Объект исследования: серийно выпускаемый ускоритель трехмерной графики (видеокарта) Gigabyte GeForce RTX 4090 Gaming OC 24G 24 ГБ 384-битной GDDR6X

Кратко о главном

Семейство Nvidia GeForce RTX 40 (хотя его пока сложно называть семейством: выпущены всего две модели, RTX 4090 и RTX 4080) стремительно ворвалось на рынок видеокарт, где и так яблоку негде упасть из-за обилия моделей поколения RTX 30. Впрочем, новинки — это флагманы, они пока призваны заместить лишь модели RTX 3080 Ti и выше, а картам уровня RTX 3080/3070 и ниже «волноваться» нечего, им еще жить да жить — пока нет даже слухов о сроках анонса RTX 4070/4060 и т. д.

Из новинок же мы пока можем увидеть на прилавках лишь RTX 4090 — да и то не на прилавках обычных розничных магазинов, а на маркетплейсах типа Озона, Авито и пр. В официальной розничной сети новинок на момент подготовки обзора практически не было. Появление RTX 4080 в продаже должно случиться после 16 ноября.

А мы пока будем постепенно изучать новые видеокарты на базе RTX 4090, которые одними из первых появились на нашем рынке.

Перед демонстрацией детальных тестов мы приводим краткие сведения о производительности семейства, к которому относится конкретный исследуемый ускоритель, а также его соперников. Все это нами субъективно оценивается по шкале из пяти градаций.

Игры без использования трассировки лучей (классическая растеризация):

Я думаю, что диаграмма выше всё прекрасно демонстрирует: даже в разрешении 4K во многих играх общая производительность ограничивается уже не видеокартой, а другими компонентами системы, чаще всего упирается в возможности центрального процессора (даже Core i9-12900K не способен угнаться за GeForce RTX 4090, причем в 4K!). Что касается карты Gigabyte, то она еще чуть быстрее референс-аналога.

Игры с использованием трассировки лучей и DLSS/FSR:

Ситуация у RTX 4090 примерно та же. Безусловно, включение RT снижает производительность, однако реализованные уже практически во всех играх с трассировкой лучей технологии Nvidia DLSS и AMD FSR сильно помогают нивелировать падение скорости от использования RT. Конечно же, в первую очередь от них выигрывают новые флагманы.

Характеристики карты

Компания Gigabyte Technology (торговая марка Gigabyte) основана в 1986 году в Китайской Республике (Тайвань). Штаб-квартира в Тайбэе/Тайвань. Изначально создавалась как группа разработчиков и исследователей. В 2004 году на базе компании был образован холдинг Gigabyte, в который вошли Gigabyte Technology (разработка и производство видеокарт и материнских плат для ПК); Gigabyte Communications (производство коммуникаторов и смартфонов под маркой GSmart (с 2006 г.).

Память

Карта имеет 24 ГБ памяти GDDR6X SDRAM, размещенной в 12 микросхемах по 16 Гбит на лицевой стороне PCB. Микросхемы памяти Micron (GDDR6X, MT61K512M32KPA-21 / D8BZC) рассчитаны на номинальную частоту работы в 2625 (21000) МГц.

Особенности карты и сравнение с Palit GeForce RTX 4090 GameRock

Gigabyte GeForce RTX 4090 Gaming OC 24G (24 ГБ)	Palit GeForce RTX 4090 GameRock OC (24 ГБ)
вид спереди
вид сзади

Мы сравниваем карту с моделью Palit по двум причинам: во-первых, эталонной карты Nvidia на базе RTX 4090 (24 ГБ) никто из медиасообщества в РФ не получал; во-вторых, интересно изучить сходство разных PCB у партнеров Nvidia. И мы видим, что карты действительно во многом схожи.

В то же время, референс-дизайн для собственных карт RTX 4090 Founders Edition является почти копией решения RTX 3090 Ti FE: инженеры Nvidia использовали ту же форму PCB с большим треугольным вырезом, чтобы обеспечить сквозную продувку радиатора СО.

И если в случае RTX 3090 Ti специалисты партнеров Nvidia тоже использовали подобный «вилообразный» дизайн, то под RTX 4090 для партнеров были разработаны PCB без такого выреза.

Мы видим, что ядро имеет маркировку AD102-300, защиты от майнинга нет, дата выпуска — 26-я неделя этого года (июнь).

Суммарное количество фаз питания у GeForce RTX 4090 FE — 23, а у карты Gigabyte — 24.

При этом распределение фаз такое: у GeForce RTX 4090 FE — 20 фаз на ядро и 3 на микросхемы памяти, у карты Gigabyte — 20 + 4.

Зеленым цветом отмечена схема питания ядра, красным — памяти. Все контроллеры расположены на оборотной стороне PCB. Фазами питания ядра и микросхем памяти управляет тандем из двух ШИМ-контроллеров uPI Semi — uP9512U (максимум 12 фаз) и uP9512R (вариант на 12 фаз).

В преобразователе питания, традиционно для всех видеокарт Nvidia, используются транзисторные сборки DrMOS — в данном случае SiC653A (Vishay), каждая из которых рассчитана максимально на 50 А.

Также на тыльной стороне карты имеется контроллер uS5650Q (uPI Semi), который отвечает за мониторинг карты (отслеживание напряжений и температуры).

Управление подсветкой традиционно возложено на контроллер Holtek.

Карта имеет два режима работы, они заложены в двух вариантах BIOS, которые переключаются с помощью переключателя на верхнем торце карты: OC (с фабричным разгоном) и Silent (тихий, почти без разгона). Разница между режимами заключается не только в оборотах вентиляторов, также у GPU в этих режимах разные максимальные частоты. При этом предел энергопотребления для обеих версий BIOS заложен в 600 Вт.

Штатные частоты памяти равны референсным значениям, а Boost-значение частоты работы ядра в обоих режимах BIOS выше референс-аналога почти на 3,5%. А вот максимальная частота работы ядра в BIOS OC на 5% выше референс-аналога (в среднем мы получили в играх прирост производительности в 4,5% относительно референс-карты). Максимум по частоте работы ядра в BIOS Silent по сути равен референс-аналогу.

Энергопотребление карты Gigabyte в тестах доходило до 483 Вт (в режиме BIOS OC) и до 487 Вт (BIOS Silent).

Я попробовал ручной разгон и получил максимальные частоты 3045/22100 МГц, что обеспечило прирост в играх в разрешении 4K в среднем почти на 9% относительно референсных значений. Энергопотребление карты выросло до 595 Вт!

Питание на карту Gigabyte подается через новый 16-контактный разъем питания стандарта PCIe 5.0.

В комплекте поставки карты имеется переходник на такой разъем с четырех обычных 8-контактных (хорошо всем знакомых).

Отметим приличные габариты данной карты, особенно по толщине: около 7,5 см. В результате видеокарта занимает 4 слота в системном блоке.

RTX 4090 (в отличие от RTX 3090/3090 Ti) не обладает поддержкой мультиграфической конфигурации, то есть технологии SLI, и у карты нет специального разъема на верхнем торце.

Карта имеет стандартный набор видеовыходов: три DP 1.4a и один HDMI 2.1.

Также отметим качество исполнения самой PCB.

Производитель декларирует просто фантастический уровень защиты печатной платы. Проверять влагостойкость и устойчивость к коррозии мы по понятным причинам не стали, а для проверки защиты от пыли нужно время.

Управление работой карты обеспечивается с помощью фирменной утилиты Aorus Engine.

Эта программа предоставляет управление вентиляторами, частотами работы карты, напряжением ядра и слежение за состоянием карты (мониторинг).

Нагрев и охлаждение

Еще при выпуске первого поколения ускорителей GeForce RTX 30 в Nvidia решили сделать у карт GeForce RTX 3080/3090 более компактную PCB и придумали новую систему охлаждения, продувающую радиатор насквозь (при этом частично оставляющую нагретый воздух в объеме корпуса). Здесь мы видим кулер, выполненный именно по этой концепции: его основой является огромный многосекционный пластинчатый никелированный радиатор с тепловыми трубками, распределяющими тепло по ребрам радиатора.

Трубки припаяны к огромному медному плато, скрывающему испарительную камеру (это, по сути, этакая огромная «расплющенная» тепловая трубка, в которой легкокипящая жидкость переносит тепло с нагреваемой стороны на охлаждаемую).

Микросхемы памяти и преобразователи питания VRM охлаждаются с помощью этой же огромной медной подошвы (через термопрокладки).

Задняя пластина не только служит элементом защиты PCB, но и участвует в охлаждении оборотной стороны платы через термоинтерфейс.

Поверх радиатора установлен кожух с тремя вентиляторами ∅100 мм, имеющими рифленые лопасти.

Стоит также отметить популярную технологию вращения центрального вентилятора в противоположную сторону, когда достигается «эффект шестеренок», снижающий турбулентность воздушного потока.

Остановка вентиляторов при малой нагрузке видеокарты происходит, если температура GPU опускается ниже 50 градусов, а нагрев микросхем памяти — ниже 80 градусов. Разумеется, СО при этом становится бесшумной. При запуске ПК вентиляторы работают, однако после загрузки видеодрайвера идет опрос рабочей температуры, и они выключаются. Ниже есть видеоролик на эту тему.

Мониторинг температурного режима с помощью MSI Afterburner:

Режим OC mode:

После 2-часового прогона под нагрузкой максимальная температура ядра не превысила 68 градусов, а температура микросхем памяти — 63 градусов, что является просто великолепным результатом для видеокарт флагманского уровня! Энергопотребление карты доходило до 483 Вт. Напомним, что безопасный предел нагрева памяти GDDR6X — 105 °C.

Режим Silent mode:

В этом случае максимальная температура ядра достигала 70 градусов, а микросхем памяти — 66 °C, что, в принципе, также является отличным результатом для видеокарт такого уровня. Энергопотребление карты практически не изменилось (487 Вт).

При ручном разгоне (режим ОС) параметры нагрева и шума менялись очень мало, максимальное потребление выросло до 595 Вт.

Мы засняли и ускорили в 50 раз 8-минутный прогрев (Gaming mode):

Максимальный нагрев наблюдался в центральной части PCB, а также около разъема питания. Стоит обратить внимание на переходник питания с четырех 8-контактных разъемов на один 16-контактный, который входит в комплект поставки.

Несмотря на, казалось бы, очень толстые оплетенные кабели и наличие оплетки у входа в 16-контактный разъем, данный адаптер крайне не рекомендуется сгибать в месте той самой оплетки, ибо на входе в разъем по стандарту PCIe 5.0 находится микросхема, задействующая два управляющих контакта в разъеме. Коллега из немецкого издания Igor’s Lab тщательно разобрался, как это всё работает.

Если использовать менее трех 8-контактных разъемов или не задействовать 8-контактный разъем №1, то карта просто не запустится. С тремя подключенными разъемами запуск состоится, но потребление карты будет ограничено на уровне 450 Вт. И только когда все 4 разъема подключены, через разъем удастся получить все 600 Вт. Такую схему работы имеют только поставляемые с видеокартами «интеллектуальные» адаптеры, которые (вероятно) партнерам поставляет Nvidia вместе с GPU и микросхемами памяти. При покупке подобных адаптеров питания в случайных местах типа AliExpress можно теоретически натолкнуться на упрощенный вариант без микросхемы, где питание с разъемов будет просто заведено на общую шину без задействования управляющих контактов. Использование таких переходников может привести к непредсказуемым результатам. Поэтому мы еще раз рекомендуем приобретать полноценные БП ATX 3.0 с разъемом 12VHPWR и кабелем с 16 контактами для видеокарт новых поколений.

Адаптер питания ни в коем случае нельзя изгибать непосредственно после 16-контактного разъема, это может привести к печальным последствиям, с которыми уже столкнулись отдельные пользователи RTX 4090, у которых выгорели как адаптер, так и разъем питания на самой карте.

Были сообщения и о выгорании части контактов разъема питания на видеокарте даже с использованием нового блока питания ATX 3.0 с полноценным кабелем PCIe 5.0. Будем надеяться, что это какие-то разовые случаи, и проблема не системного плана.

Шум

Методика измерения шума подразумевает, что помещение шумоизолировано и заглушено, снижены реверберации. Системный блок, в котором исследуется шум видеокарт, не имеет вентиляторов, не является источником механического шума. Фоновый уровень 18 дБА — это уровень шума в комнате и уровень шумов собственно шумомера. Измерения проводятся с расстояния 50 см от видеокарты на уровне системы охлаждения.

Режимы измерения:

• Режим простоя в 2D: загружен интернет-браузер с сайтом iXBT.com, окно Microsoft Word, ряд интернет-коммуникаторов
• Режим 2D с просмотром фильмов: используется SmoothVideo Project (SVP) — аппаратное декодирование со вставкой промежуточных кадров
• Режим 3D с максимальной нагрузкой на ускоритель: используется тест FurMark

Оценка градаций уровня шума следующая:

• менее 20 дБА: условно бесшумно
• от 20 до 25 дБА: очень тихо
• от 25 до 30 дБА: тихо
• от 30 до 35 дБА: отчетливо слышно
• от 35 до 40 дБА: громко, но терпимо
• выше 40 дБА: очень громко

В режиме простоя в 2D в обоих режимах ОС/Silent температура была не выше 45 °C, вентиляторы не работали, уровень шума был равен фоновому — 18 дБА.

При просмотре фильма с аппаратным декодированием ничего не менялось.

Режим BIOS: ОС

В режиме максимальной нагрузки в 3D температура достигала 68/63 °C (ядро/память). Вентиляторы при этом раскручивались до 1940 оборотов в минуту, шум вырастал до 31,3 дБА: это отчетливо слышно, но еще не громко. В видеоролике ниже можно оценить, как вырастает шум (он фиксировался на пару секунд через каждые 30 секунд).

Режим BIOS: Silent

В режиме максимальной нагрузки в 3D температура достигала 70/66 °C (ядро/память). Вентиляторы при этом раскручивались до 1690 оборотов в минуту, шум вырастал до 28,0 дБА: это тихо. В видеоролике ниже это продемонстрировано (шум фиксировался на пару секунд через каждые 30 секунд).

С учетом того, сколько данная карта потребляет, довольно тихая работа системы охлаждения заслуживает только похвалы. Правда, не стоит забывать, что тепло, выделяемое картой, остается внутри системного блока, так что использование корпуса с хорошей вентиляцией крайне желательно.

Подсветка

Карта имеет подсветку по ободам вентиляторов, а также подсвечен логотип компании на верхнем торце. Подсветка вокруг вентиляторов включается только при их вращении; когда они стоят — свечения нет.

Управление традиционно осуществляется через утилиту RGB Fusion (сейчас все фирменные утилиты заменены единой программой Gigabyte Control Center). Стоит отметить интересный режим свечения на ободах, когда скорость смены цветов соответствует частоте вращения вентиляторов.

Комплект поставки и упаковка

В комплекте поставки кроме традиционного краткого руководства пользователя имеются: разборная металлическая подставка-кронштейн под карту с набором крепежа и переходник питания.

В комплект входит подставка, причем не привычная уже в виде штатива, и даже не в виде ранее использовавшегося многими партнерами Nvidia кронштейна-подпорки под карту. Это тоже кронштейн, но крепится он к стенке корпуса либо за пределами материнской платы (в случае модели форм-фактора ATX), либо над ней (в случае форм-фактора E-ATX), используя прилагаемый набор крепежа.

Результаты тестирования, конфигурация

Список инструментов тестирования

Во всех игровых тестах использовалось максимальное качество графики в настройках.

• Hitman III (IO Interactive/IO Interactive)
• Cyberpunk 2077 (Софтклаб/CD Projekt RED), патч 1.2
• God of War (Sony IE/Sony IE)
• Assassin’s Creed Valhalla (Ubisoft/Ubisoft)
• Marvel’s Guardians of the Galaxy (Eldos/Square Enix)
• The Medium (Bloober/Bloober)
• Godfall (Gearbox Publishing/Counterplay Games)
• Resident Evil Village (Capcom/Capcom)
• Far Cry 6 (Ubisoft/Ubisoft)
• Battlefield 2042 (DICE/EA)

Результаты тестирования в 3D-играх

Стандартные результаты тестов без использования аппаратной трассировки лучей в разрешениях 1920×1200, 2560×1440 и 3840×2160

Hitman III

Cyberpunk 2077

God of War

Assassin’s Creed Valhalla

Marvel’s Guardians of the Galaxy

The Medium

Godfall

Resident Evil Village

Far Cry 6

Battlefield 2042

Все регулярно тестируемые нами видеокарты сейчас поддерживают технологию RT, поэтому мы проводим тесты не только с использованием обычных методов растеризации, но и с включением RT и/или DLSS/FSR.

Результаты тестов со включенной аппаратной трассировкой лучей и/или DLSS/FSR в разрешениях 1920×1200, 2560×1440 и 3840×2160

Cyberpunk 2077, RT

Cyberpunk 2077, RT+DLSS/FSR

God of War, DLSS/FSR

Marvel’s Guardians of the Galaxy, RT

Marvel’s Guardians of the Galaxy, RT + DLSS/FSR

The Medium, RT

The Medium, RT + DLSS/FSR

Resident Evil Village, RT

Far Cry 6, RT

Far Cry 6, RT + FSR

Battlefield 2042, RT

Battlefield 2042, RT + DLSS

Учитывая, что RTX 4090 является лидером по производительности на сегодня, то логично было протестировать в огромном разрешении 8K и эту карту — разумеется, с применением DLSS/FSR и трассировки лучей.

Результаты тестов с включенной аппаратной трассировкой лучей и DLSS/FSR в разрешении 7680×4320 (8К)

Cyberpunk 2077, RT+DLSS/FSR

God of War, DLSS/FSR

Marvel’s Guardians of the Galaxy, RT+DLSS

The Medium, RT+DLSS/FSR

Far Cry 6, RT+FSR

Сегодня нормально поиграть в таком разрешении можно только на самых флагманских и дорогих видеокартах уровня RTX 3090 Ti/3090/3080 Ti/3080, а также RX 6950/6900 XT, да и то для приемлемого комфорта в таких играх требуется обязательная поддержка DLSS (или FSR). Однако поиграть все же можно, и учитывая, что разрешение 8К пока доступно только на огромных телевизорах (от 55″), эффект от игр может быть весьма впечатляющим.

Рейтинг iXBT.com

Рейтинг ускорителей iXBT.com демонстрирует нам функциональность видеокарт друг относительно друга и представлен в двух вариантах:

1. Вариант рейтинга iXBT.com без включения RT

Рейтинг составлен по всем тестам без использования технологий трассировки лучей. Этот рейтинг нормирован по наиболее слабому ускорителю из группы карт — Radeon RX 6500 XT (то есть сочетание скорости и функций Radeon RX 6500 XT приняты за 100%). Рейтинги ведутся по 21 ежемесячно исследуемому нами акселератору в рамках проекта Лучшая видеокарта месяца. В данном случае из общего списка выбрана группа карт для анализа, в которую входят GeForce RTX 4090 и его конкуренты.

Рейтинг приведен суммарно для всех трех разрешений.

Лидерство RTX 4090 очевидно, средний выигрыш в производительности относительно RTX 3090 Ti и RX 6950 XT по всем разрешениям составляет 27%, а в разрешении 4К — и вовсе 47%. Карта Gigabyte за счет фабричного разгона быстрее еще на 4,5%.

2. Вариант рейтинга iXBT.com с включением RT/DLSS/FSR

Рейтинг составлен по 9 тестам, в которых используется технология трассировки лучей и одновременно технология Nvidia DLSS или AMD FSR. Этот рейтинг нормирован по самому слабому ускорителю в данной группе — Radeon RX 6500 XT (то есть сочетание скорости и функций Radeon RX 6500 XT приняты за 100%).

Рейтинг приведен суммарно для всех трех разрешений.

В данном случае лидерство RTX 4090 выражено еще более ярко относительно флагманов AMD вследствие большего падения производительности у тех при включении RT. В среднем прирост производительности относительно RTX 3090 Ti по всем разрешениям составляет 26%, а в разрешении 4К — 43%. Карта Gigabyte за счет фабричного разгона опять же еще немного быстрее. Разница же в производительности с RX 6950 XT в данном случае составляет 47% по всем разрешениям и аж 90%(!) в 4К.

Рейтинг полезности

Рейтинг полезности тех же карт получается, если показатель предыдущего рейтинга разделить на цены соответствующих ускорителей. Для расчета рейтинга полезности использованы розничные цены на начало ноября 2022 года. Учитывая нацеленность RTX 4090 на разрешение 4К, мы привели рейтинг, подсчитанный только при использовании разрешения 3840×2160. Поэтому цифры отличаются от рейтинга iXBT.com.

1. Вариант рейтинга полезности без включения RT

Рейтинг полезности, основанный исключительно на игровой производительности, для карт уровня RTX 3090/3090 Ti/4090 не вполне корректен, ибо эти ускорители не только игровые — они могут использоваться в составе ПК для задач 3D-моделирования, САПР-проектирования и т. п. Оттого и ценники на такие карты изначально куда выше, чем у чисто игровых решений. Плюс завышенные в данном случае цены из-за новизны RTX 4090. Тем не менее, за счет серьезного превосходства над всеми соперниками по скорости в 4К даже высокая стоимость новинки не помешала RTX 4090 опередить флагман AMD (RX 6950 XT), а карте Gigabyte — подняться еще выше, причем ручной разгон вывел этот продукт в лидеры группы.

2. Вариант рейтинга полезности с включением RT

Почти все вышесказанное справедливо и здесь. В целом, сейчас уже нет смысла приобретать флагманы AMD 6000-й серии. А что касается RTX 3090 Ti, то эти карты еще будут какое-то время популярны из-за упавших на них цен и с учетом завышенных в первое время цен на RTX 4090.

Выводы

Gigabyte GeForce RTX 4090 Gaming OC 24G (24 ГБ) — очень крупный (наверное, один из самых громоздких) представитель флагманского ускорителя игрового класса GeForce RTX 4090. Видеокарта способна потреблять при ручном разгоне до 600 Вт, поэтому надо иметь очень хороший мощный блок питания в ПК. Система охлаждения сравнительно тихая, лишь в режиме BIOS OC кулер немного слышно при максимальной нагрузке. Видеокарта снабжается кронштейном, с помощью которого ее хвостовая часть жестко крепится к корпусу ПК, что гарантирует отсутствие провисания тяжелой карты. Габариты этой модели составляют 34 см в длину и 15 см в высоту, а по ширине видеокарта занимает 4 слота в корпусе.

Карта Gigabyte имеет стандартный 16-контактный разъем питания версии PCIe 5.0. Несмотря на то, что в комплекте поставки имеется адаптер-переходник для подключения разъемов питания типа PCIe 2.0 (на 4 таких разъема), лучше все же использовать блоки питания стандарта ATX 3.0 с полноценной поддержкой питания стандарта PCIe 5.0 (с кабелем 12VHPWR). Имеющийся же переходник питания ни в коем случае нельзя изгибать непосредственно после 16-контактного разъема.

Производитель декларирует наличие 4-летней гарантии на эту карту (при регистрации покупки онлайн).

Отметим еще раз, что GeForce RTX 4090 отлично подходит для игры в разрешении 4К с максимальным качеством графики с трассировкой лучей даже без DLSS, а также для разрешения 8К в играх с поддержкой DLSS (или RT+DLSS). Также отметим поддержку стандарта HDMI 2.1, позволяющего выводить 4K-изображение со 120 FPS или 8K-разрешение при помощи одного кабеля, поддержку аппаратного декодирования видеоданных в формате AV1, технологию RTX IO, способную обеспечить быструю передачу и распаковку данных с накопителей прямо в GPU, а также технологию снижения задержек Reflex, полезную для киберспортсменов. Разумеется, RTX 40 принес нам DLSS 3, но об этой технологии мы поговорим отдельно, когда в свет выйдут соответствующие патчи для популярных и используемых нами игр, а также новые игры с уже реализованной поддержкой DLSS 3.

Справочные материалы:

• Руководство покупателя игровой видеокарты
• Справочник по AMD Radeon HD 7xxx/Rx
• Справочник по Nvidia GeForce GTX 6xx/7xx/9xx/1xxx

В номинации «Оригинальный дизайн» плата Gigabyte GeForce RTX 4090 Gaming OC 24G (24 ГБ) получила награду:

Благодарим Владислава Громова
из Хабаровска (Telegram-канал, сайт)
за помощь в оперативном получении нового оборудования из Китая