Обзор видеокарты NVIDIA GeForce RTX 4080: шаг вперед и два назад

Флагманский представитель 40-й серии GeForce — RTX 4090

— занял место в ряду самых впечатляющих релизов NVIDIA наравне с такими легендами, как GeForce GTX 980 Ti и GTX 1080 Ti. Благодаря тому, что создатели архитектуры Ada поставили во главу угла энергоэффективность и вычислительную мощность GPU, RTX 4090 совершил настоящий прорыв в игровой производительности, опередив 90-ю модель прошлого поколения на 62–72 %. В большинстве тайтлов ему даже не требуется масштабирование кадров для того, чтобы получить фреймрейт выше 60 FPS в 4К с рейтрейсингом. А главное, отношение быстродействия к цене тоже двинулось вверх по сравнению со старшими представителями 30-й серии. Тем не менее даже при рекомендованной стоимости $1 599 без учета ажиотажных накруток (в этот раз наверняка кратковременных) GeForce RTX 4090 чрезвычайно дорог. Мы посоветовали не спешить с покупкой, ведь обычно топовые модели не самые выгодные. Но после знакомства с RTX 4080 складывается впечатление, что придется подождать еще немного.

Технические характеристики, цены

В основе новых потребительских видеокарт NVIDIA лежит кремний Ada Lovelace, который производится силами тайваньской TSMC по техпроцессу 4N. Последний, вопреки названию, является разновидностью 5-нанометрового узла N5, заточенной специально под «зеленые» чипы. Тем не менее переход с нормы 8 нм, которой NVIDIA пользовалась ранее, обеспечил колоссальный рост плотности транзисторов и позволил создать такой графический процессор, как AD102 — его компонентный бюджет составляет ни много ни мало 76,3 млрд транзисторов. Именно на масштабе, а также высоких тактовых частотах зиждется производительность чипов Ada, ведь по сравнению с Ampere архитектура «зеленых» GPU не претерпела больших структурных изменений. Можно подчеркнуть лишь увеличенную пропускную способность блоков рейтрейсинга, тензорных ядер и возможность кодирования видео AV1 силами выделенного ASIC. В остальном Ada является продуктом экстенсивного развития — настолько, что инженеры NVIDIA пренебрегли двумя ожидаемыми функциями: поддержкой PCI Express пятого поколения и выходами DisplayPort 2.0.

Как бы то ни было, если судить по достижениям флагманского GeForce RTX 4090, вклад в чистую производительность GPU окупился сполна. Однако побочным эффектом чрезвычайно высокой вычислительной мощности стало то, что даже передовые десктопные CPU не в состоянии раскрыть потенциал RTX 4090 в любых режимах, кроме игры на 4К-экране (и лучше еще и с трассировкой лучей). Решение проблемы было найдено в алгоритме DLSS версии 3.0, который не только масштабирует кадры, прошедшие полный конвейер рендеринга, но и генерирует промежуточные при помощи оптического потока — специально для этого блок Optical Flow в чипах Ada был усилен, а с GPU прошлого поколения (по крайней мере формально) DLSS 3.0 не совместим.

Ключевые признаки и некоторые другие, не столь заметные нововведения архитектуры Ada Lovelace мы обсуждали подробно в обзоре GeForce RTX 4090. Сегодня же сосредоточимся на характеристиках и производительности второй по старшинству модели серии, GeForce RTX 4080.

В отличие от 30-й серии, вся верхушка которой укомплектована кристаллами GA102, 80-я и 90-е позиции нового поколения опираются на разные графические процессоры: AD102 и AD103 соответственно. Чип второго эшелона содержит всего лишь 62 % компонентного бюджета AD102 — 45,9 млрд транзисторов, что, тем не менее, на 62 % больше, чем у крупнейшего чипа Ampere — GA102. При этом AD103 полностью копирует формулу основных вычислительных блоков GA102: 84 потоковых мультипроцессора и, соответственно, 10 752 CUDA-ядра стандартной точности, а также 256 блоков наложения текстур и 112 блоков операций растеризации. Значительная часть дополнительных транзисторов ушла на массивный кеш второго уровня, объем которого в AD103 составляет 64 Мбайт. Таким образом создатели Ada уменьшили требования к пропускной способности VRAM — в результате AD103 довольствуется нехарактерно узкой для мощных видеокарт 256-битной шиной памяти.

В GeForce RTX 4080 не используется полностью функциональный кристалл AD103: чип урезали на 8 SM, оставив в распоряжении пользователя 9 728 CUDA-ядер FP32, 304 текстурных блока и 112 ROP. Таким образом, по формуле GPU новинка оказалась в промежутке между GeForce RTX 3080 и RTX 3080 Ti, однако благодаря чрезвычайно высоким тактовым частотам (консервативный параметр Boost Clock составляет 2 505 МГц) по теоретической вычислительной мощности RTX 4080 превосходит не только RTX 3080 (на 64 %), но и даже RTX 3090 Ti (на 34 %).

Локальная память GeForce RTX 4080 набрана микросхемами GDDR6X с номиналом 22,4 Гбит/с (выше, чем 21 Гбит/с у GeForce RTX 4090) но в связи с узкой 256-битной шиной общая пропускная способность VRAM оказалась даже ниже, чем у GeForce RTX 3080, — что и должен компенсировать большой кеш второго уровня. Объем памяти, напротив, составляет достаточные всем современным играм и многим рабочим задачам 16 Гбайт.

80-е модели 30-го и 40-го семейства рассчитаны на одинаковую потребляемую мощность в пределах 320 Вт, при том что GeForce RTX 3090 Ti и GeForce RTX 4090 расходуют вплоть до 450 Вт. Как следствие, GeForce RTX 4080 не только сулит большую абсолютную производительность, чем любая видеокарта прошлого поколения, но и в то же время превосходит их по быстродействию на ватт. А вот преимущество новинки в игровых FPS на доллар стоимости под сомнением, ведь несмотря на то, что RTX 4080 основан на GPU второго эшелона, ему назначили такую же рекомендованную цену, как RTX 3080 Ti, — $1 199, а RTX 3080 и вовсе намеревались продавать за $699. Конечно, большую часть своего жизненного цикла ускорители 30-й серии не были доступны по MSRP из-за повышенного спроса и дефицита полупроводников, но получается, что теперь NVIDIA возвела цену кризисного периода в норму, а для геймерской 80-й модели это более чувствительное изменение, чем для просьюмерского ускорителя RTX 4090.

Что касается российского рынка, то на старте продаж GeForce RTX 4080 отдавали как минимум за 103 999 руб., в то время как стоимость RTX 4090 в данный момент составляет 157 787 руб. и выше.

Palit GeForce RTX 4080 GameRock OC: конструкция

Рассмотрим GeForce RTX 4080 на примере видеокарты, которая, собственно, и является одной из самых доступных версий новинки в России. Хотя потребляемая мощность предтоповой модели на целых 130 Вт меньше, чем у RTX 4090, на вид Palit GeForce RTX 4080 GameRock OC трудно отличить от старшего устройства под маркой GameRock. Ускоритель также занимает в корпусе ПК четыре слота расширения, насчитывает почти 33 см в длину и 138 в высоту, а весит чуть меньше 2 кг.

Систему охлаждения GameRock OC обслуживают три вентилятора диаметром 90 мм. Всю фронтальную панель кожуха занимает прозрачная накладка с рельефом, имитирующим хрустальную друзу, через которую сияют разноцветные LED. На торце видеокарты подсвечены надписи «GameRock» и «GeForce RTX », а паттерн работы светодиодов настраивается фирменной программой ThunderMaster. Однако Palit предлагает альтернативную модификацию GeForce RTX 4080 с пометкой OmniBlack, у которой все кристаллы черные, а подсветки нет.

Обратная поверхность печатной платы защищена металлической пластиной с отверстиями, через которые радиатор продувается насквозь. При низкой загрузке и температуре GPU видеокарта охлаждается пассивно.

Сам радиатор GeForce RTX 4080 GameRock OC устроен так же, как у RTX 4090 той же серии, с одним отличием: место испарительной камеры занимает никелированная медная площадка. К теплосъемнику примыкает не только кристалл графического процессора, но и микросхемы памяти GDDR6X, хотя чипы емкостью 16 Гбит нагреваются значительно меньше своих предшественников, которые NVIDIA использовала в ускорителях 30-й серии. Отдельные плоские выступы радиатора прижаты к силовым каскадам и дросселям VRM, а тепло по радиатору распределяют восемь термотрубок.

Толстая рамка, заложенная по периметру PCB, обеспечивает всей конструкции жесткость, однако к видеокарте прилагается еще и сборная подпорка. Другая деталь в комплекте поставки — кабель для синхронизации внешней светодиодной подсветки. Как и GeForce RTX 4090, предтоповая модель питается через разъем 12VHPWR. К блокам питания нового образца ее можно подключить напрямую, а старым нужен переходник — в данном случае с трех восьмиконтактных разъемов на один 12VHPWR.

Palit GeForce RTX 4080 GameRock OC: печатная плата

PCB для GeForce RTX 4080 в исполнении Palit имеет такие же размеры, как плата GeForce RTX 4090 GameRock, и такую же разводку под VRM графического процессора, которая предусматривает вплоть до 24 фаз питания. Однако задействованы лишь 15 фаз, а регулятор напряжения видеопамяти изначально задуман как трехфазный. В обоих VRM используются силовые каскады OnSemi NCP302150 с номинальным током 50 А. В остальном видеокарта довольствуется упрощенной элементной базой: фазы VRM графического процессора подключены параллельно к восьмифазному ШИМ-контроллеру uPI uP9512R, а на входе и выходе фаз установлены конденсаторы сквозного монтажа вместо более дорогих SMD.

Микросхемы памяти GDDR6X производства Micron рассчитаны на пропускную способность 24 Гбит/с, то есть больше положенных GeForce RTX 4080 22,4 Гбит/с, а значит, наверняка поддаются эффективному разгону.

Видеокарта имеет две микросхемы BIOS. «Тихая» прошивка устанавливает тактовые частоты, максимально приближенные к спецификациям NVIDIA — 2 205/2 505 МГц, — и не позволяет увеличить резерв мощности сверх номинальных 340 Вт. «Производительный» BIOS задействует фабричный разгон до 2 205/2 640 МГц, а TBP поддается регулировке в пределах 400 Вт. Тем не менее дальнейшие тесты мы провели с использованием «тихого» BIOS, чтобы продемонстрировать референсную производительность GeForce RTX 4080.