Видеокарта – неотъемлемая часть любого компьютера и ноутбука. Помимо обработки графики и видео, видеокарта активно используется в играх, а так же профессиональных задачах – видеомонтаж, обработка графики и проектирование в CAD-приложениях. Поэтому из статьи вы узнаете об актуальных критериях, что помогут вам подобрать оптимальную видеокарту для работы и игр.
Производитель
В основе видеокарты лежит графический чип, что разрабатывают компании AMD и Nvidia.
AMD
Карты AMD обычно дешевле и на старте менее оптимизированы под игры. Поэтому количество кадров в сравнении с картами Nvidia немного ниже. Через год-два производитель выпускает обновленные драйвера, что позволяют сравниться или опередить решение конкурентов. Что касается рабочих задач, то карты AMD хорошо работают в программах, где используется фреймворк OpenCL.
Потребление питания выше, чем у карт Nvidia, но проблема решается понижением напряжения графического ядра. Причем если раньше требовалось прошивать БИОС, то с выходом новых драйверов Adrenalin 2020 пользователю станут доступны все необходимые настройки внутри фирменного ПО. Так получится снизить напряжение и энергопотребление или наоборот разогнать карту и получить дополнительный прирост производительности. Настроить скорость оборотов вентиляторов при достижении необходимой температуры.
Ещё драйвер упростит игровой процесс, обеспечит комфортные условия для захвата игрового процесса и сохранения в видео. А для стримеров удобные инструменты настройки стрима без использования стороннего софта, поскольку драйвер распространяется бесплатно и без необходимости регистрации.
Nvidia
Видеокарты Nvidia предпочтительнее для игр и работы. Оптимизация драйверов на старте позволяет достигать высоких результатов в играх, а наличие фреймворка CUDA и OpenCL – работать в более широком количестве программ с возможностью аппаратного ускорения. При этом производительность OpenCL в картах Nvidia несколько ниже, чем в картах AMD.
Фирменный драйвер GeForce Experience так же содержит внутренний оверлей для захвата игрового прогресса или другого действия с последующим сохранением в видео файл. Имеются параметры для потоковой трансляции и по оптимизации настроек игры. А вот отрегулировать производительность карты, скорость вращения вентиляторов, разгон или другие параметры невозможно. Придется ставить отдельное приложение – MSI Afterburner.
Дополнительные сложности вызывает работа внутреннего оверлея. Что бы начать пользоваться сервисом, предварительно необходимо зарегистрироваться, а после каждого обновления драйверов повторно вводить логин и пароль. Неприятности возникают, если вдруг понадобится записать видео, а приложение обнаружило обновление. В таком случае оверлей не работает или интерфейс оверлея внутри программы или игры меняется на черный цвет. Изменить или выбрать параметр в таком случае невозможно. Придется отложить дела, скачать новый драйвер, установить и перезагрузить систему. А после авторизоваться в сервисе, при условии, что окно авторизации заработает. Отсутствие необходимости регистрироваться в таком случае – весьма удобное решение.
Назначение
Все видеокарты выпускаются для решения бытовых и профессиональных задач. В бытовую категорию входят видеокарты для построения офисных компьютеров; домашних, игровых и рабочих сборок. Причем в рабочих сборках видеокарты чаще используются для несложных сцен моделирования, работы с графическими файлами, предварительная и финальная обработка видео в соответствующих редакторах. У Nvidia такие карты именуются GeForce RTX, GTX и GT. У AMD бытовые карты именуются Radeon RX.
Карты для профессиональных задач устанавливаются в рабочие станции САПР и CAD, станции для создания компьютерной графики и цифрового контента. Такие видеокарты обрабатывают сложные сцены и объекты при создании игры, фильма или построения сложной модели. У Nvidia для профессиональных задач используются видеокарты Quadro и Quadro NVS – для приложений связанных с финансами. У AMD карты такого типа именуются Radeon Pro WX.
Наиболее существенные отличия карточек двух типов – драйвера. Благодаря специальному программному обеспечению видеокарты бытового типа демонстрируют превосходные результаты в играх, но до 10 раз или более уступают картам для профессиональных задач при построении сложного объекта. Аналогичная ситуация и для карт ориентированных под работу – результаты в играх низкие, за то в рабочих приложениях результаты на высоте. Причем в картах под рабочие станции драйвера отличаются повышенной совместимостью, а так же продолжительным сроком поддержки со стороны производителя.
Помимо драйверов карточки двух типов отличаются ценой. Чем лучше характеристики, тем выше цена. Поэтому для игрового компьютера или для развлечений лучше присматривать обычную видеокарту. Если же компьютер собирается для работы в узкоспециализированных приложениях, тогда нужна соответствующая карта для рабочей станции.
Характеристики графического процессора
Графические ускорители производятся по одинаковому принципу и различаются только встроенными блоками, в основе которых микротранзисторы. Чем выше количество таких блоков, тем выше производительность видеокарты достигается в определенных задачах. Параметры графического процессора описаны на официальном сайте AMD и Nvidia. Так же в обзорах на специализированных ресурсах в программе GPU-Z.
Шейдеры
Унифицированные шейдерные блоки выполняют различные математические и геометрические операции. По числу количества шейдеров легко сравнить производительность двух видеокарт разных поколений или серий. К примеру, MSI GeForce GTX 1660 Ti Gaming X содержит 1536 блоков, а MSI GeForce GTX 1660 Gaming X только 1408 блоков, соответственно первая модель при равных частотах более производителе.
В играх шейдеры влияют на графические эффекты: общее качество картинки, блики, тени, HDR-размытие. Добавляют эффекту освещения реалистичности, определяют количество прорисовки отбрасываемых теней. Участвуют в обработке анимация движения, качества фона и моделей. Поэтому чем больше шейдреных блоков содержит видеокарта, тем выше получится достигнуть производительности при работе с графическими ресурсами. А чем выше качество шейдеров, тем выше значения настроек получится установить.
Блоки растеризации ROP и текстурирования TMU
Оба блока влияют на скорость заливки пикселей и текстур. Такие блоки используются в играх и рабочих приложениях совместно с шейдерными блоками. Например, использование фильтров постобработки, ускорение рендеринга картинки при анизотропных фильтрациях и т.д.
Тензорные ядра
Новые блоки появились в видеокартах серии RTX для ускорения расчетов при использовании искусственного интеллекта. Подробнее о технологии читайте на официальном сайте Nvidia.
RT ядра
Ещё один блок ядер для аппаратного ускорения трассировки лучей. Если ранее использовались общие ресурсы графического чипа, что сказывалось на скорости работы, то наличие отдельного блока для вычисления позволит ускорить процесс без существенной потери производительности. К примеру, в играх RT ядра обеспечат наличие качественного отражения объектов, а аналогично и в рабочих приложениях.
Скорость заполнения
Параметр указывает, с какой скоростью графический процессор отрисовывает пиксели. Используются два типа заливки: пиксельная и текстурная. Пиксельное заполнение указывает на скорость отрисовки пикселей на экране монитора
Исполнение
Все видеокарты выпускаются в референсном и не референсном или по-другому в партнерском исполнении.
Референсное исполнение представляет собой образцовый дизайн выполненный производителем графического чипа – AMD и Nvidia. Обычно референсная видеокарта выполнена по упрощенной схеме и содержит только компоненты, необходимые для полноценной работы. Простая система охлаждения, чаще в виде радиатора продуваемого вентилятором турбинного типа с высоким акустическим шумом. Часто первыми в продажу попадают референсные видеокарты, рассчитанные на энтузиастов, что готовы первыми опробовать новинку.
Партнерское исполнение – модификация первоначального эталона, представленного AMD и Nvidia. В качестве партнеров выступают различные бренды электроники: MSI, Gigabyte, Palit, Sapphire и т.д. Изначально партнеры помогали распространять новые видеокарты за счет собственного производства. Позднее бренды стали основными поставщиками видеокарт, тогда как производители кристаллов фактически не занимаются производством видеокарт референсного типа.
Важное отличие партнерского исполнения – широкая вариативность с пропорциональным увеличением цены. Помимо базового типа доступны партнерские видеокарты упрощенного варианта и версии ориентированные для игр. Упрощение главным образом влияет на количество компонентов на печатной плате, например, меньше количество цепей питания. В виде охлаждения используется радиатор с меньшей способностью рассеивания избыточного тепла и 2, чаще 1 вентилятор с высокими оборотами и соответствующим акустическим шумом. А вот игровые версии в рамках определенного графического чипа оснащены улучшенной системой охлаждения, большим количеством фаз или качественными компонентами. В совокупности качественное охлаждение и элементная база обеспечивают стабильную работу под нагрузкой, исключают перегрев, а иногда содержат определенный запас под разгон.
Выбирать лучше видеокарты партнерского исполнения в виду лучших показателей в сравнении с референсным дизайном.
Питание
Для работы видеокарты требуется определенное количество энергии, причем количество пропорциональное нагрузке. Так в простое требуется до 10% всей мощности, а в играх или других высоких нагрузках потребление возрастает до 100%. Поэтому для обеспечения питания важно использовать качественный и стабильный блок питания. Причем важно, что бы источник питания выдавал необходимое количество энергии. Поэтому к каждой видеокарте производители указывают рекомендуемую мощность блока питания с запасом. Информация содержится на упаковке и на странице товара официального сайта.
Разъем подключения
Маломощные видеокарты с потреблением энергии до 75 Вт часто не оснащаются разъемом дополнительного питания. Необходимое питание поступает через разъем PCI. Для карт с потреблением до 150 Вт обычно используется 6-пиновый разъем дополнительного питания. Разъем дополнительного питания на 8-пин встречается на картах с потреблением выше 150 Вт. А для карт, где требуется больше 200-250 Вт, имеются разъемы 8+6 или 8+8-пин. Причем видеокарты с двумя разъемами для дополнительного питания не станут работать, пока оба порта не будут подключены.
Фазы питания
Каждая видеокарта содержит блок регуляторов напряжения или по-другому VRM. Задача регуляторов – преобразование и понижение напряжения с 12 Вольт скажем до 1.2 Вольта или меньше для последующей подачи на ядро графического чипа. Аналогично и с видеопамятью.
Блок регуляторов напряжения состоит из нескольких фаз. Каждая фаза включает дроссель, пару полевых транзисторов – MOSFET и конденсатор. В бюджетных видеокартах часто встречаются схемы 1+3, где одна фаза используется для преобразования напряжения для памяти, а 3 оставшиеся фазы отведены под графический чип. В игровых видеокартах обычно используется схема 1+5 или 1+7.
Количество фаз определяет стабильность работы и долговечность работы видеокарты. Поскольку чем больше фаз, тем лучше распределение нагрузки и меньше тепловыделение. К примеру, при потреблении видеокартой 150 Вт, в 4-фазной конфигурации на каждую фазу приходится до 37,5 Вт. А в 8-фазной конфигурации та же мощность на каждую фазу составит 18,75 Вт. Соответственно в одинаковых сценариях работы температурные показатели обеих видеокарт будут отличаться.
Кроме того при понижении напряжения возникают пульсации, что негативно влияют на работоспособность видеокарты. Наличие в фазах питания дросселей и конденсаторов позволяют сгладить пульсации и обеспечить равномерную подачу питания на ядро видеокарты. Поэтому чем больше фаз, тем эффективнее сглаживание и дольше ресурс работы компонентов в фазах. Поскольку ресурс тех же конденсаторов закончится быстрее при малом количестве фаз. А ещё чем больше фаз питания, тем эффективнее и стабильнее работает видеокарта в разогнанном состоянии.
К сожалению, производители редко указывают количество фаз и/или наименование используемых компонентов. Поэтому перед выбором определенной карты важно просмотреть обзоры плат в разобранном состоянии, что бы оценить количество распаянных компонентов.
Для лучшего понимания вопроса рассмотрим три однотипные видеокарты разных производителей: ASUS ROG STRIX GeForce RTX 2070 Super, GIGABYTE GeForce RTX 2070 Super Gaming OC и MSI GeForce RTX 2070 Super Ventus.
В ASUS ROG STRIX GeForce RTX 2070 Super для графического процессора выделены 10 фаз и ещё 2 фазы для памяти. Причем распаяны на плате все элементы. В номинальном режиме частота графического чипа составляет 2010 МГц, а в разгоне 2115 МГц.
В GIGABYTE GeForce RTX 2070 Super Gaming OC суммарно 10 фаз – 8 на графический процессор и 2 на память. При этом на плате распаяны не все элементы и экономия на компонентах видна при визуальном осмотре. При этом частоты GPU составили 2010 МГц в номинале и 2100 МГц в разгоне.
В MSI GeForce RTX 2070 Super Ventus подсистема питания состоит из 6 фаз для GPU и 2 фаз для памяти. Распаяны все компоненты на плате. Частота в номинале 1995 МГц, а в разгоне 2085 МГц.
Система охлаждения
В процессе работы графический чип, память, фазы питания и некоторые другие компоненты нагреваются, поэтому избыточное тепло требуется отводить. Для этой цели используется одна из трех систем охлаждения:
- Пассивная.
- Активная.
- Гибридная.
Пассивное охлаждение
Под пассивной системой охлаждения следует понимать металлический радиатор чаще из алюминия, реже в сочетании с медью, медными или медно-никелевыми тепловыми трубками. Преимущество такого охлаждения – 100 % тишина ввиду отсутствия движущихся элементов. Недостаток – низкая производительность. Поэтому пассивное охлаждение чаще встречается в бюджетных видеокартах для офиса с низкими нагрузками.
Активное охлаждение
В категорию активного охлаждения входит СЖО или система жидкостного охлаждения. Такая система представляет собой помпу, что крепится непосредственно к кристаллу видеокарты и радиатора с трубками. В процессе работы внутри такой системы происходит циркуляция воды или другой жидкости: прохладная вода при контакте с теплопередающей поверхностью забирает тепло, после чего отправляется в радиатор для охлаждения, а после процесс повторяется вновь.
Преимущество СЖО в высокой эффективности и низком акустическом шуме, поскольку вентиляторы на радиаторе работают на низких оборотах, а массивного количества ребер на радиаторе достаточно, что бы остудить воду. Так же низкая температура и высокий разгонный потенциал. Из недостатков – высокая стоимость СЖО при замене штатной системы охлаждения. Ещё необходимость регулярного обслуживания – чистки помпы, шлангов и радиатора. Без обслуживания помпа забивается и работает малоэффективно, а в случае повреждения шлагов вода зальет электронные компоненты, что приведет к поломке части или всего ПК.
Гибридное охлаждение
Наиболее распространенная система охлаждения – сочетание радиатора и вентиляторов. Дешевые варианты представляют собой обычный алюминиевый радиатор, обдуваемый 1-2 вентиляторами. Качественные системы охлаждения включают в радиатор до 6ти медных тепловых трубок для эффективного отвода тепла, в сочетании чаще 2-3 вентиляторов. При выборе желательно вариант с радиатором, где 3-4 или более тепловых трубок и 2, а лучше 3 вентилятора.
Преимущество гибридного охлаждения – цена и широкий выбор. К примеру, разница в цене между GIGABYTE GeForce RTX 2080 SUPER WINDFORCE OC 8G и GIGABYTE GeForce RTX 2080 Super 8GB AORUS на момент написания статьи составляет 141 USD. Основные характеристики двух видеокарт сопоставимы, но вариант с водяным охлаждением обойдется дороже. А в плане выбора на рынке найдется до 20 видеокарт с СЖО, что в 30-40 раз меньше количества видеокарт с гибридным охлаждением. Так же наличие массивного радиатора, что примыкает к цепям питания и памяти способствует эффективному охлаждению. Кроме того отсутствие воды исключает вероятность повреждения электронных компонентов и требуется реже обслуживать систему охлаждения.
Из недостатков – шум вентиляторов при высокой скорости оборотов. Ниже разгонный потенциал в сравнении с СЖО. Ещё память и фазы питания не примыкают к радиатору напрямую, а через силиконовые вкладыши, что через 2-3 года работы часто протекают и могут вызывать короткое замыкание. Поэтому по окончанию гарантийного срока вкладыши лучше заменить.
Бэкплейт
Под бэкплейтом следует понимать пластину жесткости тыльной стороны видеокарты, что предотвращает перекос длинных видеокарт, что часто приводит к преждевременному выходу из строя. Так же пластина помогает удерживать массивные радиаторы и пластиковый кожух с вентиляторами. А ещё бекплейт служит дополнительной защитой на случай падения плохо закрепленных элементов внутри корпуса. К примеру, выпавшая из рук отвертка во время внутренних работ не нанесет заметного вреда, сбив SMD компонент на плате. А пролитая вода из СЖО процессора с некоторой вероятностью стечет по кожуху и не закоротит видеокарту.
Изготавливается бэкплейт из пластика и металла. Металлическая пластина предпочтительнее, так как позволит дополнительно отводить избыточное тепло, чего нельзя сказать о пластиковой пластине, где теплоотдача хуже.
В большинство современных видеокарт производители устанавливают бекплейт, исключения – видеокарты бюджетного уровня или решения, где производитель рассчитывает на дополнительное снижение себестоимости конечного продукта. Так же некоторые модели видеокарт содержат один или несколько каркасов для увеличения жесткости и/или для дополнительного охлаждения силовых элементов.
Видеопамять
Объем
Для обработки данных, хранения текстур и прочих файлов используется оперативная память видеокарты, что именуется как видеопамять. Такая память распаяна рядом с графическим чипом, а скорость работы превышает скорость обычной оперативной памяти. Кроме того наличие распаянной видеопамяти снижает задержки за счет уменьшения частоты обращения к оперативной памяти. Исключение, когда собственного буфера памяти не хватает, поэтому часть текстур и прочих данных требуется хранить в обычной оперативной памяти. В таком случае скорость работы приложения снижается.
Если видеокарта рассматривается для игр, то требуемый объем видеопамяти пропорционален графическим настройкам. Поэтому что бы играть с настройками «Ультра» и рассматривать качественные текстуры требуется больше памяти. Оптимальный объем памяти в конце 2019 года – 6 и 8 ГБ. Причем 8 или более гигабайт видеопамяти понадобятся только для нескольких игр, например Resident Evil 2 remake, где при установке всех настроек на максимум может понадобиться до 14 ГБ видеопамяти, исходя из показаний в настройках игры. Большинству же игр в Full HD разрешении хватает до 4 или до 6 ГБ видеопамяти. Поэтому минимальный объем составляет 4 ГБ, оптимум 6 ГБ, а с запасом 8 ГБ.
А вот для запуска игр в разрешении 4К требуется минимум 6 ГБ видеопамяти, а лучше 8 иначе видеобуфера в большинстве игр попросту не хватит и часть данных система перенесет в медленную оперативную память. А что бы гарантировано играть на максимальных настройках в разрешении 4К потребуется 11 ГБ видеопамяти.
Тип видеопамяти
В видеокартах используется оперативная память типа GDDR. В сравнении с DDR, используемой в планках оперативной памяти, GDDR характеризуется увеличенной пропускной способностью. Ещё память GDDR изначально работает на увеличенных тактовых частотах, что объясняется необходимостью повышенной работы с графическими и другими данными. А ещё у GDDR памяти меньше тепловыделение и энергопотребления на одинаковой частоте с DDR.
Современные видеокарты выпускаются ас памятью GDDR5, GDDR5X, GDDR6 и HBM2. Последняя к слову используется только в AMD картах и сопоставима по скорости с GDDR6. При этом HBM2 перспективнее в плане масштабирования. Что касается выбора, то наличие более современного типа памяти обеспечивает наибольшую скорость работы за счет увеличенной частоты работы. Например, частота GDDR5 – до 8500 МГц, а GDDR6 – до 14000 МГц.
Шина памяти
Ширина шины влияет на пропускную способность памяти и определяет, какое количество информации будет передано из видеопамяти в графический процессор и обратно за единицу времени – такт. Для памяти GDDR максимальная ширина шины 512 бит. Ввиду сложности разводки производители выпускают больше моделей с шиной 192 и 256 бит, что весьма актуальный выбор для карт среднего и высокого ценового диапазона. Для бюджетных решений 128 бит минимум.
Шина в 512 бит или более только у карт AMD с HBM2 памятью. При этом в играх значительного прироста производительности не наблюдается в сравнении с картами, где шина 256 бит, разве что при разрешении 4К. А вот в рабочих станциях, где требуется высокая пропускная способность памяти, HDM2 поможет существенно ускорить процесс расчетов в определенных приложениях.
Габариты
При выборе видеокарты следует руководствоваться доступной длиной установки внутри системного блока. Длинные карты с тремя вентиляторами часто упираются в отсеки жестких дисков или не помещаются в корпусе. Поэтому следует сопоставить размер будущей карты с максимально поддерживаемым размером карты корпуса системного блока.
Разъемы внешнего подключения
Учитывайте наличие подходящих разъемов на карте для подключения мониторов и телевизоров. Либо же заранее купите совместимый переходник. К примеру, купленная видеокарта GTX1660 и кабель DVI- DisplayPort «подружится» не смогли. Как оказалось в купленном кабеле отсутствует необходимый преобразователь. Решить проблему удалось кабелем HDMI-DVI, а для подключения второго монитора – кабелем DisplayPort-HDMI.
Краткий итог
- Карты Nvidia предпочтительны для игр и работы ввиду широкой поддержки. Видеокарты AMD до выхода драйверов в играх демонстрируют результаты ниже, вопрос работы завязан на совместимом софте и определенных задачах, с чем карты AMD справляются лучше аналогов Nvidia.
- Для игр, развлечений и не требовательных задач лучше подойдут обычные потребительские видеокарты. С решением требовательных задач лучше справятся профессиональные видеокарты.
- Количество шейдерных и прочих блоков определяет производительность видеокарты. Поэтому чем больше вычислительных блоков, тем выше скорость обработки в играх и рабочих приложениях.
- Партнерское исполнение видеокарты обычно лучше референсного дизайна как в плане акустического шума, так и производительности.
- Для питания видеокарт требуется качественный блок питания, отвечающий минимальным требованиям, указанным на коробке или на сайте производителя. Чем больше фаз питания, тем дольше и стабильнее проработает видеокарта. Узнать количество и качество фаз можно только в обзорах, где представлена плата видеокарты без системы охлаждения.
- В качестве охлаждения лучше отдать предпочтение гибридной системе в сочетании массивного радиатора и пары вентиляторов. Наилучший вариант – радиатор на 3 или более тепловых трубок, 2 или 3 вентилятора.
- Бэкплейт на тыльной стороне видеокарты исключает перегиб видеокарты, предотвращает механические повреждения, а пластина из металла служит дополнительным источником для рассеивания избыточного тепла. Наличие внутренней пластины жесткости приветствуется, поскольку повышается прочность конструкции и/или дополнительно отводится тепло от силовых элементов.
- Рациональный объем видеопамяти 6-8 ГБ для игр в FullHD, 8-11 ГБ в разрешении 4К. Поскольку по мере увеличения качества настроек и разрешающей способности – растет потребление оперативной памяти. Чем современнее тип памяти, тем выше частота и пропускная способность. Для игр желательно ориентироваться на GDDR6 тип, HBM2 лучше в рабочих операциях. Оптимальная ширина шины не ниже 192 или 256 бит.
Вывод
Руководство по выбору видеокарты содержит полезные рекомендации при выборе графического адаптера. Детальное объяснение каждого критерия позволит разобраться и определится с выбором, как для игр, так и использования в рабочих приложениях. Что касается модельного ряда то для игр в FullHD рационально рассматривать видеокарты не ниже уровня Nvidia GTX1660/1660 Super и AMD RX580/RX590/RX5500XT. Для QUAD HD рационально рассматривать модели Nvidia RTX2070/RTX2070 Super и AMD RX5700/RX5700XT. Для 4К — Nvidia RTX2080 Ti.
Под рабочие приложения стоит рассматривать карты Nvidia Quadro или Radeon Pro WX. Для лучшей совместимости предварительно стоит уточнить, карта какого производителя лучше справится в используемых программах. Например, у производителя софта или на профильных форумах.
Какие у вас имеются вопросы? Оставляйте вопросы в комментариях под статьей. Так же напишите, какой бренд вам больше всего симпатизирует и почему.