MSI
NVIDIA RTX 3080 Founders Edition (RECENZE)
Všichni, kdo netrpělivě čekali na příchod nové generace grafických karet Ampere společnosti NVIDIA se dnes dočkali. Dnes totiž skončilo embargo na poskytování informací kolem grafických karet GeForce RTX 3080 a tak vám dnes mohu konečně představit grafickou kartu NVIDIA RTX 3080 Founders Edition!
gpureport.cz  Pavel Šantrůček  16.09.2020

OBSAH:
1. Architektura Ampere (GA102)          
7. Testy Raytracingu a DLSS          
2. NVIDIA RTX 3080 Founders Edition          
8. Přetaktování          
3. Jak se testují grafické karty          
9. Energetická efektivita a Undervolting          
4. Testy provozních vlastností          
10. Hodnocení          
5. Porovnání provozních vlastností          
11. Příloha: Videa Incredible Benchmarks          
6. Porovnani výkonu          
 

Architektura Ampere GA102

Dříve, nežli si dnes grafickou kartu NVIDIA RTX 3080 Founders Edition představíme a také řádně otestujeme, nebylo by asi od věci si grafický čip GA102 ve verzi GA102-200-K1-A1, na kterém jsou založeny právě grafické karty GeForce RTX 3080, trochu popsat a osvětlit. A že to nebude nic složitého, o tom vás přesvědčím hnedle a budou mi k tomu stačit pouze dvě bloková schémata grafického čipu GA102. Pojďme se na to tedy podívat.

 

Blokové schéma
Blokové schéma GA102

 

Frontend

Stejně jako u předchozích generací, každý grafický čip musí nějaká data přijímat, následně rozdělovat úkoly a řídit práci podřízených jednotek. Tuto činnost má na starosti Frontend grafického čipu, který je již od dob architektury Fermi tvořen jednotkami Host Interface a GigaThread engine. Zatímco pomocí Host Interface jsou přenášeny příkazy z CPU pomocí PCI Express, Gigathread engine je zodpovědný za vlastní logiku přenosu dat z RAM do VRAM a především také za plánování a rozdělování práce na jednotlivé další podřízené jednotky. Vlastní řízení grafického čipu je pak práce velmi sofistikovaná a ne nepodobná práci CPU. Každý výrobce se tedy o bližší informace jen nerad dělí a nejinak tomu je právě v případě NVIDIA.

První změnou, které jsme se v generaci Ampere dočkali, je povýšení sběrnice PCI Express na výkonnější verzi PCIe 4.0. Toho mohou samozřejmě využít všichni majitelé základních desek právě s podporou PCIe 4.0 (v současnosti jen AMD Ryzen).

Graphics Processing Cluster (GPC)

V hierarchii blokového schéma je první podřízenou jednotkou Gigathread engine jednotka s názvem Graphics Processing Cluster, neboli GPC. Grafický čip GA102 se skládá celkem ze sedmi GPC, které mají obdobnou funkci jako Shader Array v konkurenční architektuře GCN. Kdo četl popis grafické pipeline, jistě již ví, že se jedná o jakousi kompletní grafickou pipeline, kde se primitiva přeměňují v pixely, ze kterých je pak složen celý hotový snímek a zobrazen na vašem monitoru.

 

GA102 Graphics Processing Cluster (GPC)

 

Každý GPC obsahuje jednu rasterizační jednotku (Raster engine), která spolupracuje s celkem 6 bloky TPC (Texture/Processor Cluster), ve kterých jsou sdruženy jednotky Polymorph Engine a vždy po dvou jednotkách Streaming Multiprocessors (SM).

Zatímco Polymorph Engine obsahuje fixní jednotky, které se starají o geometrii (Vertex Fetch, Tessellator, Stream Output atd.), SM jednotky jsou jednotkami naopak programovatelnými, na kterých je možné spouštět shadery (programy běžící na GPU).

Streaming Multiprocessor (SM)

GA102 Streaming Multiprocessor (SM)

 

Každá jednotka SM se (krom jiného) skládá ze čtyř bloků po 32 výpočetních jednotkách FP32 (CUDA Core), 16 jednotkách INT32 a jedné výpočetní jednotky Tensor Core třetí generace, určené pro tensor/maticové operace strojového učení. Všechny tyto bloky jsou pak propojeny přes sdílenou pamětí $L1 Data Cache (128KB).

Počet jednotek TMU (Texture Mapping Units), které využívají právě shadery k bezstarostnější práci s texturami, nebo raději 2D obrázky obecně, zůstal ve stejném počtu (4x TMU) a stejně tak je zde přítomna i jediná výpočetní jednotka RT Core, která je určena speciálně na výpočty Raytracingu, tedy na výpočty dráhy paprsku a detekci kolizí s 3D objekty scény.

Jak můžete vidět, právě v těchto výpočetních jednotkách došlo asi k té nejdramatičtější změně. Počet výpočetních jednotek FP32 (CUDA Cores) se nám totiž oproti generaci Turing zdvojnásobil. Má to však jeden háček, přidané jednotky FP32 sdílejí datapath (propojení) s jednotkami INT32, takže v jednom taktu mohou být využity buďto jednotky FP32 nebo jednotky INT32. Další změnou jsou pak výpočetní jednotky Tensor Cores, které by měli být v této třetí generaci 2x výkonnější, a stejně tak by měly být dvakrát výkonnější i výpočetní jednotky RT Cores druhé generace.

Spočítáme-li to dohromady, pak každá jednotka SM jako celek tedy disponuje 128x CUDA Cores, 4x Tensor Cores, 1x RT Core a 4x TMU. Pokud tedy GPC obsahuje celkem 6 bloků TPC, můžeme říci, že každý GPC obsahuje jeden rasterizér, 6x Polymorph Engine a 12x SM s 1536x CUDA Cores, 48x TMUs, 48x Tensor Cores a konečně také 12x RT Cores.

Každý GPC se může na vstupu postarat v jednom taktu o jeden primitivní trojúhelník (Triangle) a jeho výstupem jsou pak pixely, které je ale třeba ještě nějakým způsobem finalizovat (Blending, Z buffering atd.) a následně zapsat do framebufferu (Render Target). O tuto finalizaci a ukládání se starají jednotky s názvem Raster Operations Pipeline (ROP), které v generaci Ampere doznaly také změny a nyní jsou přímou součástí bloku GPC (u Turingu byly součástí framebufferu). Každý GPC obsahuje dva samostatné bloky po 8 ROPs, tedy celkem 16 ROPs, které se tedy umí postarat o 16 pixelů na takt.

Framebuffer (VRAM)

Grafický čip GA102 disponuje celkem dvanácti 32-bit řadiči paměti (384-bit celkem) a 6MB $L2 Cache. Paměťové řadiče podporují nejnovější paměti typu GDDR6X, které byly vyvinuty v kooperaci se společností Micron a podporují technologii PAM4 (Pulse Amplitude Modulation-4). Právě díky technologii PAM4 může být přenášeno dvojnásobné množství dat při nižší spotřebě, ovšem také při nižší frekvenci. Ačkoliv Micron nabízí paměti GDDR6X o efektivní frekvenci až 21 GHz, u nejvyššího modelu GeForce RTX 3090 se dočkáme „pouhých“ 19,5 GHz.

Pokud tedy víme, co vše obsahuje jeden blok GPC, vlastně si již sami můžeme spočítat, co obsahuje celý grafický čip GA102, který má v plné konfiguraci takovýchto GPC bloků celkem 7.

  • GPC: 7x
  • TPC: 42x
  • SM: 84x
  • CUDA Cores: 10752x
  • Tensor Cores: 336x
  • RT Cores: 84x
  • TMUs: 336x
  • ROPs: 112x

Bohužel, grafická karta GeForce RTX 3080 na trh nepřichází s čipem v plné konfiguraci. Grafický čip GA102-200A-K1-A1 byl „oříznut“ o jeden celý blok GPC a v dalších dvou GPC pak přišel vždy o jeden blok TPC. Ve finále tak musíme ze specifikací odečíst 8x TPC se celkem 2048x Cuda Cores, 64x Tensor Cores, 16x RT Cores a 64x TMUs. Deaktivovány byly také dva paměťové řadiče, takže se nám sběrnice VRAM smrskla na 320bit a také $L2 Cache na 5 MB. Jak tedy vypadají konečné specifikace grafické karty GeForce RTX 3080?

 

SPECIFIKACE NVIDIA GEFORCE RTX 3080
  RTX 3080 RTX 2080 Ti RTX 2080S
CUDA Cores 8704 4352 3072
RT Cores 68 68 48
Tensor Cores 277 544 384
TMUs 184 224 192
ROPs 96 88 64
Base Clock 1440 MHz 1350 MHz 1650 MHz
Boost Clock 1710 MHz 1545*/1635** MHz 1815** MHz
Memory Clock 19Gbps GDDR6X 14Gbps GDDR6 15,5 Gbps GDDR6
Memory Bus Width 320-bit 352-bit 256-bit
VRAM 10GB 11GB 8GB
TDP 320 W 250*/260** W 250** W
Transistors 28B 18.6B 16.6B
Architecture Ampere Turing Turing
Manufacturing Process Samsung 8nm TSMC 12nm FinFET TSMC 12nm FinFET
* reference ** founders

 

Jak můžete vidět, až na počet RT a Tensor Cores, či nižší kapacitu grafických pamětí a šířku sběrnice, parametry nové GeForce RTX 3080 jasně překonávají současnou vlajkovou loď společnosti NVIDIA, tedy GeForce RTX 2080 Ti. Nesmíte také zapomenout, že jednotek RT a Tensor Cores je u GeForce RTX 3080 sice méně, ale mají oproti stejným Turingovým jednotkám prakticky dvojnásobný výkon a užší šířku sběrnice VRAM pak kompenzují výkonnější grafické paměti typu GDDR6X. Člověk tak nemusí být vyloženě génius, aby hned poznal, že nová GeForce RTX 3080 na tom bude ve hrách výkonnostně lépe, nežli GeForce RTX 2080 Ti a mnohem, mnohem lépe, nežli její předchůdce GeForce RTX 2080 SUPER. Ale nepředbíhejme, to vše si dnes samozřejmě otestujeme také.

Ampere a nové technologie

Grafické karty GeForce RTX 3080 přinášejí také nějaké nové technologie, i když to samozřejmě není nic tak přelomového, jako tomu bylo v případě grafických karet Turing, které s sebou přinesly jako první podporu výpočtů real-time raytracingu a DLSS (Deep Lerning Super Sampling). Ať už se ale jedná o technologie nové či starší věřte, že grafické karty generace Ampere jsou na budoucích pár let hraní vybaveny velmi dobře. Tady je takový stručný výpis toho, s čím budete moci u grafických karet Ampere počítat:

  • úplná podpora DirectX 12 Ultimate (Ray-tracing, VRS, Mesh shader, sampler Feedback)
  • podpora DLSS (proprietární technologie NVIDIA )
  • hardwarová akcelerace RT Motion blur (novinka v RT)
  • Simultaneous Compute and Graphics (SCG) - souběžné zpracování Graphics + RT + DLSS operací
  • RTX IO (podpora Microsoft DirectStorage)
  • HDMI 2.1 (přednos signálu až 8K/60Hz)
  • DisplayPort 1.4a (přednos signálu až 8K/60Hz)
  • NVDEC (s podporou formátů HEVC, VP9, H264 a AV1)

Tak, to by bylo na úvod dnešní recenze asi vše a teď si již pojďme konečně představit grafickou kartu NVIDIA RTX 3080 Founders Edition.

         
  Další kapitola
         

SPONSORS & PARTNERS

Asus  Alza  MSI  Gigabyte
AMD  Sapphire  Asbis  EVGA  Nvidia

Copyright (c) 2019 InfoTrade Powered by ASP.NET & MS SQL Server