 5950X, который мы используем для тестов, помогут добиться большего от RTX 4090, но вряд ли в корне изменят ситуацию. Дело в том, что среднего фреймрейта большинства игр при разрешении 1080p и так за глаза хватает для казуального гейминга (как минимум 127 FPS в самых сложных случаях), однако лишь самые легкие тайтлы способны приблизиться к частоте обновления современных игровых мониторов. Вот 442 FPS в DOOM Eternal — это, безусловно, впечатляет.

Как следствие «процессорозависимости», RTX 4090 в режиме 1080p не так уж далеко ушел от старших видеокарт прошлого поколения: среднее преимущество новинки перед GeForce RTX 3090 составляет 25 % FPS, а по сравнению с GeForce RTX 3080 Ti и Radeon RX 6900 XT — 30 и 26 % соответственно. С другой стороны, владельцы GeForce RTX 2080 Ti могут рассчитывать на очень существенную прибавку игрового быстродействия даже при разрешении 1080p — в среднем 73 % FPS.