GeForce GTX 680: MSI N680GTX Lightning 2 Гбайт

Очередная «молниеносная» видеокарта MSI вобрала в себя всё лучшее, что только можно себе представить. Подробный обзор и тестирование в актуальных бенчмарках и играх, включая новую Sleeping Dogs, — в сегодняшнем материале

Введение

В ассортименте выпускаемых компанией Micro-Star Int'l Co., Ltd. видеокарт, не считая логичного разделения на продукты AMD и NVIDIA, существуют четыре отдельные линейки, различающиеся ценой и имеющие свои особенности. Удобная схема позволяет увидеть все различия между ними сразу:

Как по ней видно, апофеозом всех выпускаемых видеокарт MSI является серия Lightning, вобравшая в себя всё лучшее, что смогли придумать и реализовать инженеры этой компании. Встречаем MSI N680GTX Lightning!

Технические характеристики

Технические характеристики видеокарты MSI приведены в таблице в сравнении с эталонной видеокартой NVIDIA GeForce GTX 680: 

Наименование технических характеристик		MSI N680GTX Lightning	NVIDIA GeForce GTX 680
Графический процессор		GK104 Kepler (TSMC)	GK104 Kepler (TSMC)
Техпроцесс, нм		28 (low-k)	28 (low-k)
Площадь кристалла, мм2		294	294
Число транзисторов, млн		3540	3540
Частота графического процессора, МГц	3D	1111 (1176 — boost)	1006 (1058 — boost)
	2D	324	324
Число унифицированных шейдерных процессоров, шт.		1536	1536
Число текстурных блоков, шт.		128	128
Число блоков растровых операций (ROPs), шт.		32	32
Теоретическая максимальная скорость закраски, Гпикс./с		35,6	32,2
Теоретическая максимальная скорость выборки текстур, Гтекс./с		142,2	128,8
Поддержка версии Pixel Shaders / Vertex Shaders		5.0 / 5.0	5.0 / 5.0
Тип поддерживаемой памяти		GDDR5	GDDR5
Разрядность шины обмена с памятью, бит		256	256
Эффективная частота работы видеопамяти, МГц	3D	6008	6008
	2D	648	648
Объем памяти, Мбайт		2048	2048
Полоса пропускания видеопамяти, Гбайт/с		192,3	192,3
Пиковая потребляемая мощность в 3D режиме работы, Вт	3D	195	195
	2D	н/д	н/д
Требования к мощности блока питания, Вт		550	550
Размеры видеокарты, мм (ДхВхТ)		300х125х49	254х100х38
Интерфейс		PCI-Express x16 (v3.0)	PCI-Express x16 (v3.0)
Выходы		DVI-I+DVI-D (Dual-Link), 1 x HDMI v1.4a, 1 x DisplayPort v1.2	DVI-I+DVI-D (Dual-Link), 1 x HDMI v1.4a, 1 x DisplayPort v1.2
Рекомендованная/минимальная розничная стоимость, долларов США		599 / 599	499 / 489

Упаковка и комплектация

Видеокарта поставляется в большой картонной коробке с изображением истребителя на лицевой стороне и подробной информацией о продукте и технологиях, применённых в нём, — на обратной:

Верхняя часть коробки раскрывается и знакомит потенциальных покупателей с особенностями графического ускорителя, а также позволяет взглянуть на видеокарту сквозь прозрачное окошко:

В комплект поставки входят переходник DVI→D-Sub, два переходника питания с шестиконтактных разъёмов на восьмиконтактные, соединительный SLI-мостик, три кабеля для измерения ключевых напряжений, диск с драйверами и утилитами, инструкция по установке, рекламный буклет, а также сертификат качества и стабильности MSI Military Class III:

Выпускается MSI N680GTX Lightning в Китае. Гарантийный срок составляет три года, а розничная стоимость начинается с 599 долларов США, что на 100 долларов США дороже, чем стоят обычные GeForce GTX 680. Давайте узнаем, что вошло в эту дополнительную сумму.

Особенности

Внешне отличить новинку от вышедшей весной MSI R7970 Lightning почти невозможно — выглядит она точно так же и имеет точно такие же размеры 300х125х49 мм:

Контрастирующие с чёрным кожухом серебристые логотипы MSI, Twin Frozr IV и Lightning, а также ярко-желтые полосы в его верхней части делают видеокарту очень привлекательной и можно даже сказать — притягательной.
MSI N680GTX Lightning оснащается двумя DVI-выходами (оба Dual Link), одним выходом HDMI версии 1.4а и одним выходом DisplayPort версии 1.2:

Как видите, контакты выходов имеют золотое напыление. Похвально, что даже в таких мелочах MSI старается быть лучше конкурентов.
Два разъёма MIO для создания различных SLI-конфигураций размещены в верхней части печатной платы видеокарты, у её выходов (то есть стандартным образом):

А вот стандартные шести- и восьмиконтактные разъёмы питания инженеры заменили двумя восьмиконтактными, чтобы обеспечить необходимый запас тока при работе на повышенных частотах. При этом рекомендуемая мощность блока питания для системы с одной такой видеокартой заявлена на отметке 550 ватт, что соответствует спецификациям эталонной NVIDIA GeForce GTX 680.
Несмотря на свою массивность, фирменная система охлаждения MSI Twin Frozr IV крепится всего четырьмя винтами по периметру графического процессора, поэтому снимается она довольно легко. Можно приступать к изучению печатной платы, правда, до этого ещё придется отвернуть теплораспределитель, который закрывает фактически всю лицевую сторону PCB:

Печатная плата MSI N680GTX Lightning во многом схожа с оной у другой «молнии» — MSI R7970 Lightning. При первом взгляде кажется, что на неё просто посадили другой графический процессор:

Хотя на самом деле отличий здесь предостаточно.
В состав уникальной 12-фазной (!) системы питания входят позолоченные дроссели Golden SSC (Solid State Choke), силовые транзисторы CopperMOS, конденсаторы с твердотельным электролитом Dark Solid CAP, а также конденсаторы Hi-c CAP с танталовым ядром.

У каждой фазы есть свой световой индикатор в виде синих светодиодов на обратной стороне печатной платы.
Изумительно — для тех, кто понимает, — выглядят на печатной плате позолоченные дроссели SSC:

Но это отнюдь не «находка маркетологов» (хотя и в этом плане она отрабатывает на все 100%). Golden SSC обеспечивают более высокие и стабильные напряжения, а также надёжную защиту по току при высоких нагрузках. Добавим, что печатная плата выполнена по запатентованной MSI технологии LPL (Lightning Power Layer), когда число токопроводящих слоёв увеличено за счёт раздельной разводки питания графического процессора и видеопамяти на каждый слой. Благодаря этому снижаются до минимума так называемые «наводки» и повышается стабильность при разгоне. Всё это реализовано в рамках концепции MSI Unlocked Digital Power.
С этой же целью MSI N680GTX Lightning оснащена фирменным модулем GPU Reactor, установленным на обратной стороне печатной платы:

Его установка обещает пользователям на 200% более высокие мощности и повышение стабильности при разгоне в экстремальных условиях.
Управление питанием графического процессора возложено «на плечи» восьмифазного цифрового PWM-контроллера CHiL CHL8318:

Как и любая видеокарта MSI серии Lightning, N680GTX оснащена полезными инструментами для экстремальных оверклокеров, в числе которых двойной BIOS с настройками LN2, снятием всех ограничений по токам напряжений и увеличением верхней границы мощности, а также три разъёма для измерения напряжений — V-PLL, V-MEM и V-GPU:

В общем, не видеокарта, а просто рай для исследователей оверклокерского потенциала с использованием экстремального охлаждения в виде сухого льда или жидкого азота.
Графический процессор GK104 выпущен в Тайване на 18-й неделе 2012 года и относится к ревизии А2:

Его базовая частота повышена с 1006 до 1111 МГц, или на 10,4%, а в моменты высокой нагрузки частота может увеличиваться до 1176 МГц. В остальном это обычный Kepler с присущими ему характеристиками, приведёнными в таблице выше, и напряжениями 1,175 В для 3D- и 0,988 В — для 2D-режима.
ASIC-качество нашего экземпляра графического процессора оказалось весьма высоким — 96%:

Что касается микросхем памяти, то здесь всё стандартно: 2 Гбайт набраны восемью микросхемами GDDR5 производства компании Hynix Semiconductor Inc. с маркировкой H5GQ2H24MFR R0C:

Её эффективную частоту инженеры MSI оставили без изменений (6008 МГц). Следовательно, все прочие характеристики памяти видеокарты идентичны эталонным.
Вот как выглядят итоговые спецификации MSI N680GTX Lightning:

Система охлаждения Twin Frozr IV — эффективность и уровень шума

Оригинальная система охлаждения MSI Twin Frozr IV не претерпела почти никаких изменений со времен MSI R7970 Lightning:

Единственное отличие — отсутствие на медном никелированном основании кулера характерного выступа под утопленные кристаллы GPU Tahiti. В остальном это всё тот же качественно собранный и высокоэффективный кулер с дополнительными теплораспределительными пластинами на лицевой и обратной сторонах печатной платы:

«Супертрубки», как их называют в MSI, аккуратно уложены в желобки основания и пропаяны:

Два 100-мм вентилятора компании Power Logic модели PLA10015B12H с оригинальными лопастями и на 20% увеличенным воздушным потоком базируются на подшипниках качения и управляются широтно-импульсной модуляцией (PWM):

В дополнение они оснащены симпатичной синей подсветкой, а также системой удаления пыли (при включении они несколько секунд на полной мощности вращаются в обратную сторону, выдувая частички пыли из радиатора).
Для проверки температурного режима работы видеокарты в качестве нагрузки мы традиционно использовали пять циклов теста весьма ресурсоёмкой игры Aliens vs. Predator (2010) при максимальном качестве графики в разрешении 2560х1440 пикселей с анизотропной фильтрацией уровня 16х и с использованием MSAA-сглаживания степени 4x:

Для мониторинга температур и прочих параметров применялись программа MSI Afterburner версии 2.2.3 и утилита GPU-Z версии 0.6.3. Все тесты проводились в закрытом корпусе системного блока, конфигурацию которого вы сможете увидеть в следующем разделе статьи, при комнатной температуре 25 градусов Цельсия. Тестирование эффективности системы охлаждения видеокарты было проведено до её разборки с использованием штатного термоинтерфейса.
Мы с вами помним, что на MSI R7970 Lightning система охлаждения Twin Frozr IV проявила себя во всей красе, продемонстрировав очень высокий уровень эффективности охлаждения. Как оно будет на MSI N680GTX Lightning, мы с вами сейчас и узнаем:

Автоматический режим	Максимальная мощность

Не ударила в грязь лицом MSI Twin Frozr IV и на GeForce GTX 680 с повышенными частотами. Впрочем, кто бы сомневался? В автоматическом режиме работы вентиляторов кулера температура графического процессора выросла с 33 градусов Цельсия в простое до 64 градусов Цельсия в пике нагрузки, и температуры чипов памяти и VRM поднялись примерно до таких же значений. Примечательно, что скорость вентиляторов при этом составила всего 1650 об/мин, и, по субъективным ощущениям, видеокарта не вносит ощутимого дискомфорта в работу тихого системного блока. Результат попросту превосходный! При максимальных скоростях вентиляторов — 3200 об/мин — температура графического процессора составила 58 градусов Цельсия, а памяти и VRM — оказалась на два градуса ниже. Впрочем, все прекрасно понимают, что при столь высокой эффективности кулера эксплуатировать его на максимальной скорости вентиляторов совершенно не требуется.
Измерение уровня шума системы охлаждения видеокарты осуществлялось с помощью электронного шумомера CENTER-321 после часа ночи в полностью закрытой комнате площадью около 20 м² со стеклопакетами. Уровень шума измерялся вне корпуса системного блока, когда источником шума в комнате являлась только система охлаждения и её вентиляторы. Шумомер, зафиксированный на штативе, всегда располагался строго в одной точке на расстоянии ровно 150 мм от ротора вентилятора/турбины кулера. Материнская плата, в которую была вставлена видеокарта с установленной на неё системой охлаждения, размещалась на самом углу стола на пенополиуретановой подложке. Нижняя граница измерений шумомера составляет 29,8 дБА, а субъективно комфортный (не путать с низким) уровень шума при измерениях с такого расстояния находится около отметки 36 дБА. Скорость вращения вентиляторов изменялась во всём диапазоне их работы с помощью специального точного контроллера путём изменения питающего напряжения с шагом 0,5 В.
Для сравнительной оценки уровня шума MSI N680GTX Lightning на график мы включили результаты измерений уровня шума эталонных видеокарт NVIDIA GeForce GTX 680 и AMD Radeon HD 7970, а также ASUS GeForce GTX 680 DirectCU II TOP, которая оснащена одной из самых тихих систем охлаждения. Вертикальными пунктирными линиями соответствующего цвета отмечены границы работы вентиляторов систем охлаждения в автоматическом режиме.
Посмотрим, что получилось:

Несмотря на тот факт, что кривая уровня шума MSI N680GTX Lightning проходит выше трёх других кривых на графике, уровень шума этой видеокарты в автоматическом режиме работы вентиляторов ниже, чем у систем охлаждения эталонных видеокарт AMD Radeon HD 7970 и NVIDIA GeForce GTX 680. Это неплохо, но, как вы понимаете, назвать Twin Frozr IV «тихой» в 3D-режиме было бы некорректно, особенно на фоне результатов, продемонстрированных ASUS DirectCU II — эта система охлаждения в нашем рейтинге по-прежнему остаётся самой тихой среди оригинальных заводских кулеров для видеокарт.

Оверклокерский потенциал

Изучение оверклокерского потенциала MSI N680GTX Lightning мы начали на штатном напряжении 1,175 В и при максимальном значении Power limit:

Система охлаждения функционировала в автоматическом режиме. Итак, базовую частоту графического процессора нам удалось поднять на 75 МГц, а частоту видеопамяти — на 1000 эффективных мегагерц:

Частоты видеокарты составили 1186/1251/7008 МГц:

Результат разгона — выше среднего, укладывающийся в общий тренд разгона большинства GeForce GTX 680. А вот тот факт, что после разгона видеокарты её температурный режим не изменился и вентиляторы функционировали на тех же скоростях, — совсем не в тренде многих GeForce GTX 680, это заслуга MSI Twin Frozr IV:

При увеличении напряжения на графическом процессоре до 93 мВ (автоматически сбрасывалось до этого значения при установке 100 мВ) частоту удалось повысить на 135 МГц:

Что интересно, разгон GPU с повышением напряжения повлиял на максимально стабильную частоту памяти — её пришлось снизить на 20 МГц. Итоговые частоты после такого разгона составили 1246/1311/6988 МГц:

По графическому процессору была достигнута максимальная частота из всех протестированных нами ранее GeForce GTX 680 (а было их уже пять штук). В очередной раз не можем не отметить великолепный уровень эффективности MSI Twin Frozr IV, ведь даже при повышении напряжения на графическом процессоре его пиковая температура составила всего 71 градус Цельсия при 2070 об/мин:

Снимаю шляпу перед разработчиками и печатной платы видеокарты, и отменного кулера!

Энергопотребление

Измерение энергопотребления системы с различными видеокартами осуществлялось с помощью многофункциональной панели Zalman ZM-MFC3, которая показывает потребление системы «от розетки» в целом (без учёта монитора). Измерение было проведено в 2D-режиме, при обычной работе в Microsoft Word или интернет-серфинге, а также в 3D-режиме, нагрузка в котором создавалась с помощью трёхкратного теста из игры Metro 2033: The Last Refuge в разрешении 2560х1440 при максимальных настройках качества графики.
Давайте посмотрим на результаты:

Никаких сюрпризов в плане энергопотребления MSI N680GTX Lightning не преподнесла. Система с её участием потребляет в пике нагрузки 452 Вт на номинальных частотах и почти 500 Вт при разгоне видеокарты. Примечательно, что система с AMD Radeon HD 7970 GHz Edition даже в номинальном режиме её работы потребляет больше, чем система с MSI N680GTX Lightning при разгоне с увеличением напряжения на графическом процессоре. Добавим, что для любой из этих конфигураций будет достаточно качественного блока питания мощностью 550-600 Вт, что, в общем-то, является наиболее типичной мощностью для большинства игровых компьютеров.