Acelerador de video Nvidia GeForce GTX 1060

Contenido

• Parte 1 - Teoría y arquitectura
• Parte 2 - Introducción práctica
  • Revisión de video
  • Características de la tarjeta gráfica
  • Resultados de pruebas sintéticas
• Parte 3 - Resultados y conclusiones de las pruebas del juego

Presentamos un estudio básico en profundidad de la Nvidia GeForce GTX 1060.

Materiales de referencia

• Guía del comprador de tarjetas gráficas para juegos
• Referencia AMD Radeon 300
• Referencia de Nvidia GeForce GTX 900 y Titan
• Decodificación de video usando tarjetas de video
• Metodología de prueba en juegos y escenarios 3D

Objeto de estudio: Acelerador de gráficos 3D (tarjeta gráfica) Nvidia GeForce GTX 1060 6GB 192-bit GDDR5 PCI-E

Detalles del desarrollador: Nvidia Corporation (marca comercial de Nvidia) fue fundada en 1993 en los EE. UU. Sede en Santa Clara (California). Desarrolla procesadores gráficos, tecnologías. Hasta 1999, la marca principal fue Riva (Riva 128 / TNT / TNT2), desde 1999 hasta la actualidad: GeForce. En 2000, se adquirieron los activos de 3dfx Interactive, después de lo cual las marcas comerciales 3dfx / Voodoo pasaron a Nvidia. No hay producción propia. El número total de empleados (incluidas las oficinas regionales) es de unas 5000 personas.

Parte 1: Teoría y Arquitectura

En la primavera, Nvidia comenzó otra ola de nuevas GPU en el mercado, pero se trataba de tarjetas gráficas de alta gama: GeForce GTX 1080 y GTX 1070, diseñadas para entusiastas. Su competidor, a su vez, lanzó una solución mucho más barata, aunque menos productiva, en forma de Radeon RX 480, que claramente está dirigida a un comprador más masivo. Naturalmente, Nvidia no pudo evitar responder a este anuncio, anunciando el inminente lanzamiento de una nueva GPU, la GeForce GTX 1060, el 7 de julio, que se ha unido hoy a la familia de soluciones de juegos basadas en la arquitectura Pascal.

Como recordatorio, la última arquitectura de gráficos Pascal de Nvidia utiliza un proceso FinFET de 16 nm, que juega un papel especial en el logro de un mayor rendimiento y eficiencia energética. Esto hizo posible fabricar chips que tienen un mayor número de unidades de ejecución y operan a una frecuencia de reloj alta, en comparación con sus predecesores, soluciones similares a la arquitectura Maxwell. Además de esto, los ingenieros de Nvidia han trabajado duro con el diseño de chips Pascal específicos para lograr altas velocidades de reloj con el menor consumo de energía posible. Como resultado, esta arquitectura se ha convertido en un claro récord de velocidad y eficiencia energética.

La novedad de hoy se basa en el nuevo chip GP106, a diferencia de los dos anteriores que utilizan la misma GPU GP104. Al igual que las tarjetas de video de gama alta de la arquitectura Pascal, la GeForce GTX 1060 de precio medio se diferencia seriamente de las soluciones de la línea anterior de la compañía con un mayor rendimiento y eficiencia energética. El modelo GeForce GTX 1060 se diferencia de sus hermanos mayores principalmente en que solo tiene 1280 núcleos y 6 GB de memoria GDDR5 con un bus de 192 bits.

El nuevo procesador de gráficos también utiliza la tecnología de proceso de 16 nm de TSMC, por lo que incluso con un número menor de bloques funcionales, el nuevo producto proporciona un rendimiento al menos a la par con la GeForce GTX 980, ¡con casi una vez y media menos de consumo de energía! Bueno, y lo más importante, la GeForce GTX 1060 tiene un precio recomendado para el mercado estadounidense de solo $ 249 (para Rusia - 19 mil rublos), por lo tanto, está destinada a una gama más amplia de consumidores en comparación con los modelos anteriores GTX 1080 y GTX 1070.

La tarjeta gráfica GeForce GTX 1060 es una excelente opción de actualización de video para aquellos que todavía usan tarjetas gráficas heredadas de generaciones anteriores. Gracias a la alta eficiencia de la arquitectura Pascal, el nuevo producto ofrece un rendimiento a la par con la anterior GeForce GTX 980 de gama alta, consumiendo solo 120W de potencia. Además, la nueva GPU es compatible con muchas funciones nuevas, como la computación asincrónica, el soporte de nivel de función 12_1 para DirectX 12, así como las tecnologías propias de la empresa: proyección múltiple simultánea y otras.

Dado que el nuevo modelo de la tarjeta de video de Nvidia que se está considerando hoy se basa en el procesador gráfico de arquitectura Pascal, que tiene mucho en común con la arquitectura anterior de Maxwell, le recomendamos que se familiarice con nuestros artículos sobre las primeras tarjetas de video de la compañía antes de leer este material:

• [30.05.16] Nvidia GeForce GTX 1070: el 75% del nuevo líder en gráficos de juegos 3D para PC
• [17.05.16] Nvidia GeForce GTX 1080 - Nuevo líder en juegos 3D en PC
• [01.06.15] Nvidia GeForce GTX 980 Ti: el acelerador de nivel de juego de un solo procesador más potente
• [22.04.15] Nvidia GeForce GTX Titan X: el acelerador de un solo procesador más potente
• [19.09.14] Nvidia GeForce GTX 980 es una seguidora de GeForce GTX 680, superando incluso a GTX 780 Ti
• [12.03.14] Nvidia GeForce GTX 750 Ti - Maxwell comienza pequeño ... a pesar de Maxwell

Echemos un vistazo a las especificaciones detalladas de la tarjeta de video GeForce GTX 1060 basada en el nuevo procesador de gráficos GP106.

La tarjeta de video GeForce GTX 1060 lanzada hoy recibió un nombre lógico, similar a la misma solución de la anterior serie GeForce. No es de extrañar que difiera de su predecesora directa, la GeForce GTX 960, solo en el dígito modificado de primera generación. La novedad se ha convertido en la línea actual de la compañía un paso por debajo de la solución GeForce GTX 1070 lanzada anteriormente, que es la velocidad promedio en la nueva serie.

Los precios recomendados para la nueva tarjeta de video de Nvidia son $ 249 y $ 299 para las versiones regulares de los socios de la compañía y para la edición especial de Founder's Edition, respectivamente. Comparado con los dos modelos anteriores, este es un precio muy favorable, ya que el nuevo modelo GTX 1060, aunque inferior a las placas base de gama alta, está lejos de ser tanto como más barato que ellos. En el momento del anuncio, la novedad de hoy se ha convertido definitivamente en la mejor solución de rendimiento de su clase y en una de las ofertas más ventajosas en este rango de precios. Como siempre, el MSRP ruso es menos atractivo porque se invierten costes adicionales en él: impuestos, logística, etc.

Está claro que el tercer modelo de tarjeta de video de la familia Pascal de Nvidia salió para contrarrestar la nueva decisión de una empresa competidora AMD, que un poco antes lanzó al mercado la Radeon RX 480. difieren en precio. GeForce GTX 1060 es más cara ($ 249-299 frente a $ 199-229), pero claramente más rápida que su competidor. Y cuánto son comparables en velocidad, hablaremos de esto en las próximas partes de nuestro material.

El procesador de gráficos GP106 tiene un bus de memoria de 192 bits, por lo que la cantidad de memoria instalada en una tarjeta de video con dicho bus puede ser de 3 o 6 GB.Francamente, un valor más bajo no es suficiente en las condiciones modernas, y muchos proyectos de juegos, incluso en resolución Full HD, se encontrarán con una falta de memoria de video, lo que afectará seriamente la fluidez del renderizado. Para maximizar el rendimiento de la nueva solución en configuraciones altas, el modelo GeForce GTX 1060 fue equipado con 6 GB de memoria de video, que es suficiente para ejecutar cualquier aplicación 3D en cualquier configuración de calidad. Además, hoy en día simplemente no hay diferencia entre 6 y 8 GB, y una solución de este tipo ahorrará algo de dinero.

Lo único que nos preocupa son los rumores persistentes sobre la existencia de opciones GTX 1060 de 3GB menos costosas, que supuestamente fueron preparadas por algunos de los socios de Nvidia. Si esta es la variante GTX 1060 menos costosa, entonces no recomendamos comprar la variante de 3GB de esta placa. Pero si los rumores que se propagan confundieron la placa secreta con un modelo menos productivo en su conjunto (por ejemplo, la hipotética GTX 1050), entonces todo está en orden: para una opción notablemente menos costosa, 3 GB de memoria serán suficientes.

El valor de consumo de energía típico del nuevo producto es de 120 W, que es un 20% menos que el valor de la GTX 1070 y es igual al consumo de energía de la GeForce GTX 960 de la generación anterior, que tiene un rendimiento y capacidades mucho menores. La placa de referencia tiene el conjunto habitual de conectores para conectar dispositivos de salida de imágenes: un DVI de doble enlace, un HDMI y tres DisplayPort. Además, apareció el soporte para nuevas versiones de HDMI y DisplayPort, sobre lo que escribimos en la revisión del modelo GTX 1080.

La longitud de la placa GeForce GTX 1060 de referencia es de 9,8 pulgadas (25 cm) y, a partir de las diferencias con las versiones anteriores, notamos por separado que la GeForce GTX 1060 no es compatible con la configuración de renderizado SLI multi-GPU y no tiene un conector especial para esto. Dado que la placa consume menos energía que los modelos anteriores, se instaló un conector de alimentación externo PCI-E de 6 pines en la placa para una fuente de alimentación adicional.

Las tarjetas de video GeForce GTX 1060 aparecerán en el mercado a partir de hoy como productos de los socios de la compañía: Asus, EVGA, Gainward, Gigabyte, Innovision 3D, MSI, Palit, Zotac. También se lanzará una edición especial de la GeForce GTX 1060 Founder's Edition, producida por la propia Nvidia, en cantidades limitadas, que se venderá por 299 dólares exclusivamente en el sitio web de Nvidia y no se presentará oficialmente en Rusia. La Founder's Edition está construida con materiales y componentes de alta calidad, incluida una carcasa de aluminio, y utiliza un sistema de enfriamiento eficiente, circuitos de potencia de baja resistencia y reguladores de voltaje especialmente diseñados.

Cambios arquitectónicos

La tarjeta gráfica GeForce GTX 1060 se basa en un modelo de GPU GP106 completamente nuevo, que funcionalmente no es diferente del primogénito de la arquitectura Pascal en la forma del chip GP104, en el que se basan los modelos superiores GeForce GTX 1080 y GTX 1070. Esta arquitectura se basa en las soluciones desarrolladas en Maxwell , pero también tiene algunas diferencias funcionales, sobre las cuales escribimos en detalle en la revisión de la tarjeta de video GeForce GTX 1080 de gama alta.

El chip de video GP106 es similar en su estructura al chip Pascal de gama alta y soluciones similares de la arquitectura Maxwell, y puede encontrar datos detallados sobre el dispositivo de las GPU modernas en nuestras revisiones de soluciones anteriores de Nvidia. Al igual que las GPU anteriores, los nuevos chips de arquitectura tienen diferentes configuraciones de grupos de procesamiento de gráficos (GPC), multiprocesadores de transmisión (SM) y controladores de memoria:

La GPU GP106 contiene dos clústeres de GPC, que constan de 10 multiprocesadores de transmisión (SM), es decir, exactamente la mitad de la GP104. Como en la GPU más antigua, cada uno de los multiprocesadores contiene 128 núcleos computacionales, 8 unidades de textura TMU, 256 KB de memoria de registro, 96 KB de memoria compartida y 48 KB de caché L1. Como resultado, la GeForce GTX 1060 tiene un total de 1280 núcleos de procesamiento y 80 unidades de textura, la mitad del tamaño de la GTX 1080.

Pero el subsistema de memoria de la GeForce GTX 1060 no se ha reducido a la mitad en relación con la solución superior, contiene seis controladores de memoria de 32 bits, lo que proporciona el bus de memoria final de 192 bits.Con una frecuencia efectiva de memoria de video GDDR5 para la GeForce GTX 1060 igual a 8 GHz, el ancho de banda alcanza los 192 GB / s, lo cual es bastante bueno para una solución en este segmento de precios, especialmente dada la alta eficiencia de su uso en Pascal. Cada controlador de memoria tiene ocho ROP y 256 KB de caché L2 vinculados a cada controlador de memoria, por lo que en total la versión completa de la GPU GP106 contiene 48 ROP y 1536 KB de caché L2.

Para reducir los requisitos de ancho de banda de memoria y hacer un uso más eficiente de la arquitectura Pascal disponible, se ha mejorado aún más la compresión intra-chip sin pérdidas, que es capaz de comprimir datos en búferes, ganando un aumento en eficiencia y rendimiento. En particular, se han agregado nuevos métodos de compresión delta a los chips de la nueva familia con una relación de 4: 1 y 8: 1, proporcionando un 20% adicional a la eficiencia del ancho de banda de la memoria en comparación con las soluciones anteriores de la familia Maxwell.

La frecuencia base de la nueva GPU es igual a 1506 MHz; en principio, la frecuencia no debería caer por debajo de esta marca. El reloj de impulso típico es mucho más alto a 1708 MHz, que es el promedio del reloj real al que se ejecuta el chip gráfico GeForce GTX 1060 en una amplia variedad de juegos y aplicaciones 3D. La frecuencia real de Boost depende del juego y del entorno de prueba.

Al igual que el resto de la familia Pascal, la GeForce GTX 1060 no solo funciona a una alta velocidad de reloj, proporcionando un alto rendimiento, sino que también tiene un margen decente para el overclocking. Los primeros experimentos indican la posibilidad de lograr frecuencias del orden de 2 GHz. No es sorprendente que los socios de la compañía estén preparando, entre otras cosas, versiones con overclocking de fábrica de la tarjeta de video GTX 1060.

Entonces, el principal cambio en la nueva arquitectura fue el proceso tecnológico FinFET de 16 nm, cuyo uso en la producción de GP106 permitió aumentar significativamente la complejidad del chip manteniendo un área relativamente baja de 200 mm², por lo que este chip de la arquitectura Pascal tiene un número significativamente mayor de unidades de ejecución en comparación con el chip Maxwell de posicionamiento similar. fabricado utilizando la tecnología de proceso de 28 nm.

Si GM206 (GTX 960) con un área de 227 mm² tenía 3 mil millones de transistores y 1024 ALU, 64 TMU, 32 ROP y un bus de 128 bits, entonces la nueva GPU tenía capacidad para 4.4 mil millones de transistores, 1280 ALU en 200 mm² 80 TMU y 48 ROP con bus de 192 bits. Además, a una frecuencia casi una vez y media más alta: 1506 (1708) versus 1126 (1178) MHz. ¡Y esto con el mismo consumo de energía de 120 W! Como resultado, la GPU GP106 se convirtió en la GPU con mayor eficiencia energética. Lo más probable es que, en términos de este indicador, también supere al GP104, ya que los chips junior suelen ser más eficientes que los más complejos.

Nuevas tecnologías de Nvidia

Una de las tecnologías más interesantes de la compañía, que es compatible con la GeForce GTX 1060 y otras soluciones de la familia Pascal, es la tecnología de proyección múltiple simultánea de Nvidia. Ya escribimos sobre esta tecnología en nuestra revisión de GeForce GTX 1080, y le permite usar varias técnicas nuevas para optimizar el renderizado. En particular, para proyectar simultáneamente una imagen de realidad virtual para dos ojos a la vez, lo que aumenta significativamente la eficiencia del uso de la GPU en la realidad virtual.

Para admitir SMP, todas las GPU Pascal tienen un motor dedicado ubicado en PolyMorph Engine al final de la tubería de geometría, antes de la unidad ROP. Con su ayuda, la GPU puede proyectar simultáneamente una primitiva geométrica en varias proyecciones desde un punto, mientras que estas proyecciones pueden ser estéreo (es decir, se admiten hasta 16 o 32 proyecciones simultáneamente). Esta capacidad permite que las GPU de Pascal reproduzcan con precisión superficies curvas para el renderizado de realidad virtual, así como se muestren correctamente en sistemas de varios monitores.

Es importante destacar que la tecnología de proyección múltiple simultánea ya se está integrando en motores de juegos populares (Unreal Engine y Unity) y juegos, y hasta la fecha, se ha anunciado el soporte para la tecnología para más de 30 juegos en desarrollo, incluidos proyectos tan conocidos como Unreal Tournament. , Poolnation VR, Everest VR, Obduction, Adr1ft y Raw Data. Curiosamente, aunque Unreal Tournament no es un juego de realidad virtual, utiliza SMP para lograr mejores imágenes y mejorar el rendimiento.

Otra tecnología tan esperada es la poderosa herramienta de captura de pantalla de juegos de Nvidia Ansel.Esta herramienta te permite crear capturas de pantalla inusuales y de muy alta calidad a partir de juegos, con funciones que antes no estaban disponibles, guardarlas en muy alta resolución y complementarlas con varios efectos, y compartir tus trabajos. Ansel te permite crear literalmente una captura de pantalla de la manera que el artista quiera, lo que te permite instalar una cámara con cualquier parámetro en cualquier punto de la escena, aplicar potentes posfiltros a la imagen o incluso tomar una toma de 360 ​​grados para verla en un casco de realidad virtual.

Nvidia ha estandarizado la integración de la interfaz de usuario de Ansel en los juegos, y es tan fácil como agregar algunas líneas de código al código. No es necesario esperar a que aparezca esta función en los juegos, puedes evaluar las habilidades de Ansel ahora mismo en Mirror's Edge: Catalyst, y un poco más tarde estará disponible en Witcher 3: Wild Hunt. Además, hay muchos proyectos de juegos habilitados por Ansel en desarrollo, incluidos juegos como Fortnite, Paragon y Unreal Tournament, Obduction, The Witness, Lawbreakers, Tom Clancy's The Division, No Man's Sky y otros.

La nueva GPU GeForce GTX 1060 también es compatible con el conjunto de herramientas Nvidia VRWorks para ayudar a los desarrolladores a crear experiencias de realidad virtual inmersivas. Este paquete incluye muchas utilidades y herramientas para desarrolladores, incluido VRWorks Audio, que le permite realizar cálculos muy precisos de los reflejos de las ondas sonoras de los objetos en la escena utilizando el trazado de rayos en la GPU. El paquete también incluye integración en efectos físicos de VR y PhysX para proporcionar un comportamiento físicamente correcto de los objetos en la escena.

Uno de los juegos virtuales más brillantes para aprovechar VRWorks es VR Funhouse, un juego de realidad virtual de la propia Nvidia, disponible de forma gratuita en Valve Steam. Este juego se basa en Unreal Engine 4 (Epic Games) y se ejecuta en tarjetas gráficas GeForce GTX 1080, 1070 y 1060 junto con los auriculares HTC Vive VR. Además, el código fuente de este juego estará disponible públicamente, lo que permitirá a otros desarrolladores utilizar ideas y códigos ya preparados en sus juegos de realidad virtual. Créame, esta es una de las demostraciones más impresionantes de capacidades de realidad virtual.

Gracias también a las tecnologías SMP y VRWorks, el uso de la GPU GeForce GTX 1060 en aplicaciones de realidad virtual proporciona un rendimiento suficiente para la realidad virtual básica, y la GPU lanzada hoy cumple con el nivel mínimo de hardware requerido, incluso para SteamVR, convirtiéndose en una de las adquisiciones más exitosas. para usar en sistemas con soporte oficial de realidad virtual.

Dado que el modelo GeForce GTX 1060 se basa en el chip GP106, que de ninguna manera es inferior en capacidades al procesador de gráficos GP104, que se convirtió en la base de las modificaciones más antiguas, es compatible con absolutamente todas las tecnologías descritas por nosotros en la revisión del primogénito de la nueva línea de Nvidia. Para obtener más detalles sobre la arquitectura Pascal, así como sobre las tecnologías que admite, como unidades de procesamiento y salida de video mejoradas, compatibilidad con Async Compute, Multi-Proyección simultánea y el nuevo tipo de sincronización Fast Sync, definitivamente debería consultar este artículo.

Conclusiones sobre la parte teórica

La tarjeta gráfica GeForce GTX 1060 es el tercer modelo de una nueva línea de Nvidia, basada en GPU de la familia Pascal. El nuevo proceso tecnológico FinFET de 16 nm y las optimizaciones de la arquitectura permitieron que todas las nuevas tarjetas de video lograran una alta frecuencia de reloj y colocaran más bloques funcionales en la GPU en forma de procesadores de flujo, unidades de textura y otros, en comparación con los chips de video de la generación anterior. Es por eso que el modelo GTX 1060 lanzado hoy se ha convertido en la solución más rentable y energéticamente eficiente de su clase y en general.

Aunque Pascal repite en gran medida las soluciones de Maxwell, las nuevas GPU han realizado numerosas mejoras en la capacidad de enviar imágenes a dispositivos de visualización, mejorar la funcionalidad de las unidades de codificación y decodificación de video, mejorar la ejecución asincrónica de varios tipos de cálculos en la GPU, introducir un nuevo método de sincronización rápida, etc. También puede resaltar la compatibilidad con VRWorks, en particular VRWorks Audio: la capacidad de reproducción de sonido de alta calidad, teniendo en cuenta los numerosos reflejos de las ondas sonoras mediante el trazado de rayos de hardware.La tecnología de proyección múltiple simultánea también es muy importante para el futuro de la realidad virtual, que ayuda a aumentar el rendimiento en los sistemas de realidad virtual y a obtener la visualización correcta de escenas en sistemas de múltiples monitores.

Pero lo que es más importante, la GeForce GTX 1060 ofrece un rendimiento bastante alto y soporte para nuevas funciones y algoritmos a un precio significativamente menor en comparación con las soluciones más antiguas basadas en la GP104. El chip gráfico GP106 del nuevo modelo ofrece el mejor rendimiento y eficiencia energética de su clase. La GeForce GTX 1060 está especialmente diseñada y se adapta perfectamente a todos los juegos modernos con configuraciones de gráficos altos y máximos en una resolución de 1920x1080 e incluso con suavizado de pantalla completa habilitado por varios métodos (FXAA, MFAA o MSAA).

Para aquellos que buscan un rendimiento aún mejor con pantallas de ultra alta resolución, Nvidia tiene tarjetas gráficas GeForce GTX 1070 y GTX 1080 de gama alta que también son bastante buenas en rendimiento y eficiencia energética. Y, sin embargo, la combinación de precio bajo y rendimiento suficiente distingue a la GeForce GTX 1060 de manera bastante favorable en el contexto de las soluciones más antiguas. ¿Qué pasa con la Radeon RX 480 de la competencia? Es difícil responder a la pregunta antes de la prueba, pero teóricamente, una placa Nvidia debería ser un poco más rápida con menos complejidad y menos espacio en la GPU, sin mencionar la eficiencia energética. Es cierto que también es más caro, por lo que cada tarjeta de video tiene su propio nicho.

En las siguientes partes de nuestro artículo, evaluaremos el rendimiento de la nueva tarjeta gráfica Nvidia GeForce GTX 1060 en la práctica, comparando su velocidad con el rendimiento de los sistemas de video de un solo chip de la competencia de Nvidia y AMD. Comparemos su velocidad con el modelo anterior GeForce GTX 1080 para obtener la diferencia real entre GPU de diferentes posiciones. Antes de pasar a los puntos de referencia de juegos, veamos primero los datos de nuestro conjunto de puntos de referencia sintéticos. Nvidia GeForce GTX 1060 - Parte 2: Características de la tarjeta y puntos de referencia sintéticos →