Переход на архитектуру Maxwell обеспечил успех последней серии видеокарт GeForce. Реорганизация вычислительных блоков и ставка на энергоэффективность позволила улучшить все характеристики новых графических ускорителей, сердцем которых стали процессоры Maxwell. В сегменте настольных решений первопроходцем был видеоадаптер GeForce GTX 750 Ti. Спустя некоторое время подоспело второе поколение архитектуры в виде графического процессора GM204. На его базе были выпущены GeForce GTX 970 и GeForce GTX 980. Для решений среднего класса был разработан процессор GM206, на котором и базируется GeForce GTX 960.

Согласно нумерации GeForce GTX 960 является заменой для GeForce GTX 760, в основе которого процессор GK104 архитектуры Kepler. У обоих GPU вычислительные блоки организованы в крупные графические кластеры. У GM206 два Graphics Processing Cluster (GPC). Каждый GPC содержит четыре мультипроцессора SMM.

Блоки внутри SMM организованы в четыре вычислительных массива. Минимальной вычислительной единицей является потоковый процессор CUDA core. В SMM их всего 128, что в сумме дает 1024 потоковых ядра на весь GPU GM206. Каждый из четырех массивов внутри SMM имеют свои планировщики и управляющую логику. SMM оперирует 8 текстурными блоками с выделенным текстурным кэшом. Общий кэш L1 у одного SMM 96 КБ. есть блок обработки геометрии Polymorph Engine со специальным блоком-тесселятором.

При 1024 потоковых ядрах насчитывается еще 64 текстурных блока TMU и 32 ROP. Общий кэш L2 объемом 1 МБ, что весьма много. Когда-то топовый видеоадаптер GeForce GTX 980 на GK104 мог похвастать кэшем L2 в 512 КБ.

Шина памяти разрядностью 128 бит, это меньше в сравнении с предшественниками. Но это компенсируется новым алгоритмом кодирования цвета, что позволяет при одной пропускной способности шины передавать больше данных. В определенных условиях это преимущество может достигать пикового значения в 33%. Увеличение кэша дополнительно уменьшает количество обращений к внешней памяти.

Объем памяти при не изменился. Старые и новые видеокарты NVIDIA в этой ценовой категории оснащаются двумя гигабайтами GDDR5. Некоторые производители выпускают GeForce GTX 960 с 4 ГБ.

Процессор производится по 28-нм техпроцессу, как и более старые модели GeForce. Но благодаря прогрессивной архитектуре GeForce GTX 960 потребляет меньше электроэнергии и меньше греется. Официальный уровень TDP 120 Вт против 170 Вт у GeForce GTX 760. Это означает, что GeForce GTX 960 проще охладить, и видеокарты будут тише в работе.

Стандартная частотная формула GeForce GTX 960 1126/1178/7012 МГц, где 1126 МГц — базовое значение частоты GPU, 1178 МГц — Boost Clock, а 7012 МГц — эффективная частота памяти GDDR5. Процессор GM206 поддерживает технологию GPU Boost, которая обеспечивает баланс между производительностью, мощностью и нагревом. Базовое значение является фиксированным и гарантированным для любого самого тяжелого 3D-режима. Но процессор может ускоряться до определенного уровня, если не достигнуты ограничения по уровню потребляемой мощности или по уровню температуры. При достижении лимитов частота постепенно снижается, но не ниже базового уровня. Официальное значение Boost Clock является некоей средней величиной Boost. Видеоадаптер может работать и при более высоких частотах. В случае с современными GeForce на базе Maxwell это является справедливым почти для всех случаев. GeForce GTX 960 при базовой частоте в 1126 МГц могут работать на частотах вплоть до 1178 МГц, поддерживая такой уровень почти во всех игровых приложениях.

Второе поколение процессоров Maxwell обладает широкой поддержкой DirectX 12 на уровне Feature Level 12.1. Более старые видеокарты имеют более низкий уровень поддержки нового DirectX, в том числе и конкурентные модели от AMD. DirectX 12 лучше использует вычислительные ресурсы, позволяя поднять производительность. Обновление привнесет и новые графические возможности.

Maxwell поддерживает прогрессивный метод освещения Voxel Global Illumination (VXGI), который учитывает множество параметров рассеивания и влияния отраженного света на объекты с учетом динамических параметров.

GeForce GTX 960 поддерживает новый метод сглаживания MFAA, который использует алгоритмы MSAA, но работает быстрее. Более агрессивное сглаживание TXAA, которое дает наиболее качественное сглаживание краев, тоже в списке возможностей.

Недавно программный фукционал Панели управления NVIDIA расширился за счет добавления масштабирования изображения при помощи технологии Dynamic Super Resolution (DSR). С этой технологией можно задействовать сверхвысокие разрешения на мониторах с меньшей разрешающей способностью. В некоторых современных играх такая функция реализуется на уровне базовых настроек. И, как показало наше изучение настроек GTA 5, такое масштабирование неплохо поднимает четкость деталей.

GeForce GTX 960 предоставит полную поддержку графических технологий NVIDIA GameWorks, в том числе и PhysX-эффектов. Cреди новых направлений стоит отметить HairWorks, благодаря которому мы могли наблюдать великолепную шерсть у животных из Far Cry 4 и пышную динамическую шевелюру Геральта в Witcher 3. Но стоит понимать, уровня производительности видеокарты для таких режимов может не хватить.

Стандартная (референсная) версия выпускается в знакомом стиле — с черной «турбиной» на короткой плате. Аналогичной конструкции были GeForce GTX 760.

В продаже доминируют нереференсные модели, которые предлагают улучшенное охлаждение и повышенные рабочие частоты.

Мы попытаемся абстрагироваться от конкретных моделей и провести общее сравнение производительности, подогнав частоты всех участников к стандартному уровню. Конечной целью является получение наиболее полного представления о соотношении производительности между ближайшими по цене моделями, прямыми конкурентами и предшественниками GeForce GTX 960. Заодно проведем сравнение всех участников и при разгоне, чтобы оценить их дополнительный потенциал.

Участники тестирования

Общий список участников данного тестирования таков:

• GeForce GTX 960 2ГБ
• GeForce GTX 770 2ГБ
• GeForce GTX 760 2ГБ
• Radeon R9 280X 3ГБ
• Radeon HD 7970 3ГБ
• Radeon R9 380 2ГБ
• Radeon R9 285 2ГБ
• Radeon R9270X 2ГБ

Все технические характеристики приведены ниже в таблице. Для GeForce указан официальный уровень частот (Base и Boost Clock). Реальное значение максимума Boost отражено на итоговых диаграммах. Чтобы нивелировать небольшие различия в частотах из-за BIOS разных моделей частота GPU нашего экземпляра GTX 960 подогнана до значения в 1270 МГц. У предшественника GeForce GTX 760 частота Boost тоже слегка понижена относительно максимума — до уровня 1110 МГц.

Все участники дополнительно протестированы при разгоне, который осуществлялся при помощи MSI Afterburner. Для видеоадаптеров, которые поддерживают программное повышение рабочего напряжения, задействовалась и эта вспомогательная мера.

Ниже отражены итоговые частоты, включая максимальный Boost для GeForce:

• GeForce GTX 960 2ГБ 1352-1516/8074 МГц
• GeForce GTX 770 2ГБ 1187-1306/7806 МГц
• GeForce GTX 760 2ГБ 1107-1228/7438 МГц
• Radeon R9 280X 3ГБ 1175/7200 МГц
• Radeon R9 380 2ГБ 1090/6120 МГц
• Radeon R9 270X 2ГБ 1235/5820 МГц

Radeon HD 7970 и Radeon R9 280X по факту являются одной видеокартой при разных частотах. Младшая модель получена нами путем снижения частот до нужного уровня. Поэтому в разгоне вместо двух видеокарт указана одна. Аналогичная ситуация с Radeon R9 380 и Radeon R9 285 — одна карта при разных частотах для сравнения на стандартных частотах, одна позиция в списке участников с разгоном.

 

Тестовый стенд

• процессор: Intel Core i7-3930K @4,4 ГГц
• материнская плата: ASUS Rampage IV Formula
• память: Kingston KHX2133C11D3K4/16GX, 1866 МГц, 4x4 ГБ
• жесткий диск: Hitachi HDS721010CLA332, 1 TБ
• блок питания: Seasonic SS-750KM
• операционная система: Windows 7 Ultimate SP1 x64
• драйвер GeForce: NVIDIA GeForce 353.06
• драйвер Radeon: ATI Catalyst 15.6 и ATI Catalyst 15.7 для R9 380

Методика тестирования

Тесты проводилось при разрешении 1920x1080, которое наиболее востребовано у аудитории тестируемых видеокарт. Все тесты проведены в DirectX 11. Вначале указаны результаты тестов в синтетике, потом идут игровые приложения. На диаграммах слева указывается минимальный fps, справа средний fps.

3DMark 11

Тестирование при выборе режима Extreme 1920x1080. Слева на диаграмме обозначены GPU Score, справа общий балл

3DMark Fire Strike

Тестирование проводилось только в самом тяжелом тесте Fire Strike при выборе рабочего разрешения 1920x1080. Слева на диаграмме общий балл, а справа GPU Score.

Assassin's Creed 4: Black Flag

Тестирование проводилось при помощи утилиты Fraps. Выбран сюжетный пролог, когда герой оказавшись на пляже, начинает погоню за ассасином. Совершалась небольшая пробежка с этого момента по первых крутых скал. Выполнялось пять повторов для каждой видеокарты. Порядок действий повторялся.

Установлены максимальные настройки качества, включая мягкие тени и освещение HBAO+. Отключены только эффекты PhysX. Выбрано простое сглаживание FXAA.

Assassin’s Creed: Unity

Для тестирование снова задействована программа Fraps. В качестве тестовой сцены выбрана демонстрация штаба ассассинов (кафе Театр) на острове Сит. Это хорошая замена комплексному бечнмарку, поскольку камера облетает окрестности и комбинирует разные игровые сцены.

Установлено максимальное качество графики кроме двух параметров. Тени в простом режиме без переключения в режиму мягких теней NVIDIA PCSS, поскольку это сильно бьет по производительности видеокарт среднего уровня. Из режимов сглаживания выбрано FXAA.

Battlefield 4

Измерялась частота кадров во время небольшой пробежки на первой локации «Баку» в момент выходы на строительную площадку. Просторная территория тут сочетается с густыми зарослями по бокам тропы и насыщенными световыми эффектами, что создает очень серьезную нагрузку. Пять повторов для каждой видеокарты.

Настройки графики на Ultra при затенении HBAO и сглаживании MSAA 4x.

Crysis 3

Для тестирования выбран масштабный уровень Only Human. Совершалась небольшая пробежка от горящего вертолета по индустриальному пейзажу. Пять повторов, порядок действий повторялся.

Максимальные настройки графики (Ultra) при щадящем сглаживании SMAA, которое могут потянуть участники тестирования.

Dragon Age: Inquisition

Начало игры, небольшая пробежка до первой крупной стычки, где встречается Варик. Пять повторов, частота кадров измерялась Fraps.

Графика на максимуме, затенение HBAO и сглаживание MSAA 4x.

Dying Light

Еще одна игра, где измерения проводились Fraps. Выбран сюжетный пролог, где сохраняется неизменное время суток. Небольшая пробежка от основного штаба по городским улочкам. Шесть повторов, порядок действий повторялся.

Выбрано самое высокое качество графики, включены все дополнительные визуальные эффекты, включая эффект глубины резкости, активно сглаживание.

Far Cry 4

Для тестирования выбран эпизод побега героя в начале игре, а именно поездка на автомобиле сквозь проломленные ворота по горной дороге. Этот момент удачно походит для тестирования производительности, поскольку не предполагает случайных факторов и каких-то действий игрока. Достаточно перезапустить контрольную точку и запустить Fraps с ограничением по времени. Шесть повторов такого импровизированного бенчмарка по 41 секунде.

Настройки графики в положении Ultra. Выбраны лучи NVIDIA GodRays, с которыми картинки намного приятнее. Оставлен стандартный режим затенения SSBC, тяжелый режим мягких теней и шерсть на базе технологии NVIDIA HairWorks не активировались. Особенности этих настроек рассмотрены в отдельной статье. Выбрано сглаживание MSSA в режиме 2x.

Grand Theft Auto 5

Пять прогонов стандартного игрового бенчмарка. По умолчанию ведется учет данных по отдельным сценам, все они сохраняются в log-файле. Мы избрали иной подход, который позволит дать комплексную оценку. На основе данных по среднему fps каждой сцены вычислялся средний результат для всего бенчмарка. Минимальный fps фиксировался по итогам всего бенчмарка при помощи программы Fraps.

Все основные параметры на максимуме, сглаживание FXAA. Активны параметры в разделе дополнительных настроек при увеличении дистанции детализации и теней на 20%. Подробнее об особенностях графических настроек GTA 5 тут

Metro: Last Light

Пять повторов встроенного игрового бенчмарка для каждой видеокарты. Из-за нестабильных данных по минимальному fps от этих показателей при формировании диаграммы решено было отказаться.

Графика Very High без активации сглаживания.

Thief (2014)

Шесть повторов встроенного игрового бенчмарка для каждой видеокарты.

Максимальное качество графики, активны все дополнительные визуальные эффекты. Высокое качество сглаживания SSAA.

Total War: Attila

Пять повторов встроенного игрового бенчмарка, который моделирует масштабное сражение.

Выбраны нестандартные настройки графики, между уровнями «очень высокого» и «максимум». Опытным путем было установлено несколько критических для производительности и не сильно критических для внешнего вида параметров — качество отражений и теней на высоком уровне, сглаживание отключено, остальные настройки на максимуме. Из дополнительных эффектов активны SSAO и «зона резкости».

War Thunder

В игре несколько бенчмарков. Выбран «Танковое сражение». Пять повторов для каждой видеокарты.

Все параметры графики на максимуме, включая сглаживание. Все ползунки дальности на 100%. Все дополнительные эффекты активны.

Watch Dogs

Шесть повторов пробежки по пригородному району «Поуни». Порядок действий повторялся. Все измерения при помощи Fraps.

Самое высокое качество графики, максимальное качество текстур Ultra и сглаживание MSAA в простом режиме 2x.

Witcher 3: Wild Hunt

Сюжетный пролог. Герой с напарником скачут по дороге в селение. Этот момент выбран для измерения производительности при помощи Fraps. Пять повторов для каждой видеокарты.

Основные настройки графики в «запредельном» режиме, но полностью отключена технология HairWorks — она сильно бьет по возможностям видеокарт среднего уровня. В постобработке активны все эффекты, затенение HBAO+.

Энергопотребление

Измерялось общее энергопотребление компьютера при помощи простого прибора Cost Control 3000. В автоматических бечнмарках и Far Cry 4 велось наблюдение за показаниями. Итоговая диаграмма составлена из усредненных пиковых значений.

 

Результаты тестирования

3DMark 11

Напомним, что общий балл указан справа, а левые значения — это GPU Score, которые нас интересуют более всего.

GeForce GTX 960 демонстрирует преимущество в 11% над старым GeForce GTX 760 и даже немного обгоняет старшего конкурента от AMD — Radeon R9 280X. В разгоне GeForce GTX 960 и этот Radeon по-прежнему наравне. Начальное отставание от GeForce GTX 770 компенсируется повышением частот для GTX 960.

3DMark Fire Strike

Теперь GPU Score справа.

Ситуация в этом 3DMark иная. GeForce GTX 960 теперь немного уступает четверке старших Radeon, но уверенно обгоняет Radeon R9 270X. Если же обратить внимание не верхние результаты с разгоном, то видно, что небольшую разницу с представителями AMD можно легко компенсировать за счет повышения частот.

Assassin's Creed 4: Black Flag

Black Flag является одной из самых популярных частей сериала Assassin's Creed, поэтому результаты производительности в этой игре не теряют актуальности.

Отличные показатели у всех представителей NVIDIA. Видеоадаптер GeForce GTX 960 уступает только GeForce GTX 770. Все Radeon занимают последние позиции рейтинга.

Assassin’s Creed: Unity

Последняя часть Assassin’s Creed на обновленном движке более требовательная, но видеокарты AMD улучшают свои показатели. GeForce GTX 960 оказывается наравне с Radeon R9 285 и Radeon R9 380 при минимальном отставании от GeForce GTX 770. Игра критично относится к объемы видеопамяти, поэтому лучшие показатели у Radeon R9 280X с 3 ГБ.

Battlefield 4

Преимущество GeForce GTX 960 над GeForce GTX 760 доходит до 9% по минимальному fps. Приятно отметить минимальную разницу со старым Radeon HD 7970. И это при большем объема памяти и 384-битной шине у последнего! За счет разгона герой обзора легко наращивает производительность на 15%. С таким приростом от быстрее GeForce GTX 770 и Radeon R9 280X с заводскими частотами

Crysis 3

Игра все еще поражает красивой картинкой и серьезными системными требованиями.

GeForce GTX 960 и GeForce GTX 760 примерно на одном уровне. Аналогичные результаты у Radeon HD 7970. А вот более низкие по иерархии Radeon R9 285 и Radeon R9 380 уже немного быстрее, вероятно, за счет обновленном архитектуры. Зато при разгоне у Radeon R9 380 нет преимуществ над ускоренным GeForce GTX 960, последний даже лучше по минимальному fps. Впервые наблюдается серьезный разрыв с GeForce GTX 770 — разница в результатах 26-28%.

Dragon Age: Inquisition

Видеоадаптер GeForce GTX 960 занимает традиционную позицию по производительности между GeForce GTX 760 и GeForce GTX 770. Он немного уступает Radeon R9 285 и Radeon HD 7970, но это можно компенсировать разгоном. Повышение частот приносит ускорение до 17%.

Dying Light

Обращает на себя внимание разброс между минимальным и средним fps у видеокарт AMD. У всех моделей NVIDIA соотношение между показателями примерно одинаковое. GeForce GTX 960 в этот раз проигрывает GeForce GTX 770 лишь 2/8% (мин/средний fps), не уступая самому быстрому решению конкурента Radeon R9 280X. Кстати, это еще одна игра, для которой рекомендуется более 2 ГБ видеопамяти. И все равно старший Radeon не получает никаких преимуществ.

Far Cry 4

До 22% преимущество над GeForce GTX 760 по минимальному fps при разнице в 12% по среднему fps. От GeForce GTX 770 героя тестирования отделяет 13/16%, что легко компенсируется разгоном с ростом производительности GeForce GTX 960 на 17%. Среди видеокарт AMD в номинале только Radeon R9 280X показывает лучшие результаты, сохраняя небольшое преимущество и при разгоне. Все остальные Radeon слабее GeForce GTX 960.

Grand Theft Auto 5

Еще одна прожорливая к видеопамяти игра. С этим могут быть связаны и серьезные просадки по fps на Radeon R9 285/380, хотя причина может быть и в неудачной оптимизации видеодроайвера. Три гигабайта и шина 384 бит не делают старшие Radeon лидерами в этом тесте. GeForce GTX 960 уступает Radeon R9 280X лишь 5%, с разгоном получая ускорение на 18%. При частотах 1352-1516/8074 МГц видеоадаптер GTX 960 быстрее старшего GTX 770 с заводскими настройками.

Metro: Last Light

Тестирование проводилось без эффектов PhysX, чтобы уравнять шансы видеокарт NVIDIA и AMD.

Минимальная разница в результатах между GeForce GTX 960 и Radeon R9 380, лишь на пару процентов быстрее Radeon R9 280X. Отставание от старшего представителя NVIDIA меньше 8%. Разгон ускоряет GeForce GTX 960 на 17%.

Thief (2014)

У GeForce GTX 960 хорошее преимущество над GeForce GTX 760 и Radeon R9 270X. А вот остальные карты AMD быстрее. Выйти на такой уровень производительности традиционно помогает разгон.

Total War: Attila

Красивая картинки Total War требует серьезных ресурсов. При высоком качестве графики участникам очень тяжело выдать приемлемый fps. GeForce GTX 960 с этой задачей справляется, ни в чем не уступая Radeon R9 280X и Radeon R9 380, которые показывают лучшие результаты среди своих товарищей. При повышении частот GeForce GTX 960 даже немного обгоняет разогнанный видеоадаптер Radeon R9 280X.

War Thunder

Сильнее всего GeForce GTX 960 проигрывает GeForce GTX 770 и Radeon R9 285/380. С Radeon R9 280X и Radeon HD 7970 разница меньше. Отставание компенсируется разгоном. Рост производительности за счет повышения частот 18%.

Watch Dogs

Видеокарты с 2 ГБ демонстрируют нестабильную производительность с периодическими лагами. Это наглядно проявляется в значительной разницей по минимальному fps среди видеоадаптеров AMD. На Radeon HD 7970 и Radeon R9 280X картинка более плавная, хотя они все равно они умудряются проиграть NVIDIA GeForce GTX 770 с 2 ГБ. Среди оставшихся соперников в категории 2 ГБ лучшие результаты по минимальному fps (а значит и более плавную картинку) демонстрирует GeForce GTX 960.

Witcher 3: Wild Hunt

Последняя игра в списке тестов.

Неожиданный отрыв Radeon R9 285/380. Результаты GeForce GTX 960, GeForce GTX 770, Radeon R9 280X ниже и почти не отличаются между собой. Разгон слабо меняет баланс между этими тремя соперниками. Для Ultra-качества только повышение частот обеспечивает достаточный уровень производительности. Без разгона fps крайне низкий. Требовательным пользователям придется понижать какие-то дополнительные настройки.

Энергопотребление

Нижние данные на отражают конкретные значения энергопотребления разных видеокарт, а демонстрируют общее энергопотребление системы с разными видеокартами.

Система с GeForce GTX 960 является самой экономичной, полностью оправдывая чрезвычайно низкие официальные данные по TDP. И даже при повышении частот GeForce GTX 960 остается экономичнее GeForce GTX 760, не говоря уже о других видеокартах.

Выводы

Графическая карта GeForce GTX 960 стала отличной заменой для GeForce GTX 760, превзойдя старую модель по всем параметрам. GeForce GTX 960 производительнее и меньше греется. В своей категории GeForce GTX 960 сейчас является самым экономичным вариантом на фоне любых видеокарт. Следовательно, GeForce GTX 960 и тише в работе. Одно это делает GeForce GTX 960 лучшей покупкой для тех, кто ценит комфорт и тишину. Приятно отметить небольшое отставание от GeForce GTX 770, что легко компенсируется разгоном. И это при вдвое меньшей разрядности шины памяти! Но еще более впечатляюще выглядят результаты GeForce GTX 960 на фоне Radeon R9 280X. У такого конкурента и памяти больше, и шина 384-битная, а в некоторых играх результаты почти одинаковые. Если же сравнивать GeForce GTX 960 с более старым Radeon HD 7970, то разница еще меньше — это уже видеокарты одного уровня. Да и преимущество карт AMD в некоторых случаях обусловлено лишь большим объемом памяти. Электроэнергии они тоже потребляют больше.

Разгонный потенциал у GeForce GTX 960 весьма хороший. Если вы сторонник разгона, то легко поднимете производительность до уровня более мощных видеокарт. С учетом невысокого тепловыделения эта задача становится еще проще. Можно изначально обратить внимание на заводские OC-версии, некоторые из которых предлагают хорошее ускорение относительно рекомендованных частот.